Anvendelse av biologisk enzymteknologi i matsoppbehandling

Spiselige sopp har en deilig smak og er ikke bare høy i protein, lite fett og lav i kalorier, men også kjent som "kjøttet av grønnsaker". De er rike på ulike funksjonelle stoffer som polysakkarider og kostfiber, og har betydelige effekter i anti-tumor, immunforsterkning, blodtrykk og lipidsenkende, og anti-aldring.
Kina er en stor produsent og eksportør av spiselig sopp, og står for over 60 % av verdens totale. For tiden er behandlingen av spiselig sopp i Kina hovedsakelig delt inn i innledende behandling (tørking, salinisering, hermetikklagring, etc.) og dyp behandling. I henhold til beregninger fra prosesseringsbedrifter, for hver 1 kg sopp som behandles, kan produksjonsverdien øke med 2-3 ganger etter innledende behandling og 10-20 ganger etter dyp behandling. Tatt i betraktning både økonomiske fordeler og markedsetterspørsel, vil den dype prosesseringsteknologien og produktene av spiselig sopp bli den viktigste utviklingsretningen i fremtiden.
Biologisk enzymteknologi er basert på selektiv ødeleggelse av plantecellevegger ved enzymatisk hydrolyse, noe som gjør komponentene inne i plantecellene lettere å løse opp og diffundere. Det har fordeler som høy komponentutlutningshastighet, redusert tap av varmefølsomme komponenter, redusert energiforbruk, redusert forurensning og forenklede prosesser. Det er mye brukt i næringsmiddelindustrien, fôrindustrien, tekstil- og vaskeindustrien.
Bruk av biologisk enzymteknologi til dyp prosessering av spiselig sopp kan ikke bare effektivt ødelegge den tette strukturen til soppcelleveggen, forbedre oppløsningen av funksjonelle stoffer som polysakkarider og proteiner, men også hydrolysere store molekyler til små molekyler for diffusjon, fjerning av urenheter. , og forbedret produktsmak. Derfor vil det være nyttig for dette forskningsarbeidet å oppsummere forskningsfremgangen med å bruke biologisk enzymteknologi i dyp bearbeiding av spiselig sopp i inn- og utland.

I, biologisk enzymteknologi
Enzymer er en type protein med spesiell katalytisk aktivitet produsert av levende celler, som kan delta i og fremme ulike metabolske reaksjoner i levende celler. De har egenskapene til høy katalytisk effektivitet, høy spesifisitet og milde katalytiske forhold.
For tiden er enzympreparater som protease, pektinase, cellulase og amylase blitt industrialisert og mye brukt i ulike felt som mat, medisin, tekstiler, daglig kjemisk industri, papirproduksjon, industriell vaskevannsbehandling og fôr, med brede bruksutsikter .
Selv om spiselige soppceller inneholder enzymer i seg selv, kan ikke autolyse alene oppnå ideelle tilberedningsresultater, og høye ekstraksjonshastigheter kan bare oppnås ved å tilsette enzymer. Da Tian Long studerte effekten av å tilsette enzymer på utvinningen av næringsstoffer fra sopp med lange røtter, fant han at ved å stole utelukkende på enzymvirkningen til selve soppen, nådde utvinningshastigheten av løselige faste stoffer, proteiner og proteinhydrolyse bare 55 %, 40 % og 15 %, noe som indikerer at de mest effektive ingrediensene ikke kan utvinnes.
På den ene siden er plantecellevegger tette strukturer sammensatt av stoffer som cellulose, hemicellulose, pektin og lignin. På grunnlag av tradisjonell varmtvannsekstraksjon velges egnede eksterne enzymer i henhold til celleveggens sammensetning for å hydrolysere komponentene i celleveggen, som cellulose, hemicellulose og pektin, og ødelegge den tette strukturen, noe som gjør det lettere for de effektive komponentene i planteceller for å løse opp og diffundere.
På den annen side brytes proteiner, nukleinsyrer og andre stoffer i cellene ofte ned til små peptider, aminosyrer, nukleotider osv. etter behov. Det er også nødvendig å tilsette proteaser, fosfodiesteraser og andre enzymer. I tillegg, når man ekstraherer og tilbereder noen stoffer som uløselig kostfiber, krever fjerning av urenheter som stivelse, pektin, protein osv. som anses som ineffektive tilsetning av tilsvarende enzymer for nedbrytning.

II, Anvendelse av biologisk enzymteknologi i matsoppbehandling

1. Påføring av cellulase
Cellulase er en samlebetegnelse for en gruppe enzymer som er involvert i biologisk nedbrytning av cellulose for å produsere glukose. Det er et multi-komponent enzymsystem som spiller en synergistisk rolle, også kjent som cellulasesystemet, hovedsakelig inkludert endonukleaser - Glucosidase, exonuclease - Glucosidase og - Glucosidase. Cellulose er en av hovedkomponentene i celleveggen til spiselig sopp, hovedsakelig sammensatt av - D-glukose - 1,4 glykosidbinding, avskåret av den synergistiske virkningen av tre enzymer - 1,4 glykosid bindinger genererer kortkjedede oligosakkarider som fiberdisakkarider, fiberoligosakkarider og glukose, og forstyrrer derved den tette strukturen til celleveggen og fremmer oppløsningen av effektive komponenter i cellen.
Bruken av cellulase forbedrer ikke bare oppløsningshastigheten til funksjonelle komponenter i spiselig sopp, men øker også den økonomiske verdien av dens prosesseringsbiprodukter. Da Fan Junmin og andre brukte cellulase for å ekstrahere polysakkarider fra Pleurotus eryngii, var ekstraksjonshastigheten så høy som 18,57 %, som var 1,24 ganger høyere enn den tradisjonelle vannekstraksjonsmetoden med en polysakkaridekstraksjonshastighet på 8,29 %. I mellomtiden forkorter enzymatisk ekstraksjon også driftstiden, reduserer materialets væskeforhold og senker ekstraksjonstemperaturen, og sparer derved energi og unngår skade av høy temperatur på polysakkaridkomponenter.
Wang Anjian et al. brukte cellulase for å mørne shiitakesoppstilker, et biprodukt av shiitakesopp. Studien viste at cellulase effektivt kan forbedre smaken, tygget og vevsmorfologien til shiitakesoppstilker rik på råfiber. Xiao Lingling og andre bruker cellulase for å bryte ned en stor mengde cellulose i de kasserte soppstilkene, og bruker de reduserende sukkerene i det enzymatiske hydrolysatet til gjærfermentering for å produsere en ny type soppeddik.
I tillegg har cellulase også en duftforsterkende effekt. Li Pingping vil - Glucosidase ble tilsatt fruktkroppen og dypgjæringsbuljongen til Delicious Boletus, og det ble funnet at hovedkomponentene forble uendret etter enzymatisk hydrolyse. Imidlertid ble 17 nye forbindelser tilsatt fruktkroppen, med en økning på 124,78 % i acetofenoninnhold. I motsetning til dette ble det tilsatt 19 nye forbindelser til fermenteringsbuljongen, som furfural, cisjasmonat, capsaicin, (Z, E) - farnesol, (Z, Z) - farnesol, etc., noe som bidro betydelig til aromaen. dermed - Glucosidase kan effektivt forbedre de flyktige komponentene i fruktkroppen og dyp gjæringsbuljong til Delicious Boletus, og har effekten av å forbedre smaken.

2. Påføring av proteaser
Proteaser er en gruppe enzymer som kan hydrolysere proteinpeptidbindinger. I behandlingen av spiselig sopp inkluderer ofte brukte proteaser papain, nøytral protease, smaksprotease, etc. På den ene siden inneholder celleveggen og membranen til spiselig sopp proteiner, slik at proteaser kan bryte ned proteiner for å ødelegge celleveggen og membranen, og forbedrer dermed utbyttet av målstoffer. På den annen side kan proteiner i celler brytes ned av enzymer til aktive oligopeptider med mindre molekylvekt, aminosyrer, etc., som letter diffusjon utenfor cellen og letter påfølgende ekstraksjon og fjerning av urenheter.
Papain er en type tiolprotease som har sterk hydrolyseevne for dyre- og planteproteiner, peptider osv. Det kan hydrolysere store molekylproteiner til småmolekylære peptider eller aminosyrer, noe som bidrar til å frigjøre funksjonelle komponenter som spiselige sopppolysakkarider, og kan også rekombinere proteinhydrolysater til peptidstoffer med aktive funksjoner.
Da Liu Qing'e studerte den enzymatiske ekstraksjonsmetoden for polysakkarider fra shiitake-sopp, fant hun at ekstraksjonshastigheten av polysakkarider ved enzymatisk hydrolyse av papain økte med 95 % sammenlignet med direkte vannekstraksjon, langt høyere enn 79 % av pektinase og 42 % av cellulase , og dobbelt så mye som tradisjonell varmtvannsutvinning. Derfor er papain mer egnet for utvinning av polysakkarider fra shiitake-sopp. I mellomtiden har det enzymatiske hydrolysatet også immunfunksjonen til spiselige sopppolysakkarider.
Nøytral protease er en type protease som virker på proteinpeptidbindinger under nøytrale (pH 6.0-7.5) forhold. Det kan hydrolysere proteiner til aminosyrer, peptider og frie aminosyrer. Når du trekker ut uløselig kostfiber fra spiselig sopp, kan det effektivt fjerne proteiner og forbedre utbyttet.
Smaksprotease er et blandet enzym av endonukleaser og eksonukleaser, som effektivt kan fjerne hydrofobe aminosyrer fra enden av proteiner, frigjøre de hydrofobe aminosyrene på slutten og redusere dårlige smaker som bitterhet. Det brukes ofte i kombinasjon med andre proteaser for å fremstille peptider.

3. Påføring av pektinase
Pektinase er et multi-enzymkomplekssystem sammensatt av pektinhydrolase, pektinlyase, pektinesterase og protopektinase, som kan spaltes eller En type enzym som spalter glykosidbindinger i pektin og bryter det ned til polygalakturonsyre. Pektin danner ikke bare den harde strukturen til spiselige soppcellevegger med cellulose, hemicellulose, lignin osv., men avleirer også i den intercellulære matrisen. Derfor kan pektinase ikke bare ødelegge celleveggen, men også redusere viskositeten til løsningen, og dermed fremme oppløsningen og ekstraksjonen av effektive komponenter i cellen.
Når Tao Jing et al. studerte den enzymatiske hydrolysen av Hericium erinaceus, fant de at etter behandling med pektinase økte faststoffinnholdet i løsningen fra 36mg/g til 88mg/g, noe som var mer effektivt enn de tre andre celleveggbrytende enzymene (cellulase, xylanase - Glucosidase). I tillegg har forskning funnet at pektinasehydrolysatet av bambussopp med lange skjørt også har en viss antibakteriell aktivitet.

4. Påføring av andre enzymer
5'- fosfodiesterase kan bryte ned RNA i soppceller til 5'-nukleotider, som ikke bare øker visse farmakologiske effekter, men også viktige friske smaksstoffer som 5'- guanosinsyre og 5'- inosinsyre, og dermed øke smaken. Wang Xiaohong oppnådde cytidinsyre 11.31 ved å bruke 5'- fosfodiesterase for å hydrolysere nukleinsyre i Agaricus bisporus μ G/mL, adenosinmonofosfat 6.78 μ G/mL, guanosin 8.37 μ G/mL, nukleinsyre 6. μL, 40 μl urinsyre syreenzymatisk hydrolysehastighet på 68,1%.
- Glukosidase kan bryte ned pektin til lavmolekylære fragmenter av reduserende sukker og oligosakkarider, og brukes ofte til å bryte ned hovedsakelig lineære fragmenter - Poria cocos består av 1,3-D-glukan, med en lettere vannløselig lavmolekylær vektløselig Poria cocos polysakkarid. Ved utvinning av kostfiber fra spiselig sopp, brukes ofte amylase for å fjerne urenheter i stivelse.

5. Påføring av sammensatte enzymer
I dyp bearbeiding av spiselig sopp introduseres ofte kompositt enzymatisk hydrolyseteknologi. Når man studerer effekten av enzymatisk hydrolyse på ernæringssammensetningen og flyktige stoffer av Agaricus bisporus-suppe, Li Qin et al. fant at faststoffinnholdet i hydrolysatet til spiselig sopp økte med 42,6 % etter behandling med hydrolytiske enzymer (et sammensatt enzym sammensatt av cellulase-, protease- og smaksenzymer), mens bare 15 % økte under trinnvis enzymbehandling. Samtidig var proteingjenvinningshastigheten og det totale innholdet av frie aminosyrer i hydrolysatet til spiselig sopp også høyest, noe som indikerer at den synergistiske effekten av sammensatte enzymer gjør celleveggen til Agaricus bisporus lettere å bryte og proteinet inne i cellen. lettere å løse opp.
Zhu et al. kombinert responsoverflatemetodikk for å optimalisere det sammensatte enzymet (cellulase: pektinase: trypsin=2:2:1) assistert ekstraksjon av polysakkarider fra Hericium erinaceus. De fant at utbyttet av polysakkarider fra Hericium erinaceus nådde 13,46 % etter enzymatisk hydrolyse ved pH 5,71 og 52,03 grader i 33,79 minutter, noe som ikke bare var det samme som de funksjonelle gruppene oppnådd ved tradisjonell varmtvannsekstraksjonsmetode, men også 8,03 % høyere enn sistnevnte. Yin et al. brukte et sammensatt enzym (papain: pektinase: cellulase=1:1) for å trekke ut polysakkarider fra Tricholoma matsutake, med et utbytte på 7,53 %.

6. Kombinasjonen av biologisk enzymteknologi og andre teknologier
For ytterligere å forbedre utbyttet av produkter i dyp bearbeiding av spiselig sopp, kombineres biologisk enzymteknologi ofte med ultralyd, kjemiske metoder, membranseparasjon og andre teknologier. Zang Jin et al. behandlet shiitake-sopp med ultralyd ved 200 W i 30 minutter, ved å bruke dens sterke vibrasjon til å forårsake cytoplasmatisk flyt, celleoscillasjon, rotasjon og friksjon, akselerere oppløsningen av effektive ingredienser, endre permeabiliteten til celleveggene, og akselerere diffusjon og frigjøring av intracellulære stoffer. Deretter ble syreprotease tilsatt for enzymatisk hydrolyse av shiitakesopp, og aminosyreinnholdet i shiitakesoppsausen behandlet med dette hydrolysatet nådde 0,88 %.
Membranseparasjonsteknologi er en ny separasjonsteknologi som kombinerer separasjon, konsentrasjon og rensing. Det er generelt delt inn i fire typer basert på porestørrelse: mikrofiltrering, ultrafiltrering, nanofiltrering og omvendt osmose. Den har egenskapene til høy separasjonseffektivitet, lavt energiforbruk, normal temperaturdrift og god kontinuitet, og har blitt mye brukt innen mat, vannbehandling, medisin og andre felt. I den dype behandlingen av spiselig sopp kan ikke bare membranseparasjonsteknologi brukes til å berike og konsentrere de effektive komponentene i den enzymatiske hydrolyseløsningen, men også for å fjerne de negative faktorene som genereres under den enzymatiske hydrolyseprosessen.

III, Outlook
Spiselige sopp er anerkjent av Verdens helseorganisasjon som helsekost av typen funksjonell faktor. Den kjente spisesoppeksperten og professor Zhang Shuting fra det kinesiske universitetet i Hong Kong oppsummerte deres verdi som "spiselig, nærende og medisinsk".
For tiden har den dype behandlingen av spiselig sopp, utviklingen av effektive aktive ingredienser i spiselig sopp og forbedringen av deres merverdi blitt fokus for markedskonkurranse både nasjonalt og internasjonalt. På grunn av fordelene med høy effektivitet, milde forhold, lavt energiforbruk, lav forurensning og forenklede prosesser, har biologisk enzymteknologi blitt raskt utviklet i den dype behandlingen av noen spiselige sopp. Det er imidlertid ikke dannet et relativt systematisk søknadssystem, og de fleste er fortsatt på laboratorienivå.
Relaterte studier har vist at industrielle enzympreparater har lignende effekter som analytiske enzymer i produksjonen av kommersiell spiselig soppfiber. Derfor har biologisk enzymteknologi et enormt kommersielt potensial i dyp bearbeiding av spiselig sopp.
Imidlertid har biologisk enzymteknologi også visse mangler.
På den ene siden har reaksjonsforholdene store begrensninger på enzymatisk hydrolyseeffektivitet, og gjenbrukshastigheten av immobiliserte enzymer er generelt ikke høy, noe som fører til høye enzymkostnader.
På den annen side er anvendelsesforskningen av biologisk enzymteknologi i dyp prosessering av spiselig sopp ikke perfekt, og prosessen er ikke moden. Derfor må videreutviklingen av biologisk enzymteknologi i dyp prosessering av spiselig sopp oppnå følgende aspekter:
① Øk screeningen og dyrkingen av enzymproduserende mikroorganismer, reduser produksjonskostnadene og utvikler enzympreparater med høy enzymaktivitet og bred tilpasningsevne.
② Utvikle effektive, rimelige, permeable, stabile, trygge og giftfrie bærere, samt enkle og gjennomførbare immobiliseringsmetoder, for å forbedre egenskapene, stabiliteten og bruksområdet til immobiliserte enzymer.
③ Forbedre anvendelsesforskningen av biologisk enzymteknologi i utvinningsprosessen av funksjonelle komponenter i spiselig sopp, og etablere indikatorer for gjenværende enzymdeteksjon i enzymatiske hydrolysater for å sikre stabiliteten og kvaliteten til ekstraksjonsløsningen.
Oppsummert har biologisk enzymteknologi brede bruksutsikter og markedspotensial i dyp prosessering av spiselig sopp i Kina.

Informasjonen i denne artikkelen kommer fra Internett og brukes ikke som behandlingsråd eller investeringsråd. Hvis denne artikkelen har innvirkning på dine rettigheter og interesser eller er interessert i dette produktet, vennligst kontakt oss i tide slik at vi kan gi deg mer hjelp