食品發(fā)酵與加工過程中對纖維素酶的應(yīng)用探究

張浩年

摘? 要：當(dāng)前，包括污水治理、醫(yī)藥制備、食品加工等多個行業(yè)均對纖維素酶有一定的使用需求，為了促使其期能夠在食品加工行業(yè)得到更為廣泛以及充分應(yīng)用，本文對纖維素酶的作用機(jī)制以及應(yīng)用進(jìn)行深入分析，以期對相關(guān)單位有所幫助。

關(guān)鍵詞：纖維素酶;食品加工;發(fā)酵

引言

纖維素酶有著非常優(yōu)越的木聚糖酶活力，是較為常見的復(fù)合酶類型之一。經(jīng)過分析包括葡萄糖內(nèi)切酶、外切酶以及B-葡萄糖苷酶等均是其重要構(gòu)成成分。目前業(yè)內(nèi)用于生產(chǎn)纖維素酶辦法大致可以劃分為2類，首先，基于對優(yōu)良菌株的選擇，從而獲得目標(biāo)帶有多纖維素的復(fù)合體;其次，基于基因技術(shù)工程來重建富含纖維素酶基因的克隆菌株。當(dāng)前，纖維素酶的作用可以使得纖維素被進(jìn)一步分解為乙酸、乙醇以及乳酸等小分子形式纖維素，因此本廣泛應(yīng)用于化工以及食品發(fā)酵加工等領(lǐng)域。

1.纖維素酶特性

1.1纖維素酶性質(zhì)

實(shí)際不同的菌屬以及發(fā)酵方式所得到的纖維素酶也各不相同。有學(xué)者經(jīng)過研究曾提出，基于同一類微生物所得到的纖維素酶進(jìn)行酶學(xué)特性的研究，包括酸堿度、環(huán)境的溫濕度情況、離子變化以及其它物質(zhì)的含量等均會對纖維素酶產(chǎn)生一定的影響，另外，常規(guī)纖維素酶較適宜在30-45攝氏度的環(huán)境下反應(yīng)，而35-37攝氏度為最理想的反應(yīng)溫度。大部分纖維素酶即便在高溫高熱環(huán)境下依然保持較好的穩(wěn)定特性，而環(huán)境溫度為四十至六十五攝氏度時較為理想，且不同的酸堿度環(huán)境下酶的熱穩(wěn)定也會有一定的不同。

1.2纖維素酶作用形式

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)普遍公認(rèn)的形式為，首先基于葡萄糖內(nèi)切酶與微纖維的非結(jié)晶區(qū)產(chǎn)生反應(yīng)，從而使其露出大量的末端并供外切酶反應(yīng)，纖維二塘水解就非還原末端逐個分解，得到纖維二糖，隨后一些降解了的纖維素被進(jìn)一步的在葡聚糖內(nèi)切酶以及葡聚糖外切酶的共同作用下，被分解為其它形式的低聚糖，最后經(jīng)過B-葡萄糖苷酶的租用得到葡萄糖。

2.食品加工中的應(yīng)用

2.1方便面與大豆加工中的應(yīng)用

基于纖維素酶的作用，可以促使大豆被進(jìn)一步的脫皮，此外由于其可以對細(xì)胞壁產(chǎn)生一定的干擾，因此可以使蘊(yùn)含在其中的蛋白質(zhì)以及油脂等被進(jìn)一步徹底分離，提升了就大豆以及豆餅內(nèi)部所獲得的高品質(zhì)水溶性蛋白質(zhì)以及油脂，大大降低加工成本的同時也很好的縮短了整個的加工時間，產(chǎn)品的品質(zhì)也有了顯著提升。而在方便面的加工過程中，基于酶制劑和面粉之間的預(yù)混合，就彈性、爽滑性以及耐泡性等幾個方面評估，可以較好的改良方便面的泡吃效果。

2.2速溶茶中的應(yīng)用

速溶茶是一種應(yīng)用較為快捷方便的飲品，因此對于其速溶、無熔渣等有一定的要求。生產(chǎn)過程中普遍基于熱水浸提的方式來獲得產(chǎn)業(yè)中的目標(biāo)成分。而基于纖維素酶的作用則無需在高溫狀態(tài)下獲得，在低溫的環(huán)境下也能得到，且提取收得率效果更好，可以更為理想的保持茶葉原本的色香味。如果將沸水浸泡的方式與酶法相混合使用，不但可以有效降低整個提取的時間，同時也能夠提升水溶性不好的茶單寧、咖啡因等獲得。

3.食品發(fā)酵中的應(yīng)用

3.1醬油釀造中的應(yīng)用

作為一種極富營養(yǎng)的調(diào)味品，醬油的整個生產(chǎn)制造過程相對復(fù)雜，涉及到多個過程的多項(xiàng)內(nèi)容。其主要將原本無味的但被指、脂肪以及淀粉等經(jīng)由發(fā)酵、制曲等流程，在各種酶的促使下得到氨基酸、甘油、有機(jī)酸等一些具有味道的物質(zhì)。隨后再次進(jìn)行后熟發(fā)酵混合食鹽等形式，制成具有酸、甜、苦、鮮、咸的不同的五種味道以及具有獨(dú)特風(fēng)味的調(diào)味品。而在整個的醬油加工制造過程中，纖維素酶主要起到了對原本存在的天然纖維素分解、將細(xì)胞壁進(jìn)行損壞以及幫助米曲霉酶系反應(yīng)作用。在整個的醬油制取過程中混合了極強(qiáng)的蛋白酶活力，為了能夠使得組織中可以充分的裸露出大都蛋白酶，需要額外的增加植物崩裂酶活力的作用。纖維素酶在固態(tài)無鹽醬油的加工過程中，可以進(jìn)一步強(qiáng)化并促使原料組中結(jié)構(gòu)的損壞，促使蛋白進(jìn)一步的裸露出來，以利于進(jìn)一步進(jìn)行蛋白酶的分解作用，提升醬油的獲得效果，加速了發(fā)酵，較好的改良了醬油的顏色以及還原糖的配置，且就其整體質(zhì)量以及口味上也有了很好的改善。降低了生產(chǎn)時間的同時，各方面質(zhì)量均有明顯的改善。

3.2食醋釀造中的應(yīng)用

在食醋的整個制取工藝流程中，將糖化酶和纖維素酶進(jìn)行整合應(yīng)用，可以大大改善對原料的利用情況以及出品率。依據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，纖維素酶菌株與糖化酶菌株的混合發(fā)酵過程，相較于單菌株發(fā)酵的形式，糖化酶的整個活力得到了大大提升。例如利用薯干粉為基礎(chǔ)原料釀造食醋，實(shí)際食醋的出品率得到了顯著提升。相較于其它纖維素酶形式，乾氏曲霉纖維素對于周邊環(huán)境的要求并不高，因此可以大面積的培植，不但可以得到活性較好的纖維素酶，也可以幫助獲得更為高質(zhì)量的果膠酶等，故而較為適用于食醋的制取過程。

3.3乙醇生產(chǎn)加工中的應(yīng)用

諸如高粱、玉米、薯干等均為目前最為常用制取酒精的原料，縱觀這些原料，均具有非常高的淀粉含量以及一定比例的纖維素、碳水化合物以及半纖維素成分。但在一定的環(huán)境條件下可以用于纖維素酶的分解，并將其中一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎糜诎l(fā)酵的糖。以薯干為例，因?yàn)槭艿降矸?、果膠以及蛋白質(zhì)等的約束，因此其對于水解具有一定的抗力，難以直接轉(zhuǎn)化為纖維素酶，因此需要進(jìn)行一定的預(yù)處理。酒精生產(chǎn)期間原料的狀態(tài)以及改變，很大程度上符合該預(yù)處理需求，就成立纖維素酶是否可以得到酒精的重要因素，預(yù)處理的過程主要涵蓋了蒸煮以及粉碎等幾個方面。而在整個的流程中加入適量的纖維素酶則能夠大大改善蛋白質(zhì)以及酒精品質(zhì)，并能夠提升對原料的利用情況。

4.結(jié)束語

相較于其它酶類，纖維素酶具有非常大的市場潛力以及工業(yè)生產(chǎn)價值。本文對纖維素酶的特性以及作用機(jī)理進(jìn)行分析，隨后探討了其在食品的發(fā)酵以及加工領(lǐng)域的多方面應(yīng)用。由此可見，無論是食品的加工還是發(fā)酵過程，加入一定量的纖維素酶都可以很好的提升食品的加工質(zhì)量，有利于企業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

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