木糖醇酶的机理与应用 酶学课程论文
发酵法生产木糖醇的原理

发酵法生产木糖醇的原理发酵法生产木糖醇的原理是利用微生物的代谢活性将庶出物(如木质纤维素、木糖等)转化为木糖醇。
具体而言,这个过程可以分为两个主要步骤:糖酵解和木糖醇生成。
糖酵解是指将庶出物中的木糖通过微生物菌种进行分解的过程。
在糖酵解过程中,首先需要通过预处理方式将庶出物中的木糖分离出来。
一种常用的预处理方式是酸水解,即将木质纤维素热处理于酸性条件下,使之迅速分解为木糖和其他的庶出物。
这样,分离出来的木糖可以用于后续的发酵步骤。
接下来,将分离出来的木糖通过发酵过程转化为木糖醇。
发酵过程中需要使用到一种特殊的微生物菌种,常见的有木糖酵解菌和木糖醇生产菌。
木糖酵解菌可将木糖分解为木糖醛。
在酸性环境下,木糖酵解菌会将木糖内部的吡喃环打开,形成醛羰基,然后醛羰基会通过酸酶的作用转变为木糖醛。
接着,木糖醇生产菌(如阿拉伯木糖酵解菌和木糖醇菌)将木糖醛进一步还原为木糖醇。
木糖醛是能通过微生物酶的还原作用转变为木糖醇的中间物质。
发酵过程中需要注意的是微生物菌种的选择和菌种培养条件的调节。
首先需要找到合适的微生物菌种,该菌种要有良好的木糖分解能力和木糖醇生产能力。
其次,要根据菌种的特性和发酵条件进行培养,以保证菌种的生长繁殖和代谢活性的持续进行。
一般来说,发酵过程中需要控制温度、pH值、营养物质和氧气等因素,使得微生物细胞能够在适宜的环境中进行正常的生长代谢。
发酵法生产木糖醇具有以下优点。
首先,木糖醇是以生物庶出物为原料进行生产,相对于传统化学合成方法,发酵法不会产生大量的废水和废气,环保性更高。
其次,发酵法能够充分利用生物资源,将生物庶出物转化为有价值的产品。
此外,通过发酵法还能够获得高纯度的木糖醇,适用于食品、医药和化妆品等领域的生产。
总结起来,发酵法生产木糖醇的原理是利用微生物的代谢活性将庶出物中的木糖转化为木糖醇。
通过两个主要步骤:糖酵解和木糖醇生成,分离出来的木糖经过微生物菌种的作用转化为木糖醇。
这种生产方法具有环保性高、资源利用率高和产品纯度高等优点,在实际应用中具有一定的潜力。
木糖醇的特性及在食品中的应用

木糖醇的特性及在食品中的应用一、本文概述木糖醇作为一种天然甜味剂,因其独特的化学和物理特性,在食品工业中得到了广泛的应用。
本文旨在全面探讨木糖醇的特性及其在食品中的应用。
我们将详细介绍木糖醇的化学结构、物理性质,以及其在食品中的功能性和应用。
我们还将讨论木糖醇在食品工业中的发展趋势,以及其在未来可能的新应用领域。
通过本文的阐述,我们希望为读者提供一个关于木糖醇及其在食品中应用的全面而深入的理解。
我们将从木糖醇的化学结构和物理性质入手,解析其为何能在食品工业中发挥重要作用。
然后,我们将详细探讨木糖醇在食品中的功能性,包括其甜味特性、保湿性、结晶防止性、抗龋齿生长等。
这些特性使得木糖醇在糖果、烘焙食品、乳制品、饮料等多种食品中都有广泛的应用。
接下来,我们将通过具体的案例分析,展示木糖醇在各类食品中的应用情况。
我们将详细介绍木糖醇在糖果中的应用,如何通过调整木糖醇的比例和类型,来影响糖果的口感和质地。
我们还将探讨木糖醇在烘焙食品中的作用,如何提升面包、饼干的口感和保鲜期。
我们还将介绍木糖醇在乳制品和饮料中的应用,以及其对抗龋齿生长的作用。
我们将展望木糖醇在食品工业中的未来发展。
随着消费者对健康和美味的追求,木糖醇作为一种天然、健康的甜味剂,其市场需求将会持续增长。
我们将探讨木糖醇在未来可能的新应用领域,以及如何通过技术创新,进一步提升木糖醇在食品中的应用效果。
通过本文的阐述,我们期待能够为食品工业的发展提供一些有益的启示和建议。
二、木糖醇的特性木糖醇作为一种天然甜味剂,具有许多独特的特性,使其在食品工业中备受青睐。
木糖醇具有优良的口感和甜味,其甜味清甜、酥脆可口,给人一种愉悦的食用体验。
木糖醇具有优异的保湿性和稳定性,能够在食品中起到保湿和稳定的作用,使食品保持原有的口感和品质。
除此之外,木糖醇还具有天然的防腐功能,能够有效地抑制细菌的生长和繁殖,延长食品的保质期。
木糖醇还具有改善肠胃功能的作用,能够促进有益菌的生长,抑制有害菌的繁殖,对维护人体健康具有积极作用。
功能性甜味剂-木糖醇的性质及其应用研究

功能性甜味剂—木糖醇的性质及其应用研究化学系09级应用化工技术班张路24号摘要:木糖醇的理化性质类似于蔗糖,是一种应用广泛的甜味剂,其自身特有的功能赋予了它保健性。
木糖醇作为一种功能性甜味剂,在糕点、饮料、口香糖以及酒类方面应用比较广泛。
其类似于蔗糖的理化性质、预防龋齿以及代谢与胰岛素无关的特点,使之成为蔗糖、葡萄糖等糖类的优良替代品。
木糖醇与其他多烃类化合物一样,是目前较有潜力的糖类替代品甜味剂。
木糖醇由于产热低,甜味等同蔗糖及其保健功能性,其逐渐成为糖果、食品等领域内的主要甜味剂。
本文介绍了木糖醇的性质,就其保健功能进行了阐述,综述了木糖醇的应用情况。
木糖醇是木糖代谢的正常中间产物,纯的木糖醇,外形为白色晶体或白色粉末状晶体。
在自然界中,广泛存在于果品、蔬菜、谷类、蘑菇之类食物和木材、稻草、玉米芯等植物中。
它可用作甜味剂、营养剂和药剂在化工、食品、医药等工业中广泛应用。
1.木糖醇的特点:它的分子式为C5H12O5,是一种五碳糖醇。
木糖醇原产于芬兰,是从白桦树、橡树、玉米芯、甘蔗渣等植物中提取出来的一种天然植物甜味剂。
若无特别说明,人们很难将木糖醇与蔗糖分辨。
木糖醇低温品尝效果更佳,其甜度可达到蔗糖的1.2倍。
木糖醇入口后往往伴有微微的清凉感,这是因为它易溶于水,并在溶解时会吸收一定热量。
1.1 木糖醇的理化性质木糖醇的理化性质类似于蔗糖,甜度在0.65~ 1.05 之间,与蔗糖的1.00 相当。
它是糖醇中最甜的一种,入口后清凉似薄荷,没有杂味。
热值为16.79 J/g ,低于蔗糖,作为一种低能量甜味剂,被商家大力推广。
它的溶解度、溶液密度和折光系数等理化指标与蔗糖基本相同( 表1 ) ,是蔗糖的理想替代品。
表 1 木糖醇与蔗糖的部分理化性质的比较1.2 木糖醇的自身特点作为一种甜味剂,木糖醇市场消费量的逐年增加与其自身的特点紧密相关,它也是保健品市场的主要甜味剂之一。
木糖醇自身不具有致龋性,是非常适合于糖果的甜味剂。
木聚糖酶分子结构与重要酶学性质关系的研究进展_杨浩萌
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21卷1期2005年1月生 物 工 程 学 报Chinese J ournal o f Biotechnology Vol.21 No.1January 2005Received:July,13,2004;Accepted:September,16,2004.This work was supported by Grant from Chinese National Programs for Hi gh Technology Research and Development(863)(No.2001AA214041).*Corres ponding author.Tel:86 10 68975126;E mai l:yaobi n@public3 bta.ne 国家高技术研究与发展计划(863计划)项目资助(No.2001AA214041)。
木聚糖酶分子结构与重要酶学性质关系的研究进展Recent Advances in Structures and Relative Enzyme Pro perties of Xylanase杨浩萌1,姚 斌1*,范云六2YANG Hao Meng 1,YAO Bin 1*and FAN Yun Liu21 中国农业科学院饲料研究所,北京 1000812 中国农业科学院生物技术研究所,北京 1000811 Fee d Resea rc h Institu te ,Ch inese Aca demy o f Ag ric ultu ra l Sc ienc es ,Bei jin g 100081,China2 Biotec hnolog y Resea rc h Cen ter ,Ch inese Aca demy o f Ag ricu ltu ra l Scie nce s ,Bei jing 100081,Ch ina摘 要 木聚糖是一种多聚五碳糖,是植物细胞中主要的半纤维素成分。
木糖醇的特性及其应用

木糖醇的特性及其应用食品科学与工程092班谢巧奇200916020210摘要:本文介绍了木糖醇的化学组成、理化性质及合成方法,重点分析了木糖醇的功能特性和它在各行业中的应用,并对其在未来的发展做出了合理的展望。
关键字:木糖醇;特性;合成;应用1前言随着经济的发展,生活水平的提高,人们的食品消费观念发生了极大改变,越来越注重饮食对自身健康水平的影响,消费趋势逐渐从色、香、味均佳的食品转向具有合理营养和保健功能的功能性食品。
由于木糖醇具有独特的生理功能——可以作为糖尿病、肥胖病、儿童龋齿、老年性缺钙、心脑血管病等病人的良好食疗添加剂,故木糖醇已被广泛应用于食品生产中,另外,由于木糖醇的各种生理功能,它在各个行业中的应用也甚为广泛。
本文将阐述木糖醇的各种生理功能及其特性,分析其应用。
2木糖醇的化学组成木糖醇(Xylitol),又称为戊五醇,是一种五碳糖醇。
木糖醇的分子式为C5H12O5,分子量为152·15,外观为白色结晶状粉末,无臭味,沸点125℃(101·33 k Pa),熔点为92~96℃,易溶于水,溶解度169 g·(100 g水)-1(20℃),水解液pH=5~7[lg·(10 mL水)-1],溶解热-145·6 J·g-1,热能16.99 J·g-1[1]。
虽然早在1890年,德国科学家Fisher,Stahe和法国科学家Betrand就发现了木糖醇,然而在自然界植物中首次发现木糖醇却是在1943年。
木糖醇虽广泛地存在于多种植物如草莓、李子、梨、桦树等之中,但数量却非常少,只有0.014 %~0.9 %,不能满足现代生活人们对木糖醇日益增长的需求。
近年来,国内外科学工作者们对木糖醇的生产合成工艺进行了坚持不懈的研究与开发,并不断地取得突破性的进展,如采用先进的生物化学法,木糖醇收率可达80 %,纯度99 %;以麦秆为原料,采用高温水解法,收率为63 %;芬兰、瑞士等国家采用原料处理木糖醇的理化性质水解及水解产物浸渍的连续生产工艺,效率高,产品纯度高且成本低。
木糖醇研究应用范文
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木糖醇研究应用范文标题:木糖醇在食品行业中的研究与应用摘要:随着人们对健康生活的追求,越来越多的人开始关注食品中添加剂的选择。
木糖醇作为一种天然、低卡路里的甜味剂,在食品行业中被广泛研究和应用。
本文将对木糖醇的研究现状和其在食品行业中的应用进行详细分析,并展望未来的发展方向。
一、引言随着现代生活方式的改变,人们对食品的需求也发生了转变。
人们对低热量、低卡路里的食品越来越感兴趣,这对食品工业提出了新的要求。
传统的食品添加剂无法满足这一需求,而木糖醇作为一种天然的甜味剂,成为了人们关注的焦点。
木糖醇具有高甜度、低卡路里、不产生龋齿等优点,已在食品行业中得到广泛应用。
本文将对木糖醇的研究现状和其在食品行业中的应用进行分析,并探讨未来的发展方向。
二、木糖醇研究现状1.木糖醇的生产工艺木糖醇通过木质素、纤维素等天然植物材料经过酶解与发酵技术制得。
目前,木糖醇的生产工艺已经相当成熟,有着较高的产量和纯度。
然而,随着生产规模的扩大,制造成本和能源消耗也成为了木糖醇生产过程中需要解决的问题。
2.木糖醇的物理化学性质木糖醇是一种无色结晶性粉末,具有极高的溶解度。
它在水中的溶解度比蔗糖高,能够吸收和保持水分,提高食品的保湿性。
此外,木糖醇具有低热值和不产生龋齿的特点,使其成为一种理想的替代甜味剂。
3.木糖醇的功能性木糖醇不仅作为一种甜味剂使用,还具有很多其他功能。
研究表明,木糖醇具有保护胃粘膜、抗氧化、抗菌等保健功能,能够对人体健康产生积极的影响。
此外,木糖醇还可以用作口香糖的增强剂和嚼糖的替代剂,具有促进口腔健康的作用。
三、木糖醇在食品行业中的研究与应用1.木糖醇在糕点中的应用糕点是人们日常生活中常见的食品之一,而木糖醇的低热值和低卡路里特点使其成为制作低糖和无糖糕点的理想替代品。
目前,许多糕点制造商已经使用木糖醇代替传统蔗糖,生产出更健康的糕点产品。
2.木糖醇在饮料中的应用饮料是人们日常生活中不可或缺的一部分,而木糖醇在饮料中的应用则提供了一种低糖和低卡路里的选择。
木糖醇的功能和发展以及在食品中的应用
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木糖醇的功能和发展以及在食品中的应用木糖醇是一种以甘蔗或玉米为原料经过酵母菌发酵生产的低热量的食品添加剂。
它具有甜味、抗龋齿、低热量、易吸湿、抗结晶等特点,因此在食品工业中被广泛应用。
首先,木糖醇具有低热量的特点,它的热量只有蔗糖的一半左右,并且无论被摄入还是分解代谢后,几乎不会对人体产生能量的供给。
正因为这种特性,木糖醇成为了很多被禁止或限制摄入蔗糖的人们的首选替代品。
例如,糖尿病患者可以使用木糖醇代替蔗糖来满足口腔上的甜味需求,而不会引发血糖升高的问题。
其次,木糖醇还具有抗龋齿的特点。
蔗糖容易被口腔中的细菌分解产生酸性物质,导致牙釉质受损和龋齿的形成。
而木糖醇的甜味来自于其分子中的异低聚糖,细菌对其分解产生的酸性物质较少,因此使用木糖醇替代蔗糖可以有效减少龋齿的风险。
此外,木糖醇还具有易吸湿和抗结晶的特点。
它可以在食品中起到吸湿剂的作用,避免食品的变干。
并且由于其抗结晶的性质,能够减少食品中的结晶现象,提高食品的品质和口感。
关于木糖醇在食品中的应用,目前已经广泛应用于糖果、口香糖、牛奶粉、饼干、巧克力等食品制造工艺中。
在糖果和口香糖的制造中,木糖醇能够取代一部分蔗糖,起到甜味弥补、增加产品口感、避免龋齿和控制热量的作用。
在牛奶粉的制造中,木糖醇经过加热溶解后,可以增加牛奶的甜度和口感,提高产品的质感和味道。
在饼干和巧克力的制造中,木糖醇则多用作甜味和增加食品的润滑性质,提高产品的咀嚼度和风味。
总之,木糖醇作为一种功能性食品添加剂,以其低热量、抗龋齿、易吸湿和抗结晶的特点,在食品工业中广泛应用。
随着人们对健康和营养需求的提升,木糖醇的发展也会愈加迅速,未来在食品中的应用前景十分广阔。
木糖醇研究应用范文
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木糖醇研究应用范文木糖醇是一种天然的甜味剂,广泛应用于食品、医药、化妆品和日常用品等领域。
下面将详细介绍木糖醇的研究应用。
一、食品领域应用1.甜味剂:木糖醇具有良好的甜味,甜度约为蔗糖的0.7倍,能够有效替代蔗糖作为食品中的甜味剂。
由于木糖醇的热值较低,不会引起血糖和胰岛素的剧烈变化,对于减肥和血糖控制有一定的帮助。
2.保鲜剂:木糖醇可用作食品中的保鲜剂,能够延长食品的保质期。
研究表明,木糖醇对霉菌、酵母菌和一些细菌有抑制作用,能够减缓食品的腐败速度。
3.低热值食品:由于木糖醇的热值较低,可以制作低热值的食品。
目前市场上有很多木糖醇糖果、巧克力、口香糖等低糖产品可供消费者选择。
4.增稠剂:木糖醇可用作食品中的增稠剂,能够提高食品的粘度和稠度,改善食品的质感和口感。
二、医药领域应用1.口腔护理:木糖醇具有天然的抗菌作用,可以有效预防口腔疾病的发生。
目前市场上有很多含有木糖醇的口腔护理产品,如牙膏、漱口水等,可以清洁口腔,预防蛀牙和口腔溃疡等疾病。
2.防治糖尿病:由于木糖醇的热值较低,不会引起血糖和胰岛素的剧烈变化,适合糖尿病人群食用。
一些研究表明,适量摄入木糖醇可以帮助控制糖尿病的血糖水平和体重。
3.高血压防治:研究发现,木糖醇具有降低血压的作用,可以有效预防和控制高血压的发生。
4.肥胖防治:由于木糖醇的低热值特性,可以替代高热值的食物,帮助减少热量摄入,达到控制体重和减肥的效果。
三、化妆品领域应用1.保湿剂:木糖醇具有良好的保湿性能,可以吸附空气中的水分,保持皮肤的水润度。
因此,木糖醇常用于护肤品中,具有很好的保湿效果。
2.抗氧化剂:研究显示,木糖醇具有一定的抗氧化作用,可以减少自由基对皮肤的损害。
因此,木糖醇常用于抗衰老和抗皱纹的化妆品中。
3.防晒剂:木糖醇对紫外线的吸收能力较弱,但可以有效抗氧化,减少紫外线对皮肤的伤害。
因此,木糖醇常用于防晒产品中,具有一定的防晒功效。
四、日常用品领域应用1.牙膏:由于木糖醇具有抗菌和抗蛀牙的作用,常用于牙膏中,可以保护牙齿健康。
木糖醇的功能特性及应用
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木糖醇的功能特性及应用木糖醇(xylitol)是一种天然的五碳糖醇,在自然界中广泛存在于水果、蔬菜和木本植物中。
它的分子式为C5H12O5,是一种无色、结晶性的白色粉末,味道与蔗糖相似,但其热值较低,糖尿病患者和减肥者可以饮食中使用。
功能特性:1. 低卡路里:与普通糖相比,木糖醇的卡路里含量非常低,仅为糖的一半左右。
这让木糖醇成为糖尿病患者和减肥者的理想选择。
2. 抗菌性:木糖醇具有抑制口腔中细菌生长的能力,所以经常被用作口香糖和牙膏的添加剂。
它可以减少龋齿的发生,保护口腔健康。
3. 不会导致血糖飙升:木糖醇在消化过程中不需要胰岛素来吸收,这意味着它可以在不增加血糖水平的情况下提供能量。
因此,木糖醇的血糖指数低,对于糖尿病患者和需要控制血糖的人来说非常有益。
4. 不引起龋齿:与普通糖相比,木糖醇不会被口腔细菌分解产生酸性物质,因此它不会导致牙齿腐蚀和龋齿。
5. 味道甜美:虽然木糖醇的甜度比蔗糖稍低,但它的味道与蔗糖非常相似,被广泛用于食品和饮料添加剂,并可以代替糖作为甜味剂使用。
应用:1. 食品工业:木糖醇作为一种理想的代糖物质,广泛应用于食品工业中。
它可以用于制作糖果、巧克力、口香糖、蛋糕等甜食,为这些食品提供甜味,而不会增加卡路里和血糖水平。
2. 医药工业:由于木糖醇具有抗菌和降血糖的特性,它常被用于医药工业中。
它可以用于制作咳嗽糖浆、儿童药品和口腔护理产品等。
3. 口腔护理:由于木糖醇的抗菌特性,它被广泛用于口腔护理产品中,如牙膏、口香糖和口腔漱口水。
木糖醇不仅可以减少龋齿的发生,还可以控制口臭和口腔感染。
4. 日化产品:木糖醇还可以用于日化产品中,在护肤品和洗发水中添加木糖醇可以提供保湿效果,使皮肤和头发保持滋润和柔软。
5. 化妆品:木糖醇在化妆品中也有广泛的应用。
它可以作为湿润剂、保湿剂和柔软剂使用,以提供皮肤的保湿效果,并增加化妆品的质感。
总结起来,木糖醇是一种功能特性独特的糖醇,在食品、医药、口腔护理、日化和化妆品等领域都有广泛的应用。
探讨以酵母菌发酵生产木糖醇之研究

探讨以酵母菌发酵生产木糖醇之研究发布时间:2023-06-02T03:48:02.457Z 来源:《科技潮》2023年8期作者:田强孟雯雯孔莉莉董睿于华贾海霞谢秀云石娜娜[导读] 木糖醇是一种应用于食品营养特性改善的多元醇。
由于木糖醇的传统生产工艺流程较长、耗水量、排污量大,因此发酵生产木糖醇近年来受到了广泛的关注。
山东福田药业有限公司山东德州 251200摘要:木糖醇是一种天然存在的糖醇,经发酵生产木糖醇,具有工序步骤短、产品更天然、生产安全容易保障优点。
要发酵生产木糖醇,首先微生物必须能够利用木糖,酵母在发酵生产木糖醇方面具有很大的优势。
本文主要综述了木糖在酵母细胞中的运输与代谢、影响发酵生产木糖醇的因素,以及优化发酵生产木糖醇的方法。
关键词:木糖醇;木糖代谢;酵母;木糖醇是一种应用于食品营养特性改善的多元醇。
由于木糖醇的传统生产工艺流程较长、耗水量、排污量大,因此发酵生产木糖醇近年来受到了广泛的关注。
从现在的微生物发酵工艺来看,要实现规模化生产,还需要通过代谢工程的优化。
1发酵生产木糖醇的微生物1.1 天然微生物发酵生产木糖醇在工业化发酵生产中,菌种的发酵性能直接关系到微生物代谢生产能力、发酵生产的成本以及工业化规模化生产的难易程度等方面的问题。
目前,木糖/木糖醇转化率和木糖醇产率依旧是限制微生物转化生产木糖醇规模化的瓶颈之一,因此获取一株性能优良的高产木糖醇菌株显得尤为重要。
自然界中能够利用木糖通过不同的代谢途径生产木糖醇的微生物种类很多,其中包括很少一部分细菌,部分霉菌,大部分酵母等。
但通过目前的报道来看大部分细菌发酵生产木糖醇的转化率不高。
真菌虽然可以通过木糖→木酮糖→木糖醇的途径来转化生产木糖醇,但真菌的生产效率普遍偏低。
通过综合分析发现酵母类,尤其是假丝酵母属在木糖醇发酵中具有优越的性能,其最高产量平均可达到理论值的84.5%。
1.2 构建基因工程菌株发酵生产木糖醇随着基因工程技术在近几年的迅猛发展,不断有研究者通过从自然界中筛选、克隆、转基因等手段获得高产菌株。
木糖醇的功能和发展以及在食品中的应用

木糖醇的功能和发展以及在食品中的应用木糖醇,也被称为甜引发物(sweeteners),是一种非常受欢迎的食品添加剂。
它拥有糖的甜味,但却没有其它正常糖类的卡路里含量。
下面将详细介绍木糖醇的功能及发展,并探讨在食品中应用的一些常见领域。
木糖醇是一种奥妙的化学物质,其分子结构与自然界中的糖类非常相似,但却具有许多优点。
其最大的特点是其低热值,这意味着人体摄取木糖醇后不会像摄入正常糖类一样增加体重。
此外,由于木糖醇不被肠道易消化,它对血糖水平的影响较小,因此也适用于糖尿病患者。
木糖醇作为食品添加剂,广泛应用于各种食品中。
在糖果和口香糖中,木糖醇可用作蔗糖的替代品。
与蔗糖相比,木糖醇无卡路里且对牙齿无害,这使得它成为有牙齿健康考虑的人们的首选。
许多饼干、薄荷糖和糖果等产品也采用了木糖醇来增加甜度,提供可口的口感。
木糖醇还常用于制作低糖和无糖饮料。
与传统糖类相比,饮料中使用木糖醇可以减少糖分摄入量,增加糖分代谢速度,避免引发血糖波动。
这对于追求健康的消费者来说是一种非常吸引人的选项。
一些能量饮料也使用木糖醇作为甜味剂,以提供快速能量而不增加卡路里摄入量。
另外,木糖醇在其他烘焙食品中的应用也很常见。
它可以用作替代糖粉或其他高热量甜法的成分,使制品保持所需的甜度但减少卡路里的摄入。
同时,木糖醇还具有防止食品干燥和保持储存期限的功能,使得糕点和面包等产品更加耐久。
总的来说,木糖醇的功能和应用非常广泛。
它作为一种低热值甜味剂,可以为人们提供与糖类类似的口感和甜度,但不会增加体重或引发血糖问题。
在食品工业中,木糖醇可以用于制作各种各样的糖果、饮料和烘焙食品,满足不同消费者的需求。
正因为它的众多优点,近年来木糖醇在食品行业中的应用呈现出快速发展的趋势。
越来越多的食品厂商已经开始将木糖醇作为替代糖的选择,以开发出更健康、低热量的产品。
而且随着人们对健康生活方式的重视,使用木糖醇的产品在市场上也越来越受到欢迎。
总之,木糖醇作为食品添加剂,在制造低糖、无糖食品方面具有重要作用。
木糖醇酶的机理与应用_酶学课程论文

木糖醇酶的机理与应用【中文摘要】木聚糖是半纤维素的一种重要组成成分,广泛存在于各种植物资源中。
木聚糖酶是木聚糖的水解酶,它在食品、饲料、造纸等工业上有着非常广泛的应用。
本研究就木聚糖酶在食品中的应用范围、作用特点及其机理进行了简要的阐述。
【1】【关键词】木聚糖;木聚糖酶;应用半纤维素在自然界中的含量占植物干重的35%_l J,是一种极其重要的可再生资源,仅次于纤维素。
木聚糖是植物半纤维素的重要组成部分,它存在于陆生植物的细胞壁中以及植物体的几乎所有部位。
木聚糖的结构变化范围很大,从仅由B.糖苷键连接的多聚木糖线性分子到具有高度分枝的异质多糖等多种结构,通常的木聚糖都含有2—4种不同的糖单体,包括85%~89%的D一木糖残基、少量的L.阿拉伯糖残基及微量的葡萄糖醛酸残基 J。
所有这些侧链糖均由一糖苷键连接,木聚糖酶就是作用于这些糖苷键的酶类。
一、作用机理木聚糖酶是一类可以将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,主要有三种:内切B一1,4.木聚糖酶(EC3.2.1.8)、外切p·1,4-木聚糖酶(EC3.2.1.92)和B一木糖苷酶(EC3.2.1.37) 。
木聚糖酶从动物、植物、微生物中均可获得,以微生物为主。
现在已知的能够产生木聚糖酶的微生物包括:细菌、曲霉和木霉等。
由于大多数木聚糖是一种结构复杂的具有高度分枝的异质多糖,含有许多不同的取代基,因而木聚糖的生物降解需要一个复杂的酶系统,其中多种组分通过相互协同作用来降解木聚糖,所以木聚糖酶是一组酶,而非一种酶。
有报道认为,木聚糖酶降解木聚糖的催化机理为广义上的酸碱催化,Elizabeth等人对来源于Bacillus pumilus的木聚糖酶的空间结构进行分析,发现该酶的分子有两个结构域组成,两个结构域之间有一个长3 nm宽1.5 nm的间隙,间隙内完全可容纳直径为1.1 nm的木聚糖分子进入,谷氨酸、天冬氨酸等起催化作用的酸性氨基酸残基就分布在这个间隙内。
木聚糖酶系及其作用机制

木聚糖酶系及其作用机制木聚糖结构复杂且高度分枝,经甲基化研究表明,木聚糖主链由D-吡喃木糖残基经β-(1-4)糖苷键连接而成,侧链上连接着包括阿拉伯呋喃糖残基、乙酰基、葡糖醛酸残基和酚酸等多种不同的取代基。
这些侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖(纤维素、果胶等)以共价或非共价键连接,共同组成植物细胞重要的结构——细胞壁。
因此木聚糖的降解需要一个复杂酶系,通过不同酶组分之间的协同作用才能高效的水解木聚糖,消除其在动物生产中的抗营养作用。
木聚糖酶系木聚糖酶系是指能够降解半纤维素木聚糖一组酶的总称,主要包括木聚糖内切酶、木聚糖外切酶及降解支链的辅酶等。
木聚糖内切酶作用于木聚糖和长链木寡糖,随机水解断裂木聚糖主干链内部的β-1,4-木糖苷键,多数作用于木聚糖的无侧链区段,产生木寡糖或带有侧链的寡聚糖,从而降低木聚糖的聚合度;木聚糖外切酶则作用于木聚糖和木寡糖的非还原性末端,产物为木糖。
在木聚糖降解的过程中,该酶与木聚糖内切酶相互促进,加速木聚糖降解的进程,提高木聚糖酶的催化效率;对于阿拉伯呋喃糖苷酶、酯酶、葡萄糖醛酸酶等支链酶来说,其主要是通过裂解木聚糖支链中阿拉伯糖、葡萄糖醛酸等与木糖残基之间的糖苷键,从而提高木聚糖的溶解性和降解速度。
如在缺乏酯酶的情况下,木聚糖酶则难以接近高度酰化的木聚糖主链骨架,从而抑制其酶解过程。
而乙酰木聚糖酯酶则可以从乙酰木聚糖的C-2与C-3位置上除去氧乙酰基释放出醋酸,改善木聚糖酶的水解效率。
木聚糖酶催化反应机理木聚糖酶催化水解反应与纤维素酶一样,都是通过涉及两个残基的酸碱机理进行的,一个残基作为一般催化剂,给糖苷键中的氧加质子;另一残基在保持酶的情况下,作为一种与氧碳鎓介质相互作用或促使水分子形成OH-的亲核剂,作为转化酶。
木聚糖酶酶解作用机理是保守性的活性位点氨基酸残基(如谷氨酸)的羟基提供一个质子给β-1,4-木糖苷键,致使糖苷键断裂,而正碳离子中间物的稳定性是由负电荷基团或者由组氨酸残基维持。
大肠杆菌利用木聚糖合成木糖醇的研究
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大肠杆菌利用木聚糖合成木糖醇的研究引言:随着全球人口的增加和经济的发展,可再生能源的需求日益增加。
木糖醇作为一种重要的可再生资源,具有广泛的应用前景。
然而,传统的木糖醇生产方法存在生产工艺复杂、成本高昂等问题。
因此,开发一种高效、低成本的木糖醇生产方法具有重要的意义。
大肠杆菌作为一种常见的微生物在生物工程领域有着广泛的应用,利用大肠杆菌通过合成途径合成木糖醇是一种有潜力的方法,本文将重点讨论进展。
主体:1. 木糖醇的生理功能和应用前景木糖醇是一种具有六个羟基的聚醇,具有多种生理功能,如抗氧化、抗糖尿病、降低胆固醇等。
同时,木糖醇还可用作食品甜味剂、制药原料以及生物柴油的添加剂等。
因此,木糖醇的生产具有广阔的应用前景。
2. 大肠杆菌在木糖醇生产中的优势和挑战大肠杆菌作为一种常见的微生物,具有优良的表达能力和生存能力,并且可以在工业生产中大规模培养。
此外,大肠杆菌的基因组已经完全解码,基因操作技术也相对成熟,这为利用大肠杆菌合成木糖醇提供了方便。
然而,大肠杆菌在木糖聚合物降解上的能力相对较弱,这就需要对大肠杆菌进行基因改造,提高其降解木聚糖的能力。
3. 方法在大肠杆菌中利用木聚糖合成木糖醇的方法主要有两种,一种是利用天然存在于大肠杆菌中的木糖代谢酶途径,另一种是通过基因工程方法引入木糖醇代谢途径。
前者的优点是不需要对大肠杆菌进行基因改造,但其产率较低;后者通过改造大肠杆菌的代谢途径,使其能够高效地利用木聚糖进行合成,从而提高了木糖醇的产率。
4. 进展及挑战近年来,取得了一些突破性进展。
研究人员通过基因工程技术成功地将木糖醇代谢途径引入大肠杆菌中,使其能够高效合成木糖醇。
然而,目前的研究还存在一些挑战,如产率仍然有待提高、木糖醇合成途径的调控等问题。
结论:大肠杆菌利用木聚糖合成木糖醇是一种有潜力的生产方法。
随着对大肠杆菌代谢途径的研究和基因工程技术的不断进步,相信大肠杆菌合成木糖醇的产率和效率将进一步提高。
木糖醇的应用及其生产工艺研究
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木糖醇的应用及其生产工艺研究摘要:随着时代的进展,木糖醇广泛的被应用在食品等领域。
为了对木糖醇有更为深入的了解,本文将从木糖醇的差不多概况、生理功能、木糖醇的应用、木糖醇的生产工艺及其在我国的进展状况和前景对木糖醇进行初步研究。
关键词:木糖醇、应用、生产工艺1.木糖醇的差不多概况木糖醇的英文名称是Xylitol木糖醇的分子式为C5H12O5,是一种五碳糖醇。
木糖醇分子量为152.15,纯度>98.0%(T)木糖醇原产于芬兰,是从白桦树、橡树、玉米芯、甘蔗渣等植物中提取出来的一种天然植物甜味剂。
有助于牙齿的清洁度,然而过食用过度可能带来腹泻等副作用[ 1 ]。
木糖醇的结构式为:木糖醇的物化性质:木糖醇是白色结晶或粉末,味甜,似绵白糖,甜度是蔗糖的 1.05倍,热量与葡萄糖相似,吃在口中有清凉感,这是因为它易溶于水,并在溶解时会吸取一定热量。
木糖醇微溶于酒精,难溶于有机溶剂,熔点92~95℃,有吸湿性,木糖醇是糖类在人体内正常代谢的中间体,即使人们不吃糖,在人体的血液里也含有0.03~0.06%的木糖醇[ 2 ]。
天然物质木糖醇的含量,如表1所示[3]2.木糖醇的生理功能木糖醇是糖类代谢的正常中间体,它在没有胰岛素时,也能透过细胞膜被组织吸取利用,即使是在人体糖代谢发生障碍时,木糖醇的代谢也十分完全。
木糖醇能减慢血浆中产生脂肪酸的速度,但可不能使血糖上升。
4.56%的木糖醇溶液和血液等渗,当用木糖醇作静脉注射时,血中乳酸、丙酮酸、葡萄糖含量下降,并使胰岛素有轻微上升。
肝脏中的肝糖会随之增加。
故木糖醇既是糖尿病人的治疗剂和营养剂,也是肝炎病人的保肝药物,关于糖尿病和肝炎的并发症病人,木糖醇是最理想的药物。
木糖醇有较强的抗酮体作用,比山梨酸更优越。
以木糖醇静脉注射,抢救酮体病人,有较好的疗效。
木糖醇热稳固性好,和氨基酸一起加热不产生化学反应,能够和氨基酸配制种种制剂作为营养药物。
木糖醇还能促进胃液的分泌,促进胰脏和胆的活性,促进肾上腺皮质激素等增加,适用于老年人和体弱的人[4]。
浅谈木糖醇的应用
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浅谈木糖醇的应用摘要:对此本文将以以下几点论述:木糖醇的历史、性质、功能及我们对于木糖醇的误解与木糖醇的其他应用。
关键词:木糖醇预防龋齿糖尿病患者其他应用1.木糖醇的历史早在100多年前,有人在实验室中,制得了木糖醇糖浆。
1942年Wolfrom 和Kohn由高纯度木糖经过氢化成功地获得了木糖醇晶体,它属于单斜晶体的亚稳定型结晶。
此后,1843年Carson等人用亚稳定的木糖醇结晶,经熔融后冷却结晶和在酒精中结晶,制得了属于斜方晶系的稳定型结晶。
[1]木糖醇的主要原材料是白桦树和玉米芯,是一种天然植物甜味剂。
因为木糖醇是不会产生引发蛀牙的酸性物质,所以在世界各国亚学会都积极推荐使用木糖醇含量占50%以上的产品。
乐天中国2002年推出木糖醇口香糖,源于韩国乐天和日本乐天,是因为防蛀效果好,所以在中国也推出木糖醇产品,而瓶装的木糖醇口香糖是2003年正式推出的。
[2]2.木糖醇的性质木糖醇,英文名为xylitol,别名有戊五醇,学名为1,2,3,4,5-戊五醇,结构式是HOCH2(CHOH)3CH2OH,分子式是C5H12O5,相对分子式量为152.15。
它是外形类似白糖,略带甜味的斜方晶体(稳定型)或单斜晶体(亚稳性)。
斜方晶体的熔点61~61.5℃。
单斜晶体的熔点93~94.5℃,沸点215~217℃。
易溶于水,溶于乙醇及吡咯类溶剂。
[3]10%水溶液的pH5.0~7.0。
水溶液在pH5.0~8.0范围内稳定。
与金属离子有螯合作用。
其在体内前期代谢与胰岛素无关,糖尿病患者使用本品时不会增加血糖值,可作为糖尿病患者用药的辅料。
[4]3.木糖醇的功能3.1木糖醇可作为甜味剂。
木糖醇可用作糖尿病患者的甜味剂、营养剂和辅助治疗剂。
木糖醇是木糖正常代谢的中间体,在体内缺少胰岛素而影响糖代谢的情况下,无需胰岛素促进,木糖醇也能透过,从而被组织吸收利用,促进肝糖原合成,供细胞以营养和能量,并且不会引起血糖升高,消除糖尿病患者服用后的三多症状(多食、多饮、多尿),是最适合糖尿病患者食用的营养食糖替代品。
生物催化结课论文

淮阴工学院生物催化大作业作者: 学号:1101602129 学院: 生化学院专业: 生物1101题目: 生物转化法生产木糖醇任课教师:王朝宇摘要木糖醇是一种具有营养价值的甜味物质,也是人体糖类代谢的正常中间体。
在自然界中,木糖醇广泛存在于各种水果、蔬菜中,但其含量很低。
商品木糖醇发热量、甜度跟蔗糖相仿,食用后不消耗胰岛素,另具有特殊的防龋功能,可作糖尿病人的营养剂、治疗剂及儿童防龋食品。
木糖醇还具备类似甘油和其他多元醇的许多优异特性,因而广泛用于国防、医药、化工、皮革、涂料及食品等行业。
传统的化学法生产木糖醇需要一系列复杂的分离纯化步骤,过高的生产成本限制了木糖醇的使用范围。
发酵工艺生产木糖醇无需木糖的纯化步骤,是取代化学合成法的一条可行工艺路线。
本文主要探讨木糖醇的生物合成途径、木糖醇发酵过程的影响因素和研究的发展趋势。
关键词木糖醇,生物转化,发酵,生物合成1 木糖醇的生物合成途径自然界中能够利用木糖的微生物种类很多,包括细菌、放线菌、霉菌以及酵母菌等。
但能合成木糖醇的微生物并不多。
1.1 产木糖醇的微生物根据已有的研究,在自然界的微生物当中只有很少一部分细菌可以生成木糖醇,丝状真菌产木糖醇的效率也不高,而酵母则比较容易将木糖转化生成木糖醇。
已经发现,产木糖醇性能优越的酵母菌株主要集中于假丝酵母属;部分属于徳巴利酵母属和管囊酵母属。
1983年,Bruinenberg等人研究Candida utilis在不同的碳源和氮源的情况下对NADPH的消耗量和木糖醇产量。
他们认为在木糖代谢中,NADPH主要来源于磷酸己糖途径和异柠檬酸脱氢酶的作用。
几年前,有研究认为NADPH依赖的木糖还原酶和NAD依赖的木糖醇脱氢酶之间的氧化还原作用不平衡是木糖醇积累的主要原因。
Kotter等人于1990年构造Saccharomycess cerevisiae菌株。
第二年,Hallbom等人已经利用转化的酿酒酵母菌株(S.cerevisiae)以木糖为碳源发酵生产出木糖醇,并成功获得95%的木糖醇转化量。
木糖酶在食品工业中的应用
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木糖酶在食品工业中的应用1. 引言大家好,今天咱们聊聊一个在食品工业里默默无闻却超级重要的角色——木糖酶。
听起来是不是有点高大上?但其实,它就像厨房里的万能调料,虽然不总被人提起,但一旦用上,绝对让你的美食大放异彩!木糖酶是一种酶,主要负责将木糖和其他复杂的糖类分解成简单的糖,简单来说,它就是“糖的分解小能手”。
在这个快节奏的生活中,木糖酶帮助我们在食物的口感和健康上都做得更好,简直是食品工业的“隐形冠军”。
2. 木糖酶的工作原理2.1 木糖酶的定义那么,木糖酶到底是什么呢?简单说,它是一种可以分解木糖的酶,木糖是一种在植物中常见的糖分子。
就像你把一些难嚼的食物放在嘴里,咀嚼了好久才能吞下去,而木糖酶就像是那位耐心的朋友,帮你把食物搅拌得更细腻,方便你消化。
听起来是不是很神奇?2.2 它的作用木糖酶的作用可不止于此哦!在食品加工中,它能帮助减少糖分的含量,让一些食品变得更加健康。
比如说,有些甜点如果能减少一部分木糖,不仅能降低热量,还能避免那些吃了容易发胖的小烦恼。
想象一下,你吃着你最爱的蛋糕,却不再担心体重秤的“暴击”,真是太幸福了吧!3. 木糖酶在食品工业中的应用3.1 甜品与饮料说到木糖酶的应用,最直观的就是在甜品和饮料里了。
想象一下,你在夏天喝着一杯清凉的木糖饮料,唇齿间的甜味让你心情大好,木糖酶在这里就像那隐形的小助手,悄悄把糖的含量降低了,让你的饮料更加健康,喝起来一点负担都没有。
还有一些甜品,比如低糖蛋糕和低卡冰淇淋,木糖酶同样也起了大作用。
用它制作的甜点,口感丝滑,甜而不腻,真是让人忍不住想多吃几块,简直就是“甜蜜的负担”!3.2 面包与烘焙再来看看烘焙行业,木糖酶也大展拳脚。
大家都知道,面包的口感和湿润度是非常重要的,而木糖酶在这里就像一位调皮的小精灵,帮助面包保持湿润的同时,又不会让它变得过于甜腻。
这样一来,吃上一口香软的面包,不仅能感受到香气四溢的味道,还能享受到健康的甜蜜,这才是真正的“一举两得”!4. 结论说了这么多,大家对木糖酶是不是有了更深的了解呢?它在食品工业中的应用,不仅提升了食品的口感和健康指数,还让我们在享受美食的同时,少了不少负担。
木聚糖酶作用机理
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木聚糖酶作用机理及区分木聚糖内外切酶测定方法探讨2007-08-01 13:01:27作者:汤海鸥来源:挑战部文字大小:【大】【中】【小】近年来,木聚糖酶以其特有降解阿拉伯木聚糖,消除阿拉伯木聚糖对动物的抗营养作用,已成为一种在养殖业中广泛应用的酶制剂。
特别是基因工程菌株性木聚糖酶以其稳定性好,降解效率高等特点引起了人们的广泛关注。
然而木聚糖酶是降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称,要想很好的应用木聚糖酶制剂产品,必须对木聚糖酶的作用机理有较深的了解。
同时,在实际生产应用中木聚糖内切酶和外切酶的协同作用对木聚糖降解至关重要,但对于如何应用检测方法去区分木聚糖内外切酶的性质却很少关注。
由此,本文首先从分子角度对木聚糖酶的作用机理进行了论述,然后对区分木聚糖酶系中内切酶和外切酶的检测方法进行了探讨,意欲对木聚糖酶制剂产品在生产上更好的应用提供帮助。
1.木聚糖酶作用机理木聚糖是由B—1,4或B—1,3糖苷键连接的一种杂合多聚分子。
主链由多个毗喃木糖基通过木糖苷键相连,侧链上连着多种不同大小的短的取代基,主要有乙酰基、4-甲基-D-葡糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残基等。
这些侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖(如木质素、纤维素、果胶、葡聚糖等)以共价或非共价键连接,组成植物细胞重要的结构一一细胞壁。
木聚糖主要存在于植物细胞的次生壁中,处于木质素及其它多聚糖之间,起着连接作用。
也正由于这些侧链的不同,使得木聚糖的结构变化范围很大,从仅由B -1,4-糖苷键连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。
因此,要使木聚糖完全降解则需要多种水解酶的协同作用,这其中包括主链水解酶B—D —1,4内切木聚糖酶、B—D —1,4外切木糖苷酶和侧链水解酶a—L —阿拉伯呋喃糖苷酶、a 一葡萄糖醛酸酶和乙酰木聚糖酯酶等。
木聚糖降解时,起主要作用的酶是B—D — 1,4内切木聚糖酶和B—D—1,4外切木糖苷酶。
B—D —1,4内切木聚糖酶以内切方式作用于木聚糖主链内部的B- 1,4木糖苷键,其主要水解产物为低聚木糖、木寡糖、木二糖等;B—D — 1,4外切木糖苷酶通过水解低聚木糖、木寡糖等的非还原性末端来催化释放木糖残基。
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******大学本科生课程论文论文题目木糖醇酶的机理与应用学生专业班级学生姓名(学号)指导教师完成时间2010年10月28日2010年 10 月 28 日课程论文任务书学生姓名指导教师论文题目木糖醇酶的机理与应用论文内容(需明确列出研究的问题):本文明确介绍了木糖醇酶的作用机理以及在食品工业中的广泛应用。
首先是简单了解什么是酶和木糖醇酶,然后对其作用机理、作用特点在一定程度做了介绍,并对木糖醇酶在食品工业上的一些应用,包括:小麦面食工业、酿酒工业、果汁加工工业。
通过一些实例的应用增加对木糖醇酶的了解和认知。
资料、数据、技术水平等方面的要求:通过书籍报刊杂志、网络等各种渠道广泛搜集资料,充分利用现有文献来借鉴他人的学术成果,同时到现实当中获取调查数据等第一手资料,做到资料翔实,数据准确,引用规范,论证充分。
要围绕研究主题和内容进行社会调查,详尽地把握相关资料,进行整理取证,数据要真实可靠,论点要鲜明正确,论据要充分,言之成理,言之有物,注意论文的逻辑性,语言通顺,选题及论述要具有现实意义,对现实生活有指导和借鉴意义。
发出任务书日期 2010年9月30日完成论文日期 2010年10月28日木糖醇酶的机理与应用【中文摘要】木聚糖是半纤维素的一种重要组成成分,广泛存在于各种植物资源中。
木聚糖酶是木聚糖的水解酶,它在食品、饲料、造纸等工业上有着非常广泛的应用。
本研究就木聚糖酶在食品中的应用范围、作用特点及其机理进行了简要的阐述。
【1】【关键词】木聚糖;木聚糖酶;应用半纤维素在自然界中的含量占植物干重的35%_l J,是一种极其重要的可再生资源,仅次于纤维素。
木聚糖是植物半纤维素的重要组成部分,它存在于陆生植物的细胞壁中以及植物体的几乎所有部位。
木聚糖的结构变化范围很大,从仅由B.糖苷键连接的多聚木糖线性分子到具有高度分枝的异质多糖等多种结构,通常的木聚糖都含有2—4种不同的糖单体,包括85%~89%的D一木糖残基、少量的L.阿拉伯糖残基及微量的葡萄糖醛酸残基 J。
所有这些侧链糖均由一糖苷键连接,木聚糖酶就是作用于这些糖苷键的酶类。
一、作用机理木聚糖酶是一类可以将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,主要有三种:内切B一1,4.木聚糖酶(EC3.2.1.8)、外切p·1,4-木聚糖酶(EC3.2.1.92)和B一木糖苷酶(EC3.2.1.37) 。
木聚糖酶从动物、植物、微生物中均可获得,以微生物为主。
现在已知的能够产生木聚糖酶的微生物包括:细菌、曲霉和木霉等。
由于大多数木聚糖是一种结构复杂的具有高度分枝的异质多糖,含有许多不同的取代基,因而木聚糖的生物降解需要一个复杂的酶系统,其中多种组分通过相互协同作用来降解木聚糖,所以木聚糖酶是一组酶,而非一种酶。
有报道认为,木聚糖酶降解木聚糖的催化机理为广义上的酸碱催化,Elizabeth等人对来源于Bacillus pumilus的木聚糖酶的空间结构进行分析,发现该酶的分子有两个结构域组成,两个结构域之间有一个长3 nm宽1.5 nm的间隙,间隙内完全可容纳直径为1.1 nm的木聚糖分子进入,谷氨酸、天冬氨酸等起催化作用的酸性氨基酸残基就分布在这个间隙内。
二、在食品工业中的应用木聚糖酶作为一种食品添加剂具有显著的优越性。
首先,木聚糖酶本身是一种蛋白质,无毒无害;其次,酶都具有高度的专一性和高效性,使用目的性强且经济合算;再有,木聚糖酶的酶促反应条件温和,有效的避免了食品加工中对营养成分带来的损失。
【2】1、在小麦面食中的应用木聚糖酶在食品工业中的应用主要是在小麦改良方面。
小麦面粉中含有微量的阿拉伯木聚糖(anrabinoxylan,AX),约占1.5%一2.5%,但其所起的作用却不容忽视。
例如,面包在生产过程中,约有1/3的水分是面团中的戊聚糖吸收的。
根据水提时的性质差异,木聚糖可分为水溶性阿拉伯木聚糖(water—extractable anrabinoxylan,WEAX),约占AX的25%一30%和水不溶性阿拉伯木聚糖(water.unextractable an.rabinoxylan,WUAX),约占AX的70%一75% i3 3。
WEAX对面包的品质有积极的正面影响,而WUAX却会产生负面的影响。
就面包而言,木聚糖酶的添加主要在制作过程及防止老化这两方面起着积极的作用。
①、在面包制作过程中的作用许多试验观察得出,适量添加木聚糖酶的面团弹性显著增强;切分、搓团、成型时易于操作;面团的形成时间和稳定时间明显缩短;醒发后的面团体积明显增加;烘烤后的面包不仅表皮颜色适中且硬度下降;而且质地洁白、组织细腻、气孔均匀;入口松软且有咬劲。
这是因为用于制作面包的改良剂中有葡萄糖氧化酶的存在,它能产生大量的氧化剂,使面粉中的AX产生氧化胶凝作用,胶凝强度会随着WEAX的增加而增强,这会使面团的凝聚力增强,弹性增加,延伸性下降。
【3】随着木聚糖酶的添加,WUAX降解为WEAX,可以明显缩短面团的形成时间和稳定时间。
面包品质的优劣主要由产气能力和持气能力决定,由于木聚糖酶的添加使得WEAX水解为木糖、木二糖等,为酵母生长提供了碳源,使面团的产气能力大大增强;同时,WUAX降解为WEAX,导致黏度更高的WEAX的含量显著增加,WEAX包裹在CO气泡的液膜周围,增加了面筋一淀粉膜的强度和延伸性,优化了面筋网络,使焙烤时气泡不容易破裂,且CO,扩散离开面团的速度减慢,提高了面团的持气能力。
木聚糖酶通过提高面团的产气和持气能力,最终使面包的体积增加,而且使面包组织细腻、气孔均匀且口感良好。
另外,优化了的面筋网络,能更有效的减缓面包皮水分的挥发,最终导致了面包皮硬度的下降。
②、在面贮藏过程中的作用面包在贮藏过程中会产生非常显著的老化现象:表皮干裂、内部组织变硬、易掉渣、风味损失等,丧失了食用功能。
面包老化主要是由于水分的损失、重新分配及结构的变化所导致的。
试验观察发现,适量添加木聚糖酶可延缓面包的老化,面包在贮藏7d后,其硬度和弹性没有明显的变化。
这是由于随着木聚糖酶的添加,使得WUAX降解为WEAX,导致黏度更高的WEAX的量显著增加,提高了面包在贮藏过程中的持水性,优化了面筋网络,从而阻碍了水分的损失和重新分配,稳定了面包的组织结构。
【4】以上是以面包为例对木聚糖酶在小麦食品中的应用机理作以简要说明。
木聚糖酶同样可以应用在馒头、蛋糕等其它小麦食品中,通过改善面团的持水性和面筋结构进而改善其品质,并延长其货价期。
我国年消费面粉8000万t。
可见,木聚糖酶在小麦食品加工中有着非常大的应用潜力。
2、在酿酒工业中的应用①、在啤酒酿制过程中的应用木聚糖酶在啤酒酿制中主要是应用在麦芽汁的制备上,试验证明:木聚糖酶能显著提高麦汁的理化指标’j,酶的加入不但可以提高麦芽汁的过滤速度、缩短糖化时间,而且还能增加麦芽汁中的还原糖、总氮和Ot一氨基氮含量和提高麦芽汁的得率。
【5】大麦芽的细胞壁主要由非淀粉多糖(NSP)组成。
NSP包括:纤维素、果胶、B.葡聚糖、AX等,其中后者是影响麦芽汁品质的主要因素。
现在AX的结构已经基本清楚,它是D.木糖通过1,4.糖苷键连接起来的,这些糖苷键连接形成的不同长度的线性多聚物构成了AX的主链,阿拉伯糖残基紧密的结合在这些主链上形成带有亲水性的支链。
由于阿拉伯糖残基的存在,使这一多聚物具有了可溶性,在溶液中许多线性的AX之间相互缠绕,在糖化过程中AX不会被降解,进而吸收水分变得膨胀和粘稠,降低了过滤速度。
木聚糖酶的应用很好的解决了这一问题。
在麦芽汁制备过程中加入木聚糖酶后,酶不但能通过降解木聚糖破坏植物细胞壁,使细胞内容物充分释放出来,与麦芽中的淀粉酶和蛋白酶等水解酶充分接触而消化,缩短糖化时间,增加麦汁中可溶性浸出物的含量,提高麦芽汁收率,而且木聚糖酶还能水解水溶性木聚糖,有效降低麦芽汁粘度,加快了麦芽汁的过滤速度。
在实际生产中使用木聚糖酶的同时,还要加入一定的如:B一葡聚糖酶等其它NSP酶共同作用,来提高麦芽汁的品质。
另外,木聚糖酶在以小麦为原料的啤酒糖浆的生产中也有一定的应用,随着我国啤酒工业的发展,啤酒生产原料的结构也在发生深入的变化,其中,啤酒专用糖浆就是很有发展前景的啤酒原料之一。
啤酒专用糖浆是以富含淀粉质的物质为原料生产的,现今多以玉米、大麦为主。
与玉米、大麦等原料相比,小麦在生产啤酒专用糖浆时的突出特点是糖液过滤困难。
从生产实际来看,小麦中的NSP是影响小麦糖浆过滤的因素之一,并且是所有影响因素中最首要的一点。
因此,实现NSP的降解是提高糖浆过滤速度的重要之举。
对NSP的分解可以利用木聚糖酶进行,但正如前面所述,在使用木聚糖酶时应配以B一葡聚糖酶等其它NSP酶来达到最佳效果。
②、在白酒酿制过程中的应用白酒酿造过程中淀粉酶起着至关重要的作用,但是单纯的淀粉酶远不及各种混合酶共同作用的效果好。
一般制曲时,大曲所用的小麦粉、大麦粉、豌豆粉都是淀粉原料,其中碳源完全可以满足制曲的需要,没有必要另外添加淀粉,所以白酒的生产不是以纯淀粉为原料而是粮谷的粉碎颗粒为原料。
在颗粒性固体发酵情况下酸性蛋白酶及其它:如木聚糖酶等NSP酶在颗粒溶解上的作用也是十分重要的。
只有将细胞间质分解破坏之后,才能使淀粉颗粒裸露出来,淀粉酶才能充分进行糖化作用。
所以从颗粒溶解及糖化作用来看,白酒的酿造是各种酶协同作用的结果。
对于颗粒溶解的第一步,分解细胞间质的正是木聚糖酶。
因此在白酒酿制过程中,木聚糖酶的活性与出酒率密切相关。
3、在果汁生产中的应用酶在果汁生产中的使用已经有很多年的历史了,酶不但可以用于果汁的澄清,还可以用来提高水果的出汁率。
这种专门用于果浆处理的酶制剂称为果浆酶。
木聚糖酶作为果浆酶中重要的一种与其它酶制剂复合使用可以起到很好的效果。
【6】果蔬细胞壁是由果胶、纤维素和木聚糖等半纤维素组成的网状结构,可阻止细胞内溶物的渗出,彻底水解果胶是提高出汁率的关键。
过去,人们对果胶结构的认识只是直链平滑结构。
认为只要有一定的果胶酶即可将果胶水解。
但后来发现只用这样的酶彻底水解果胶并不那么容易。
尤其是使用这样的果浆酶提高水果的出汁率达不到预期的效果。
因此,复合酶制剂应运而生。
作为一种果浆酶,它不但要有主要的果胶酶活性,分解果胶主干,还应含有一定的半纤维素酶活性(木聚糖酶、鼠李聚半乳糖醛酸酶等),能水解果胶中的分支区域,进一步裂解植物细胞壁,提高水果出汁率。
而且,复合型酶制剂还在降低果汁中果胶含量;减少澄清工艺中果胶酶的用量;改善果浆结构、降低粘度;易于固液分离;缩短作用时间等方面有较好的应用。
因为,虽然果浆酶通常是用来提高水果的出汁率的,但同时,由于果浆酶分解了水果中的果胶和半纤维素等物质,也降低了果汁的粘度,从而加速了果汁的流出速率,使得压榨时问缩短,亦即提高了压榨机的生产效率。