酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用學(xué)時(shí)

第9章酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用（3學(xué)時(shí)）

主要內(nèi)容：9.1提取果蔬汁9.2酶在果蔬加工上的新用途

9.3控制酶的基因表達(dá)進(jìn)行果蔬保鮮在果蔬類食品的生產(chǎn)過程中，為了提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量，常常使用各種酶。水果蔬菜加工用酶中最常用的有果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶、阿拉伯糖酶等。將酶制劑應(yīng)用于果蔬加工，主要有以下幾方面的作用。9.1提取果蔬汁果蔬本身所含有的果膠、纖維素、淀粉和蛋白質(zhì)等是引起果蔬汁渾濁、褐變等不良因素的主要原因，以傳統(tǒng)的壓榨和過濾等生產(chǎn)工藝難以使果蔬汁達(dá)到較高品質(zhì)，并且營養(yǎng)成分大量損失。而酶技術(shù)的應(yīng)用，不僅克服了傳統(tǒng)加工工藝的缺點(diǎn)，且大幅度增加了果蔬汁的品質(zhì)。在提高果蔬出汁率方面應(yīng)用最廣泛的酶是果膠酶，其次是纖維素酶。果膠酶：漿榨汁前添加一定量果膠酶可以有效地分解果肉組織中的果膠物質(zhì)，使果汁粘度降低，容易榨汁、過濾，從而提高出汁率。纖維素酶：可以使果蔬中大分子纖維素降解成分子量較小的纖維二糖和葡萄糖分子，破壞植物細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)容物充分釋放，提高出汁率，并提高可溶性固形物含量。果汁膳食纖維目前已成功地利用纖維素酶將柑桔皮渣酶解制取果肉飲料，其中粗纖維有50%轉(zhuǎn)化為可溶性糖，另50%被水解為短鏈低聚糖，構(gòu)成含果肉飲料的膳食纖維，具有一定的保健醫(yī)療價(jià)值。在生產(chǎn)中，兩種酶適當(dāng)配比使用，則更有效提高產(chǎn)率。提高過濾速度和果汁澄清度果膠酶是水果加工中最重要的酶，應(yīng)用果膠酶處理破碎果實(shí)，可加速果汁過濾，促進(jìn)澄清等，如將果膠酶應(yīng)用于蘋果酒生產(chǎn)中的榨汁工藝，可提高出汁率20%，澄清度可達(dá)90%以上。復(fù)合酶系的作用而且應(yīng)用復(fù)合酶系作用效果更加明顯，如采用果膠酶和纖維素酶的復(fù)合酶系制取南瓜汁，可以大大提高南瓜的出汁率和南瓜汁的穩(wěn)定性。并通過掃描電子顯微鏡觀察南瓜果肉細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，顯示出單一果膠酶制劑或纖維素酶制劑對南瓜果肉細(xì)胞壁的破壞作用遠(yuǎn)不如復(fù)合酶系。使用果膠水解酶來分裂細(xì)胞，分解果膠組織，另外果膠水解酶還有使水果組織變軟的作用，此法處理可以大幅度地提高壓榨和過濾的效率，既可以節(jié)約能源，又可以提高出汁率。色澤和風(fēng)味的保護(hù)據(jù)報(bào)道，將熱燙的李子通過打漿機(jī)后直接壓榨，果汁產(chǎn)量很低，但在49℃靜置6-12h后加入果膠水解酶后，產(chǎn)汁率可達(dá)86%，同時(shí)由于酶處理生產(chǎn)出的果汁受力和熱的作用小于未處理樣，對色澤和風(fēng)味均有很好的保護(hù)作用。實(shí)踐證明，果膠酶的利用可以大大提高檸檬、桔子、李子、葡萄和草莓等果汁的產(chǎn)量，同時(shí)可提高產(chǎn)品的貯藏穩(wěn)定性、色澤和風(fēng)味。蔬菜汁加工中的應(yīng)用近年來，采用果膠酶和其他的酶（如纖維素酶等）處理蔬菜，大大提高了蔬菜的出汁率，簡化了工藝步驟，并且可制得透明澄清的蔬菜汁，再經(jīng)過種種調(diào)配就可以制成品種繁多的飲料食品，如胡蘿卜汁，南瓜汁，番茄汁，洋蔥汁飲料等。經(jīng)酶處理的果汁比較穩(wěn)定，可防止混濁。果膠酶酶已廣廣泛用用于蘋蘋果汁汁、葡葡萄汁汁、柑柑橘汁汁等的的生產(chǎn)產(chǎn)。用于果果汁處處理的的果膠膠酶一一般均均是混混合果果膠酶酶，其其中含含有果果膠酯酯酶、、內(nèi)切切聚半半乳糖糖醛酸酸酶、、外切切聚半半乳糖糖醛酸酸酶、、內(nèi)切切聚半半乳糖糖醛酸酸裂解解酶、、外切切聚半半乳糖糖醛酸酸裂解解酶、、內(nèi)切切聚甲甲基半半乳糖糖醛酸酸裂解解酶、、外切切聚甲甲基半半乳糖糖醛酸酸裂解解酶。。在應(yīng)用用果膠膠酶處處理蘋蘋果汁汁時(shí)，，要特特別注注意pH值值、溫溫度、、作用用時(shí)間間、酶酶量等等對果果汁澄澄清速速度的的影響響。果汁生生產(chǎn)中中的一一個(gè)關(guān)關(guān)鍵環(huán)環(huán)節(jié)是是澄清清，一一般加加工工工藝生生產(chǎn)的的原果果汁是是混濁濁的，，影響響產(chǎn)品品感觀觀，制制約著著其利利用。。而造造成果果汁的的混濁濁主要要原因因是其其中的的果膠膠成份份，果果膠由由于自自身的的理化化特性性，對對懸浮浮物形形成穩(wěn)穩(wěn)定的的膠體體保護(hù)護(hù)體系系，一一般的的過濾濾和分分離很很難達(dá)達(dá)到理理想的的效果果，利用果膠水水解酶就可可以很容易易地破壞這這一體系，，果膠酶與與果膠作用用生成低甲甲氧基果膠膠，然后用用Ca2+沉淀過濾后后就可以得得到澄清的的果汁。研究表明，，用果膠酯酯酶和聚半半乳糖醛酸酸酶處理蘋蘋果汁有很很好的效果果，但大部部分商品酶酶對檸檬汁汁、酸橙汁汁等pH值值低的果汁汁的澄清作作用不理想想，原因主主要是過低低的pH值值抑制了酶酶的活性，，研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)利用酶作作用的產(chǎn)物物即聚半乳乳糖醛酸可可以起到澄澄清作用。。固定化多酶酶系統(tǒng)（果果膠酶、淀淀粉酶）現(xiàn)在的研究究趨向是使使用固定化化的多果膠膠酶系統(tǒng)講講行果汁澄澄清，這些些酶中包括括降低果汁汁粘度、降降解果實(shí)組組織的酶，，甚至包括括除去果汁汁中淀粉的的淀粉酶系系統(tǒng)，因?yàn)闉橐话愎卸己杏幸恍┑矸鄯?，這些淀淀粉的存在在會(huì)引起貯貯藏過程中中果汁的混混濁，必須須除去。果汁經(jīng)濃縮縮成為高濃濃度果汁后后，在高濃濃度的糖存存在的條件件下，可以以凝結(jié)形成成果凍。但但糖含量太太多不僅影影響風(fēng)味，，而且不符符合當(dāng)今人人們對健康康食品的要要求。若要要生產(chǎn)低糖糖果凍，必必須采用酶酶法處理技技術(shù)。用純純化的果膠膠酯酶處理理果汁，使使果膠的甲甲基化程度度降低。在果蔬制品品的脫色方方面也用到到酶制劑處處理。許多多水果和蔬蔬菜，如葡葡萄、桃、、草莓、芹芹菜等都含含有花青素素。花青素素是一類水水溶性植物物色素。其其顏色隨pH值的不不同而改變變，在光照照和稍高的的溫度下，，很快變?yōu)闉楹稚?，與與金屬離子子反應(yīng)則呈呈灰紫色。。因此，含含花青素的的果蔬制品品，如葡萄萄汁、草莓莓醬、桃子子罐頭、芹芹菜汁等，，必須用花花青素酶處處理，使花花青素水解解成為無色色的葡萄糖糖和配基，，以保證產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。。9.2酶酶在果蔬加加工上的新新用途9.2.1增香、、除異味9.2.2提取果果膠9.2.3真空或或加壓滲酶酶法處理完完整果蔬9.2.4去除酚酚類化物9.2.5提取蔬蔬菜汁9.2.1增香、、除異味果蔬汁在加加工過程中中，鮮味物物質(zhì)損失，，但風(fēng)味前前體物質(zhì)仍仍然存在。。研究表明明，單萜類類化合物是是嗅覺最為為敏感的芳芳香物質(zhì)。。果蔬中大多多數(shù)單萜物物質(zhì)均與吡吡喃、呋喃喃糖以鍵合合態(tài)形式存存在，并且且在果蔬成成熟后仍有有大量這種種鍵合態(tài)的的萜類未被被水解。通過添加加β-葡萄萄糖苷酶可可釋放果蔬蔬汁中的萜萜烯醇，增增加香氣。。有實(shí)驗(yàn)證證明，α-L-呋喃喃阿拉伯糖糖苷酶可釋釋放水果中中的沉香醇和香香葉醇，使果汁增增香。脫苦酶制劑在柑柑桔果汁中中可除去由由柚皮苷和檸檬苦素類類似物而引起的苦苦味。如添添加柚皮苷酶可使柚皮苷苷水解成野野黑櫻素和和鼠李糖，，加入檸檬檬苷素脫氫氫酶可把檸檸檬苦素氧氧化成檸檬檬苦素環(huán)內(nèi)內(nèi)酯，從而而達(dá)到脫苦苦降苦的目目的。9.2.2提取果果膠果實(shí)中的果果膠在未成成熟前是以以不溶性的的原果膠形形式存在的的，在水果果成熟過程程中逐漸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成可溶溶性果膠。。原果膠也也可在酸、、熱作用下下轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽扇苄?。由由枯草桿菌菌、黑曲霉霉、酵母、、擔(dān)子菌所所生產(chǎn)的原原果膠酶已已被開發(fā)用用于桔皮、、蘋果、葡葡萄皮、胡胡蘿卜中果果膠的提取取。用酶法法提取果膠膠與酸熱法法相比工藝藝簡單，無無污染，成成本低，產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量除除含糖量稍稍高外，無無甚區(qū)別。。9.2.3真空或或加壓滲酶酶法處理完完整果蔬（1）軟化化桔子，剝剝除桔皮利用加壓或或真空浸漬漬果蔬，使使果膠酶滲滲入細(xì)胞間間隙或細(xì)胞胞壁中而起起作用。此此法已用于于完整桔子子的軟化，，桔皮容易易剝除。真空或加壓壓滲酶法處處理完整果果蔬（2）桃肉肉的硬化處處理：將果膠甲基基酯酶與Ca2+滲入桃肉，，可使罐頭頭糖水桃子子硬度提高高4倍（因因脫甲酯之之果膠可同同Ca2+結(jié)合而增強(qiáng)強(qiáng)硬度）。。腌制蔬菜菜用此法處處理可防止止軟化而保保持脆性。。（3）脫苦苦處理此法也用于于桔皮之柚柚苷酶脫苦苦處理，脫脫苦率達(dá)81%。9.2.4去除酚酚類化物澄清果汁經(jīng)經(jīng)超濾過濾濾，濃縮后后仍發(fā)生白白色混濁，，其原因就就在于果汁汁中含有酚酚類化合物物，可在過過濾前用漆漆酶處理，，使之氧化化聚合成不不溶性高分分子而過濾濾去除。9.2.5提取蔬蔬菜汁近年來果蔬蔬加工業(yè)發(fā)發(fā)展迅速，，采用纖維維素酶等酶酶制劑開發(fā)發(fā)出各種蔬蔬菜制品，，如蔬菜汁汁、千燥蔬蔬菜粉末、、速溶食品品等。由于于各種蔬菜菜原汁是直直接從新鮮鮮蔬菜提取取的，含有有豐富的天天然營養(yǎng)物物質(zhì)，特別別適合于嬰嬰幼兒和病病人食用，，也適合于于食品的加加工，如以以蔬菜汁制制造的蔬萊萊餅干，以以其獨(dú)特的的口味和豐豐富的營養(yǎng)養(yǎng)而風(fēng)靡國國際市場。。此外，以以蔬菜汁為為主要原料料，經(jīng)適當(dāng)當(dāng)加工即可可制成具有有特殊功能能的保健食食品和飲料料，有些蔬蔬菜汁還可可用于藥品品和化妝品品的制造。。9.3控控制酶酶的基因因表達(dá)進(jìn)進(jìn)行果蔬蔬保鮮控制果實(shí)實(shí)成熟的的酶促進(jìn)果實(shí)實(shí)和器官官衰老是是乙烯最主要的的生理功功能。在在果實(shí)中中乙烯生生物合成成的關(guān)鍵鍵酶主要要是乙烯烯在直接接前體——1-氨氨基環(huán)丙丙烷-1-羧酸酸合成酶酶(ACC合合成酶)和ACC氧氧化酶。在果實(shí)實(shí)成熟中中這兩種種酶的活活力明顯顯增加，，導(dǎo)致乙乙烯產(chǎn)生生急劇上上升，促促進(jìn)果實(shí)實(shí)成熟。?；蚣夹g(shù)術(shù)控制酶酶的表達(dá)達(dá)在對這兩兩種酶基基因克隆隆成功的的基礎(chǔ)上上，可以以利用反反義基因因技術(shù)抑抑制這兩兩種基因因的表達(dá)達(dá)，從而而達(dá)到延延緩果實(shí)實(shí)成熟，，延長保保質(zhì)期的的目的。。利用反反義RNA技術(shù)術(shù)抑制酶酶活力已已有許多多成功的的例子，，其中最最成為成成功的就就是延緩成熟熟和軟化化的反義RNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因番番茄?；驑屧沓羲傥⑽⑿鸵后w體基因槍槍SJ-500手手提式基基因槍GJ-1000高壓氣氣體基因因槍基因槍原原理導(dǎo)入ACC合成成酶反義義基因的的番茄Hamilton等于于1990年首首次構(gòu)建建了ACC氧化化酶反義義RNA轉(zhuǎn)基因因番茄，，在純合合轉(zhuǎn)基因因番茄果果實(shí)中，，乙烯的的合成被被抑制了了97%，從而而使果實(shí)實(shí)的成熟熟延遲，，貯藏期期延長。。導(dǎo)入ACC合合成酶反反義基因因的番茄茄也得到到了類似似的結(jié)果果。轉(zhuǎn)基基因番茄茄的乙烯烯合成也也被抑制制了99.5%，果實(shí)實(shí)中不出出現(xiàn)呼吸吸躍變，，葉綠素素降解和和番茄紅紅素合成成也都被被抑制。。果實(shí)不不能自然然成熟，，不變紅紅，不變變軟，只只有用外外源乙烯烯處理6天后才才能使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因番番茄正常常成熟。。因此，，利用反義義基因技技術(shù)可以以成功的的培育耐耐貯藏