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纤维素酶基本知识及其应用

时间: 2017-11-09 作者: 来源:

纤维素是自然界中含量最多、分布最为广泛的一种多糖物质。据不完全统计,地球上的纤维素的碳含量占植物界的 50%以上,其中仅有很少一部分纤维素得到利用,不仅造成资源浪费,而且给城市造成大量的垃圾,污染环境。富含纤维素的农副产品和工业废料可通过纤维素酶进行有效转化而加以利用。纤维素酶是由多种水解酶组成的复杂的酶系,能降解纤维素为结构简单的,可利用的葡萄糖。而葡萄糖是食品发酵的主要原料,同时也是人类生活的最基本的营养物质。因此,不论是在国际上还是国内都在致力于研究纤维素酶的各种性质、功能及生产。下面给给大家介绍下纤维素酶在食品当中的应用。

纤维素酶

 1. 水果和蔬菜加工

由于植物细胞壁的主要成分是果胶、纤维素和半纤维素等,在水果与蔬菜加工的过程中适当使用纤维素酶,可将纤维素水解成葡萄糖等有效成分,提高果蔬的可消化性,并使其口感更好。果蔬中纤维素类物质经过纤维素酶的降解,可促进果蔬的汁液榨取和澄清,能提高植物细胞壁通透性,有利于内容物的渗出,提高细胞内含物,如淀粉、蛋白质、脂肪等的提取效率,减少压榨时间,简化工艺。

纤维素酶

 2. 茶叶加工
由于速溶茶饮用方便,没有不容性的渣滓,并且可与果茶、奶茶等饮料调和,因此深受国际及国内市场的欢迎。我国是著名的产茶大国,品质和产量都居世界前列,因此速溶茶的制备有着重要点意义。传统的生产常用热水浸提法来提取茶叶里的有效成分。 酶法低温抽提,先用含有纤维素酶的酶制剂将茶叶的细胞壁裂解抽提其中的有效成分,最后将含有有效成分的抽提液浓缩干燥便可制成可溶性茶。与传统的热法浸提法相比,此方法可提高有效成分的得率,同时还可保持茶叶原有的色香味。
3.
有效物质提取

在有效物质提取中加入纤维素酶能大幅提高产品的收率。例如,用纤维素酶处理香菇 4 h,多糖和可溶性固形物的提取率可比传统的热法浸提法提高2.4 倍和 3.6 倍。以大豆为原料,用纤维素酶及半纤维素酶浸泡,可促使其脱皮。同时还可破坏大豆细胞壁使其中的油脂和蛋白质分离,使优质蛋白质和水溶性蛋白质及油脂的收率大大提高,在金针菇多糖提取过程中,将其实体用纤维素酶水解后,再经水浸提取,其收率显著提高。在玉米胚芽油的生产过程中,使用纤维素酶对其进行处理能大大提高玉米胚芽油的得率。

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    再生烟叶是利用烟末、烟梗等为主要原料制成的再生产品,切丝后作为卷烟的人造烟叶使用。再生烟叶的生产方法主要有辊压法、稠浆法和造纸法。造纸法再生烟叶由于填充值高、燃烧性能好、焦油释放量低、化学成分可重组等优点,在烟草行业得到了越来越广泛的应用。其方法为:先将烟梗、烟末、碎烟叶等原料经一定温度的清水萃取后,将可溶萃取物与不溶物分离,抽提后的不溶物经造纸磨浆设备(盘磨机、高浓磨浆机等)磨制成纤维状烟草浆料,再与木浆纤维和填料等混合均匀后,由纸机抄造成烟草基片;可溶物萃取液经加热、真空浓缩后加料调制,利用表面施胶或涂布装置回涂到烟草基片的表面上,再经过干燥、打片后制成再生烟叶。目前国产造纸法再生烟叶与进口产品相比在物理性能和内在品质方面尚有一定差距。在物理性能方面,一般要求其具有较高的松厚度(松厚度高有利于基片在涂布工序时对于涂布液的吸收,这对于保证烟草薄片的内在品质至关重要)、较强的吸收性能和柔软性,以及一定的干/湿强度(一定的湿强度用以满足抄造好的基片可以进行后期的涂布工序而不至于断纸;一定的干强度用于保证烟草薄片适宜的加工性能和与烟草的配伍性)。在内在品质方面,国产造纸法再生烟叶表现出木质气较重,刺激性大,纸质气明显,带有辛辣味等缺陷。国产再生烟叶这两方面的缺失严重影响了其在我国卷烟工业中的应用效果和添加量。要获得优质的再生烟叶,除了烟草原料本身的因素外,制浆是其中的关键。目前我国再生烟叶的生产工艺大多还是沿用传统的造纸工艺,然而与传统造纸工艺不同的是,再生烟叶使用的是烟梗、碎烟叶和烟末等低纤维含量的物料,这些物料中半纤维素、木素、有机溶出物和灰分的含量比较大,磨浆后的成浆均匀性差,细小组分较多,纤维含量少。这些因素将严重影响烟草浆的抄造性能和成纸品质,带来诸如以下这些问题:纸机抄造性能和运行平稳性差;抄造过程中浆料留着、滤水性能差,填料添加量难以提高;纸张的松厚度、吸液性能差...
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    菠萝蛋白酶是一种植物蛋白酶,能够将饲料中的蛋白质转化成易于动物吸收的多肽和小肽,提高饲料的转化率,从而减轻养殖对环境的污染。菠萝蛋白酶对致病菌引起的腹泻也有一定的治疗效果,避免抗生素带来的负面影响,改善动物的生长性能,抵御寄生虫对动物的伤害;并且生产菠萝蛋白酶的资源丰富。菠萝蛋白酶作为一种可改善饲料蛋白质消化率、动物抗病力和生产性能等的饲料添加剂,具有以下优点:一.提高抗病力菠萝蛋白酶能够提高动物的免疫力和抗病能力。治疗某些致病菌引起的腹泻,与抗生素一起使用能够增强疗效,减少抗生素使用,且具有一定的抗菌能力,降低人与动物患病的几率,减少对环境的压力,有助于生态和谐。二.生产菠萝蛋白酶的原料充足菠萝在世界范围内的栽培量及产量都很可观,湛江市徐闻县每年产量就达40多万吨,占全国产量的三分之一。因此,将菠萝生产的下脚料以及菠萝根茎等用作菠萝蛋白酶生产的原料,可提高菠萝的利用率,产生更高的经济效益。三.活性高、抗逆性强菠萝蛋白酶具有较强的蛋白酶活性,有助于饲料中蛋白质的降解,从而提高饲料蛋白质的可消化性,改善动物的生长性能,抵御寄生虫对动物的伤害。同时,菠萝蛋白酶在消化道内能保持一定的活力,可经受胃酸和胃蛋白酶的作用,且在伴有碱性物质服用时的酶活力更强 。四.安全性高。菠萝蛋白酶安全性已受到时间的考验,其在医药及食品上的应用已有很长的历史,鲜见有关毒性的报道。与抗生素相比,菠萝蛋白酶的使用不会引起病原菌的耐药性,也没有残留问题。菠萝蛋白酶应用在饲料上的优势是原料充足、提高抗病力、高效安全等,因此,菠萝蛋白酶在饲料工业上具有较高的应用价值和发展潜力,是一种理想的抗生素替代型饲料添加剂。
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    按食用菌在自然环境中生活的主要营养来源可划分为木生菌、草生菌、粪生菌、土生菌等,其中包括了寄生菌和菌根菌。按它们作为主要营养的物料可归为木材、草料、粪便、土壤、农副产品、生物活体等类型。1、木材:木材的纤维素、木质素等成分是木生型食用菌的良好养分。如香菇与壳斗科、金缕梅科等树种的亲和力最强,利用这些树种栽种可获得高产。又如耳类如银耳、黑木耳等适宜在大戟科、漆科等树种上生活。而茯苓最适宜在松科树木生活。选择合适的树种才能种好菇,或根据当地的树种资源确定食用菌栽培的品种,是取得成功的关键。2、草料:草料含有食用菌生活必需的各种养分,来源充足,是草生型食用菌栽培的良好基质。多为禾本科植物的茎杆,如稻草、麦杆、玉米杆、干草等。适宜栽培草菇、蘑菇、平菇等食用菌。3、粪便:反刍动物的粪便含有丰富的养分,而且经肠道微生物作用后有机氮含量比木材、草料要高,水分充足。最适合蘑菇、草菇等食用菌生活。土壤含有丰富的有机质,不同的土质适合不同的食用菌生活。如砂质及花岗岩土适合香乳菇、绿菇生活;石灰质土壤适合粘绿乳菇、口蘑属的大多数种类生活;粘土适合苦口蘑、毒粉褶蕈生活;羊肚菌的种类喜欢在火烧土上生活;草原、林地的蘑菇圈是由菌丝在土壤中生长蔓延而形成的。随着食用菌栽培研究的深入,扩展了自然资源的充分利用,大量农、林、牧的副产品大量应用于食用菌栽培。木材加工的木屑,替代或补充了原木的使用。粮食加工的米糠、麸皮、豆饼、花生饼的养分齐全,大量应用于食用菌栽培的辅料中。制糖业的甘蔗渣、甜菜渣、棉纱工业的棉子壳、废棉、茶叶渣、芭蕉的假茎及叶片、豆科植物的藤蔓、芒萁骨、象草等都可作为食用菌栽培的基质。通过上述可知,食用菌棒的生产材料可以木屑、甘蔗渣、茶叶渣等较为便宜的农副产品为主要原料,但是,这些原料不易分解利用,食用菌棒的存活力较低。可以添加纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶等酶制剂分解植物细胞内容物,释放这些原料...
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    人类对酶的认知始于酿酒和发酵食品。随着酶生物工程的迅猛发展,新的酶品种不断被开发生产,酶作为安全环保的生物催化剂,成功用于食品加工行业,起到提高食品品质、改进生产工艺、降低生产成本等诸多功效,如今的食品加工行业使用了生物酶,可谓酶技术引领了其新发展。酶制剂在食品工业的主要作用。1、应用于培烤食品。酶在烘烤食品时,可以增大面包体积,改善面包表皮色泽,改良面粉质量,提高柔软度,延长保存期。例如加工蛋糕时,添加蛋白酶可改善鸡蛋液乳化性和持泡性。脂肪酶加在面粉中,可以使面粉中的不饱和脂肪酸氧化,同胡萝卜素发生共扼氧化作用而将面粉漂白。乳糖酶也用于加脱脂奶粉的面包制造中,它可以分解乳糖生成可发酵性的糖,促进酵母发酵,改善面包色泽。2、应用于在果蔬加工。酶可促使细胞分离、细胞壁变软,易于原料榨浆等。水果蔬菜加工中最常用的有果胶酶、纤维素酶、淀粉酶等。果胶酶和其他的酶协同处理果汁可以显著提高出汁率,提高果汁澄清度,降低果汁相对黏度,提高果汁过滤效果。3、应用于乳制品。乳糖酶用于乳品生产低聚糖制品在国外已有很多产品,低乳糖奶、奶酪冰激凌等。用乳糖酶水解牛乳中的乳糖可制成乳糖水解乳,牛乳总糖类的结构发生变化,得到易吸收的葡萄糖和半乳糖,有效缓解乳糖不耐症,改善牛乳口感,提高牛乳的营养价值。用于食品加工的酶还有很多,葡萄糖氧化酶能够延长食品的保鲜保质期,木瓜蛋白酶可以嫩化烹饪的肉类……酶在食品加工行业应用前景非常广阔,势必会推动食品加工行业走向新高度。
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    饲用酶制剂可以提高畜禽饲料消化率,分解抗营养因子,改善畜禽机体健康状况,提高饲料消化率,提高动物生产性能,节约饲粮,保护环境,是一种绿色环保型饲料添加剂。下面小编为大家介绍一下饲用酶制剂在猪生产中的应用。一. 饲用酶制剂在仔猪生产中的应用当仔猪从易吸收、易消化的母乳过度到以谷物为主配方饲料时,由于其体内消化系统尚未发育成熟,所以经常会出现消化不良和腹泻。以内源性为主酶制剂添加在仔猪日粮中,可以对消化系统进行调整,弥补各种消化酶的不足,促进蛋白质、淀粉的吸收,促进有益菌群的生长繁殖,改善肠道环境,降低腹泻率,促进健康,增强抵抗力。提高日增重,提高饲料利用率。二. 酶制剂在育肥猪生产中的应用育肥猪饲料中的酶制剂主要作用是改善饲料的营养价值,充分降解饲料中各种成分,使之发挥最全面的效用。同时根据饲料原料的不同添加相应的酶制剂,在非常规饲料中适当添加效果同样明显。能提高粗蛋白质、粗纤维消、粗脂肪等的消化率。提高育肥猪日增重。酶制剂的在猪生产中的应用可以节约成本、保护环境,合理、正确地使用饲用酶制剂可以提高畜禽饲料消化率,分解抗营养因子,改善畜禽机体健康状况,是一种绿色环保型饲料添加剂。温馨提示:酶制剂使用注意事项一.酶的底物专一性对饲料组分要求较高,对使用者的专业程度要求较高;二.国家对酶制剂的活性、剂型、成分及添加量没有统一鉴定,评判标准、使用标准,用户可以根据自己的饲料类型进行试验确定添加量;三.酶制剂的生产方式、存放温度、使用温度和饲料配伍禁忌等无统一的规定和标准。目前市场上酶制剂种类繁多,因此对饲料加工场、养殖户的专业知识水平要求较高,很难使相应的酶制剂发挥应有的作用。
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