纖維素酶在食品工業中的應用研究

袁蒲++孫經++李杉++楊麗

摘 要：纖維素酶是能夠將纖維素水解成葡萄糖的一組酶的總稱。纖維素作為一種含量最為豐富的糖類之一，其具有十分廣泛的運用價值。纖維素酶作為能夠降解纖維素的催化劑，其在纖維素的運用中也將起到十分重要的作用。現目前，纖維素酶在各個領域（紡織、造紙、醫藥、工業洗滌、廢水處理等）都得到了重要的作用，在食品工業中也具有十分廣闊的發展前景。因此，本文即對纖維素酶在食品工業中的應用進展進行了研究。

關鍵詞：纖維素酶 食品工業 應用研究

中圖分類號：TS202.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0115-02

隨著時代的不斷發展，社會經濟水平不斷提升，人們的消費需求也逐漸提高，其中最為突出的即是人們對食物的數量、種類、品質等訴求的提升。傳統食品工業不僅難以高效地生產食物，同時還難以制造豐富的食物種類，保證食物的品質。因此，新的歷史時期，新的食品工業技術亟待開發應用。纖維素酶在食品工業中的有效運用，則在一定程度上推動了現代食品工業的發展，也極大地滿足了人們對食物的要求。

1 纖維素酶的來源及性質探析

1.1 纖維素酶的來源

總體上講，纖維素酶的來源十分廣泛，其不僅來源于大量的微生物，同時也可以由部分昆蟲新陳代謝產得。但在實際利用上，多數微生物產出的纖維素酶對于結晶纖維素沒有作用，因此這就極大地降低了其使用價值。據實際情況來看，在食品工業上廣泛使用的纖維素酶，主要來源于絲狀真菌，其主要可以產出綠色木霉素、青霉、曲霉等多種對結晶纖維素有較高活性的纖維素酶[1]。目前在食品工業中，使用較為廣泛且受到公認的纖維素酶，主要有綠色木霉、黑曲霉、鐮刀霉等幾種。

1.2 纖維素酶的性質分析

將纖維素酶應用于食品工業中時，應該切實分析纖維素酶的有關性質并掌握其特點，從而才能有效提升纖維素酶的應用效率[2]。譬如首先可以從纖維素酶的最適pH值研究入手，從而在食品工業中營造出一個最優化的pH值環境。根據研究調查發現，大多數纖維素在作用于底物的最適pH值為4.0～6.0，pH值的穩定范圍為4.0～9.0。同時纖維素酶的最適溫度也是值得關注的問題。據有關調查研究顯示，纖維素酶的最適溫度普遍在50℃～70℃，不同種類的纖維素酶也存在一定的差異，并且還受到pH值環境的影響[3]。此外，對于離子及化學物質對纖維素活性的影響，也是將其應用于食品工業之前應該重點研究的問題。據有關研究顯示，染料、重金屬（Ag，Cu，Mn，Hg等）、單寧、部分鹵素化合物等物質都會在一定程度上抑制纖維素酶的活性，而鎂、氟化鈉及半胱氨酸則能夠有效激活纖維素酶的活性。總而言之，在食品工業中應用纖維素酶時，首先則應該了解其特性與特點，從而才能將其進行有效的應用[4]。

2 纖維素酶在食品工業中的應用進展

2.1 纖維素酶在發酵食品工業中的應用

現目前，纖維素酶在發酵食品工業中已然取得了較為廣泛的應用。現目前，主要應用酒類釀造及醬油釀造方面。據有關調查研究顯示，在釀酒工業中，如果纖維素酶的加入量為10～50μmol/min，那么則能夠有效提升其7.5%～23.8%的酒精產量。此外，在酒類釀造工業中，加入纖維素酶，還能夠在一定程度上降低醪液的粘度并縮短發酵周期[5]。因為酒類釀造的主要原料玉米、高粱等糧食作物的外殼都含有纖維素，所以在酒類釀造中使用纖維素酶既可以水解纖維素使其轉化為釀酒所需的葡萄糖，而且可以分解細胞壁從而提升原材料的使用效率。

此外，在醬油釀造工業中使用纖維素酶后也提升產率、品質，同時也有效縮短了其生產周期[6]。在醬油釀造中，纖維素酶的主要作用在于軟化破壞大豆等原料的細胞膜，從而誘導其細胞中的碳水化合物及蛋白質大量釋放出來，并有效分解原料中的纖維素，從而提升醬油的糖分及氨基酸含量[7]。

2.2 果蔬加工中的應用

現目前，我國食品工業中果蔬加工產業具有較大的市場，其主要有果汁加工、蔬菜脫水、副食生產等。現目前，纖維素酶也逐漸應用于果蔬加工產業中。譬如在果汁加工中應用纖維素酶，則能夠有效分解水果中的纖維素，以此提升水果的出汁率[8]。而在蔬菜脫水產業中應用纖維素酶，則能夠有效分解蔬菜細胞壁，從而軟化植物組織，從而增強脫水蔬菜復原性[9]。

2.3 榨油產業中的應用

植物油提取是目前食品工業的支柱性產業，在人們生活中占有較大的比重。為了滿足人們的使用需求，榨油產業也逐漸采取了纖維素酶榨油工業，有效實現了植物油脂、蛋白質分離，從而提升了原料的產油率，同時也縮減了榨油的周期，達到了產率、質量雙豐收的效果[10]。

2.4 茶葉加工中的應用

隨著我國飲茶文化的興起，茶葉加工產業也逐漸復蘇。然而為了滿足快節奏、多元化的都市生活特點，茶葉加工就有必要實現速溶化、復合化。在新時期的茶葉加工中有效應用纖維素酶，則能夠取代傳統茶葉加工中微生物發酵作用，并有效導出水溶性不強的咖啡因及茶單寧，以此全面提升速溶茶的口感并縮短其提煉周期。

2.5 單細胞蛋白生產中的應用

單細胞蛋白，又被稱之為菌體蛋白，其純蛋白含量高達40%～80%，并且其氨基酸的含量也較為齊全，尤其還含有谷物中較少的賴氨酸。現目前，在單細胞蛋白生產中，也主要依靠纖維素酶將纖維素進行水解，然后再利用微生物生產單細胞蛋白。其生產機理是，利用纖維素酶降解纖維素，微生物在纖維素的降解物上生長，從而形成纖維桿菌屬，其蛋白質含量通常可高達45%以上。

3 結語

綜上所述，纖維素酶是降解纖維素的有效催化劑。在食品工業中，為了提升實物原材料的使用效率，提升食品加工的產率及品質，可以有效應用纖維素酶，有效分解植物原材料中的纖維素及細胞壁，從而有效提高原材料的轉化率。總而言之，目前纖維素酶在食品工業應用中取得了巨大的進展，除了上文所述的幾種產業，其還在食品烘焙、廢渣回收利用等方面進行了有效應用。因此，纖維素酶在食品工業中應用前景還有待于進一步的研究開發。

參考文獻

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