纖維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究

袁蒲++孫經(jīng)++李杉++楊麗

摘 要：纖維素酶是能夠?qū)⒗w維素水解成葡萄糖的一組酶的總稱。纖維素作為一種含量最為豐富的糖類之一，其具有十分廣泛的運(yùn)用價(jià)值。纖維素酶作為能夠降解纖維素的催化劑，其在纖維素的運(yùn)用中也將起到十分重要的作用。現(xiàn)目前，纖維素酶在各個(gè)領(lǐng)域（紡織、造紙、醫(yī)藥、工業(yè)洗滌、廢水處理等）都得到了重要的作用，在食品工業(yè)中也具有十分廣闊的發(fā)展前景。因此，本文即對纖維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：纖維素酶 食品工業(yè) 應(yīng)用研究

中圖分類號：TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0115-02

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，人們的消費(fèi)需求也逐漸提高，其中最為突出的即是人們對食物的數(shù)量、種類、品質(zhì)等訴求的提升。傳統(tǒng)食品工業(yè)不僅難以高效地生產(chǎn)食物，同時(shí)還難以制造豐富的食物種類，保證食物的品質(zhì)。因此，新的歷史時(shí)期，新的食品工業(yè)技術(shù)亟待開發(fā)應(yīng)用。纖維素酶在食品工業(yè)中的有效運(yùn)用，則在一定程度上推動了現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展，也極大地滿足了人們對食物的要求。

1 纖維素酶的來源及性質(zhì)探析

1.1 纖維素酶的來源

總體上講，纖維素酶的來源十分廣泛，其不僅來源于大量的微生物，同時(shí)也可以由部分昆蟲新陳代謝產(chǎn)得。但在實(shí)際利用上，多數(shù)微生物產(chǎn)出的纖維素酶對于結(jié)晶纖維素沒有作用，因此這就極大地降低了其使用價(jià)值。據(jù)實(shí)際情況來看，在食品工業(yè)上廣泛使用的纖維素酶，主要來源于絲狀真菌，其主要可以產(chǎn)出綠色木霉素、青霉、曲霉等多種對結(jié)晶纖維素有較高活性的纖維素酶[1]。目前在食品工業(yè)中，使用較為廣泛且受到公認(rèn)的纖維素酶，主要有綠色木霉、黑曲霉、鐮刀霉等幾種。

1.2 纖維素酶的性質(zhì)分析

將纖維素酶應(yīng)用于食品工業(yè)中時(shí)，應(yīng)該切實(shí)分析纖維素酶的有關(guān)性質(zhì)并掌握其特點(diǎn)，從而才能有效提升纖維素酶的應(yīng)用效率[2]。譬如首先可以從纖維素酶的最適pH值研究入手，從而在食品工業(yè)中營造出一個(gè)最優(yōu)化的pH值環(huán)境。根據(jù)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)纖維素在作用于底物的最適pH值為4.0～6.0，pH值的穩(wěn)定范圍為4.0～9.0。同時(shí)纖維素酶的最適溫度也是值得關(guān)注的問題。據(jù)有關(guān)調(diào)查研究顯示，纖維素酶的最適溫度普遍在50℃～70℃，不同種類的纖維素酶也存在一定的差異，并且還受到pH值環(huán)境的影響[3]。此外，對于離子及化學(xué)物質(zhì)對纖維素活性的影響，也是將其應(yīng)用于食品工業(yè)之前應(yīng)該重點(diǎn)研究的問題。據(jù)有關(guān)研究顯示，染料、重金屬（Ag，Cu，Mn，Hg等）、單寧、部分鹵素化合物等物質(zhì)都會在一定程度上抑制纖維素酶的活性，而鎂、氟化鈉及半胱氨酸則能夠有效激活纖維素酶的活性。總而言之，在食品工業(yè)中應(yīng)用纖維素酶時(shí)，首先則應(yīng)該了解其特性與特點(diǎn)，從而才能將其進(jìn)行有效的應(yīng)用[4]。

2 纖維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展

2.1 纖維素酶在發(fā)酵食品工業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)目前，纖維素酶在發(fā)酵食品工業(yè)中已然取得了較為廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)目前，主要應(yīng)用酒類釀造及醬油釀造方面。據(jù)有關(guān)調(diào)查研究顯示，在釀酒工業(yè)中，如果纖維素酶的加入量為10～50μmol/min，那么則能夠有效提升其7.5%～23.8%的酒精產(chǎn)量。此外，在酒類釀造工業(yè)中，加入纖維素酶，還能夠在一定程度上降低醪液的粘度并縮短發(fā)酵周期[5]。因?yàn)榫祁愥勗斓闹饕嫌衩住⒏吡坏燃Z食作物的外殼都含有纖維素，所以在酒類釀造中使用纖維素酶既可以水解纖維素使其轉(zhuǎn)化為釀酒所需的葡萄糖，而且可以分解細(xì)胞壁從而提升原材料的使用效率。

此外，在醬油釀造工業(yè)中使用纖維素酶后也提升產(chǎn)率、品質(zhì)，同時(shí)也有效縮短了其生產(chǎn)周期[6]。在醬油釀造中，纖維素酶的主要作用在于軟化破壞大豆等原料的細(xì)胞膜，從而誘導(dǎo)其細(xì)胞中的碳水化合物及蛋白質(zhì)大量釋放出來，并有效分解原料中的纖維素，從而提升醬油的糖分及氨基酸含量[7]。

2.2 果蔬加工中的應(yīng)用

現(xiàn)目前，我國食品工業(yè)中果蔬加工產(chǎn)業(yè)具有較大的市場，其主要有果汁加工、蔬菜脫水、副食生產(chǎn)等。現(xiàn)目前，纖維素酶也逐漸應(yīng)用于果蔬加工產(chǎn)業(yè)中。譬如在果汁加工中應(yīng)用纖維素酶，則能夠有效分解水果中的纖維素，以此提升水果的出汁率[8]。而在蔬菜脫水產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用纖維素酶，則能夠有效分解蔬菜細(xì)胞壁，從而軟化植物組織，從而增強(qiáng)脫水蔬菜復(fù)原性[9]。

2.3 榨油產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

植物油提取是目前食品工業(yè)的支柱性產(chǎn)業(yè)，在人們生活中占有較大的比重。為了滿足人們的使用需求，榨油產(chǎn)業(yè)也逐漸采取了纖維素酶榨油工業(yè)，有效實(shí)現(xiàn)了植物油脂、蛋白質(zhì)分離，從而提升了原料的產(chǎn)油率，同時(shí)也縮減了榨油的周期，達(dá)到了產(chǎn)率、質(zhì)量雙豐收的效果[10]。

2.4 茶葉加工中的應(yīng)用

隨著我國飲茶文化的興起，茶葉加工產(chǎn)業(yè)也逐漸復(fù)蘇。然而為了滿足快節(jié)奏、多元化的都市生活特點(diǎn)，茶葉加工就有必要實(shí)現(xiàn)速溶化、復(fù)合化。在新時(shí)期的茶葉加工中有效應(yīng)用纖維素酶，則能夠取代傳統(tǒng)茶葉加工中微生物發(fā)酵作用，并有效導(dǎo)出水溶性不強(qiáng)的咖啡因及茶單寧，以此全面提升速溶茶的口感并縮短其提煉周期。

2.5 單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)中的應(yīng)用

單細(xì)胞蛋白，又被稱之為菌體蛋白，其純蛋白含量高達(dá)40%～80%，并且其氨基酸的含量也較為齊全，尤其還含有谷物中較少的賴氨酸。現(xiàn)目前，在單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)中，也主要依靠纖維素酶將纖維素進(jìn)行水解，然后再利用微生物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。其生產(chǎn)機(jī)理是，利用纖維素酶降解纖維素，微生物在纖維素的降解物上生長，從而形成纖維桿菌屬，其蛋白質(zhì)含量通常可高達(dá)45%以上。

3 結(jié)語

綜上所述，纖維素酶是降解纖維素的有效催化劑。在食品工業(yè)中，為了提升實(shí)物原材料的使用效率，提升食品加工的產(chǎn)率及品質(zhì)，可以有效應(yīng)用纖維素酶，有效分解植物原材料中的纖維素及細(xì)胞壁，從而有效提高原材料的轉(zhuǎn)化率。總而言之，目前纖維素酶在食品工業(yè)應(yīng)用中取得了巨大的進(jìn)展，除了上文所述的幾種產(chǎn)業(yè)，其還在食品烘焙、廢渣回收利用等方面進(jìn)行了有效應(yīng)用。因此，纖維素酶在食品工業(yè)中應(yīng)用前景還有待于進(jìn)一步的研究開發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳莉，楊雙全，徐茹，等.綠色木霉產(chǎn)纖維素酶的條件研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（24）：13129-13131.

[2] 蒲鑫.纖維素酶在食品中的應(yīng)用研究[J].食品科學(xué)，2014（4）：50-52.

[3] 趙國萍，李迎秋.纖維素酶的研究進(jìn)展及其在食品工業(yè)的應(yīng)用[J].山東食品發(fā)酵，2015（2）：37-40.

[4] 邵學(xué)良，劉志偉.纖維素酶的性質(zhì)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國食物與營養(yǎng)，2009（8）：34-36.

[5] 邱雁臨.纖維素酶的研究和應(yīng)用前景[J].糧食與飼料工業(yè)，2001（8）：30-31.

[6] 吳長青，何國慶，董愛茶.纖維素酶的液態(tài)深層發(fā)酵研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2001，27（8）：60-64.

[7] 史龍君.纖維素酶在醬油釀造上的應(yīng)用研究[J].中國調(diào)味品，2008（9）：61-64.

[8] 萬日余，顧岱芳.纖維素酶在草莓汁生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].冷凍與速凍食品工業(yè)，1996（4）：20-21.

[9] 劉翔，何國慶.纖維素酶及相關(guān)酶在食品生物技術(shù)中的應(yīng)用[J].糧油加工與機(jī)械，2003（6）：61-63.

[10] 乞永立，耿月霞，任章啟.纖維素酶的生產(chǎn)及應(yīng)用[J].河北化工，2000（1）：25-26.endprint