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固定化酶在食品工业中的应用研究进展(二)

来源:郑州天顺食品添加剂有限公司 发布时间:2021-09-12 09:09:24 关注: 0 次
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3 固定化在食用添加剂生产制造中的运用

高果糖浆、低聚果糖、L-阿拉伯糖等是较常用的食用添加剂,运用特性稳定性的固定化生产制造这种食用添加剂,具备生产量高、低成本等优势。

3.1 高果糖浆的生产制造

固定化酶葡萄糖水异构酶是现在全世界生产量最大、运用范畴最广泛的一种固定化,一般是将其稳定在菌体上,常见的确定办法是热处理工艺法,溫度需做到60~65℃,热处理工艺時间不断15 min。以玉米淀粉为原材料生产制造高果糖浆的主要酶具体有下列3种:α-胃蛋白酶,又被称为汽化酶,关键具有木薯淀粉汽化的功效;葡萄糖水胃蛋白酶,其水解反应物质为β-葡萄糖水;葡萄糖水异构酶,可将葡萄糖水对映异构为葡萄糖,是催化反应木薯淀粉最核心的酶。早在1973年,学者就应用固定化酶的葡萄糖水异构酶催化反应淀粉生产高果糖浆。选用此办法得到的高果糖浆,葡萄糖成分达到55%,且价格对比绵白糖低10%~20%,经济收益较高。应用高果糖浆取代绵白糖是固定化运用最顺利的工业生产实例,500 t固定化酶的葡萄糖水可生产制造约1×107t高果糖浆。但该加工工艺在中国发展趋势较为迟缓,现阶段只运用于高果糖浆的小规模纳税人生产制造,因而,急缺找寻新式固定化酶媒介,制取能够高生产量生产制造高果糖浆的固定化酶葡萄糖水异构酶,以减少产品成本,提升 经济收益。

3.2 低聚果糖的生产制造

低聚果糖(Fructo Oligsacccharids,FOS),又被称为蔗果低聚木糖,以菊芋粉为原材料,根据菊糖内切酶水解作用制取。低聚果糖既是一种新式糖源,也是一种多功能性保健品,遭受众多顾客的亲睐。低聚果糖的制造关键使用液态深层次发酵,但此方式存有一定的缺陷:生产制造酶的菌体不能够再运用,酶的使用率也较低;过虑、去杂、褪色等加工工艺使后处理方式成本上升。1995年,魏远安等以小量Ca Cl2和戊二醛做为偶联剂,固定不动了GX-0010菌种中的葡萄糖谷丙转氨酶和壳聚糖疑胶,发觉1 kg固定化酶葡萄糖谷丙转氨酶可生产制造11 330 kg的低聚果糖浆,且该糖桨中的葡萄糖成分达到58%.2000年,该精英团队研究发现,经固定化酶的葡萄糖谷丙转氨酶对环境温度的适应能力更强,耐热性、强酸强碱可靠性和贮存可靠性高些。现阶段,低聚果糖生产制造中的首要情况是产出率较低,仅为40%~60%,而酶的固定化酶技术性为提升 低聚果糖生产率、控制成本带来了很有可能。

3.3 L-阿拉伯糖、L-天冬氨酸和阿斯巴甜的生产制造

L-阿拉伯糖是一种身体必要的有机物,在三羧酸循环中起主要功效,广泛运用于食品类和医疗行业。L-天冬氨酸是一种优良的营养成分增补剂,关键加上于各种各样清爽饮品,是糖替代物阿斯巴甜(Aspartame,APM)的具体制造原材料。研究发现,固定化酶的富马酸酶在生产制造L-阿拉伯糖和L-天冬氨酸层面有着无可比拟的优点:富马酸在固定化酶的富马酸酶催化反应下,可转化成L-阿拉伯糖;富马酸与氨的结合物在天冬氨酸酶(从大肠埃希菌中获取)催化反应下,可转化成L-天冬氨酸。根据该方式得到的L-阿拉伯糖和L-天冬氨酸生产量较高,一个10 m3的固定化细胞柱每月可生产制造数吨L-阿拉伯糖和L-天冬氨酸。阿斯巴甜,又被称为阿斯巴坦,是由L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸(或L-羟基苯丙氨酸酯)以有机化学或酶催化反应速度生成的一种碳水化合物二肽化合物,做为一种非糖类与碳水化合物类的人工合成甜味素,已被普遍使用于食用添加剂领域。现阶段,工业化生产阿斯巴甜最常见的办法是固定化藕合反映。与传统的的酶催化反应速度对比,固定化藕合反映具备响应时间短、酶的收回利用效率高、物质分离纯化简易等优点。陈飞儿选用一种Na Cl助溶和微波加热輔助的方式 ,迅速有效地制取了固定化酶嗜热菌胰蛋白酶,该固定化的催化反应魅力是分散酶的1.6倍,其耐热性和耐溶剂性均逐步提高,且可回收再利用,巨大地节省了产品成本。

4 固定化在生物活性肽制取中的运用

生物活性肽是一类对人体具备积极主动效果的非特异蛋白质精彩片段,在蛋白质编码序列中一般不具备活力,但可根据酶解或生物发酵等方法释放出来后充分发挥。生物活性肽来源于普遍,易于消化运用,安全系数较高,因具备降低胆固醇、降血脂、抑菌、抗氧化性等生物活性而成为了食品类方面的科研网络热点。殊不知,生物活性肽在食物中的使用受其制取方式的危害。固定化酶解是制取生物活性肽的首要方式之一,与酸水解反应、碱水解反应等有机化学水解反应方式对比,不但是一种翠绿色可靠的方式 ,还可最大限度地维护碳水化合物不被毁坏。

4.1 CPP的制取

CPP是一类来源于opo结构脂的磷酸肽,在推动人体对矿物消化吸收和防止蛀齿层面有着关键功效,可增加到婴儿奶粉、青少年营养成分奶、高钙奶曲奇饼干、防止蛀齿的美白牙膏等商品中。现阶段,日本已生产制造液态健康食品、少年儿童咖哩饭、泡泡糖等多种多样CPP商业服务商品.1999年,吴思方等选用固定化酶解opo结构脂制取了CPP,并根据正交实验提升了其加工工艺主要参数,得到 了滥造的CPP商品。张黎明以壳聚糖为媒介、戊二醛为偶联剂,运用固定化酶的蛋白酶酶解opo结构脂生产制造CPP,得率较高,产品成本较低。虽然CPP的配制方式有很多,但各种方式各有利弊。在其中固定化酶打法具备纯天然、易操纵、实际效果佳、可大批工业生产等优点而运用普遍,但因酶的品种比较有限,在食品行业中的运用也具有一定的局限。

4.2 高F值寡肽的制取

高F值寡肽是一个由2—9个氨基酸残基构成的混和小肽(或称寡肽)管理体系,其支链氨基酸与脂环碳水化合物的摩尔质量比率超过20,具备护肝、养肝、医治肝胆疾病、缓解疲劳、抗氧化性、防衰老等生理作用,食品类和医疗界对其认知度均较高。黄程以碎大鱿鱼肉为原材料,以固定化酶口味酶和固定化酶胃蛋白酶(由壳聚糖和戊二醛为原料制取)做为催化反应酶制取了高F值寡肽,并运用活性炭过滤法减少了其脂环碳水化合物的成分。固定化酶的胃蛋白酶在酶解反映以后仍可维持较高的酶魅力,并可完成反复再运用。

5 固定化在食品检验中的运用

伴随着食品卫生安全难题必要性的日益突显,迅速、及时、成本低、方便快捷化的食品类检测服务方式遭受学者的高度重视。生物传感器是一种对生物体化学物质比较敏感,并可将微生物化学物质浓度值转化为电子信号开展检验的仪器设备,关键运用于食品安全检测、环保监测等行业。生物传感器不但可迅速有效地评定食品类成份,减少测试仪器、实验试剂成本费,并且可完成即时在线监测,其可迅速开展分子结构鉴别和有害有害物检验归功于利用生物活性物质固定化酶制取的比较敏感膜。张彦等制作了运用壳聚糖将葡萄糖氧化酶固定不动在蛋膜和氧电级的葡萄糖水感应器,创建了迅速测量葡萄糖水成分的方式 ,该生物传感器具备精确度高、反应速度短、实际操作简易、低成本等特性。舒友琴等将固定化和生物传感器联用,选用化学发光法高效率精确地检验食物中的玉米淀粉成分,该方式偏差较小。伍周玲等选用固定化酶胆碱脂酶和多纳米碳管制取了光电催化生物传感器,该感应器可用作食物中农残的迅速高效率检验,在其中,氨基甲酸酯类灭虫剂的成分可根据峰电流来定量分析。在酶基生物传感器中,酶固定化酶是危害感应器特性的关键因素,纳米技术微生物催化剂技术性可进一步提高其特性,展示出更强的可选择性、可靠性、精确性和重现性。

6 总结与未来展望

文中对固定化以及特点、制取办法实现了概述,对固定化运用于食品工业储藏、食用添加剂生产制造、生物活性肽制取和食品安全检测的研究现状开展了具体描述,强调了固定化因其高催化反应高效率、高剩下酶魅力、高可靠性已被普遍使用于食品行业的众多行业;以固定化为基本的生物传感器因其高可选择性、高灵敏已被顺利运用于食品类中有害有害物和营养元素的检验,在食品安全检测行业得到了很大进度。殊不知,现阶段固定化在食品类工业生产中的投入很大且应用技术尚不成熟,固定化酶预分离出来时酶魅力的损害很大,不容易开展多酶反映。因而,学者将来可主要探寻新的固定化酶技术性和固定化酶媒介,提升固定化酶预分离出来技术性,制取可以实现多酶反映及对生物大分子底物具备催化反应效用的新式固定化,以减少产品成本,提升 经济收益。伴随着微生物、有机化学、信息科技等有关专业的迅速发展趋势,合乎当今可持续发展观发展战略规定的固定化在餐饮行业中的应用前景可能更为宽阔。

申明:文中常用照片、文本来源于《轻工学报》,著作权归原作全部。

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