Con la continua mejora del nivel de vida de la población, la bebida natural con alto contenido en zumo se ha convertido en una nueva tendencia en el desarrollo de la industria.

Las frutas son ricas en celulosa y no son fáciles de hidrolizar, y su estructura rígida cristalina aumenta la dificultad del procesado del zumo. La celulosa es fácil de hidrolizar por la celulasa específica, por lo que el estudio de la celulasa se ha convertido en un punto caliente en la producción de bebidas.

Celulasa de Aspergillus niger (hemicelulasa) y celobiasa; celulasa de Aspergillus niger, Trichoderma reesei (Trichoderma reesei), Trichoderma viride (Trichoderma viride), etc. Se permite el uso de celulasa en GB 2760-2014. Como las expectativas de la gente sobre la seguridad alimentaria son cada vez mayores, la celulasa tiene grandes ventajas en el procesamiento de alimentos con alta seguridad.

Estructura de la celulasa

La celulasa es un sistema enzimático complejo compuesto por una variedad de enzimas hidrolíticas, compuestas principalmente por endonucleasa de glucosa, exonucleasa de glucosa, β-glucosidasa 3 tipos de enzimas (ver Tabla 1). La degradación de las moléculas de celulosa en glucosa requiere la acción conjunta de las tres enzimas.

La celulasa en la aplicación de bebidas a base de zumos de frutas

2.1 Aplicación en la producción de zumo de cítricos
Debido al sabor agridulce de los cítricos, ricos en vitamina C, ácido fólico y potasio, tiene un papel importante en la salud humana. Sin embargo, las vesículas de cítricos son ricos en celulosa y glucósidos amargos, simple tecnología de exprimido directo no puede cumplir con los requisitos de calidad de zumo de cítricos, el uso de la hidrólisis de celulasa de vesículas de cítricos en la celulosa se puede obtener vesículas de cítricos completa, la producción de la contaminación es mucho menor que el proceso de producción tradicional.

El estudio Baker demostró que la adhesión entre la piel y la pulpa de los cítricos está relacionada con la pectina, la celulosa y la hemicelulosa.

Ben-Shalom utiliza celulasa para hidrolizar el endocarpio de los cítricos en la parte de la cubierta del saco del zumo de cítricos, el rendimiento del zumo de cítricos es alto y mantiene el sabor y la calidad originales de los cítricos.

2.2 Aplicación en la producción de zumo de fresa
La fresa es rica en muchos tipos de nutrientes naturales y tiene un sabor agridulce, muy popular entre la gente. Sin embargo, la estructura de la fresa es blanda, y la viscosidad de la pulpa de fresa después de la trituración es demasiado grande y el residuo de pulpa no es fácil de separar, lo que resulta en un rendimiento muy bajo de zumo de fresa.

Generalmente, la pectinasa se utiliza para pretratar la materia prima, pero la pectinasa doméstica es una sola enzima, que se utiliza principalmente para desgomar y clarificar el zumo de fruta, y no puede liberar completamente una gran cantidad de sustancias nutritivas solubles en la pulpa, lo que afecta enormemente al valor nutritivo del zumo de fresa.

En comparación con el proceso de producción tradicional, la enzima celulasa producida por la cepa Green Xylinum YV95os de Wan Riyu et al. aumentó el rendimiento del zumo en 9,2%, acortó el tiempo de prensado en 15 min y mejoró la eficiencia de producción del zumo de fresa.

Para reducir la polimerización y la cristalinidad de la celulosa en el zumo de fresa, aumentar la accesibilidad de la celulosa y mejorar la reactividad de la celulosa, el zumo puede pretratarse mediante ultrasonidos o esterificación.

2.3 Aplicación en la producción de zumo de mango
El mango es rico en una variedad de nutrientes, y dulce y delicioso es una de las cinco mejores frutas del mundo, conocido como el rey de las frutas tropicales. Sin embargo, el período de cosecha de mango es corto, alto contenido de agua, la fruta fresca es muy fácil de pudrirse y deteriorarse. El zumo de mango es la principal forma de producto de la transformación profunda del mango. Debido a que el mango es rico en fibra comestible y pectina, lo que provoca la viscosidad de la pulpa, el rendimiento del zumo no es alto; la hidrólisis por celulasa y pectinasa de la celulosa y la pectina de la pulpa reduce la viscosidad de la pulpa y mejora el rendimiento del zumo.

Sreenath et al. estudiaron el efecto de la celulasa y la pectinasa en la reducción de la viscosidad de la pulpa de mango, y encontraron que la danesa Ultrazym100 tiene el mejor efecto en la reducción de la viscosidad de la pulpa de mango, que puede reducir la viscosidad en 82%, y la pectinasa y la celulasa pueden aumentar el rendimiento de jugo en 8% a 10% cuando se utilizan simultáneamente.

Li Changbao, etc. "Marfil" mango como materias primas, celulasa y pectinasa tratamiento de la pulpa, cuando la adición de pectinasa de 0,01%, celulasa adición de 0,007%, el mayor rendimiento de jugo de mango puede llegar a 71,15%.

2.4 Aplicación de la producción de zumo de piña
La piña es jugosa, dulce y ácida, rica en diversos nutrientes y muy apreciada por los consumidores. Sin embargo, la producción de piña es estacional, el periodo de cosecha es más concentrado, el contenido de agua es alto, la fuerza respiratoria es grande, y es fácil que se pudra y deteriore durante el almacenamiento y el transporte.

El procesado del zumo de piña es un importante método de producción del procesado profundo de la piña. Sin embargo, el procesado de zumo de piña existente no permite obtener zumo de piña clarificado. Las principales sustancias que causan turbidez en el zumo de piña son la celulosa y la pectina. Chen Yu et al. estudió el efecto de la pectinasa y celulasa en la clarificación de jugo de piña, jugo de piña sin tratar a 20 ℃ cuando la transmitancia de luz de 40%, a 30 ℃ bajo la condición de utilizar 8,84 U/100 mL de pectinasa, 42,13 U/100 mL de celulasa tratamiento de jugo de piña durante 40 min se puede obtener con una transmitancia de luz de 87% del jugo.

2.5 Aplicación en la producción de zumo de caqui corazón de buey
La fruta del caqui Niushin es rica en polisacáridos, celulosa, ácidos orgánicos y minerales y aminoácidos esenciales, tiene un alto valor alimentario y medicinal.

Pero la fruta del caqui es rica en celulosa y polisacáridos, la viscosidad de la pulpa. La velocidad de extrusión de la pulpa de la maquinaria industrial de exprimido es baja, y la calidad del producto es deficiente. El uso del tratamiento con celulasa de la pulpa de caqui puede reducir en gran medida el contenido de celulosa en la pulpa, de modo que se reduce la viscosidad de la pulpa.

Wang Jun et al. utilizó caqui corazón de vaca Shaanxi como materia prima a 50 ℃ bajo la condición de 0,20% pectinasa y 0,03% celulasa en el tratamiento de pulpa de caqui corazón de vaca 5h jugo tasa de 74,9%.

Perspectiva

En el procesamiento de alimentos, el uso del pretratamiento con celulasa de las materias primas de fruta para producir bebidas de zumo de fruta en comparación con el procesamiento tradicional de bebidas de fruta no sólo reduce la pérdida de nutrientes de la fruta, mejora el sabor, es más propicio para la digestión y la absorción, ahorra el tiempo y el coste de procesamiento y reduce la contaminación ambiental, etc. Al mismo tiempo, el pretratamiento con celulasa de la pulpa de fruta con 0,03% de celulasa y 0,20% de pectinasa a 50 ℃ produjo 74,9% de zumo.

Al mismo tiempo, el uso de la celulasa no sólo se emplea en el procesamiento profundo de frutas, sino que también se utiliza en la fermentación, la elaboración de cerveza y la investigación del desarrollo de nuevas energías. Y el uso de la celulasa para reciclar los residuos de celulosa en tesoro es una de las futuras direcciones de desarrollo para abrir la fuente de materias primas para la industria alimentaria.

En la actualidad, la celulasa se utiliza ampliamente en diversas industrias, incluida la alimentaria. El mayor cuello de botella en la producción de celulasa es la optimización de las condiciones de producción enzimática de las cepas y la baja actividad enzimática y la escasa resistencia a ácidos y álcalis en la producción industrial.

Se espera que el uso de la reproducción por mutación combinada con la ingeniería genética y otros medios resuelva gradualmente estos problemas. El desarrollo de agentes bacterianos degradadores de celulosa también tiende a explorar una variedad de sinergias microbianas para degradar la celulosa, así como la selección específica de especies enzimáticas y enzimas compuestas para mejorar la calidad del producto.