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1、果蔬加工用软化酶的研究摘要：本研究旨在通过黑曲霉固态发酵开发研究新型的果蔬加工用酶软化酶 （粥化酶）,它是一种含有以果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶为主,并含有淀粉酶、蛋 白酶等多种酶的复合酶制剂。关键词：果蔬汁，酶解，澄清Studies on the Macerating enzyme Applied to the Process of Furits andVegetablesAbstract: The new enzyme（macerating enzyme ） applied to the process of fruits andvegetables was studied in this
2、 paper.Macerating enzyme was produced by Aspergillus niger through solid-state fermentation,which induced Pectinase, CMCase, Xylanase, Glucoamylase and proteinase.Key words: vegetable beverage; digest; clarify前言果蔬本身所含有的果胶、纤维素、淀粉和蛋白质等是引起果蔬汁混浊和褐变 等不良现象的主要因素，以传统的提取、澄清等工艺难以分解上述因素，并且营 养成分大量损失1。将酶技术用于果蔬汁提
3、取、澄清，不仅克服了传统工艺的 缺点，更可有效地分解去除大分子，且大幅度增加了果蔬汁的品质2。国外酶 制剂公司研制出多种果蔬汁专用复合酶，加速了其加工业的发展；而我国酶制剂 工业起步晚、较落后，仅少数大企业采用进口复合酶制剂。有关酶技术在果蔬汁中的应用已有较多论述，近年来有关理论与技术又取得 一些新进展。酶制剂在果蔬加工中的作用机理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。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
4、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中3,其结构组成紧密,难以用物理方法 将其破碎。细胞内的汁液不能释放,从而造成压榨困难,出汁率低下。加入果胶酶 能催化果胶解聚,使大分子长链的原果胶降解为低分子的果胶、低聚半乳糖醛酸 和半乳糖醛酸。底物粘度迅速下降,增加可溶性果胶的含量.纤维素酶和半纤维素 酶能催化纤维素水解,使纤维素增溶和糖化,在果胶酶、纤维素酶、半
5、纤维素酶和 蛋白酶的共同作用下,植物细胞壁降解,使细胞内的液体比较容易释放出来,增加 果蔬的出汁率。酶制剂在果蔬加工中的应用果汁加工业在十九世纪三十年代中期起步,在刚刚起步时,其生产得率非常低, 在果汁澄清过滤方面遇到很大的困难 4。随着人们对水果主要成分及其结构的 逐步了解,开始研究利用酶技术来解决生产中出汁率低,澄清困难,产品不稳定等 问题5。这些用于果蔬汁澄清和压榨的各种酶被称为软化酶6。国外六十年代开始,大量加工苹果汁。人们迫切希望用酶制剂来处理果浆,分 解存在细胞壁上的果胶质,获得更多的果汁和提高生产效率,以此来降低果汁的 生产成本。同时,由于水果的过早采收含有的淀粉也给果汁加工带来
6、困难。八十 年代初，丹麦的Novo Nordsik公司开发出了应用于果汁加工的酶制剂系列产品， 使以上问题得到解决。主要包括 :果浆用酶系列 :Peetinex Ultras SP-L 及 Pextinex Superpres 可以改善压榨能力和提高出汁率。果汁用酶系 列:Pec ti nexIX,3XL,5XL及Pec tinexAR可以完全迅速的分解果胶，并且可以使果 汁和浓缩汁澄清、透明，防止由于阿拉伯聚糖引起的浓缩汁的混浊AmylaseAG200 功ooL是一种淀粉葡萄糖昔酶，可以使苹果、梨汁中的淀粉降解提高浓缩汁的稳 定性。丹麦Nov。公司开发出一种新型果浆酶Pectinex Sma
7、sh,主要是用于处理 水果浆和蔬菜浆。该酶除了有果胶酶以外还有一定的半纤维素酶。实验表明添加 这种酶可以在低温下快速有效的提高出汁率和榨机效率，增加充填量，得到更干 的果渣，降低果蔬汁中的果胶含量，减少了澄清用的果胶酶的加量7。法国 DsM 公司亦开发了用于水果软化的RAPIDASE Press高活性果胶酶和半纤维素酶;用于 果汁澄清的 RAPIDASE Press 高浓度果胶酶和淀粉酶 ;用于提高超滤速度的 RAPIDASE UF超滤复合酶;用于果汁脱胶澄清的RApIDAsEC80MAX果胶酶等等各种 加工用酶。Shoseyov等用黑曲霉分离出的葡萄糖苷酶水解西番莲果蔬汁释放出 大量呈香醇、
8、苯甲醛和苯乙醇，大大增加了其香气。国内对果蔬加工用酶的研究主要集中在单一的酶制剂或者复配的酶制剂 ，万 日余，顾岱芳等在草薄汁生产过程中加入纤维素酶，可以使大分子的纤维素降解 成分子量较小的纤维二糖和葡萄糖分子，从而使细胞内含物质得以充分释放，结 果证明出汁率提高9.2%，糖份提高2%。由于纤维素酶系的协同作用，使草墓汁的 纤维、果胶质等不易流动性物质降解为多糖、单搪，并将包含在内的可溶性物质 充分释放出来，加大了流动性，因而在压榨时易于压榨，使压榨时间缩短巧 mni， 从而大大提高了设备利用率,降低了成本8。用酶液化工艺加工南瓜汁,其出汁 率在 60%-70%,而传统工艺的出汁率为 20%-
9、30%,且前者的质量及稳定性明显好于 后者。用酶液化工艺生产山植汁,出汁率为 55%,而传统工艺为 19%。参考文献1 张欣，葛毅强，蔡同一苹果浓缩汁的后浑浊食品科学,1998,19(1)： 22242 高福成，王海鸥，郑建仙等.现代食品工程高新技术.北京：中国轻工业出版社， 19973 北京林学院主编植物生理学M.北京:中国林业出版社,1981.4 Uhlig H.Idustral enzymes and their applicationsM,NewYork:JohnWiley&Sons,Inc,1998.5 Grassin C,Fauqembergue P.Fruit juicesM.M
10、acmillan UK:Industrial eznymology,2nded,1996.6 Galnate Y M,De Conti A, Monetverdi R. APPlication of Trichodema enzymes in food and feed industriesJ.Biological control and commercial appIications,1998,(2):327-342.俞中新型果浆酶z.食品工业科技,2000,21(:6)56-57. 万日余，顾岱芳，张健，蔡松海纤维素酶在草萄汁生产中的应用J.食品科学,1997,8(4):44-46.葡萄酒
11、微生物降酸技术在葡萄酒酿造过程中 , 通常面临着降酸问题 , 这是由生态条件 、酿酒葡 萄的品种特性及栽培方式所决定的 。以前葡萄酒生产工艺中普遍采用物理降酸 法和化学降酸法 ,只能作用于酒石酸而不能对生理代谢较为活跃的苹果酸起作 用 , 而且对酒质的负面影响较大 , 使用不当时 ,有可能引起葡萄酒的瓶内发 酵。 故现代降酸的研究和发展方向主要是微生物降酸法。 这些微生物包括能 够进行苹果酸 乳酸发酵 ( malolactic fermentation ,MLF )的乳酸菌和能 够进行苹果酸 酒精发酵 ( maloalcoholic fermentation , M AF ) 的裂殖 酵母。
12、另外 ,通过基因工程技术育成的葡萄酒酵母工程菌也为葡萄酒的生物降 酸工艺提供了新的思路。 同时 , 现代发酵工程技术的进展 , 如固定化细胞 (酶)技术的应用 ,膜生物反应器的开发 , 已使葡萄酒的微生物降酸技术朝着 更可控、易操作的方向发展 。本文拟就微生物降酸技术在葡萄酒酿造中的应用 作一评述。1苹果酸乳酸发酵苹果酸 乳酸发酵 ( MLF ) 是葡萄酒尤其是红葡萄酒降酸的主要方法之 一。能够进行 MLF 的乳酸菌分属于明串株菌属 (Leuconostoc) 、足球菌属 (P ediococcus)和乳杆菌属(lactobacillus)。它们都能较专一地把苹果酸(二元 酸) 转变成乳酸 (
13、一元酸) 和 CO2 ,从而降低酒的酸度。同化学降酸法相比 ,M LF可以提高葡萄酒对微生物的稳定性，改变酒中微量组分的含量和比例，改 变呈香物质的浓度 , 有利于提高酒的风味复杂性 , 并避免了化学降酸对口感 的不良影响 。迄今为止 ，国外生产的优质红葡萄酒甚至一些佐餐红葡萄酒大部 分采用 M LF 降酸。 目前我国也开展了这方面的工作。2. M AF生产操作方法常规的MAF生产操作主要有两种方法：先降酸后发酵法。在澄清的葡 萄汁中先接入裂殖酵母，使葡萄汁发酵降酸12天，分离除去菌体后再接种 葡萄酒酵母 ，使之完成酒精发酵 。 采用该法可以使苹果酸的含量降低 40 % ， 生产的葡萄酒香味几
14、乎不受MAF的影响； 先发酵后降酸法。先用葡萄酒 酵母对澄清的葡萄汁发酵 ，至酒精发酵后期 ，再添加已经扩培的裂殖酵母 ，使 菌体密度达2X108个/ m l以上，在进行M AF的同时，使酒精发酵结束，采 用该法降酸效果和酒质均较佳。但以上两种方法在生产使用上都有其局限性 ， 操作不当 ，常使酒带有不悦的异味 。目前认为采用裂殖酵母固定化技术是进行 M AF降酸最为理想的方法。3. 转基因葡萄酒酵母的应用近几年来 , 随着微生物分子遗传学的飞速发展 , 已使葡萄酒酵母的育种 研究进入到一个新的水平 。人们设想 , 把乳酸菌中的 MLE 基因通过遗传转化 导入葡萄酒酵母中，使葡萄酒酵母在酒精发酵
15、的同时，赋予其MLF降酸的功 能。目前 ,已对 MLE 基因及其调节基因进行了定位和序列分析 ,转基因方法已用于 葡萄酒酵母工程菌的育种。已经证明 , M LE 是由乳酸菌质粒基因编码的,缺少质粒的乳酸 菌也就丧失了 M LF功能。基于这种考虑，Williams利用限制性内切酶Sall把M LE基因 整合到质粒 p RC 3 上 ,构建了新的质粒 p HW2 ,并利用穿梭载体把 p HW2 导入葡萄酒酵 母中 ,载有 p HW2 质粒的葡萄酒酵母在进行酒精发酵时 ,确实能部分地分解苹果酸 , 但分 解率较低 , 因为存在着 M LE 基因在受体中表达不完全的问题。 Sn ow 认为 , 这可能
16、有两 个主要原因 : 葡萄酒酵母对 M LE 基因的转译效率低 ; 导入酵母菌的质粒不稳定。 不过 , 随着遗传工程技术的发展 ,外源 M LE 基因在受体中的表达问题最终将得以解决 , 这不仅丰富了葡萄酒微生物降酸的内涵 ,同时也将导致葡萄酒酿造微生物学和工艺学的一 场变革。水分活度与食品保藏1. 水分活度水分活度数值用Aw表示，水分活度值等于用百分率表示的相对湿度，其数值 在0-1之间。溶液中水的蒸气分压P与纯水蒸气压Q的比值，Aw=P/Q。水分活 度的测试意义：Aw值对食品保藏具有重要的意义。含有水分的食物等由于其水 分活度之不同，其储藏期的稳定性也不同。利用水分活度的测试，反映物质的保 质期，已逐渐成为食品，医药，生物制品等行业中检验的重要指标。测试方法: 水分活度的测定方法有传统的扩散法和ERH水分活度测试法等
