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    果膠酶是指能夠分解果膠物質的多種酶的總稱。果膠物質廣泛存在於高等植物中,是細胞壁的一種組織成分,能將細胞彼此粘合在一起。果膠物質是碳水化合物的衍生物,是一種高分子聚合物。主要由D-半乳糖醛酸以a-1,4糖苷鍵連線形成,是非澱粉多糖的成分之一。果膠酶在工業生產中作為重要的酶之一 ,早已為人們廣泛認識。20世紀30年代,美國和德國就將果膠酶應用於工業生產中,經過半個多世紀的發展,果膠酶已經實現商品化,大量應用於食品工業。本文針對果膠酶的特性對其在食品工業中的應用加以綜述。

    果膠酶廣泛分佈於高等植物和微生物中,在某些原生動物和昆蟲中也有發現。在微生物中,細菌、放線菌酵母和黴菌都能代謝合成果膠酶閘。果膠酶-般分為原果膠酶、果膠水解酶、果膠裂解酶和果膠酯酶等。許多微生物都能產生使果膠溶解的原果膠酶,其能從植物組織中使原果膠釋放出可溶性的果膠物質。一般根據原果膠酶的作用機理,將其分為2種類型:A型原果膠酶和B型原果膠酶。

    A型原果膠酶主要作用於原果膠的光滑區,也就是多聚半乳糖醛酸的區域;B型原果膠酶主要作用於須狀區,也就是連線聚半乳糖醛酸鏈和細胞壁組分的多糖鏈。果膠水解酶可分為聚半乳糖醛酸酶、聚半乳糖醛酸甲酯水解酶。聚鼠李半乳糖醛酸酶、阿拉伯聚糖酶、半乳聚糖酶、木糖基半乳糖醛酸酶等。其中聚半乳糖醛酸酶是在有水參加反應的情況下促進聚半乳糖醛酸鏈水解的一種果膠水解酶,其應用最為廣泛用。果膠裂解酶催化果膠分子鏈的β~消除裂解,對提高果汁產量方面有重要意義。果膠酯酶是細胞壁胞內酶,對聚半乳糖醛酸甲酯具有高度的專一性,也能水解聚半乳糖醛酸乙酯、丙酯和烯丙酯,但水解速率低於甲酯,對聚甘露糖醛酸甲酯不起作用圈。

    果膠酶在食品工業中的應用

    果汁澄清

    除了柑橘汁以外,大多數基於飲料使用的水果汁,為了避免在最終產品中出現渾濁、沉積等現象,一般都要在加工過程中進行澄清處理。工業上果汁的澄清一般包括酶催化脫果膠作用和澄清劑加果膠酶、明膠、矽溶膠和膨潤土來分別完成果膠的降解及非溶物質的物理化學沉澱凹。果膠酶澄清的實質包括果膠的酶促水解和非酶的靜電絮凝兩部分;當果汁中的果膠在果膠酶作用下部分水解後,原來被包裹在內的部分帶正電荷的蛋白質顆粒就暴露出來,與其他帶負電荷的粒子相撞,從而導致絮凝的發生,絮凝物在沉降過程中,吸附、纏繞果汁中的其他懸浮粒子,透過離心、過濾可將其除去,從而達到澄清目的啊。

    提高果蔬汁的出汁率

    果蔬的細胞壁中含有大量的果膠質、纖維素、澱粉、蛋白質、木質素等物質,使得破碎後的果漿比較黏稠,壓榨取汁非常困難且出汁率很低。果膠酶不但能催化果膠降解為半乳糖醛酸,破壞了果膠的黏著性及穩定懸浮微粒的特性,有效降低黏度、改善壓榨效能,提高出汁率和可溶性固形物含量,而且能增加果汁中的芳香成分,減少果渣產生,同時有利於後續的澄清、過濾和濃縮工序。

    提取生物活性功能成分

    目前提取水溶性活性成分的方法比較多,如水浸提法、滲透法、迴流法、超聲波法、微波法和酶法等。水浸提法是傳統的提取方法,操作繁瑣而且提取率低,超聲波法和微波法則成本相對較高,有一定的裝置要求,而酶法作用條件溫和,操作相對簡單又能保證較高的提取率。由於果膠物質主要存在於植物初生壁和細胞中間,而複合果膠酶能夠除去細胞壁中的果膠質,從而可以有效地破除細胞壁,使細胞中的活性成分溶解出來。

    改善酒的品質

    果膠酶可以改善酒的色澤、增加酒香,並提高葡萄酒出汁率等,對提高紅葡萄酒的品質有重要作用。可以使較多的單花色素,多酚物質溶出,使葡萄酒的呈色強度提高,葡萄酒的果香物質增加,酒體豐滿度增強。

    其他方面

    果膠酶處理還能加速茶發酵過程,而且也能透過消除果膠物質而降低速溶茶的起泡性。在咖啡發酵過程中人們還應用果膠酶來消除咖啡豆的膠黏性外膜。果膠酶也可應用在柑橘屬果實果皮中油的提取方面,利用其能破壞膠質的乳化性質,提高柑橘屬果實果皮中油的提取率明。

    小結及展望

    目前有關果膠酶的研究主要集中於產酶菌種的篩選、酶的提取分離以及提高果汁出汁率和澄清方面。果膠酶在自然界中分佈廣泛,但目前有關果膠酶的應用大多是將其作為單一酶應用,這使得果膠酶在食品工業中的應用難以有更大的拓展。未來有關果膠酶的研究應致力於分子水平上酶調節機制的研究以及不同的果膠酶作用於果膠物質的作用機理方面。相信隨著對果膠酶研究的不斷深入,果膠酶對食品工業的發展將起到更大的推動作用。

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