Pectinasa es un término general para un grupo de enzimas que pueden catalizar la degradación de sustancias de pectina. Las sustancias pectínicas suelen encontrarse en plantas superiores, como verduras, frutas, maíz, soja, etc., y son uno de los componentes de los polisacáridos no amiláceos.

La degradación por pectinasa de las sustancias pectínicas desempeña un papel importante en la producción industrial. Mediante el tratamiento, la pectinasa degrada eficazmente el ácido poligalacturónico y el ácido ramnólico de la pectina y los convierte en azúcar y otros compuestos útiles, resolviendo así el problema del deterioro y la putrefacción de los alimentos procesados.

La pectinasa, uno de los cuatro principales preparados enzimáticos del mundo, se utiliza ampliamente en la industria alimentaria, como la clarificación de zumos, la extracción de zumos, la elaboración de cerveza y la extracción de aceite. Con el rápido auge de la industria china, la demanda de pectinasa en el mercado también aumenta, y su valor de aplicación es inestimable. En este artículo se analiza principalmente la aplicación de la pectinasa en la producción de alimentos y otros productos industriales, con el fin de proporcionar una sólida orientación teórica para la investigación y exploración en profundidad de la pectinasa.

Visión general de la pectinasa

La pectinasa está ampliamente distribuida en plantas superiores y microorganismos. Según las estadísticas, la pectinasa microbiana representa 25% del total de las ventas mundiales de enzimas alimentarias.

La investigación internacional sobre la pectinasa comenzó en los años 30 y la producción industrializada en los 50. La investigación nacional se inició en 1967 y la producción industrializada a finales de los 80. La investigación nacional comenzó en 1967, y la producción industrializada se inició a finales de la década de 1980. Con el desarrollo del cultivo y la industria de transformación de frutas en China, el desarrollo y la aplicación de la pectinasa son cada vez más profundos.

De acuerdo con las diferentes formas del ácido galacturónico, la pectinasa puede dividirse en protopectinasa, pectina esterasa y enzima de escisión de la pectina. Es bien sabido que las enzimas microbianas son susceptibles a factores como el sustrato, la temperatura, la concentración y el pH cuando actúan, por lo que las pectinasas también muestran sutiles diferencias según los efectos de los factores físicos y químicos.

Según su valor óptimo de pH, la pectinasa puede dividirse en pectinasa ácida y pectinasa alcalina. En la actualidad, la investigación y la aplicación de la pectinasa más ácido, utilizado principalmente para el zumo de fruta y jugo de clarificación, la acción de la enzima del valor óptimo de pH en el rango ácido, el estudio de la pectinasa alcalina puede ampliar el ámbito de aplicación de la pectinasa.

Aplicación de la pectinasa en la industria alimentaria

Con el continuo desarrollo de la industria, la pectinasa está recibiendo cada vez más atención del mercado, especialmente en la industria alimentaria, es ampliamente utilizada, como por ejemplo en la clarificación de zumos, la extracción de zumos, la elaboración de cerveza, la fermentación de té y café y la mejora de la alimentación animal, etc., lo que aporta una gran comodidad a la producción y la vida de las personas.

Aclaración sobre los zumos
La investigación sobre la clarificación con pectinasa de los zumos de frutas se remonta a los años 30, cuando se creía que la principal causa de la turbidez de los zumos de frutas y verduras era la pectina; mientras que la investigación sobre el principio de la clarificación de los zumos de frutas comenzó en los años 60.

Los investigadores postularon un modelo simplificado para la clarificación del zumo de manzana con pectinasa, que implica esencialmente la hidrólisis enzimática de la pectina y la floculación electrostática no enzimática.

Cuando la pectina de los zumos de frutas y verduras se hidroliza parcialmente bajo la acción de la pectinasa, algunas de las partículas de proteínas con carga positiva que están encapsuladas en ella quedan expuestas y chocan con otras partículas con carga negativa, agregándose a continuación, lo que da lugar a la floculación.

En el proceso de asentamiento del floculante, la pectinasa adsorbe y enreda otras partículas suspendidas en el zumo, que pueden eliminarse por centrifugación y filtración, logrando así el propósito de la clarificación.

Los investigadores sobre la aplicación de la pectinasa clarificación de la investigación de jugo de caña de azúcar, encontró que el jugo de caña de azúcar en las sustancias similares a la pectina es causada por la suspensión de las partículas coloidales de jugo de caña de azúcar de uno de los principales factores desencadenantes, la adición de pectinasa puede ser hidrolizado específicamente sustancias similares a la pectina, de modo que otras sustancias coloidales en el sistema debido a la pérdida del efecto protector de la pectina y la precipitación precipitación precipitación, para lograr la clarificación del jugo.

Mejorar el rendimiento del zumo de frutas y verduras
En general, la pared celular de frutas y verduras contiene un gran número de pectina, celulosa, almidón, proteínas y otras sustancias. Después de la trituración de la pulpa es muy viscoso, lo que resulta en el prensado del jugo es muy difícil y bajo rendimiento de jugo, y la tecnología enzimática puede superar las deficiencias anteriores.

La pectinasa suele utilizarse para acelerar la extracción de zumo y aromas y para eliminar la pectina. La pectinasa no sólo cataliza la despolimerización de la pectina, reduce eficazmente la viscosidad, mejora el rendimiento del prensado, aumenta el rendimiento del zumo y el contenido de sólidos solubles, sino que también aumenta los componentes aromáticos del zumo, reduce la producción de orujo y facilita el procesamiento posterior.

Se ha informado de que la utilización de tecnología enzimática puede aumentar el rendimiento de zumo de diferentes frutas y verduras entre 10% y 35%, variando los valores específicos en función del contenido de pectina de las distintas frutas y verduras y de las diferencias en los métodos de prensado. En el proceso de elaboración del concentrado de zumo de lichi, el personal trató la carne de lichi con pectinasa para eliminar los sólidos insolubles y aumentar el rendimiento del zumo, y el zumo de lichi concentrado al vacío resultante fue capaz de mantener sus cualidades nutricionales y sensoriales durante seis meses a -20 ℃.

Se utiliza para mejorar el rendimiento de jugo de frutas y verduras jugo de la tecnología de enzimas se divide generalmente en dos tipos: uno es la tecnología de impregnación de la pulpa, es decir, en la fruta rota y pulpa vegetal añadir pectinasa, el papel de un período de tiempo después de que el jugo; la segunda es la tecnología de licuefacción completa, es decir, en la pulpa de añadir pectinasa y celulasa, y luego el uso de ambos efecto sinérgico de la fruta y la pared celular vegetal en la medida de lo posible para degradar completamente.

Pero la tecnología de licuefacción es fácil que provoque el deterioro del sabor del zumo, pardeamiento, etc., al mismo tiempo, esta tecnología enzimática requiere una mayor cantidad de aditivos enzimáticos, lo que aumenta el coste de producción. Por lo tanto, en la producción real, las dos se utilizan a menudo en combinación para mejorar en gran medida el rendimiento del zumo de frutas y verduras.

Mejora de la calidad del vino
El uso de la pectinasa en la industria vinícola puede aumentar la extracción de pigmentos naturales, mejorar el color y el sabor del vino, aumentar el aroma del vino y producir vino espumoso, lo que tiene un papel importante en la mejora de la calidad del vino.

Los investigadores estudian el efecto de la pectinasa sobre los principales componentes del vino tinto, los resultados muestran que la adición de pectinasa casi no tiene efecto sobre el contenido de azúcar y ácido del zumo de uva, pero puede reducir la viscosidad del zumo, lo que favorece la solubilización de los pigmentos; las muestras con adición de pectinasa fermentaron con más vigor y rapidez que las muestras sin adición de pectinasa, y puede reducir la cantidad de generación de ácido volátil, aumentar el contenido de lixiviado seco del vino original y el contenido total de fenol, y mejorar la calidad del vino.

Fermentación del té y el café
Los microorganismos productores de pectinasa alcalina se utilizan para eliminar la piel pegajosa de los granos de café durante la fermentación del café, y a veces se añade pectinasa alcalina para eliminar la capa superficial similar a la pulpa que contiene grandes cantidades de pectina. Las pectinasas alcalinas también se utilizan en el procesado del té para aumentar los fenoles, mejorar la calidad del té y promover su fermentación.

Los investigadores señalaron que la pectinasa puede mejorar significativamente la calidad del té negro machacado y el té negro, en particular, puede mejorar su tasa de lixiviado de agua; puede mejorar el polvo de té instantáneo en el proceso de elaboración de la cerveza es fácil de formar una condición de espuma ( Patente de EE.UU. 3787582); con el tratamiento de pectinasa de lixiviado de té, puede romper la pectina, reducir el té instantáneo para formar una película sólida de poder.

Además, la pectinasa puede aumentar la solubilidad del té en agua fría, incrementar el aroma y mejorar el color y la claridad de la sopa.

Extracción de aceite
En el proceso de extracción de aceite vegetal, las enzimas degradadoras de la pared celular, incluida la pectinasa alcalina, desempeñan un papel importante. Por ejemplo, la adición de pectinasa alcalina a la extracción de aceite de oliva puede destruir la pectina que desempeña un papel en la emulsificación y mejorar el rendimiento de aceite, y el aceite extraído es muy estable cuando se almacena, y el contenido de polifenoles y vitamina E ha aumentado.

Extracción de productos naturales
La liberación de los productos naturales se ve afectada o dificultada en diversos grados por las sustancias pectínicas. En condiciones adecuadas, las células vegetales sufrirán autolisis, también pueden producir algunas enzimas de descomposición (como la pectinasa), pero esto provocará cambios estructurales en los productos a separar, e incluso producirá algunas moléculas pequeñas que no favorecen la separación de los subproductos en la mayoría de los casos.

Por lo tanto, confiar en el propio sistema enzimático de la célula vegetal no es propicio para la extracción de productos naturales. Generalmente, el sistema enzimático intracelular debe inactivarse y pasivarse a alta temperatura antes del tratamiento enzimático selectivo. Normalmente, los pigmentos naturales como el violeta de uva, el rojo de tomate y el rojo de rábano pueden extraerse mediante métodos enzimáticos, pero la pectinasa utilizada no debe contener antocianinasa ni otras enzimas diversas, para evitar que afecte al color de determinados productos.

Además, los extractos de sustancias bioactivas naturales son muy populares en el mercado internacional, la proporción de exportaciones ha sido superior a la de la medicina tradicional china, y va en aumento. Los extractos que se pueden producir con pectinasa incluyen: Extracto de Ginkgo biloba, concentrado de aceite de ajo, concentrado de setas, jarabe de ginseng, extracto de angélica, líquido de regaliz, etc.

Alimentación animal
La pectinasa también puede utilizarse como suplemento alimentario para animales. Su uso en la producción de piensos para rumiantes puede reducir la viscosidad de los alimentos, aumentar la absorción de nutrientes y liberarlos. Los investigadores han estudiado el efecto de la pectinasa en el rendimiento del crecimiento y los rasgos de la canal de los pollos de engorde, y observaron que la adición de la preparación de pectinasa a las dietas de maíz-harina de soja puede aumentar significativamente la ganancia media diaria de peso y la ingesta de alimentos de los pollos de engorde de 21 días de edad, y mejorar la tasa de conversión alimenticia.

Tratamiento de aguas residuales
En la actualidad, el problema del tratamiento de las aguas residuales en las fábricas sigue pendiente de estudio. Por ejemplo, las aguas residuales producidas en algunas fábricas de conservas de fruta son difíciles de degradar debido a la pectina y otras sustancias, lo que dificulta el tratamiento posterior de las aguas residuales. La selección de la pectinasa para resolver el problema de las aguas residuales de la fruta en conserva es sin duda una mejor opción, no sólo para reducir los costes de producción, sino también para proteger el medio ambiente.

Otros aspectos
El producto del tratamiento con pectinasa de las sustancias de pectina puede utilizarse como fibra dietética, que puede tratar y prevenir algunas enfermedades crónicas. Si se utiliza razonablemente, se espera desarrollar un nuevo tipo de alimento saludable o medicina, que enviará un evangelio a los pacientes con enfermedades crónicas.

Problemas a tener en cuenta

Como se ha mencionado anteriormente, la pectinasa se utiliza ampliamente en la industria alimentaria, pero hasta ahora, su aplicación industrial todavía se concentra principalmente en el procesamiento de zumos de frutas y verduras, aunque otros aspectos están involucrados, pero la tecnología pertinente aún no está lo suficientemente madura, es decir, la pectinasa en la aplicación de ciertas limitaciones todavía existen.

Además, la pectinasa como una especie de proteasa compleja, su efecto se ve afectado por la temperatura, pH, tiempo, sustrato y otros factores, y debido a los diferentes propósitos de los productores, la cantidad de pectinasa en la producción de la cantidad de aditivos y la forma de acción también es diferente, por lo que en la aplicación práctica de la necesidad de tener en cuenta los diversos factores, seleccionar la temperatura óptima, pH y así sucesivamente, y se esfuerzan por hacer que la enzima para jugar la mejor utilidad.

Reflexiones y perspectivas

En los últimos años, aunque la investigación sobre la pectinasa ha conseguido algunos logros, como el uso de la pectinasa en la clarificación de zumos de fruta y la tecnología de procesado ha madurado bastante, pero otros aspectos de la aplicación aún tienen mucho margen de desarrollo.

Además, la investigación y la aplicación de la pectinasa ácida es más, sin saber que la pectinasa alcalina en la industria alimentaria, la industria textil y la industria del papel tienen un valor potencial de aplicación. Una investigación más profunda sobre el mecanismo, las propiedades de ingeniería y la biología molecular de la pectinasa alcalina degradación de sustratos mejorará su efecto y ampliar la aplicación de la pectinasa para satisfacer las necesidades de diversas industrias relacionadas.

Con el desarrollo y el progreso de la sociedad, el rápido ascenso de la industria de China, el nivel de vida de la población sigue mejorando, la búsqueda de productos también es cada vez más singular, por lo que el mercado de la demanda específica de pectinasa es particularmente urgente. Comprometidos con la aplicación de la investigación de la pectinasa, teniendo en cuenta su efecto sinérgico con otras enzimas, ampliando sus áreas de aplicación, y la adopción de diversos métodos para mejorar la actividad enzimática de la pectinasa será el punto caliente de la investigación y aplicación de la pectinasa en el futuro, y también su tendencia de desarrollo futuro.