纤维素酶在食品工业中的应用

纤维素酶在食品工业中的应用

唐津评

（重庆文理学院，重庆永川）

摘要: 介绍纤维素酶的来源、制备方法。重点论述纤维素酶在食品加工、发酵，以及其他的方面的应用。

关键词：纤维素酶；食品加工；应用

Cellulose application in food industry

Tang jinping

(Chongqing university of arts and sciences,Chongqing.yongchuan,china) Abstract:The sources and preparation methods cellulose were described in this article;the application of cellulose in the food processing,fermentation and other aspects were summarized in detail.

Key words:cellulose;food industry;application

引言

自1906年从蜗牛的消化道中发现纤维素酶以来，陆续报导了细菌、真菌、放线菌、少数酵母等许多微生物中纤维素酶的存在。然而，纤维素酶也不是微生物“独家经营”的产品，某些昆虫，软体动物和其他低等动物也能产生纤维素酶。不过，用低等动物提取酶没有实用价值，而微生物能在短期内大量培养，是工业生产纤维素酶的主要来源。

纤维素酶的组分

纤维素酶的3种主要酶组分是：

1、内切β-1,4-葡聚糖酶（EC3.2.1.4.）(Cx酶，英文简称EG)；

2、外切葡聚糖酶（EC3.2.1.91）（C1酶，也称微晶纤维素酶，英文简称CBH）;

3、β-葡萄糖苷酶（EC3.2.1.21，简称BG）。大分子首先在EG酶和CBH酶的作用下逐步降解成纤维素二糖，再由BG酶水解成2个葡萄糖。

纤维素酶的来源

生产纤维素酶的代表性菌种有木霉、青和曲霉等，里氏木霉是生产纤维素酶的优良菌株。纤维素酶生产的方法包括固体发酵和液体发酵。生产原料有熬皮、秸秆粉、废纸、玉米粉和无机盐等。

1、固体发酵

固体发酵法以玉米、稻草等植物秸秆为主要原料生产纤维素酶。目前厂家只能采用直接干燥、粉碎来得到固体没制剂，或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂，产品外观粗糙，质量不稳定，杂质含量高，劳动强度大，生产效率低，易污染杂菌。但该法投资少，工艺简单。

2、液体发酵

液态发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下，进行灭菌处理后，送发酵釜内发酵，同时加入纤维素酶菌种，发酵时间约为70h，控制温度60度，将净化后的无菌空气从釜底通入，进入物料的气流搅拌，发酵后压滤、浓缩、干燥，制得纤维素酶产品。该方法原料利用率高，生产条件易控制、产量高、劳动强度小、产品质量稳定、不易污染杂菌，但动力消耗大，设备要求高。

纤维素酶在食品加工中的应用

1、在果蔬和蔬菜加工中的应用

在果蔬和蔬菜的加工过程中，为了使植物组织软化和膨润，一般采用过度得加热蒸煮和酸碱处理等方法。这样就使果蔬的香味和维生素损失较大。用维生素酶进行菜得软化可避免。另外也可以分解果蔬，制成果酱；也可以分解蘑菇，制成调味料。

2、在茶叶加工中的应用

生产上常用热水浸提取法提取茶叶的有效成分，若用沸水浸泡并与酶法结合，既可缩短抽提取时间又可提高水溶性较差的茶单宁和咖啡因等的抽提率，并保持茶叶原有的色、香、味。

3、在大豆加工中的应用

纤维素酶用于处理大豆，可促进其快速脱皮，由于它能破坏细胞壁，使包含其中的蛋白质和油脂完全分离，增加了从大豆和豆饼中的提取优质水溶性蛋白质和油脂的得率，既降低了成本，缩短时间，又提高了产品品质。

纤维素酶在食品发酵工业中的应用

1、在酒精发酵的应用

纤维素酶应用于酒精的生产，可以提高原料出酒率，其依据是：

a、在纤维素酶的作用下转化成可发酵性糖，使原料中可利用的碳源增加，出酒

率提高。

b、纤维素酶对纤维的降解作用，可破坏间质结构壁的结构，使其包含的淀粉的

利用率。

c、降低粉浆、蒸煮和糖化的黏度，有利于液的输送和浓发酵的顺利实施。

2、在酱油酿造中的应用

酱油是大豆蛋白酶水解产物。酶解伴有一系列的发酵过程，为酱油增加了

特有的香气和风味。为使大豆蛋白质从组织中充分裸露，添加的植物崩裂酶（果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶等）也要高。酱油酿造主要是蛋白酶和淀粉酶等酶类对原料进行酶解，若在使用纤维素酶，可使大豆等原料的细胞膜膨胀、软化、被破坏，使可藏在细胞中的蛋白质、碳水化合物释放，这样可以缩短酿造时间，提高产率，提高品质。

在饮料行业中的应用

将纤维素酶应用于果蔬榨汁和花粉饮料中，可提高汁液的提取率和促进汁液澄清，使汁液透明，不沉淀，提高可溶性固体的含量，并可将果皮渣综合利用。目前有已成功将柑橘皮渣酶解为短链低糖酶，即全果饮料的报道，其中的粗纤维有50%降解为短链低糖酶，即全果饮料中的膳食纤维，使这种饮料具有一定的保健医疗价值。

在食醋酿造中的应用

在食醋酿造过程中，降纤维素酶与糖化酶混合使用，课明显提高医疗的利用率和出品率。

在啤酒生产中的应用

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中，可增加麦芽的溶解性，加快发芽，减少糖化液中R-葡萄糖含量，改进过滤性。

在其他工业中的应用

纤维素酶(cellulase)是一组复合酶,能水解纤维,是生物催化剂。其功能是将植物纤维素降解。纤维素酶用途极广,可用于一切以植物或植物子实为原料的加工业。纤维素酶在动物饲料、纺织、食品加工、污水处理、中草药有效成分提取等行业得到广泛应用,有效地改善产品质量,提高产量,具有良好的经济效益。

纤维素酶的应用前景

纤维素酶的研究进展，纤维素酶在食品与发酵工业中的应用及其木质纤维类废物利用等最新动态，同时纤维素与纤维素酶在食品及发酵工业应用中还存在的问题。纤维素酶在动物饲料、纺织、食品加工、污水处理、中草药有效成分提取等行业得到广泛应用,有效地改善产品质量等方面都还有很多进步的空间。

参考文献：

1、张礼星著. 固态发酵纤维素酶的研究. 无锡轻工大学, 1999.

2、北京市发酵工业研究所情报组编写. 纤维素酶及其在工业上的应用文献综述. 北京市发酵工业研究所情报组, 1967.07.