相關分類

聯系我們

科普知識

當前位置:首頁>科普知識

生物酶技術在食用菌加工中的應用

文章來源:本站 發布時間:2016-11-10 點擊數: 1283 次

纖維素酶的應用
纖維素酶是所有參與生物降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱,是起協同作用的多組分酶系,又稱纖維素酶系,主要包括內切β-葡萄糖苷酶、外切β-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶。食用菌的細胞壁中,纖維素是主要成分之一,主要由β-D-葡萄糖以β-1,4糖苷鍵連接,通過三種酶的協同作用,切斷β-1,4糖苷鍵,生成纖維二糖等短鏈低聚糖、纖維寡糖和葡萄糖,從而破壞細胞壁的致密結構,促進細胞內有效成分溶出。
纖維素酶的使用,一方面提高了食用菌功能性成分的溶出率,另一方面也增加了其加工副產品的經濟利用價值。凡軍民等采用纖維素酶提取杏鮑菇多糖時,提取率高達18.57%,比傳統水提取法多糖提取率8.29%高出1.24倍。同時酶法提取還縮短操作時間,減少料液比和降低提取溫度,從而節省能源并避免高溫對多糖成分的破壞。王安建等利用纖維素酶對香菇副產品香菇柄進行嫩化處理,研究表明,纖維素酶可以有效改善富含粗纖維的香菇柄的口感嚼勁和組織形態。而肖玲玲等則利用纖維素酶降解廢棄香菇柄中的大量纖維素,以酶解液中的還原糖供酵母發酵,釀造新型香菇醋。
另外,纖維素酶還具有增香的作用。李平等將β-葡萄糖苷酶添加于美味牛肝菌子實體和深層發酵液中,發現酶解后主要組分均未改變,但子實體新增17種化合物,其中苯乙酮含量增加了124.78%,而發酵液則新增19種化合物,如香氣貢獻較大的糠醛、順茉莉酮、胡椒酮、(Z,E)-法呢醛、(Z,Z)-法呢醛等。因而β-葡萄糖苷酶能夠有效改良美味牛肝菌子實體及其深層發酵液中的揮發性物質組分,具有強化風味的效果。
2.2 蛋白酶的應用
蛋白酶是一類能水解蛋白質肽鍵的酶的總稱。在食用菌加工中,目前常用的蛋白酶包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、風味蛋白酶等。一方面,食用菌的細胞壁和細胞膜中含有蛋白質,因而蛋白酶能通過降解蛋白質破壞細胞壁和細胞膜,從而提高目標物質得率。另一方面,細胞中的蛋白質可經過酶降解成為分子量較小的活性寡聚肽、氨基酸等方便擴散到細胞外,利于后續提取、除雜。
木瓜蛋白酶是一類巰基蛋白酶,對動植物蛋白質、多肽等有較強的水解能力,既能把大分子蛋白質水解成小分子多肽或氨基酸,有利于釋放出食用菌多糖等功能性成分,又能把蛋白質水解物再合成具有活性功能的肽類物質。劉青娥研究秀珍菇多糖提取酶解方法時發現,經木瓜蛋白酶酶解后多糖提取率比直接水提法提高了95%,遠高于果膠酶的79%和纖維素酶的42%,比傳統熱水浸提法提高了2倍,因而木瓜蛋白酶更適合于秀珍菇多糖的提取。同時,酶解液也具有食用菌多糖的免疫功能。
中性蛋白酶是一類在中性(pH6.0~7.5)條件下作用于蛋白質肽鍵的一類蛋白酶,可將蛋白質水解成氨基酸、多肽以及游離氨基酸,在提取食用菌中不溶性膳食纖維時能很好地起到去除蛋白質、提高得率的作用。風味蛋白酶是內切酶和外切酶的混合酶,可有效地從蛋白質末端切除疏水氨基酸,使末端疏水氨基酸游離,以降低苦味等不良風味,多與其他蛋白酶復合使用制備多肽等。
果膠酶的應用
果膠酶是一個由果膠水解酶、果膠裂解酶、果膠酯酶和原果膠酶等組成的多酶復合體系,通過裂解或β消去作用切斷果膠質中的糖苷鍵,使果膠質分解為多聚半乳糖醛酸的一類酶。果膠質不僅與纖維素、半纖維素、木質素等構成食用菌細胞壁的堅硬結構,也沉積于細胞間質中。因此,果膠酶不僅能破壞細胞壁,同時亦可以降低溶液黏度,從而促進細胞內有效成分溶出與提取。陶靜等研究猴頭菇酶解時發現,果膠酶處理后,溶液中固形物含量從36mg/g升高到88mg/g,效果優于其他三種細胞破壁酶(纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)。另外,研究發現,長裙竹蓀的果膠酶酶解液也具有了一定的抑菌活性。
其他酶的應用
5′-磷酸二酯酶能將菇體細胞中RNA降解為5′-核苷酸,不僅增加一定的藥理作用,而且5′-鳥苷酸、5′-肌苷酸等也是重要的呈鮮味物質,從而增加風味。王小紅利用5′-磷酸二酯酶酶解雙孢蘑菇核酸時得到胞苷酸11.31μg/mL、腺苷酸為6.78 μg/mL、鳥苷酸8.37 μg/mL、尿苷酸6.40μg/mL,核酸酶解率達到68.1%。β-葡聚糖酶可將葡聚糖降解為低分子量片斷的還原糖、寡糖,故常被用于降解主要由線性β-1,3-D-葡聚糖構成的茯苓,以更易水溶的低分子可溶性茯苓多糖。在提取食用菌的膳食纖維時,也常常用到淀粉酶,以去除雜質淀粉。
復合酶的應用
在食用菌深加工中,常常引入復合酶解技術。李琴等研究酶解處理對雙孢蘑菇湯營養成分和揮發性物質影響時發現,食用菌水解酶(由纖維素酶、蛋白酶、風味酶組成的復合酶)處理后酶解液中固形物含量增加了42.6%,而分步加酶處理時僅增加了15%,同時食用菌水解酶酶解液中蛋白質回收率及游離氨基酸總量也最多,說明復合酶的協同作用使雙孢蘑菇細胞壁更易破碎,細胞內的蛋白質更易溶出。Zhu等結合響應面法優化復合酶(纖維素酶∶果膠酶∶胰蛋白酶=2∶2∶1)輔助提取猴頭菇多糖時發現,在pH5.71,52.03℃下酶解33.79min后猴頭菇多糖的收率達13.46%,不僅與傳統熱水浸提法的所得多糖官能團相同,而且得率比后者高8.03%。Yin等采用復合酶(木瓜蛋白酶∶果膠酶∶纖維素酶=1∶1∶1)提取松茸多糖,得率也達到了7.53%。
生物酶技術與其他技術的聯用
為了進一步提高食用菌深加工中產品的得率,也常常將生物酶技術與超聲波、化學法、膜分離等技術聯合使用。臧晉等通過超聲波200 W處理30min借助其強烈的振動引起細胞漿流動、細胞震蕩、旋轉、摩擦,加速有效成分溶解,并改變細胞壁的通透性,加速胞內物質的擴散釋放,而后再添加酸性蛋白酶對香菇進行酶解后,該酶解液加工的香菇醬中氨基酸含量可達0.88%。
膜分離技術是一項兼具分離、濃縮、純化的分離新技術,一般根據孔徑大小依次分為微濾、超濾、納濾和反滲透四種,具有分離高效、能耗低、常溫工作、連續性好等特點,已廣泛應用于食品、水處理、醫藥等方面。在食用菌深加工中,不僅可利用膜分離技術對酶解液中的有效成分進行富集濃縮,也可以除去酶解過程中產生的不良因子。
展望
食用菌是世界衛生組織公認的機能因子型保健食品,著名食用菌學家、香港中文大學張樹庭教授更將其價值高度概括為“可食可補可藥”。目前,對食用菌進行深加工,開發食用菌中的有效活性成分,提高其附加值已經成為國內外市場競爭的焦點所在。生物酶技術因其高效率、條件溫和、低能耗、低污染、簡化工藝等優勢,已經在部分食用菌深加工中得到較快發展。但是,并沒有形成一套較為系統的應用體系,多數仍停留在實驗室水平。已有相關研究表明,工業酶制劑于商業食用菌膳食纖維生產上與分析用酶效果類似。因此,生物酶技術在食用菌深加工方面具有巨大商業潛力。但是,生物酶技術也存在一定的缺陷。一方面,反應條件對酶解效果有極大限制,且固定化酶重復利用率普遍不高,這就造成酶成本偏高;另一方面,食用菌深加工中生物酶技術應用研究不完善,工藝不成熟。因而,生物酶技術在食用菌深加工中的進一步發展需要做到以下方面:①加大產酶微生物的篩選和培育,降低生產成本,開發出高酶活、適應范圍廣的酶制劑。②開發高效、廉價、通透性好、性能穩定、安全無毒的載體以及簡便易行的固定化方法,提高固定化酶的性質、穩定性和應用范圍。③增強生物酶技術在食用菌功能性成分提取工藝中的應用研究,并建立酶解液中的殘留酶檢測指標,以保證提取液的穩定性與質量。
總之,生物酶技術在我國食用菌深加工中具有廣闊的應用前景和市場潛力。
豬苓菌種植基地,香菇種植基地,撫順水木緣農業科技開發有限公司

版權所有:撫順水木緣農業科技開發有限公司地址:新賓滿族自治縣大四平鎮皇木廠村

電話:13942361551 關經理15841376138 呂經理遼ICP備15006290號

技術支持:撫順宏瑞科技

超级棒球