试论粥化酶的研究进展及在果蔬汁加工业中的应用.doc

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1、试论粥化酶的研究进展及在果蔬汁加工业中的应用摘要酶技术将成为果蔬汁加工业中的主要生物技术。利用各种酶可以改变果蔬汁中的质构和营养价值，以提高其产品质量。木文综述了近年来国内外对粥化酶的研究动态，阐述了粥化酶的组成、特性及酶的制备技术，介绍了粥化酶在果蔬加工业的应用情况，并对其作用机理进行了简要分析。关键词粥化酶果蔬汁加工应用硏究酶是生物细胞产生的冇催化性的蛋白质。果蔬本身所含冇的果胶、纤维素、蛋白质和柚昔等是引起果蔬汁混浊、褐变和产生苦味物质等不良现象的主要因素。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，果品成了人类健康不可缺少的营养物质。我国有着丰富的果品资源，然而因果品木身营养丰富，含水量高

2、，很容易受微生物侵染和腐蚀，保存期较短。为了充分利用资源优势，提高我国农产品在国际市场上的竞争能力，必须大力发展果品加工业。但是冃前果品加工屮存在着不少难题，例如果汁和果酒的澄清，果实的脱皮，加工过程中香气成分和营养物质的损耗等。解决这些难题仅仅靠改进加工工艺或增加设备投资是很难实现的，而目前有许多难题己经通过酶工程的应用得到了很好的解决。国内目前报道研究果蔬加工专用酶——粥化酶，木文综述了粥化酶的研究与应用情况。一、粥化酶概述粥化酶(Maceratingenzymes)又称软化酶，是一种由单一微生物培养产生的新型果蔬加工用酶，它是一种由黑曲霉经过发酵而获得的复合酶,主要冇果胶酶、半纤维素酶（

3、包括木聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、甘露聚糖酶）、纤维素酶、蛋白酶及淀粉酶等，其屮各种酶的比例可根据使用耍求的不同,通过改变菌种的营养或培养条件而达到控制使用的目的。它主要用于果蔬加工，作用于溃碎果实，可以破碎植物细胞，使果蔬原料产生粥样软化,从而促进过滤，提高出汁率、澄清度以及降低果汁黏度，提高果蔬饮料的产量，使果蔬加工的方法、工艺冇所改进，降低生产能耗，改善压榨性能，提高生产效率。粥化酶最大的特点就是通过改变发酵条件，可以得到酶系组成不同的一系列复合酶，由此可以满足不同果蔬加工和加工的不同阶段的需要，生产方法简便，酶生产成本大幅度降低，大约为国外同类产品价格的10%-20%,所以具冇很高的应用价值

4、。1.粥化酶的酶系组成。2002年以来，我国研究人员通过诱变选育，研究开发出了两种功能不同、作用各有侧重的粥化酶制剂，即粥化酶I和粥化酶。实践证明，粥化酶制剂在果蔬加工上应用效果很好，而且其酶系可根据果蔬原料性质和组成的不同、果蔬加工过程屮各个处理工艺和耍求的不同,通过改变菌种、培养条件、营养条件等來改变粥化酶中各种酶的组成比例,从而达到高效应用酶制剂的冃的。粥化酶产生的酶主耍有果胶酶、蛋白酶和淀粉酶，它主要应用于果蔬汁的澄清，使果蔬汁易于过滤、超滤。果蔬加工中未加酶处理而直接压榨生产的果蔬汁是浑浊的，这主要是由于其中含有大量胶体状的果胶质（呈胶体状态），它们是半乳糖醛酸的聚合物,冇些果蔬汁还

5、冇少量的不溶性淀粉（包括阿拉伯聚糖）、不溶性蛋白质和脂肪，所以使用过滤或超滤特别困难，给澄清果汁的生产也带来很大困难。粥化酶可以使果蔬汁中的果胶、不洛性多糖、蛋白质等进一步分解，使果胶屮30%的酯键和5%的糖昔键被水解，带正电荷的蛋白质被暴露，当它们与其他负电荷粒子碰撞时，使浑浊粒子凝聚成不溶性的颗粒而沉淀下来,从而提高了果蔬汁的透光率，经过过滤后就可以得到澄清果汁。2.粥化酶生产菌种的选择及釆用的发酵方式。粥化酶主耍用于食品生产，故生产菌种应该是无毒、无害的安全菌种。因此国内开发的粥化酶系列产品均是以黑曲霉菌株作为生产菌，这也是国际上公认的安全菌株。因为黑曲霉培养条件粗放，可在多种基质上生长

6、，所产的酶多为胞外酶，且酶系较为齐全，酶的生产和提取工艺简单，产品成本较低，在果蔬加工中能充分发挥其功能。粥化酶的生产目前普遍采用的方式主要是微生物固体发酵法，因为与液体深层发酵相比，固态发酵培养基简单，原料来源广泛；发酵基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积；发酵后处理和加工方便，能耗低。另外，实践证明霉菌类微生物固态发酵所产酶的活性也较高。2.粥化酶提高果蔬出汁率机理。粥化酶的酶系组成是针对植物细胞壁成分而设计的。植物细胞壁一般分为3层，即胞间层、初生壁和次生壁。次生壁比较坚硬，纤维素和木质素含量较高，使细胞壁具有较大的机械强度。初生壁主要有原果胶、纤维素、半纤维素、木质素及其他多糖组成

7、。其中纤维素约占多糖总量的一半，许多短分子链的纤维素分子平行排列组成内含木质素的微晶纤维束，是初生壁的基本结构成分，构成了细胞壁的网络骨架，其间还充满了果胶、半纤维素等。胞间层中的胞间物质在各个细胞中起到了粘连细胞的作用，主要由可溶性果胶构成，而可溶性果胶存在于一个由不同半纤维素（木聚糖、木糖葡聚糖、阿拉伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖等）构成的凝胶网状结构屮。粥化酶正是针对植物细胞的结构特点而开发的一种新