食品發酵與加工過程中對纖維素酶的應用探究

張浩年

摘? 要：當前，包括污水治理、醫藥制備、食品加工等多個行業均對纖維素酶有一定的使用需求，為了促使其期能夠在食品加工行業得到更為廣泛以及充分應用，本文對纖維素酶的作用機制以及應用進行深入分析，以期對相關單位有所幫助。

關鍵詞：纖維素酶;食品加工;發酵

引言

纖維素酶有著非常優越的木聚糖酶活力，是較為常見的復合酶類型之一。經過分析包括葡萄糖內切酶、外切酶以及B-葡萄糖苷酶等均是其重要構成成分。目前業內用于生產纖維素酶辦法大致可以劃分為2類，首先，基于對優良菌株的選擇，從而獲得目標帶有多纖維素的復合體;其次，基于基因技術工程來重建富含纖維素酶基因的克隆菌株。當前，纖維素酶的作用可以使得纖維素被進一步分解為乙酸、乙醇以及乳酸等小分子形式纖維素，因此本廣泛應用于化工以及食品發酵加工等領域。

1.纖維素酶特性

1.1纖維素酶性質

實際不同的菌屬以及發酵方式所得到的纖維素酶也各不相同。有學者經過研究曾提出，基于同一類微生物所得到的纖維素酶進行酶學特性的研究，包括酸堿度、環境的溫濕度情況、離子變化以及其它物質的含量等均會對纖維素酶產生一定的影響，另外，常規纖維素酶較適宜在30-45攝氏度的環境下反應，而35-37攝氏度為最理想的反應溫度。大部分纖維素酶即便在高溫高熱環境下依然保持較好的穩定特性，而環境溫度為四十至六十五攝氏度時較為理想，且不同的酸堿度環境下酶的熱穩定也會有一定的不同。

1.2纖維素酶作用形式

當前，業內普遍公認的形式為，首先基于葡萄糖內切酶與微纖維的非結晶區產生反應，從而使其露出大量的末端并供外切酶反應，纖維二塘水解就非還原末端逐個分解，得到纖維二糖，隨后一些降解了的纖維素被進一步的在葡聚糖內切酶以及葡聚糖外切酶的共同作用下，被分解為其它形式的低聚糖，最后經過B-葡萄糖苷酶的租用得到葡萄糖。

2.食品加工中的應用

2.1方便面與大豆加工中的應用

基于纖維素酶的作用，可以促使大豆被進一步的脫皮，此外由于其可以對細胞壁產生一定的干擾，因此可以使蘊含在其中的蛋白質以及油脂等被進一步徹底分離，提升了就大豆以及豆餅內部所獲得的高品質水溶性蛋白質以及油脂，大大降低加工成本的同時也很好的縮短了整個的加工時間，產品的品質也有了顯著提升。而在方便面的加工過程中，基于酶制劑和面粉之間的預混合，就彈性、爽滑性以及耐泡性等幾個方面評估，可以較好的改良方便面的泡吃效果。

2.2速溶茶中的應用

速溶茶是一種應用較為快捷方便的飲品，因此對于其速溶、無熔渣等有一定的要求。生產過程中普遍基于熱水浸提的方式來獲得產業中的目標成分。而基于纖維素酶的作用則無需在高溫狀態下獲得，在低溫的環境下也能得到，且提取收得率效果更好，可以更為理想的保持茶葉原本的色香味。如果將沸水浸泡的方式與酶法相混合使用，不但可以有效降低整個提取的時間，同時也能夠提升水溶性不好的茶單寧、咖啡因等獲得。

3.食品發酵中的應用

3.1醬油釀造中的應用

作為一種極富營養的調味品，醬油的整個生產制造過程相對復雜，涉及到多個過程的多項內容。其主要將原本無味的但被指、脂肪以及淀粉等經由發酵、制曲等流程，在各種酶的促使下得到氨基酸、甘油、有機酸等一些具有味道的物質。隨后再次進行后熟發酵混合食鹽等形式，制成具有酸、甜、苦、鮮、咸的不同的五種味道以及具有獨特風味的調味品。而在整個的醬油加工制造過程中，纖維素酶主要起到了對原本存在的天然纖維素分解、將細胞壁進行損壞以及幫助米曲霉酶系反應作用。在整個的醬油制取過程中混合了極強的蛋白酶活力，為了能夠使得組織中可以充分的裸露出大都蛋白酶，需要額外的增加植物崩裂酶活力的作用。纖維素酶在固態無鹽醬油的加工過程中，可以進一步強化并促使原料組中結構的損壞，促使蛋白進一步的裸露出來，以利于進一步進行蛋白酶的分解作用，提升醬油的獲得效果，加速了發酵，較好的改良了醬油的顏色以及還原糖的配置，且就其整體質量以及口味上也有了很好的改善。降低了生產時間的同時，各方面質量均有明顯的改善。

3.2食醋釀造中的應用

在食醋的整個制取工藝流程中，將糖化酶和纖維素酶進行整合應用，可以大大改善對原料的利用情況以及出品率。依據相關研究結果，纖維素酶菌株與糖化酶菌株的混合發酵過程，相較于單菌株發酵的形式，糖化酶的整個活力得到了大大提升。例如利用薯干粉為基礎原料釀造食醋，實際食醋的出品率得到了顯著提升。相較于其它纖維素酶形式，乾氏曲霉纖維素對于周邊環境的要求并不高，因此可以大面積的培植，不但可以得到活性較好的纖維素酶，也可以幫助獲得更為高質量的果膠酶等，故而較為適用于食醋的制取過程。

3.3乙醇生產加工中的應用

諸如高粱、玉米、薯干等均為目前最為常用制取酒精的原料，縱觀這些原料，均具有非常高的淀粉含量以及一定比例的纖維素、碳水化合物以及半纖維素成分。但在一定的環境條件下可以用于纖維素酶的分解，并將其中一部分轉變為可用于發酵的糖。以薯干為例，因為受到淀粉、果膠以及蛋白質等的約束，因此其對于水解具有一定的抗力，難以直接轉化為纖維素酶，因此需要進行一定的預處理。酒精生產期間原料的狀態以及改變，很大程度上符合該預處理需求，就成立纖維素酶是否可以得到酒精的重要因素，預處理的過程主要涵蓋了蒸煮以及粉碎等幾個方面。而在整個的流程中加入適量的纖維素酶則能夠大大改善蛋白質以及酒精品質，并能夠提升對原料的利用情況。

4.結束語

相較于其它酶類，纖維素酶具有非常大的市場潛力以及工業生產價值。本文對纖維素酶的特性以及作用機理進行分析，隨后探討了其在食品的發酵以及加工領域的多方面應用。由此可見，無論是食品的加工還是發酵過程，加入一定量的纖維素酶都可以很好的提升食品的加工質量，有利于企業的穩定健康發展。

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