Pektinase ist eine allgemeine Bezeichnung für eine Gruppe von Enzymen, die den Abbau von Pektinstoffen katalysieren können. Pektinstoffe kommen in der Regel in höheren Pflanzen vor, z. B. in Gemüse, Obst, Mais, Sojabohnen usw., und sind einer der Bestandteile von Nicht-Stärke-Polysacchariden.

Der Pektinase-Abbau von Pektinstoffen spielt in der industriellen Produktion eine wichtige Rolle. Durch die Behandlung baut Pektinase Polygalakturonsäure und Rhamnolsäure in Pektin wirksam ab und wandelt sie in Zucker und andere nützliche Verbindungen um, wodurch das Problem des Verderbs und der Verschlechterung von verarbeiteten Lebensmitteln gelöst wird.

Pektinase ist eines der vier wichtigsten Enzympräparate der Welt und findet in der Lebensmittelindustrie breite Anwendung, z. B. bei der Klärung von Säften, der Entsaftung, dem Brauen und der Ölgewinnung. Mit dem rasanten Aufstieg der chinesischen Industrie steigt auch die Marktnachfrage nach Pektinase, und ihr Anwendungswert ist unschätzbar. In diesem Beitrag wird hauptsächlich die Anwendung von Pektinase in der Lebensmittelindustrie und anderen industriellen Produktionsbereichen erörtert, um eine solide theoretische Grundlage für die eingehende Erforschung und Erkundung von Pektinase zu schaffen.

Überblick über Pektinase

Pektinase ist in höheren Pflanzen und Mikroorganismen weit verbreitet. Laut Statistik entfallen auf mikrobielle Pektinase 25% des weltweiten Gesamtumsatzes mit Lebensmittelenzymen.

In den 1930er Jahren wurde in Übersee mit der Pektinase-Forschung begonnen, und in den 1950er Jahren begann die industrielle Produktion. Die inländische Forschung begann 1967, und die industrielle Produktion wurde in den späten 1980er Jahren aufgenommen. Mit der Entwicklung des Obstanbaus und der verarbeitenden Industrie in China wird die Entwicklung und Anwendung von Pektinase immer weiter vorangetrieben.

Je nach der Art der Galakturonsäure kann Pektinase in Protopektinase, Pektinesterase und Pektinspaltende Enzyme unterteilt werden. Es ist bekannt, dass mikrobielle Enzyme bei ihrer Wirkung von Faktoren wie Substrat, Temperatur, Konzentration und pH-Wert abhängen, so dass auch Pektinasen subtile Unterschiede in Bezug auf die Auswirkungen physikalischer und chemischer Faktoren aufweisen.

Je nach optimalem pH-Wert kann Pektinase in saure Pektinase und alkalische Pektinase unterteilt werden. Derzeit ist die Forschung und Anwendung von mehr sauren Pektinase, vor allem für Obst Entsaften und Saft Klärung, die Enzym-Aktion des optimalen pH-Wert im sauren Bereich, die Studie der alkalischen Pektinase kann den Anwendungsbereich der Pektinase zu erweitern.

Anwendung von Pektinase in der Lebensmittelindustrie

Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Industrie erhält Pektinase immer mehr Aufmerksamkeit auf dem Markt, insbesondere in der Lebensmittelindustrie, wo sie weit verbreitet ist, z. B. bei der Klärung von Säften, der Entsaftung, dem Brauen, der Fermentierung von Tee und Kaffee und der Verbesserung von Tierfutter usw., was die Produktion und das Leben der Menschen sehr erleichtert.

Klärung des Saftes
Die Forschung zur Pektinase-Klärung von Fruchtsäften lässt sich bis in die 1930er Jahre zurückverfolgen, als man davon ausging, dass die Hauptursache für die Trübung von Obst- und Gemüsesäften das Pektin ist; die Forschung über das Prinzip der Fruchtsaftklärung begann in den 1960er Jahren.

Die Forscher postulierten ein vereinfachtes Modell für die Pektinase-Klärung von Apfelsaft, das im Wesentlichen eine enzymatische Hydrolyse von Pektin und eine nicht-enzymatische elektrostatische Flockung beinhaltet.

Wenn das Pektin in Obst- und Gemüsesäften unter der Einwirkung von Pektinase teilweise hydrolysiert wird, werden einige der darin eingekapselten positiv geladenen Proteinteilchen freigelegt und kollidieren mit anderen negativ geladenen Teilchen, was zu einer Ausflockung führt.

Beim Absetzen des Flockungsmittels adsorbiert Pektinase andere Schwebeteilchen im Saft, die durch Zentrifugieren und Filtrieren entfernt werden können, wodurch der Zweck der Klärung erreicht wird.

Forscher über die Anwendung von Pektinase Klärung von Zuckerrohrsaft Forschung, festgestellt, dass Zuckerrohrsaft in der Pektin-ähnliche Stoffe durch die Aussetzung der Zuckerrohrsaft kolloidale Partikel einer der wichtigsten Auslöser verursacht wird; Zugabe von Pektinase kann speziell hydrolysiert werden Pektin-ähnliche Stoffe, so dass andere kolloidale Stoffe in das System durch den Verlust von Pektin die schützende Wirkung und Niederschlag Niederschlag, um die Klärung des Saftes zu erreichen.

Verbesserung der Saftausbeute von Obst- und Gemüsesaft
Die allgemeine Zellwand von Obst und Gemüse enthält eine große Anzahl von Pektin, Zellulose, Stärke, Eiweiß und anderen Stoffen. Nach der Zerkleinerung der Zellstoff ist sehr zähflüssig, was beim Pressen der Saft ist sehr schwierig und geringe Saftausbeute, und enzymatische Technologie kann die oben genannten Mängel zu überwinden.

Pektinase wird in der Regel zur Beschleunigung der Saft- und Geschmacksextraktion und zur Entfernung von Pektin eingesetzt. Pektinase katalysiert nicht nur die Depolymerisation von Pektin, verringert effektiv die Viskosität, verbessert die Pressleistung, erhöht die Saftausbeute und den Gehalt an löslichen Feststoffen, sondern erhöht auch die aromatischen Bestandteile des Saftes, verringert die Produktion von Trester und erleichtert die Weiterverarbeitung.

Es wurde berichtet, dass der Einsatz der Enzymtechnologie die Saftausbeute verschiedener Obst- und Gemüsesorten um 10% bis 35% erhöhen kann, wobei die spezifischen Werte je nach Pektingehalt der verschiedenen Obst- und Gemüsesorten und den Unterschieden bei den Pressverfahren variieren. Bei der Herstellung von Litschisaftkonzentrat behandelten die Mitarbeiter Litschifleisch mit Pektinase, um unlösliche Feststoffe zu entfernen und die Saftausbeute zu erhöhen, und der resultierende vakuumkonzentrierte Litschisaft konnte seine ernährungsphysiologischen und sensorischen Eigenschaften sechs Monate lang bei -20 ℃ aufrechterhalten.

Verwendet, um den Saft Ausbeute von Obst-und Gemüsesaft Enzym-Technologie ist in der Regel in zwei Arten unterteilt: eine ist die Zellstoff-Imprägnierung Technologie, das heißt, in der gebrochenen Obst und Gemüse Zellstoff hinzufügen Pektinase, die Rolle eines Zeitraums von Zeit nach dem Saft; die zweite ist die vollständige Verflüssigung Technologie, das heißt, in den Zellstoff hinzufügen Pektinase und Cellulase, und dann die Verwendung von beiden synergistische Wirkung der Obst-und Gemüse-Zellwand so weit wie möglich vollständig abzubauen.

Aber die Verflüssigungstechnologie führt leicht zu einer Verschlechterung des Saftgeschmacks, Bräunung usw. Gleichzeitig erfordert diese Enzymtechnologie eine höhere Menge an Enzymzusätzen, was die Produktionskosten erhöht. Daher werden beide Verfahren in der Praxis oft kombiniert, um die Ausbeute an Obst- und Gemüsesaft erheblich zu verbessern.

Verbesserung der Weinqualität
Die Verwendung von Pektinase in der Weinindustrie kann die Extraktion natürlicher Pigmente erhöhen, die Farbe und den Geschmack des Weins verbessern, das Aroma des Weins steigern und Schaumwein erzeugen, was eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Weinqualität spielt.

Forscher untersuchen die Wirkung von Pektinase auf die Hauptbestandteile von Rotwein. Die Ergebnisse zeigen, dass der Zusatz von Pektinase fast keine Auswirkungen auf den Zucker- und Säuregehalt des Traubensaftes hat, aber er kann die Viskosität des Saftes verringern, was die Löslichkeit der Pigmente begünstigt; Proben mit Pektinase-Zusatz gären kräftiger und schneller als Proben ohne Pektinase-Zusatz und können die Bildung flüchtiger Säuren verringern, den Gehalt an trockenem Sickerwasser des ursprünglichen Weins und den Gesamtphenolgehalt erhöhen und die Qualität des Weins verbessern.

Fermentation von Tee und Kaffee
Alkalische Pektinase produzierende Mikroorganismen werden eingesetzt, um die klebrige Haut von Kaffeebohnen während der Kaffeefermentation zu entfernen, und manchmal wird alkalische Pektinase hinzugefügt, um die breiartige Oberflächenschicht zu entfernen, die große Mengen an Pektin enthält. Alkalische Pektinasen werden auch bei der Teeverarbeitung eingesetzt, um den Phenolgehalt zu erhöhen, die Teequalität zu verbessern und die Teefermentation zu fördern.

Die Forscher wiesen darauf hin, dass Pektinase kann erheblich verbessern die Qualität der schwarzen zerkleinert Tee und schwarzer Tee, insbesondere kann seine Wasser auslaugen Rate zu verbessern; kann die Instant-Tee-Pulver in den Brauprozess zu verbessern, ist leicht zu einem Schaum Zustand ( US-Patent 3787582) zu bilden; mit Pektinase Behandlung von Tee auslaugen, kann es brechen Pektin, reduzieren Instant-Tee zu einem festen Film der Macht bilden.

Darüber hinaus kann Pektinase die Löslichkeit von Tee in kaltem Wasser erhöhen, das Aroma verstärken und die Farbe und Klarheit der Suppe verbessern.

Ölgewinnung
Bei der Extraktion von Pflanzenöl spielen zellwandabbauende Enzyme, darunter alkalische Pektinase, eine wichtige Rolle. Zum Beispiel kann die Zugabe von alkalischer Pektinase bei der Olivenölextraktion das Pektin zerstören, das bei der Emulgierung eine Rolle spielt, und die Ölausbeute verbessern; das extrahierte Öl ist bei der Lagerung sehr stabil, und der Gehalt an Polyphenolen und Vitamin E ist gestiegen.

Extraktion von Naturprodukten
Die Freisetzung von Naturstoffen wird in unterschiedlichem Maße durch Pektinstoffe beeinträchtigt oder behindert. Unter geeigneten Bedingungen durchlaufen Pflanzenzellen eine Autolyse und können auch einige Abbauenzyme (wie Pektinase) produzieren, was jedoch zu strukturellen Veränderungen der abzutrennenden Produkte führt und sogar einige kleine Moleküle hervorbringt, die der Abtrennung der Nebenprodukte in den meisten Fällen nicht förderlich sind.

Daher ist es für die Extraktion von Naturstoffen nicht förderlich, sich auf das zelleigene Enzymsystem der Pflanze zu verlassen. Im Allgemeinen sollte das intrazelluläre Enzymsystem vor der selektiven Enzymbehandlung inaktiviert und bei hoher Temperatur passiviert werden. In der Regel können natürliche Pigmente wie Traubenviolett, Tomatenrot und Rettichrot mit enzymatischen Methoden extrahiert werden, aber die verwendete Pektinase darf keine Anthocyaninase und andere verschiedene Enzyme enthalten, um die Farbe bestimmter Produkte nicht zu beeinträchtigen.

Darüber hinaus sind Extrakte aus natürlichen bioaktiven Stoffen auf dem internationalen Markt sehr beliebt, der Anteil der Exporte ist höher als der der traditionellen chinesischen Medizin und steigt weiter an. Zu den Extrakten, die mit Pektinase hergestellt werden können, gehören: Ginkgo-Biloba-Extrakt, Knoblauchölkonzentrat, Pilzkonzentrat, Ginseng-Sirup, Engelwurz-Extrakt, Lakritz-Flüssigkeit und so weiter.

Futtermittel
Pektinase kann auch als Futtermittelzusatz verwendet werden. Ihr Einsatz in der Futtermittelproduktion für Wiederkäuer kann die Viskosität des Futters verringern, die Nährstoffaufnahme erhöhen und Nährstoffe freisetzen. Forscher haben die Wirkung von Pektinase auf die Wachstumsleistung und die Schlachtkörpermerkmale von Masthähnchen untersucht und festgestellt, dass der Zusatz von Pektinase-Zubereitungen zu Mais-Sojamehl-Diäten die durchschnittliche tägliche Gewichtszunahme und die Futteraufnahme von 21 Tage alten Masthähnchen erheblich steigern und die Futterverwertung verbessern kann.

Behandlung von Abwässern
Derzeit muss das Problem der Abwasserbehandlung in Fabriken noch untersucht werden. Zum Beispiel ist das Abwasser, das bei der Produktion von Obstkonserven anfällt, aufgrund von Pektin und anderen Substanzen schwer abbaubar, was die anschließende Abwasserbehandlung erschwert. Der Einsatz von Pektinase zur Lösung des Abwasserproblems bei Obstkonserven ist zweifellos die bessere Wahl, nicht nur zur Senkung der Produktionskosten, sondern auch zum Schutz der Umwelt.

Andere Aspekte
Das Produkt der Pektinase-Behandlung von Pektinstoffen kann als Ballaststoff verwendet werden, mit dem einige chronische Krankheiten behandelt und verhindert werden können. Wenn es sinnvoll genutzt wird, wird erwartet, dass es eine neue Art von gesunder Nahrung oder Medizin entwickelt, die Patienten mit chronischen Krankheiten eine frohe Botschaft bringt.

Zu beachtende Probleme

Wie bereits erwähnt, Pektinase ist weit verbreitet in der Lebensmittelindustrie verwendet, aber so weit, seine industrielle Anwendung ist immer noch vor allem in der Verarbeitung von Obst-und Gemüsesäften, obwohl andere Aspekte beteiligt sind, aber die entsprechende Technologie ist noch nicht ausgereift genug, das heißt, Pektinase in der Anwendung von bestimmten Einschränkungen noch existieren.

Darüber hinaus Pektinase als eine Art von komplexen Protease, ihre Wirkung wird durch Temperatur, pH-Wert, Zeit, Substrat und andere Faktoren, und aufgrund der unterschiedlichen Zwecke der Hersteller, die Höhe der Pektinase in der Produktion von der Höhe der Zusatzstoffe und die Art und Weise der Aktion ist auch anders, so dass in der praktischen Anwendung der Notwendigkeit zu berücksichtigen, die verschiedenen Faktoren, wählen Sie die optimale Temperatur, pH-Wert und so weiter, und sich darum bemühen, das Enzym zu spielen, die besten Nutzen.

Überlegungen und Aussichten

In den letzten Jahren, obwohl die Forschung auf Pektinase hat einige Errungenschaften, wie Pektinase in Fruchtsaft Klärung und Verarbeitung Technologie wurde recht ausgereift, aber andere Aspekte der Anwendung hat noch viel Raum für Entwicklung.

Darüber hinaus ist die Forschung und Anwendung von saurer Pektinase mehr, nicht wissend, dass alkalische Pektinase in der Lebensmittel-, Textil- und Papierindustrie potenziellen Anwendungswert hat. Eine eingehendere Erforschung des Mechanismus, der technischen Eigenschaften und der Molekularbiologie des Abbaus von Substraten durch alkalische Pektinase wird ihre Wirkung verbessern und die Anwendung von Pektinase erweitern, um den Bedürfnissen verschiedener verwandter Branchen gerecht zu werden.

Mit der Entwicklung und dem Fortschritt der Gesellschaft, dem rasanten Aufstieg der chinesischen Industrie, dem steigenden Lebensstandard der Menschen und dem Streben nach immer einzigartigeren Produkten ist die Nachfrage nach spezifischer Pektinase besonders dringend. Das Engagement für die Erforschung der Pektinase, die Berücksichtigung ihrer synergistischen Wirkung mit anderen Enzymen, die Ausweitung ihrer Anwendungsbereiche und die Anwendung verschiedener Methoden zur Verbesserung der Enzymaktivität von Pektinase werden der Brennpunkt der Pektinase-Forschung und -Anwendung in der Zukunft sein, und auch ihr künftiger Entwicklungstrend.