Pektinaz, pektin maddelerinin parçalanmasını katalize edebilen bir grup enzim için kullanılan genel bir terimdir. Pektin maddeleri genellikle sebze, meyve, mısır, soya fasulyesi vb. gibi yüksek bitkilerde bulunur ve nişasta olmayan polisakkaritlerin bileşenlerinden biridir.

Pektin maddelerinin pektinaz ile parçalanması endüstriyel üretimde önemli bir rol oynamaktadır. Pektinaz, işleme yoluyla pektindeki poligalakturonik asit ve ramnolik asidi etkili bir şekilde bozar ve bunları şeker ve diğer yararlı bileşiklere dönüştürür, böylece işlenmiş gıdaların bozulması ve bozulması sorununu çözer.

Dünyanın dört büyük enzim preparatından biri olan pektinaz, meyve suyu arıtma, meyve suyu sıkma, demleme ve yağ çıkarma gibi gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çin endüstrisinin hızlı yükselişiyle birlikte, pektinaz için pazar talebi de artmaktadır ve uygulama değeri tahmin edilemez. Bu makale, pektinazın derinlemesine araştırılması ve keşfedilmesi için güçlü bir teorik rehberlik sağlamak amacıyla esas olarak pektinazın gıda ve diğer endüstriyel üretimdeki uygulamasını tartışmaktadır.

Pektinaza genel bakış

Pektinaz, yüksek bitkilerde ve mikroorganizmalarda yaygın olarak bulunur. İstatistiklere göre, mikrobiyal pektinaz, gıda enzimlerinin toplam küresel satışının 25%'sini oluşturmaktadır.

Pektinaz üzerine denizaşırı araştırmalar 1930'larda, sanayileşmiş üretim ise 1950'lerde başlamıştır. Yurtiçi araştırmalar 1967'de başladı ve sanayileşmiş üretim 1980'lerin sonunda başladı. Çin'de meyve yetiştiriciliği ve işleme endüstrisinin gelişmesiyle birlikte, pektinazın geliştirilmesi ve uygulanması daha da derinleşmektedir.

Galakturonik asidin farklı yollarına göre, pektinaz protopektinaz, pektin esteraz ve pektin parçalama enzimi olarak ayrılabilir. Mikrobiyal enzimlerin hareket ederken substrat, sıcaklık, konsantrasyon ve pH gibi faktörlere duyarlı olduğu iyi bilinmektedir, bu nedenle pektinazlar da fiziksel ve kimyasal faktörlerin etkilerine göre ince farklılıklar gösterir.

Optimal pH değerine göre, pektinaz asidik pektinaz ve alkalin pektinaz olarak ikiye ayrılabilir. Şu anda, esas olarak meyve suyu sıkma ve meyve suyu berraklaştırma için kullanılan daha asidik pektinazın araştırılması ve uygulanması, asidik aralıktaki optimal pH değerinin enzim etkisi, alkali pektinaz çalışması pektinazın uygulama kapsamını genişletebilir.

Gıda endüstrisinde pektinaz uygulaması

Endüstrinin sürekli gelişmesiyle birlikte, pektinaz piyasadan giderek daha fazla ilgi görmektedir, özellikle gıda endüstrisinde, meyve suyu arıtma, meyve suyu sıkma, demleme, çay ve kahve fermantasyonu ve hayvan yeminin iyileştirilmesi gibi yaygın olarak kullanılmaktadır. insanların üretimine ve yaşamına büyük kolaylık getiriyor.

Meyve suyu açıklaması
Meyve suyunun pektinaz ile berraklaştırılmasına ilişkin araştırmalar, meyve ve sebze sularının bulanıklığının ana nedeninin pektin olduğuna inanılan 1930'lara kadar uzanırken; meyve suyunun berraklaştırılması prensibine ilişkin araştırmalar 1960'larda başlamıştır.

Araştırmacılar, elma suyunun pektinaz ile arıtılması için temelde pektinin enzimatik hidrolizini ve enzimatik olmayan elektrostatik flokülasyonu içeren basitleştirilmiş bir model öne sürmüşlerdir.

Meyve ve sebze suyundaki pektin, pektinaz etkisi altında kısmen hidrolize uğradığında, içinde kapsüllenmiş olan pozitif yüklü protein partiküllerinin bir kısmı açığa çıkar ve diğer negatif yüklü partiküllerle çarpışır ve daha sonra topaklaşmaya yol açar.

Flokülantın çökeltme sürecinde, pektinaz meyve suyundaki diğer asılı partikülleri adsorbe eder ve dolaştırır, bunlar santrifüjleme ve filtreleme ile uzaklaştırılabilir, böylece arıtma amacına ulaşılır.

Şeker kamışı suyunun pektinaz ile berraklaştırılması araştırmasının uygulanmasına ilişkin araştırmacılar, pektin benzeri maddelerdeki şeker kamışı suyunun, ana tetikleyicilerden birinin şeker kamışı suyu koloidal partiküllerinin süspansiyonundan kaynaklandığını bulmuşlardır; pektinaz eklenmesi, özellikle pektin benzeri maddeleri hidrolize edebilir, böylece pektinin koruyucu etkisinin kaybı ve çökelme çökelmesi nedeniyle sistemdeki diğer koloidal maddeler, meyve suyunun berraklaştırılmasını sağlar.

Meyve ve sebze suyu verimini artırın
Genel meyve ve sebze hücre duvarı çok sayıda pektin, selüloz, nişasta, protein ve diğer maddeleri içerir. Ezmeden sonra posa çok viskozdur, bu da meyve suyunun preslenmesinin çok zor ve düşük meyve suyu verimi ile sonuçlanmasına neden olur ve enzimatik teknoloji yukarıdaki eksikliklerin üstesinden gelebilir.

Pektinaz genellikle meyve suyu ve aroma ekstraksiyonunu hızlandırmak ve pektini uzaklaştırmak için kullanılır. Pektinaz sadece pektinin depolimerizasyonunu katalize etmekle kalmaz, viskoziteyi etkili bir şekilde azaltır, presleme performansını iyileştirir, meyve suyu verimini ve çözünür katı madde içeriğini artırır, aynı zamanda meyve suyunun aromatik bileşenlerini artırır, prina üretimini azaltır ve sonraki işlemleri kolaylaştırır.

Enzimatik teknolojinin kullanımının farklı meyve ve sebzelerin meyve suyu verimini 10% ila 35% oranında artırabildiği, spesifik değerlerin farklı meyve ve sebzelerdeki pektin içeriğine ve presleme yöntemlerindeki farklılıklara göre değiştiği bildirilmiştir. Liçi suyu konsantresi hazırlama sürecinde personel, çözünmeyen katı maddeleri uzaklaştırmak ve meyve suyu verimini artırmak için liçi etini pektinaz ile muamele etmiş ve elde edilen vakumla konsantre edilmiş liçi suyu -20 ℃'de altı ay boyunca besinsel ve duyusal niteliklerini koruyabilmiştir.

Meyve ve sebze suyu enzim teknolojisinin meyve suyu verimini artırmak için kullanılan genellikle iki türe ayrılır: biri posa emdirme teknolojisidir, yani kırık meyve ve sebze posasına pektinaz eklenir, meyve suyundan sonra bir süre rol oynar; ikincisi tam sıvılaştırma teknolojisidir, yani posaya pektinaz ve selülaz eklemek ve ardından meyve ve sebze hücre duvarının her iki sinerjik etkisinin mümkün olduğunca tamamen bozunması için kullanılmasıdır.

Ancak sıvılaştırma teknolojisinin meyve suyu aromasının bozulmasına, kahverengileşmesine vb. neden olması kolaydır, aynı zamanda bu enzim teknolojisi daha yüksek miktarda enzim katkı maddesi gerektirir ve üretim maliyetini artırır. Bu nedenle, gerçek üretimde, meyve ve sebze suyu verimini büyük ölçüde artırmak için ikisi genellikle birlikte kullanılır.

Şarap kalitesinin iyileştirilmesi
Şarapçılık endüstrisinde pektinaz kullanımı, doğal pigmentlerin ekstraksiyonunu artırabilir, şarabın rengini ve lezzetini iyileştirebilir, şarabın aromasını artırabilir ve şarabın kalitesini artırmada önemli bir role sahip olan köpüklü şarap üretebilir.

Araştırmacılar pektinazın kırmızı şarabın ana bileşenleri üzerindeki etkisini incelemiş, sonuçlar pektinaz ilavesinin üzüm suyunun şeker ve asit içeriği üzerinde neredeyse hiçbir etkisi olmadığını, ancak pigmentlerin çözünmesine yardımcı olan meyve suyunun viskozitesini azaltabileceğini göstermiştir; Pektinaz ilaveli numuneler, pektinaz ilavesiz numunelere göre daha güçlü ve hızlı bir şekilde fermente olmuştur ve uçucu asit oluşum miktarını azaltabilir, orijinal şarabın kuru sızıntı suyu içeriğini ve toplam fenol içeriğini artırabilir ve şarabın kalitesini iyileştirebilir.

Çay ve kahve fermantasyonu
Alkali pektinaz üreten mikroorganizmalar, kahve fermantasyonu sırasında kahve çekirdeklerinin yapışkan kabuğunu çıkarmak için kullanılır ve alkali pektinaz bazen büyük miktarlarda pektin içeren posa benzeri yüzey tabakasını çıkarmak için eklenir. Alkali pektinazlar ayrıca çay işlemede fenolikleri artırmak, çay kalitesini iyileştirmek ve çay fermantasyonunu teşvik etmek için kullanılır.

Araştırmacılar, pektinazın siyah ezilmiş çay ve siyah çayın kalitesini önemli ölçüde artırabileceğine, özellikle su sızıntı oranını artırabileceğine; demleme işleminde hazır çay tozunun köpük durumu oluşturmasının kolay olduğuna dikkat çekti (ABD Patenti 3787582); çay sızıntı suyunun pektinaz tedavisi ile pektini parçalayabilir, katı bir güç filmi oluşturmak için hazır çayı azaltabilir.

Ayrıca pektinaz, çayın soğuk sudaki çözünürlüğünü artırabilir, aromayı artırabilir ve çorbanın rengini ve berraklığını iyileştirebilir.

Yağ çıkarma
Bitkisel yağın ekstraksiyon sürecinde, alkalin pektinaz da dahil olmak üzere hücre duvarı parçalayıcı enzimler önemli bir rol oynamaktadır. Örneğin, zeytinyağı ekstraksiyonuna alkali pektinaz eklenmesi, emülsifikasyonda rol oynayan pektini yok edebilir ve yağ verimini artırabilir ve ekstrakte edilen yağ depolandığında çok kararlıdır ve polifenol ve E vitamini içeriği artmıştır.

Doğal ürünlerin ekstraksiyonu
Doğal ürünlerin salınımı pektin maddeleri tarafından çeşitli derecelerde etkilenir veya engellenir. Uygun koşullar altında, bitki hücreleri otolize uğrayacak, ayrıca bazı ayrıştırma enzimleri (pektinaz gibi) üretebilecek, ancak bu, ayrıştırılacak ürünlerde yapısal değişikliklere neden olacak ve hatta çoğu durumda yan ürünlerin ayrıştırılmasına elverişli olmayan bazı küçük moleküller üretecektir.

Bu nedenle, bitki hücresinin kendi enzim sistemine güvenmek doğal ürünlerin ekstraksiyonu için elverişli değildir. Genel olarak, hücre içi enzim sistemi, seçici enzim işleminden önce yüksek sıcaklıkta inaktive edilmeli ve pasifleştirilmelidir. Genellikle, üzüm moru, domates kırmızısı ve turp kırmızısı gibi doğal pigmentler enzimatik yöntemler kullanılarak ekstrakte edilebilir, ancak kullanılan pektinaz, belirli ürünlerin rengini etkilememek için antosiyaninaz ve diğer çeşitli enzimleri içermemelidir.

Ayrıca, doğal biyoaktif madde özleri uluslararası pazarda çok popülerdir, ihracat oranı geleneksel Çin tıbbından daha fazladır ve artmaktadır. Pektinaz ile üretilebilen ekstraktlar şunları içerir: Ginkgo biloba özü, sarımsak yağı konsantresi, mantar konsantresi, ginseng şurubu, melek otu özü, meyan kökü sıvısı vb.

Hayvan yemi
Pektinaz ayrıca bir hayvan yemi takviyesi olarak da kullanılabilir. Ruminant yem üretiminde kullanımı yem viskozitesini azaltabilir, besin emilimini artırabilir ve besin maddelerini serbest bırakabilir. Araştırmacılar, pektinazın piliçlerin büyüme performansı ve karkas özellikleri üzerindeki etkisini incelemiş ve mısır-soya küspesi diyetlerine pektinaz preparatının eklenmesinin, 21 günlük piliçlerin ortalama günlük ağırlık artışını ve yem alımını önemli ölçüde artırabileceğini ve yem dönüşüm oranını iyileştirebileceğini belirtmiştir.

Atık su arıtma
Şu anda, fabrikalarda atık su arıtma sorununun hala incelenmesi gerekmektedir. Örneğin, bazı konserve meyve üretiminde üretilen atık suyun pektin ve diğer maddeler nedeniyle bozunması zordur, bu da atık suyun daha sonra arıtılmasını engeller. Konserve meyve atık suyu sorununu çözmek için pektinazın seçilmesi, sadece üretim maliyetlerini düşürmek için değil, aynı zamanda çevreyi korumak için de şüphesiz daha iyi bir seçimdir.

Diğer hususlar
Pektin maddelerinin pektinaz ile muamele edilmesi ürünü, bazı kronik hastalıkları tedavi edebilen ve önleyebilen bir diyet lifi olarak kullanılabilir. Makul bir şekilde kullanılırsa, kronik hastalıkları olan hastalara bir müjde gönderecek yeni bir tür sağlıklı gıda veya ilaç geliştirilmesi beklenmektedir.

Dikkat edilmesi gereken sorunlar

Yukarıda belirtildiği gibi, pektinaz gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak şimdiye kadar, endüstriyel uygulaması hala esas olarak meyve ve sebze sularının işlenmesinde yoğunlaşmıştır, ancak diğer yönler de dahil olmakla birlikte, ilgili teknoloji hala yeterince olgun değildir, yani uygulamada pektinaz belirli sınırlamalar hala mevcuttur.

Buna ek olarak, bir tür kompleks proteaz olarak pektinaz, etkisi sıcaklık, pH, zaman, substrat ve diğer faktörlerden etkilenir ve üreticilerin farklı amaçları nedeniyle, katkı maddelerinin miktarının üretiminde pektinaz miktarı ve etki şekli de farklıdır, bu nedenle ihtiyacın pratik uygulamasında çeşitli faktörleri hesaba katın, optimum sıcaklığı, pH'ı vb. seçin ve enzimin en iyi faydayı göstermesi için çaba gösterin.

Düşünceler ve Beklentiler

Son yıllarda, pektinaz üzerine yapılan araştırmalar meyve suyu berraklaştırma ve işleme teknolojisinde kullanılan pektinaz gibi bazı başarılar elde etmiş olsa da, uygulamanın diğer yönlerinin geliştirilmesi için hala çok yer vardır.

Buna ek olarak, asidik pektinazın araştırma ve uygulaması daha fazladır, gıda endüstrisinde, tekstil endüstrisinde ve kağıt endüstrisinde alkali pektinazın potansiyel uygulama değerine sahip olduğunu bilmemektedir. Substratların alkalin pektinaz degradasyonunun mekanizması, mühendislik özellikleri ve moleküler biyolojisi üzerine daha derinlemesine araştırmalar, etkisini artıracak ve çeşitli ilgili endüstrilerin ihtiyaçlarını karşılamak için pektinaz uygulamasını genişletecektir.

Toplumun gelişmesi ve ilerlemesiyle birlikte, Çin endüstrisinin hızlı yükselişi, insanların yaşam standardı iyileşmeye devam ediyor, ürün arayışı da giderek daha benzersiz hale geliyor, bu nedenle belirli pektinaz talebi için pazar özellikle acil. Diğer enzimlerle sinerjik etkisini göz önünde bulundurarak, uygulama alanlarını genişleterek ve pektinazın enzim aktivitesini iyileştirmek için çeşitli yöntemler benimseyerek pektinaz araştırmasının uygulanmasına adanmışlık, gelecekte pektinaz araştırma ve uygulamasının sıcak noktası ve aynı zamanda gelecekteki gelişme eğilimi olacaktır.