果膠酶及其在食品工業(yè)中應(yīng)用

?解黑gl■阿技艷■3總■:甘■辛格JKKDO?解黑gl■阿技艷■3總■:甘■辛格JKKDO■岳萊?甲播*鞘△木蕭Xyl■甲SMcQiyi*乙ftJlAg翊I口?李半乳蠶喂曲?■???K?GkA?隆康翊F\kAZLWRiAcAct10化本2班禤金萍2010364223摘要：果蔬是我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚氖称分?，隨著生活水平的提高和消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，飲料等果蔬加工產(chǎn)品更加受到大眾的青睞。而在加工過程離不開酶的參與，果膠酶在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中是一種重要的新型酶類，在果蔬飲料中的應(yīng)用非常廣泛，可用于果汁的提取、澄清、提高出汁率等方面。關(guān)鍵詞：果膠酶；應(yīng)用；展望果膠酶結(jié)構(gòu)和來源果膠分子是由不同酯化度的半乳糖醛酸以a-1，4糖苷鍵聚合而成的多糖鏈，常帶有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖、海藻糖、芹菜糖等組成的側(cè)鏈，游離的羧基部分或全部與鈣、鉀、鈉離子，特別是與硼化合物結(jié)合在一起［1］。果膠分子的結(jié)構(gòu)因植物的種類、組織部位、生長條件等的不同而不同，其大致的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示，總體可分為光滑區(qū)(smoothregion)和須狀區(qū)(hairyregion)兩部分，主要由HGA、RG-1和RG-II三個結(jié)構(gòu)區(qū)域構(gòu)成，其中RG-II常以二聚體的形式存在。果膠酶(Pectinase)是世界四大酶制劑之一，是分解果膠質(zhì)酶類的總稱，主要包括原果膠酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和果膠裂解酶四大類。［2］果膠酶主要由黑曲霉產(chǎn)生，按作用方式的不同分為兩大類，脂酶和解聚酶，后者包括水解酶和裂解酶。芒五宣?蜓套線均聚半乳糖醛酸必(HGA)果膠酶的應(yīng)用果膠酶主要應(yīng)用于食品工業(yè)特別是果汁果酒的加工業(yè)，近年來也不斷開拓了新的用途。我國學(xué)者對果膠酶的應(yīng)用開展了較廣泛而深入的研究。

2.1果蔬汁提取目前果汁的提取方法主要是加壓榨出和過濾，果汁加工時首先將植物細胞壁破壞。大多數(shù)植物細胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠物質(zhì)等組成，細胞壁的結(jié)構(gòu)較緊密，單純依靠機械或化學(xué)方法難以將其充分破碎。另外，果膠隨成熟度的增加,酯化程度較高，也是影響出汁率的主要因素之一。用果膠酶處理可以破壞果實細胞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高果實的破碎程度，有效降低其黏度，改善壓榨性能，提高出汁率和可溶性固形物含量，從而就能在壓榨時達到提高出汁效率并縮短壓榨時間的目的，同時把大分子的果膠物質(zhì)降解后，有利于后續(xù)的澄清、過濾和濃縮工序。［3］例如在蘋果汁生產(chǎn)中，蘋果要先經(jīng)機械壓榨，然后離心獲得果汁，但果汁中仍然含有較多的不溶性果膠而呈渾濁狀。直接將果膠酶加到蘋果汁中，處理后經(jīng)加熱殺菌、滅酶、過濾得到澄清的果汁。2.2果汁澄清果膠酶可以降低果汁粘度，使果汁易于被處理而透明澄清。澄清機理的實質(zhì)包括果膠的酶促水解和非酶的靜電絮凝兩部分。果汁中有很多物質(zhì)如纖維素、蛋白質(zhì)、淀粉、果膠物質(zhì)等影響澄清，且果膠物質(zhì)是造成果汁渾濁的主要原因。加入果膠酶澄清處理后，粘性迅速下降，渾濁顆粒迅速凝聚，使果汁迅速澄清、易于過濾。果膠酶能隨機水解果膠酸和其他聚半乳糖醛酸分子內(nèi)部的糖苷鍵，生成分子質(zhì)量較小的寡聚半乳糖荃酸，使其粘度迅速下降，容易榨汁過濾，提高果漿出汁率，改善果汁澄清效果。［4］果膠裂解酶(PL)對蘋果汁有較好的澄清作用，但對葡萄汁效果不明顯。對于柑橘汁，因要求霧樣混濁，應(yīng)當(dāng)使用不含果膠酯酶(PE)的聚半乳糖醛酸內(nèi)切酶(endo-PG)進行處理。由于果膠裂解酶可避免甲醇的產(chǎn)生，也可避免部分脫酯的果膠同鈣離子形成沉淀，還可避免構(gòu)成各種水果芳香性成分的酯類物質(zhì)的損失。所以有研究表明果膠酶制劑若用于果蔬汁和果酒加工，最好含有較多量果膠裂解酶(PL)。［5］2.3改善果蔬飲料的營養(yǎng)成分利用果膠酶生產(chǎn)果蔬汁不僅提高了出汁率，而且保留了果蔬汁中的營養(yǎng)成分。首先果蔬汁的可溶性固形物含量明顯提高，而這些可溶性固形物由可溶性蛋白質(zhì)和多糖類物質(zhì)等營養(yǎng)成分組成，果蔬汁中的胡蘿卜素的保存率也明顯提高。酶處理后的果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖含量顯著提高，蔗糖含量略有下降，總糖含量上升。甜玉米、胡蘿卜的試驗有相似的結(jié)果。此外，由于果膠的脫酯化和半乳糖醛酸的大量生成，造成果汁的可滴定酸度上升,pH下降［6］。芳香物質(zhì)含量也有明顯提高，經(jīng)果膠酶處理后的葡萄汁，各種酯類、萜類、醇類和揮發(fā)性酚類含量提高，葡萄汁的風(fēng)味更佳。由于細胞壁的崩潰,類胡蘿卜素、花色苷等大量色素溶出，大大提高了果蔬汁的外觀品質(zhì)。K、Na、Ca、Zn等礦物質(zhì)元素含量也有較大提高。［7］其他方面的應(yīng)用在咖啡發(fā)酵過程中利用產(chǎn)堿性果膠酶微生物除去咖啡豆的黏表皮。有時添加堿性果膠酶來去除含大量果膠質(zhì)的果肉狀表層。纖維素酶和半纖維素酶的協(xié)同作用可促進咖啡豆黏表皮的降解。堿性果膠酶也可用于茶葉加工。堿性果膠酶處理可促進茶葉發(fā)酵，不過要仔細調(diào)節(jié)用酶劑量以免破壞茶葉。堿性果膠酶還可通過破壞茶葉中的果膠物質(zhì)來改善速溶茶粉在沖泡過程中形成泡沫的性能。展望果膠酶是應(yīng)用于果蔬汁生產(chǎn)中且主要的酶類，它可以較大幅度地提高果蔬品種的出汁率，改善其過濾速度和保證產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性。隨著軟飲料行業(yè)的快速發(fā)展，果膠酶的需求和應(yīng)用前景將極為廣泛。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)的方法、包括化學(xué)合成、化學(xué)水解等工藝正在被酶催化合成和水解所代替。果膠酶的應(yīng)用也不斷擴大，從食品加工到紡織、造紙等輕工業(yè)，不僅可以充分利用資源，同時減少環(huán)境污染和節(jié)省能量，起到一石二鳥的作用。目前我國對果膠酶的工業(yè)化應(yīng)用還處于相對滯后的狀態(tài)，為提高果膠酶的使用率，簡化產(chǎn)品提純工藝并達到連續(xù)化生產(chǎn)的目的，將果膠酶固定于廉價載體上已成為國際上研究的一項重要課題。參考文獻ZHANGHONGXIA，JlANGXIAOLU，MOUHAIJI，etal.Researchactualityofmicrobepectinases[J1.Biotechnology，2005，10(15):92.95(inChinese)薛長湖，果膠及果膠酶研究進展。食品與生物技術(shù)學(xué)報，2005,94-99楊軍，趙學(xué)慧。果膠酶對果蔬制汁作用的研究，食品科技，1998,27-29王衛(wèi)東，孫月娥。果膠酶及其在果蔬汁飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用，廣西輕工業(yè)，1999,37-38王璋.食品酶學(xué).北京:輕工業(yè)出版社，1990，164-175CHANGTS,etal.Com