纖維素酶及相關(guān)酶在食品生物技術(shù)中的應(yīng)用生物

董 宇 內(nèi)蒙古包頭市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平得到顯著提高，所食用食物的種類、口味逐漸向多樣化發(fā)展。同時(shí)隨著快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，在干洗、紡織、動(dòng)物飼料、釀造、食品等行業(yè)中逐漸開始應(yīng)用果膠酶、半纖維素酶和纖維素酶，其商業(yè)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值都得到了一定的發(fā)展。

從20世紀(jì)中期開始，人們逐漸關(guān)注和研究纖維素酶及相關(guān)酶，這主要是由于在木質(zhì)纖維素中添加這些酶類后，能將其轉(zhuǎn)化為可溶性糖和葡萄糖。隨著研究的深入和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，纖維素酶及相關(guān)酶已在很多行業(yè)中得到大量應(yīng)用，其需求量也在不斷地?cái)U(kuò)大。

食品生物技術(shù)中果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶的應(yīng)用

果蔬汁榨取和澄清

通過(guò)對(duì)水果和蔬菜中果蔬汁的榨取，能得到許多具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的成分，生產(chǎn)果蔬汁的過(guò)程主要包括榨取、澄清、穩(wěn)定3個(gè)步驟。從20世紀(jì)30年代開始，人們開始生產(chǎn)果汁，但由于受到當(dāng)時(shí)機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的限制，其產(chǎn)率較低，且過(guò)濾的難度也較大。隨著人們對(duì)果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶研究的深入，逐漸解決和克服了這些困難。目前，在榨取和澄清果蔬汁時(shí)已應(yīng)用這些酶，有效地防止果蔬汁中形成煙霧狀沉淀。

生產(chǎn)水果飲料和果醬

一些水果較易腐爛，人們對(duì)其進(jìn)行深加工，將這些水果轉(zhuǎn)化為飲料或果醬來(lái)吸引消費(fèi)者，具有重要的商業(yè)意義。部分水果氣味較濃烈且易壓榨，在制成飲料時(shí)，需進(jìn)行混合和稀釋，才能受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。在果汁中加入浸解酶，可增強(qiáng)果汁的穩(wěn)定性，同時(shí)降低濃度。因此，在生產(chǎn)水果飲料和果醬時(shí)添加適當(dāng)?shù)慕饷?，具有重要意義。

改善果蔬感官品質(zhì)

將酶類添加到食品生產(chǎn)中，能有效改善其感官品質(zhì)、風(fēng)味和組織性，如在柑橘類水果中將果膠酶真空灌注，能加快剝皮的效率，在生產(chǎn)中已逐漸趨于商業(yè)化。目前一些西方國(guó)家已應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)色拉和無(wú)皮柑橘。灌注果膠酶技術(shù)主要具有4個(gè)方面的作用：①緩解和降低柑橘皮中的苦味；②防止果蔬在干燥的環(huán)境中失去原有的風(fēng)味；③提高桃子類水果的硬度；④在腌制或酸洗的過(guò)程中增強(qiáng)果蔬的揮發(fā)性和芳香性。

提取橄欖油

隨著生活水平的提高，人們更加注重?cái)z入營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的食品，橄欖油因其較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受到人們的喜愛(ài)。橄欖油的榨取主要有3個(gè)步驟：首先用金屬磨或石頭對(duì)橄欖進(jìn)行碾壓和壓榨，其次絞碎橄欖，混合成橄欖漿，最后通過(guò)高速離心得到橄欖油，一般10 kg橄欖能提取出2 kg左右的橄欖油。根據(jù)橄欖油中含有游離脂肪酸的多少，可分為特級(jí)初榨油、初榨油、普通油3個(gè)等級(jí)。為確保橄欖油的品質(zhì)，應(yīng)采摘還未完全成熟、新鮮的橄欖果實(shí)，榨取的環(huán)境應(yīng)符合冷壓條件。還未完全成熟的橄欖果實(shí)產(chǎn)量要小于完全成熟的產(chǎn)量，但榨取出的橄欖油中油脂酸度含量較高。如果壓榨溫度較高，易產(chǎn)生較多的不良?xì)馕?，且易腐敗。因此，為壓榨出高品質(zhì)的橄欖油，還需不斷地改進(jìn)榨取方式。

提高焙烤產(chǎn)品質(zhì)量

淀粉酶、蛋白酶等外源性微生物酶，在食品生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，以內(nèi)-木聚糖酶為代表的半纖維素酶在焙烤的過(guò)程中得到大量的使用，顯著提高蛋糕、面包、餅干和生面團(tuán)等產(chǎn)品的質(zhì)量。目前人們對(duì)該酶類在焙烤食品中的作用機(jī)制尚不清楚，只是猜測(cè)可能內(nèi)-木聚糖酶能水解面粉中的阿拉伯木聚糖，將其中的水成分進(jìn)行重新分配。在焙烤食品中加入阿拉伯木聚糖酶、α-L-阿拉伯果糖酶、阿拉伯糖酶等酶類能有效地提高其感官性、質(zhì)量和組織性，但在使用的過(guò)程中要注意其合理性與科學(xué)性。

生產(chǎn)葡萄酒和啤酒

葡萄酒的釀造主要是通過(guò)對(duì)葡萄進(jìn)行榨汁，并利用酵母促使葡萄汁發(fā)酵，啤酒的釀造則主要是制備和發(fā)酵大麥芽，在這些過(guò)程中酶類都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在葡萄酒和啤酒中添加外源性葡聚糖酶能顯著提高其質(zhì)量，并加快生產(chǎn)效率。

發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和提高，人們對(duì)酶類的研究取得一定的成果，并在很多生產(chǎn)行業(yè)中得到大量應(yīng)用。目前在工業(yè)生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用果膠酶、半纖維素酶及纖維素酶，在實(shí)際的使用中發(fā)揮著重要的積極作用。隨著對(duì)纖維素酶功能關(guān)系和結(jié)構(gòu)研究的深入，再加上蛋白質(zhì)學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等研究的發(fā)展，顯著提高了生物技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生產(chǎn)需求，加強(qiáng)對(duì)纖維素酶及相關(guān)酶的研究和探討，對(duì)促進(jìn)食品生物技術(shù)的發(fā)展、拓寬相關(guān)的生物技術(shù)領(lǐng)域，具有重要的意義和作用。

結(jié)語(yǔ)

目前纖維素酶及相關(guān)酶在食品生物技術(shù)中的應(yīng)用主要集中在果蔬汁榨取和澄清、生產(chǎn)水果飲料和果醬、改善果蔬感官品質(zhì)、提取橄欖油、提高焙烤產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)葡萄酒和啤酒等幾個(gè)方面，并發(fā)揮著積極的促進(jìn)作用。同時(shí)為促進(jìn)生物技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，仍需加大研究的力度，拓寬生物技術(shù)領(lǐng)域，在更多的行業(yè)發(fā)揮重要作用，促進(jìn)食品行業(yè)的快速發(fā)展。

董宇（1988-），女，漢族，內(nèi)蒙古包頭人，本科，助理工程師。研究方向：食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)。