Melyek azok a tényezők, amelyek befolyásolják az enzimek felhasználásának hatékonyságát és alkalmazását az élelmiszeriparban?
Ahogy az emberek egyre nagyobb figyelmet fordítanak az élelmiszerbiztonságra, a táplálkozásra, az egészségre és a finomságra, az élelmiszer már nem csak alapvető szükséglet az emberek túlélésének kielégítésére, hanem az élelmiszeripar a biztonságosabb, táplálóbb és finomabb irányba fejlődik. A zöld, alacsony szén-dioxid-kibocsátású életre való törekvés során a nagy hatékonyságú, biztonságos, nem toxikus mellékhatásokkal és kis környezeti hatással rendelkező enzimkészítés és egyéb jellemzőkkel rendelkező enzimkészítés behatol életünk minden területére. Mint például a kenyér, amit eszünk, párolt kenyér, itallé, italok, keverjük-fry fűszerezés, kézzel papír dokumentumokkal lehet használni enzimkészítmények.
Az enzim, mint rendkívül hatékony biológiai katalizátor, egyedülálló előnye a hagyományos kémiai szerek helyett, egyre szélesebb körben használják az élelmiszeriparban. Jelenleg az enzimipar az egyik legígéretesebb feltörekvő iparággá vált Kínában. Ezért nagy jelentőséggel bír az enzimkészítmény kémiai természetének felismerése az enzimkészítmény ésszerű és helyes felhasználása érdekében. Röviden bemutatunk néhány, az enzimkészítmények katalitikus hatását befolyásoló tényezőt.
01 Az enzimkészítmény használatát befolyásoló tényezők
I. A PH-érték hatása
Minden egyes enzimfajta csak egy bizonyos pH-tartományban mutat magas életképességet, amely az enzimhatás optimális pH-értéke. Általánosságban elmondható, hogy az enzim az optimális pH-értéknél a legstabilabb, így az enzimhatás pH-értéke egyben az enzim stabil pH-értéke is. Ha az enzimreakció pH-értéke túl magas vagy túl alacsony, az enzim visszafordíthatatlanul károsodik, és stabilitása és vitalitása csökken, vagy akár inaktiválódik. A különböző enzimek különböző optimális pH-tartományokkal rendelkeznek, beleértve a savas, semleges és lúgos pH-tartományokat. Például a proteázok optimális pH-értéke szerint gyakran savas proteázra, semleges proteázra és lúgos proteázra osztják. Az enzimhatás pH-ja is egy bizonyos körülmények között mért paraméter. Különböző hőmérséklet vagy szubsztrát, az enzimhatás optimális pH-ja különböző, minél magasabb a hőmérséklet, annál szűkebb az enzimhatás stabil pH-tartománya. Ezért az enzimkatalizált reakció során a reakció pH-értékét szigorúan ellenőrizni kell.
A hőmérséklet hatása
Bizonyos körülmények között minden enzimnek van egy optimális hőmérséklete, amelyen az enzimaktivitás a legmagasabb, a hatás a legjobb, és az enzim stabilabb, az enzim által katalizált reakció sebessége nő, és az enzimaktivitás csökkenése eléri a termikus denaturáció egyensúlyát, és ez a hőmérséklet az enzimhatás optimális hőmérséklete. Minden enzimnek van egy stabil hőmérséklete, amelyen az enzim stabil, és az enzim egy bizonyos idő, pH és enzimkoncentráció mellett stabil, az aktivitás nem vagy csak nagyon kis mértékben csökken, és ez a hőmérséklet az enzim stabil hőmérséklete. A stabil hatáshőmérséklet felett az enzim élesen inaktiválódik. Az enzimnek ezt a hőérzékenységét a Tc kritikus hibahőmérséklettel lehet kifejezni, amely arra a hőmérsékletre utal, amelynél az enzim 1 óra alatt elveszíti életerejének felét. Ezért általában csak az enzim hatékony hőmérsékleti tartományában, hatékony katalitikus hatást tud végezni, a hőmérséklet 10 ℃-onként emelkedik, az enzim reakciósebessége 1 ~ 2-szeresére nő. A hőmérséklet hatása az enzim hatására is összefügg a hőidejével, a reakcióidő meghosszabbodik, az enzim optimális hőmérséklete csökken. Ezenkívül az enzimreakció szubsztrátkoncentrációja, a puffer típusa, az aktivátor és az enzim tisztasága és más tényezők is megváltoztatják az enzim optimális hőmérsékletét és stabilizációs hőmérsékletét.
Harmadszor, az enzimkoncentráció és a szubsztrátkoncentráció hatása
A szubsztrátkoncentráció a fő tényező, amely meghatározza az enzimkatalizált reakció sebességét bizonyos hőmérsékleti, pH- és enzimkoncentrációs körülmények között. Ha a szubsztrátkoncentráció nagyon alacsony, az enzim katalitikus reakciósebessége a szubsztrátkoncentráció növekedésével gyorsan felgyorsul, és a kettő arányos. A szubsztrátkoncentráció növekedésével a reakciósebesség lelassul, és már nem emelkedik arányosan. A szubsztrátkoncentráció és az enzimkatalizált reakció sebessége közötti összefüggés általában a Mie-egyenlettel fejezhető ki. Néha a szubsztrátkoncentráció nagyon magas, de az enzim által okozott szubsztrátgátlás miatt az enzimreakció sebessége is csökken. Ha a szubsztrátkoncentráció jelentősen meghaladja az enzimkoncentrációt, az enzimkatalizált reakciósebesség általában arányos az enzimkoncentrációval. Ezenkívül, ha az enzimkoncentráció túl alacsony, az enzim néha meghibásodik, megakadályozva a reakció lefolyását. Enzim-katalizált reakciókat végzett élelmiszer-feldolgozás, az enzim mennyisége általában sokkal kevesebb, mint a szubsztrát mennyisége, hanem figyelembe kell venni a költségek enzim tényezők.
Negyedszer, a gátlók hatása
Számos anyag képes gyengíteni, gátolni vagy akár elpusztítani az enzim szerepét, ezeket az anyagokat enzimgátlóknak nevezzük. Ilyenek például a nehézfémionok (Fe3+, Cu2+, Hg+, Pb+ stb.), szén-monoxid, hidrogén-szulfid, szerves kationok, etiléndiamin és tetraecetsav. A tényleges termelésben az inhibitorok enzimkatalízisre gyakorolt hatásának megértése és elkerülése.
Ötödször, az aktivátor hatása
Számos anyag szerepe az enzimaktivitás védelme és növelése, vagy az inaktív enzimfehérje aktív enzimmé történő átalakítása, ezeket az anyagokat összefoglalóan enzimaktivátoroknak nevezik. Az aktivátorok három kategóriába sorolhatók: az első kategória a szervetlen ionok, mint a Na +, K +, Ca2 +, Mg2 +, Cu2 +, Co2 +, Zn2 + és más kationok, valamint a Cl -, NO3 -, PO43 -, SO42 - és más anionok. A második kategória a kis molekulájú szerves anyagok, elsősorban a B-vitaminok és származékaik. A harmadik kategória a makromolekuláris, fehérje tulajdonságokkal rendelkező anyagok. Az aktivátor hatása az enzimkatalizált reakció sebességére hasonló, mint a szubsztrátkoncentrációé, de a gyakorlati termelésben ritkán alkalmazzák.
Hatodszor, a megőrzési környezet hatása
Az enzimkészítmények az alacsony hőmérsékletű környezetben nyugalmi állapotban vannak, hogy az enzim hosszú távú megőrzése az aktivitás elvesztése nélkül, 10 ℃ megőrzése az enzim aktivitásveszteség 5-10% / 6 hónap, szobahőmérsékleten megőrzése az enzim aktivitásveszteség 10-15% / 6 hónap. Tehát a kulcs a száraz és alacsony hőmérsékletű környezetben rejlik. A hő és a fény könnyen inaktívvá teszi az enzimet, ezért az enzimkészítményt zárt helyen, alacsony hőmérsékleten és a fényt elkerülve kell tárolni. Ezenkívül minél magasabb az enzimkészítmény nedvességtartalma, annál könnyebben inaktiválódik, így az általános por enzimkészítményt könnyű tárolni és szállítani. Ezenkívül egyes fémionok is okozhatnak enzim inaktiválást vagy gátolhatják az enzim vitalitását, el kell kerülni a fémionok kiválasztását a tartályban az enzimkészítmény megmentése érdekében.
02
Különböző enzimkészítmények alkalmazása az élelmiszerekben
I. Celluláz
A celluláz áttekintése
A celluláz egy általános kifejezés az enzimek azon csoportjára, amelyek képesek a cellulózt glükózzá hidrolizálni. A celluláz forrása nagyon széles, a gombákon kívül számos protozoa, kerekesférgek, puhatestűek, földigiliszták, rákfélék, rovarok, algák, gombák, baktériumok és aktinomycetek is képesek cellulázt termelni.
A celluláz alkalmazása
01 Alkalmazás a sörgyártásban
A sörgyártás folyamatában a celluláz használata után a keményítő és a cellulóz cukorrá alakítható, majd az élesztő bomlása által az összes alkohollá alakított alkohol, az alkohol aránya 3%-ről 5%-re növelhető, a keményítő és a cellulóz felhasználási aránya akár 90%.
A celluláz használatával a sörhulladékok hidrolízisére az enzimoldat és a maradék hatékonyan külön-külön használható, ami nagymértékben javíthatja a sörhulladékok gazdasági és környezeti előnyeit.
02 A szójaszósz főzésének alkalmazása
A szójaszósz a szójabab proteáz hidrolíziséből származó termék. A szójaszósz főleg enzimeket, például proteázt és amilázt használ a nyersanyagok enzimatikus hidrolíziséhez. Ha a cellulázt ismét használják, akkor a szójabab és más nyersanyagok sejtmembránját kitágíthatja, megpuhíthatja és elpusztíthatja, így a sejtekbe zárt fehérjék és szénhidrátok felszabadulhatnak, ami lerövidítheti a főzési időt, növelheti a hozamot, javíthatja a termék minőségét, és növelheti a termék aminosav-csökkentő cukortartalmát.
03A gyümölcs- és zöldségfeldolgozás alkalmazása
A gyümölcs- és zöldségfeldolgozás során a növényi szövetek lágyítása és bővítése érdekében általában fűtést és gőzölést, savas és lúgos kezelést és egyéb módszereket alkalmaznak, amelyek a gyümölcsök és zöldségek ízének és vitaminjainak elvesztését okozzák. A gyümölcs- és zöldségfeldolgozás cellulázzal elkerülheti a fenti hiányosságokat, ugyanakkor a növényi szövetet lágyíthatja és puffaszthatja, ezáltal javíthatja annak emészthetőségét és javíthatja az ízét.
04 A tea feldolgozásának alkalmazása
Az instant tea hagyományos gyártási folyamata a tea áztatása forró vízzel, hogy kivonják a teasejtekben lévő aktív összetevőket, például aminosavakat, cukrot, koffeint, szaponinokat, tea polifenolokat, tea aromakomponenseket és pigmenteket stb., majd alacsony hőmérsékleten fagyasztva szárítják. Ha a cellulázt először a tealevelek megfelelő kezelésére használják, akkor nemcsak az immobilizációs enzim gyártási hőmérsékletét csökkentheti, lerövidítheti az extrakciós időt, javíthatja az instant tea ízét, hanem javíthatja a hozamot is.
05 olajnövények feldolgozási alkalmazásai
A celluláz az olajos magvak feldolgozásában is nagyon fontos szerepet játszik. Az olajtermékek előállítására hagyományosan a préselési módszert vagy a szerves oldószeres módszert használták, amely rossz termékminőséggel, alacsony hozammal, hosszú üzemidővel és ugyanakkor elkerülhetetlen szerves oldószer-maradvánnyal jár.
Az enzimkezelés használata a szerves oldószeres módszer helyett egyrészt javíthatja az olaj hozamát és minőségét; másrészt az enzimreakció feltételeinek ellenőrzése, hogy a termelés és a feldolgozás enyhébb körülmények között történjen, elkerülheti az erőszakos körülmények hatását a termék minőségére. Ezért az enzimtechnológia alkalmazása a mezőgazdasági termékek feldolgozásának területén nemcsak a főtermék hozamát javíthatja, hanem csökkentheti a melléktermékek keletkezését és csökkentheti a hulladékártalmatlanítás költségeit.
Lipáz
A lipáz áttekintése
A lipáz egyfajta triacilglicerin acil-hidroláz, amely képes katalizálni a triglicerid di-gliceridre, mono-gliceridre, glicerinre és zsírsavra történő bomlását, és ez egy speciális észterkötésű hidroláz. A lipáz alapvető alkotóegységként aminosavat vesz fel, és csak egy polipeptidlánc van, a katalitikus aktivitást pedig csak a fehérje szerkezete határozza meg. A lipázok megtalálhatók állatokban, növényekben és mikroorganizmusokban.
A lipáz, mint egyfajta biológiai katalizátor, rendelkezik az általános katalizátorok nagy hatékonyságának, nagy szelektivitásának és enyhe reakciókörülményeinek közös előnyeivel, és zöld katalizátor, amely nagy jelentőséggel bír a biokémia, az élelmiszeripar és az élet és a termelés más területeinek tudományos fejlődése szempontjából.
A lipáz alkalmazása a tészta élelmiszer-feldolgozásában
A tésztatermékek íze elsősorban a búzalisztben lévő fehérjéhez, keményítőhöz és zsírhoz kapcsolódik, különösen a fehérje orientációján és a hálószerkezet kialakításán keresztül, hogy rugalmasságot hozzon létre és növelje a tészta viszkoelaszticitását. A tésztaételek feldolgozása során a gyúrás és préselés sok irányban a kalandozási irány mentén kézzel vagy a kalandozás hosszú ideig egy irány mentén mechanikus eszközökkel növeli a tészta rugalmasságát és javítja a tésztaételek minőségét, de a fenti 2 módszer alkalmazása viszonylag időigényes.
A tésztafélék előállítása során a lipázzal feloldott vizet közvetlenül a liszthez lehet adni, majd szobahőmérsékleten hagyni egy ideig a kalanderezéshez. A fehérjék és poliszacharidok és más lisztjavítószerek hozzáadásával összehasonlítva a lipáz hozzáadása nagymértékben javítja a termék minőségét, különösen a következő szempontok szerint: növeli és megőrzi a rugalmasságot, javítja a hozamot, javítja a kérget.
A lipáz alkalmazása az olaj- és zsíriparban
01zsírok és olajok enzimatikus hidrolízise
A zsírsav és a glicerin előállításának reakcióját az olaj és a víz kombinálásával, katalizátor hatására, zsírhidrolízis reakciónak nevezik, amelyet széles körben használnak a zsírsav- és szappaniparban. A hagyományos olaj- és zsírhidrolízis reakció szervetlen savakat, lúgokat és fémoxidokat és más vegyi anyagokat használ katalizátorként, ami magas hőmérsékletet, közepes és magas nyomást, hosszú időt és korrózióálló berendezéseket igényel, és a költsége magas, az energiafogyasztás magas, a működés biztonsága rossz, és a termék zsírsav színe sötét, vagy termopolimerizáció következik be. Az enzimatikus hidrolízis, amely biológiai enzimeket használ katalizátorként, másrészt pontosan leküzdheti a fenti hátrányokat, és szelektív lehet, így elősegíti a mellékreakciók csökkentését és javítja a céltermék zsírsavak minőségét és hozamát.
02Enzimatikus átészterezés
Azt a reakciót, amelyben egy észter egy másik zsírsavval vagy alkohollal vagy észterrel keveredik, és egy új észter előállítása érdekében acilcserével jár együtt, észtercsere-reakciónak nevezzük. Ezek közül az észter-savcsere és az észter-észtercsere reakciók képesek megváltoztatni a zsírok és olajok zsírsav- és glicerid-összetételét, ezáltal megváltoztatva a zsírok és olajok tulajdonságait, ami a zsír- és olajiparban a zsírok és olajok módosítására általánosan használt fontos eszköz.
A hagyományos észtercsere-eljárás a kémiai módszert alkalmazza, és az általánosan használt katalizátorok nátrium-fém vagy nátrium-hidroxid, szervetlen sav stb. Bár javíthatja a triglicerid-szubacilcsoportok migrációs tulajdonságát, az acilcsoportok cseréjének és eloszlásának véletlenszerűségét eredményezi a reakciórendszerben, ami a melléktermékek növekedéséhez vezet. Ha nem specifikus lipázt használunk a trigliceridek átészterezésének katalizálására, az átészterezés kémiai módszeréhez hasonló eredményeket kapunk.
Ha azonban katalizátorként 1,3-irányú lipázt használnak, az acilcsoportok vándorlása és cseréje az 1- és a 3-helyzetre korlátozódik, így olyan specifikus céltermékek állíthatók elő, amelyek kémiai átészterezéssel nem nyerhetők, ami éppen az enzimatikus átészterezési módszer egyedülálló vonzereje.
Pektináz
A pektináz áttekintése
A pektináz egy általános kifejezés számos olyan enzimre, amelyek képesek a pektinanyagokat lebontani. Poondla et al. rámutatott, hogy a pektináz a sejtfal pektint lebontó hatású, amelyet széles körben használnak a gyümölcsfeldolgozásban, az élelmiszeriparban.
Pektináz az élelmiszeriparban
01Juice pontosítása
Az italok alapjául szolgáló gyümölcslevek többségét - a citruslevek kivételével - általában a feldolgozás során tisztítják, hogy elkerüljék a végtermékben a zavarosságot és az üledékképződést.
A pektinázos tisztítás lényege két részből áll: a pektin enzimatikus hidrolíziséből és a nem enzimatikus elektrosztatikus flokkulációból. Amikor a pektin a gyümölcslé hatása alatt a pektináz részben hidrolizált, az eredeti volt csomagolva egy részét a pozitív töltésű fehérje részecskék vannak kitéve, és más negatív töltésű részecskék ütköznek, ami a flokkuláció előfordulását eredményezi, flokkulens a leülepedési folyamat, adszorpció, összefonódás más lebegő részecskék a gyümölcslé, a centrifugálás, szűrés segítségével lehet eltávolítani, hogy elérjék a célt a tisztázás.
02 Javítja a gyümölcs- és zöldséglé gyümölcslé hozamát
A gyümölcsök és zöldségek sejtfalai nagyszámú pektint, cellulózt, keményítőt, fehérjét és egyéb anyagokat tartalmaznak. A zúzás után a pép nagyon viszkózus, ami a lé préselését nagyon nehéz és alacsony léhozamot eredményez, és az enzimatikus technológia leküzdheti a fenti hiányosságokat. A pektinázt általában a lé és az ízek kivonásának felgyorsítására és a pektin eltávolítására használják. A pektináz nemcsak a pektin depolimerizációját katalizálhatja, hatékonyan csökkenti a viszkozitást, javítja a préselési teljesítményt, növeli a lé hozamát és az oldható szilárdanyag-tartalmat, hanem növeli az aromás komponenseket a lében, csökkenti a dregs termelését, de elősegíti a későbbi feldolgozási eljárásokat is.
03A bor minőségének javítása
A pektináz használata a borászatban növelheti a természetes pigmentek kivonását, javíthatja a bor színét és ízét, növelheti a bor aromáját, és pezsgőt állíthat elő, ami fontos szerepet játszik a bor minőségének javításában.
IV. Proteáz
A proteáz áttekintése
A proteáz fontos ipari enzimkészítmény, amely képes katalizálni a fehérjék és polipeptidek hidrolízisét, és széles körben megtalálható gyümölcsökben, növényi szárakban és levelekben, állati szervekben és mikroorganizmusokban.
Az élelmiszer-feldolgozás során az élelmiszerfehérjék lebontását katalizáló enzimeknek három különböző forrása van: endogén proteázok, mikroorganizmusok által szekretált proteázok és mesterségesen hozzáadott proteázkészítmények. A proteázok élelmiszer-feldolgozásban történő fontosabb alkalmazásai közé tartoznak a fehérjék hidrolízisreakciói, a transzproteinációs reakciók és a keresztkötési reakciók.
Alkalmazások a húsiparban
A húsfeldolgozás során az idős állatok húsa a főzés után durva és kemény lesz, és az előállított termékek íze nagyon rossz, a proteázok használatával ez a hús megpuhulhat.
A puhítás során a proteáz az oldattal bejut az izomközi részbe, lebontja az izomközi kötőszövetben lévő fehérjét és a kollagénrostokat, elpusztítja molekuláris szerkezetüket, és a hús minőségét puhává, ízletesebbé, lédúsabbá és könnyen rághatóvá teszi.
Ugyanakkor a proteáz is hatni izomrostok, hasítás része a myocyta kombináció fehérjék, így a hús vízben oldódó aminosavak és vízben oldódó kalcium, foszfor, cink, réz, vas nagymértékben megnövekedett, így a hús ízét és frissességét a hús, hogy hatékonyan javítsa. Az enzimmel kezelt hús továbbra is meg tudja őrizni az első osztályú frissességet, és normalizálja a pH-értéket és az érzékszervi indexeket.
Alkalmazás lisztben
A proteáz egyfajta semleges proteáz, optimális pH-értéke 5,5-7,5, optimális hőmérséklete pedig körülbelül 65 ℃. A proteáz képes hidrolizálni a gluténfehérjét, elvágni a fehérjemolekula peptidkötését, gyengíteni a glutént, puhává tenni a tésztát, javítani a tészta viszkoelaszticitását, nyújthatóságát, folyékonyságát és egyéb tulajdonságait, hogy javítsa annak mechanikai tulajdonságait és sütési minőségét, amelyet elsősorban a süteményekben és a kenyér speciális lisztjében használnak.
03A különböző enzimkészítmények jövőbeli alkalmazási kilátásai
Az enzimeket széles körben használják az élelmiszeriparban. Várható, hogy magának a biotechnológiának a gyors fejlődésével, különösen a géntechnológiai technológia alkalmazásával az élelmiszerekben felhasználható enzimkészítmények sokfélesége nagymértékben meg fog nőni.
Egyrészt az emberek élelmiszerfajták és -minőség iránti igényei tovább javulnak, az enzimek alkalmazása nagy előrelépést fog tenni, amelyben az enzimek használata az egészségre ható funkcionális élelmiszerek előállítására az egyik fontos kutatási terület lesz.
Másrészt az emberek elvárásai az élelmiszerbiztonsággal szemben egyre magasabbak, ami új lehetőségeket kínál az enzimtechnológia alkalmazására az élelmiszer-vizsgálatokban, és várhatóan új fejlesztéseket fog eredményezni a jövőben.
Jelenleg az élelmiszer-feldolgozás területén használt nagy aktivitású enzimkészítmények általában olcsóak, és népszerűsítésük bizonyos mértékig korlátozott. Ezért a nagy aktivitású, alacsony árú enzimkészítmények előállításának módja a jövőbeli kutatások iránya lesz; és az immobilizált enzimek által képviselt enzimkészítmények hosszú távú felhasználása vagy újrahasznosítása szintén az enzimkészítmények költségeinek csökkentése irányába mutat.
Lépjen kapcsolatba velünk most!
Ha szüksége van Price-ra, kérjük, töltse ki elérhetőségét az alábbi űrlapon, általában 24 órán belül felvesszük Önnel a kapcsolatot. Ön is küldhet nekem e-mailt info@longchangchemical.com munkaidőben ( 8:30-18:00 UTC+8 H.-Szombat ) vagy használja a weboldal élő chatjét, hogy azonnali választ kapjon.
| Összetétel Glükoamiláz | 9032-08-0 |
| Pullulanase | 9075-68-7 |
| Xilanáz | 37278-89-0 |
| Celluláz | 9012-54-8 |
| Naringináz | 9068-31-9 |
| β-Amiláz | 9000-91-3 |
| Glükóz-oxidáz | 9001-37-0 |
| alfa-amiláz | 9000-90-2 |
| Pektináz | 9032-75-1 |
| Peroxidáz | 9003-99-0 |
| Lipáz | 9001-62-1 |
| Kataláz | 9001-05-2 |
| TANNASE | 9025-71-2 |
| Elasztáz | 39445-21-1 |
| Ureáz | 9002-13-5 |
| DEXTRANASE | 9025-70-1 |
| L-laktil-dehidrogenáz | 9001-60-9 |
| Dehidrogenáz malát | 9001-64-3 |
| Koleszterin-oxidáz | 9028-76-6 |