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木聚糖酶在中食品加工、造纸、饲料中的应用

木聚糖酶是一种复合酶系,工业生产中木聚糖酶主要从真菌、细菌等微生物的发酵制取,由β-1,4-内切木聚糖酶、β-木糖苷酶、α-L-阿拉伯糖苷酶、α-D-葡糖苷酸酶等酶系构成,通过不同酶系间的协同降解木聚糖,最终将木聚糖转化为它的组成单糖。是近年来日益广泛应用的工业用酶。以下我们简单的介绍木聚糖酶在食品加工、造纸、饲料中的应用。

一、食品加工

    在面制品加工领域。面粉中存在着非淀粉多糖、木聚糖,其中阿拉伯木聚糖占木聚糖60%~70%。虽然面粉中的阿拉伯木聚糖含量只有2-3%,但它可以结合加入其中水分的30%。木聚糖能结合比本身重10倍的水,增加面团的持水性。适量的加入木聚糖酶,可以使得面团中的阿拉伯木聚糖会部分水解,水分就从面团中逐渐释放出来,使面因变软,提高了面团的机械力。使得在烘焙面包时,减缓面包心形成,增加面包的体积、改进面包的色泽。在生产饼干时,加入木聚糖可提高面团的柔软度和拉力,从而提饼干的伸展度,降低硬度。

在酿酒领域,木聚糖酶一方面作用于谷物细 胞壁中的木聚糖,加快淀粉酶的作用,提高发酵效率,增加乙醇的产率;另一方面,可降低发酵液的粘度,避免过滤时滤膜堵塞,改良啤酒口感,提高清澈度。在咖啡、植物油和淀粉的提取过程中,木聚糖酶可使植物组织软化、细胞破壁,有利于有效成分的充分提取,大幅度降低提取液的粘度,提高浓缩或干燥效率,降低生产成本。

木聚糖酶 面包改良剂

面包改良剂中除了木聚糖酶之外,分别有α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶等酶制剂。

二、饲料工业

   木聚糖是植物细胞中半纤维素的主要成分,占植物细胞干重的35%,因此饲料工业是较早应用木聚糖酶的领域。饲料中各种麦类饲料中含有大量的木聚糖,木聚糖具有较强的持水性、小分子吸附活性和表面活性,造成麦类基础饲料对单胃或无胃动物具有强烈的抗营养作用。在饲料中加入适量的木聚糖酶,可以破坏植物细胞壁的结构,将细胞壁束缚的营养物质释放出来,让营养物质和动物消化道内的消化酶充分接触,提高饲料的利用率。饲料原料的主要成分为农作物秸秆,如稻草、玉米秸、红薯蔓等,在饲料青贮加工过程中,处于发酵酸性环境,因此,多采用耐酸的酸性木聚糖酶。

碱性木聚糖酶造纸

用于造纸工业的木聚糖酶多属于耐碱、耐高温的碱性木聚糖酶。

三、造纸工业

造纸是一个高污染的行业,其主要原因是:浆蒸煮过程中,木聚糖部分溶解、变性并重新沉积在纤维表面上,通常,通过利用氯和次氯酸等进行漂白,从而使得废水中含有大量的氯及有毒物质,从而造成严重的环境污染。加入木聚糖酶后,能分解沉积下来的木聚糖,同时增大了纸浆基质孔隙,使得纸浆中的色素物质比较容易地从纤维素中释放出来,同时漂白剂更容易渗透到纸浆中,提高了纸浆的漂白率,让氯的用量减少20%~30%。

特别说明的是,硫酸盐蒸煮的纸浆为温度较高的碱性浆,所需PH值 在8.0以上,温度60左右。在利用木聚糖酶对纸浆进行预漂白时,就要求所用的木聚糖酶具有耐碱和耐高温的特性,因此,用于造纸工业的木聚糖酶多属于耐碱、耐高温的碱性木聚糖酶。

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