果胶酶知识介绍及其在食品工业中的应用

丁亚娜

酶是具有生物催化功能的高分子物质，而果胶酶是一类分解果胶物质的酶的总称，它可以分解果胶质，在高等植物和微生物中都广泛存在。根据其作用底物的不同。果胶酶可分为三类。其中，果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶存在于高等植物和微生物中，而另外一类——果胶裂解酶存在于微生物中，尤其是某些感染植物的致病微生物中。果胶酶在现代食品工业中一种重要的新兴酶类，人们将果胶酶应用于生活中已有一定的时期了，果胶酶是世界四大酶制剂之一，在全球食品酶类的销售中处于领先地位。如今也广泛的在食品、制药、纺织、造纸等领域应用。

在果汁的加工过程中，果胶酶在果汁的提取、清净以及提高出汁率等方面有重要的作用。如果再将果胶酶与其他酶共同使用，效果会更加明显，关于这方面的研究各学术期刊也多有报导。本文主要论述果胶酶在食品工业中的应用以及未来的发展趋势。

果胶酶知识介绍

果胶物质可分为原果胶、果胶和果胶酸三大类，这主要是依据果蔬的成熟过程来划分的。在所有的高等植物中几乎都存在果胶物质。果胶酶在高等植物和微生物中广泛存在，在一些原生动物和昆虫中也时有发现。有很多种类的微生物均可代谢合成果胶酶，例如细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等。原果胶释放出可溶性的果胶物质即是由于原果胶酶的作用。果胶酶的分类，一般可以分为原果胶酶、果胶水解酶、果胶裂解酶和果胶酯酶四大类。

据研究，细菌和霉菌所产生的果胶酶在植物的抗病性方面起到非常关键的作用。尤其是霉菌产生的果胶酶，目前在全球的研究都非常关注，而其中可产生丰富的胞外酶系的黑曲霉是最受关注的，应用于食品加工的果胶酶，最适的pH范围一般是在酸性范围。另外，黑曲霉是全世界都公认的安全菌株，除了黑曲霉外，能够产生果胶酶的真菌还有很多，米曲霉、黄曲霉、日本曲霉、酱油曲霉以及青霉菌、镰孢菌等。能够产生果胶酶的细菌有琼氏不动杆菌、欧文氏菌属、枯草芽孢杆菌属和梭状芽胞杆菌属等。

对能够产生果胶酶的微生物的分子生物学研究目前国内外已取得了许多成功的研究成果，包括通过克隆和测序微生物的基因，复制了很多的果胶酶基因，例如，已从真菌中复制了50多个果胶酶基因，并完成了序列同源性检测，而真菌中最成功的黑曲霉，目前已完成了6个果胶酶基因的克隆，其中的典型代表欧文氏菌已经达到了8个。

果胶酶在食品工业中的应用

应用于果实脱皮。果蔬行业大规模加工至今，存在一个大的瓶颈即是果实脱皮难。即使在生活中，柑橘中的甜橙类果实外果皮包裹非常紧实，食用时也会出现因剥皮不便而造成不必要的尴尬。在果实脱皮方面，果胶酶可以发挥非常大的作用，将粗果胶酶制剂作用于果实皮层，是皮层与皮肉细胞分离，破坏掉最终结构而达到去皮效果。例如应用于桔囊衣、莲子的肉衣和大蒜的膜层的脱皮，再利用粗果胶酶处理后，膜层都可以很快地脱落，为大规模的加工做好准备工作，同时还能避免传统脱皮工艺，对资源的浪费及对环境的污染，符号清洁加工的要求，也可降低生产的成本。

应用于果蔬汁澄清。果蔬汁的加工过程中，澄清和过滤是非常关键的工序，如果澄清工序处理不当，除了会影响产品的外观外，还会对果汁的质量和稳定性有较大的影响。

应用果胶酶对果蔬汁加工进行澄清的研究，最早可追溯至上世纪30年代，当时的研究认为，果蔬汁浑浊的一个主要原因即是果胶质引起的，而利用果胶酶对果蔬汁处理后，即可大幅降低果蔬汁中的胶体含量，降低果蔬汁的粘稠度，从而达到果汁澄清的效果。关于这方面原理的研究是从上世纪60年代开始的。当时的研究认为，果胶酶水解了果蔬汁中的部分果胶，令包裹在内的部分带正电荷的蛋白质颗粒暴露出来，在与其他带负电荷的粒子相撞和聚集过程中，导致了絮凝现象的发生。

目前在果汁生产中常用的澄清方法有：自然澄清法、热处理法、冷冻法、酶法、加澄清劑法、离心分离法和超滤法。对于大多数的中小型企业而言，资金有限，若引进设备则投资较大，花费较高，综合利润就会减少，而加澄清剂的澄清工艺则投资少，见效快。

应用于果酒酿造。在果酒酿造行业中，利用果胶酶可用于改善果酒的色泽、增加酒香。在酿酒的不同阶段，利用果胶酶制剂能消除果胶质引起的果酒浑浊，还可以降低在发酵过程中的挥发性酸的生成量，保证了果酒的透光率与稳定性。使用果胶酶还可以增加天然色素的提取量，进而改善酒的色泽和风味，使酒香更加浓醇。特别是现在起泡酒非常流行，利用果胶酶还可产生起泡酒。

果胶酶可使果酒的香味更浓醇，口感更多层次和饱满，这方面在葡萄酒的酿造过程中就被充分利用了，果胶酶可大幅提高酿酒的出汁率，并通过提高果汁中花青素的释放速率，能去除果汁中的悬浮物料，有利于提高澄清过滤工艺效率，从而大大提高了酒的质量。

2011年，全球的工业酶制剂市场已达到39亿美元的销售额，销售量可说是十分惊人，并且还将以9.1%的复合年增长率继续增长，预计到2016年将会达61亿美元。随着酶制剂市场的不断壮大，果胶酶的销售也会日趋火爆，其产量业已跻身世界四大酶制剂行列。但目前国内生产的果胶酶存在一些问题：酶活力偏低、产量低、质量差、使用效果不佳等。因此以后会朝着筛选高产菌株，优化发酵条件的方向发展。相信在不久的将来，中国果胶酶的技术会领超全世界。

（作者单位：漯河食品职业学院）