С постоянным повышением уровня жизни людей натуральный напиток с высоким содержанием сока стал новым трендом в развитии отрасли.

Фрукты богаты целлюлозой, которая нелегко поддается гидролизу, а ее кристаллическая жесткая структура усложняет процесс переработки сока. Целлюлоза легко гидролизуется специфической целлюлазой, поэтому изучение целлюлазы стало горячей точкой в производстве напитков.

Целлюлаза из Aspergillus niger (гемицеллюлаза) и целлобиаза; целлюлаза из Aspergillus niger, Trichoderma reesei (Trichoderma reesei), Trichoderma viride (Trichoderma viride) и так далее. Целлюлаза разрешена к использованию в GB 2760-2014. Поскольку требования людей к безопасности продуктов питания становятся все выше и выше, целлюлаза имеет большие преимущества в обработке продуктов питания с высокой степенью безопасности.

Структура целлюлазы

Целлюлаза - это сложная ферментная система, состоящая из множества гидролитических ферментов, в основном состоящая из глюкозоэндонуклеазы, глюкозоэкзонуклеазы, β-глюкозидазы 3 видов ферментов (см. табл. 1). Для расщепления молекул целлюлозы до глюкозы требуется совместное действие трех ферментов.

Целлюлаза в применении напитков из фруктовых соков

2.1 Применение в производстве цитрусовых соков
Благодаря кисло-сладкому вкусу цитрусовых, богатых витамином С, фолиевой кислотой и калием, играет важную роль в здоровье человека. Однако цитрусовые везикулы богаты целлюлозой и горькими гликозидами, простая технология прямого отжима сока не может удовлетворить требования к качеству цитрусового сока, при использовании целлюлазы гидролиз цитрусовых везикул в целлюлозе может быть получен полный цитрусовый везикул, производство загрязнения гораздо меньше, чем традиционный процесс производства.

Исследование Бейкера показало, что адгезия между кожурой и мякотью цитрусовых связана с пектином, целлюлозой и гемицеллюлозой.

Бен-Шалом использует целлюлазу для гидролиза эндокарпа цитрусовых в части мешковины, что позволяет получить высокий выход цитрусового сока и сохранить первоначальный вкус и качество цитрусовых.

2.2 Применение в производстве клубничного сока
Клубника богата многими видами природных питательных веществ и обладает кисло-сладким вкусом, который очень нравится людям. Однако структура клубники мягкая, а вязкость клубничной мякоти после дробления слишком велика, и остатки мякоти нелегко отделить, что приводит к очень низкому выходу клубничного сока.

Как правило, пектиназа используется для предварительной обработки сырья, но отечественная пектиназа является единственным ферментом, который в основном используется для дегумирования и осветления фруктового сока, и не может полностью высвободить большое количество питательных растворимых веществ в мякоти, что значительно влияет на пищевую ценность клубничного сока.

По сравнению с традиционным процессом производства, фермент целлюлаза, произведенный штаммом Green Xylinum YV95os Ван Рию и др., увеличил выход сока на 9,2%, сократил время прессования на 15 минут и повысил эффективность производства клубничного сока.

Чтобы уменьшить полимеризацию и кристалличность целлюлозы в клубничном соке, увеличить доступность целлюлозы и улучшить реакционную способность целлюлозы, сок может быть предварительно обработан ультразвуком или этерификацией.

2.3 Применение в производстве сока манго
Манго богат разнообразными питательными веществами, а сладкий и вкусный плод входит в пятерку лучших фруктов мира, известный как король тропических фруктов. Однако период сбора урожая манго короткий, высокое содержание воды, свежие плоды очень легко гниют и портятся. Манговый сок является основным видом продукции глубокой переработки манго. Поскольку манго богат пищевыми волокнами и пектином, в результате чего мякоть становится вязкой, выход сока невысок; гидролиз целлюлозы и пектина в мякоти с помощью целлюлазы и пектина снижает вязкость мякоти и повышает выход сока.

Sreenath et al. изучили влияние целлюлазы и пектиназы на снижение вязкости мякоти манго и обнаружили, что датский Ultrazym100 оказывает наилучший эффект на снижение вязкости мякоти манго, который может снизить вязкость на 82%, а пектиназа и целлюлаза могут увеличить выход сока на 8% до 10% при одновременном использовании.

Ли Чанбао и др. "Слоновая кость" манго в качестве сырья, целлюлаза и пектиназа целлюлозы обработки, когда пектиназа добавление 0,01%, целлюлаза добавление 0,007%, самый высокий выход сока манго может достигать 71,15%.

2.4 Применение ананасового сока в производстве
Ананас - сочный, кисло-сладкий, богатый разнообразными питательными веществами, любимый потребителями. Однако производство ананаса носит сезонный характер, период сбора урожая более концентрированный, содержание воды высокое, дыхательная сила большая, и он легко гниет и портится при хранении и транспортировке.

Переработка ананасового сока является важным производственным методом глубокой переработки ананаса. Однако при существующей переработке ананасового сока невозможно получить осветленный ананасовый сок. Основными веществами, вызывающими помутнение ананасового сока, являются целлюлоза и пектин. Чен Ю и др. исследовали влияние пектиназы и целлюлазы на осветление ананасового сока, необработанный ананасовый сок при 20 ℃ при светопропускании 40%, при 30 ℃ при условии использования 8,84 U/100 мл пектиназы, 42,13 U/100 мл целлюлазы при обработке ананасового сока в течение 40 минут может быть получен со светопропусканием 87% сока.

2.5 Применение в производстве сока из говяжьего сердца хурмы
Плоды хурмы Ниушин богаты полисахаридами, целлюлозой, органическими кислотами, минералами и незаменимыми аминокислотами, обладают высокой пищевой и лекарственной ценностью.

Но плоды хурмы богаты целлюлозой и полисахаридами, мякоть вязкая. Промышленные соковыжималки экструдируют мякоть с низким содержанием целлюлозы и низким качеством продукта. Использование целлюлазы для обработки мякоти плодов хурмы позволяет значительно снизить содержание целлюлозы в мякоти, благодаря чему вязкость мякоти уменьшается.

Ван Цзюнь и др. использовали сердцевину хурмы из провинции Шэньси в качестве сырья при температуре 50 ℃ в присутствии 0,20% пектиназы и 0,03% целлюлазы. В результате обработки мякоти сердцевины хурмы в течение 5 часов количество сока составило 74,9%.

Проспект

В пищевой промышленности использование предварительной обработки фруктового сырья целлюлазой для производства фруктовых соковых напитков по сравнению с традиционной обработкой фруктовых напитков не только снижает потери питательных веществ фруктов, улучшает вкус, более благоприятен для переваривания и усвоения, экономит время и стоимость обработки, снижает загрязнение окружающей среды и т.д. В то же время, предварительная обработка фруктовой мякоти целлюлазой с 0,03% целлюлазы и 0,20% пектиназы при 50 ℃ дала 74,9% сока.

В то же время целлюлаза используется не только в глубокой переработке фруктов, но и в ферментации, пивоварении и исследованиях в области развития новых источников энергии. А использование целлюлазы для переработки целлюлозных отходов в сокровища - одно из будущих направлений развития, позволяющее открыть источник сырья для пищевой промышленности.

В настоящее время целлюлаза широко используется в различных отраслях промышленности, включая пищевую. Наиболее узким местом в производстве целлюлазы является оптимизация условий производства ферментов штаммами, а также низкая активность ферментов и плохая устойчивость к кислотам и щелочам при промышленном производстве.

Ожидается, что использование мутационной селекции в сочетании с генной инженерией и другими средствами позволит постепенно решить эти проблемы. Также тенденцией в развитии бактериальных агентов, разлагающих целлюлозу, является изучение синергизма различных микроорганизмов, направленный отбор видов ферментов и комбинированных ферментов для улучшения качества продукции.