纤维素酶在食品工业中的应用研究

袁蒲++孙经++李杉++杨丽

摘 要：纤维素酶是能够将纤维素水解成葡萄糖的一组酶的总称。纤维素作为一种含量最为丰富的糖类之一，其具有十分广泛的运用价值。纤维素酶作为能够降解纤维素的催化剂，其在纤维素的运用中也将起到十分重要的作用。现目前，纤维素酶在各个领域（纺织、造纸、医药、工业洗涤、废水处理等）都得到了重要的作用，在食品工业中也具有十分广阔的发展前景。因此，本文即对纤维素酶在食品工业中的应用进展进行了研究。

关键词：纤维素酶 食品工业 应用研究

中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0115-02

随着时代的不断发展，社会经济水平不断提升，人们的消费需求也逐渐提高，其中最为突出的即是人们对食物的数量、种类、品质等诉求的提升。传统食品工业不仅难以高效地生产食物，同时还难以制造丰富的食物种类，保证食物的品质。因此，新的历史时期，新的食品工业技术亟待开发应用。纤维素酶在食品工业中的有效运用，则在一定程度上推动了现代食品工业的发展，也极大地满足了人们对食物的要求。

1 纤维素酶的来源及性质探析

1.1 纤维素酶的来源

总体上讲，纤维素酶的来源十分广泛，其不仅来源于大量的微生物，同时也可以由部分昆虫新陈代谢产得。但在实际利用上，多数微生物产出的纤维素酶对于结晶纤维素没有作用，因此这就极大地降低了其使用价值。据实际情况来看，在食品工业上广泛使用的纤维素酶，主要来源于丝状真菌，其主要可以产出绿色木霉素、青霉、曲霉等多种对结晶纤维素有较高活性的纤维素酶[1]。目前在食品工业中，使用较为广泛且受到公认的纤维素酶，主要有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等几种。

1.2 纤维素酶的性质分析

将纤维素酶应用于食品工业中时，应该切实分析纤维素酶的有关性质并掌握其特点，从而才能有效提升纤维素酶的应用效率[2]。譬如首先可以从纤维素酶的最适pH值研究入手，从而在食品工业中营造出一个最优化的pH值环境。根据研究调查发现，大多数纤维素在作用于底物的最适pH值为4.0～6.0，pH值的稳定范围为4.0～9.0。同时纤维素酶的最适温度也是值得关注的问题。据有关调查研究显示，纤维素酶的最适温度普遍在50℃～70℃，不同種类的纤维素酶也存在一定的差异，并且还受到pH值环境的影响[3]。此外，对于离子及化学物质对纤维素活性的影响，也是将其应用于食品工业之前应该重点研究的问题。据有关研究显示，染料、重金属（Ag，Cu，Mn，Hg等）、单宁、部分卤素化合物等物质都会在一定程度上抑制纤维素酶的活性，而镁、氟化钠及半胱氨酸则能够有效激活纤维素酶的活性。总而言之，在食品工业中应用纤维素酶时，首先则应该了解其特性与特点，从而才能将其进行有效的应用[4]。

2 纤维素酶在食品工业中的应用进展

2.1 纤维素酶在发酵食品工业中的应用

现目前，纤维素酶在发酵食品工业中已然取得了较为广泛的应用。现目前，主要应用酒类酿造及酱油酿造方面。据有关调查研究显示，在酿酒工业中，如果纤维素酶的加入量为10～50μmol/min，那么则能够有效提升其7.5%～23.8%的酒精产量。此外，在酒类酿造工业中，加入纤维素酶，还能够在一定程度上降低醪液的粘度并缩短发酵周期[5]。因为酒类酿造的主要原料玉米、高粱等粮食作物的外壳都含有纤维素，所以在酒类酿造中使用纤维素酶既可以水解纤维素使其转化为酿酒所需的葡萄糖，而且可以分解细胞壁从而提升原材料的使用效率。

此外，在酱油酿造工业中使用纤维素酶后也提升产率、品质，同时也有效缩短了其生产周期[6]。在酱油酿造中，纤维素酶的主要作用在于软化破坏大豆等原料的细胞膜，从而诱导其细胞中的碳水化合物及蛋白质大量释放出来，并有效分解原料中的纤维素，从而提升酱油的糖分及氨基酸含量[7]。

2.2 果蔬加工中的应用

现目前，我国食品工业中果蔬加工产业具有较大的市场，其主要有果汁加工、蔬菜脱水、副食生产等。现目前，纤维素酶也逐渐应用于果蔬加工产业中。譬如在果汁加工中应用纤维素酶，则能够有效分解水果中的纤维素，以此提升水果的出汁率[8]。而在蔬菜脱水产业中应用纤维素酶，则能够有效分解蔬菜细胞壁，从而软化植物组织，从而增强脱水蔬菜复原性[9]。

2.3 榨油产业中的应用

植物油提取是目前食品工业的支柱性产业，在人们生活中占有较大的比重。为了满足人们的使用需求，榨油产业也逐渐采取了纤维素酶榨油工业，有效实现了植物油脂、蛋白质分离，从而提升了原料的产油率，同时也缩减了榨油的周期，达到了产率、质量双丰收的效果[10]。

2.4 茶叶加工中的应用

随着我国饮茶文化的兴起，茶叶加工产业也逐渐复苏。然而为了满足快节奏、多元化的都市生活特点，茶叶加工就有必要实现速溶化、复合化。在新时期的茶叶加工中有效应用纤维素酶，则能够取代传统茶叶加工中微生物发酵作用，并有效导出水溶性不强的咖啡因及茶单宁，以此全面提升速溶茶的口感并缩短其提炼周期。

2.5 单细胞蛋白生产中的应用

单细胞蛋白，又被称之为菌体蛋白，其纯蛋白含量高达40%～80%，并且其氨基酸的含量也较为齐全，尤其还含有谷物中较少的赖氨酸。现目前，在单细胞蛋白生产中，也主要依靠纤维素酶将纤维素进行水解，然后再利用微生物生产单细胞蛋白。其生产机理是，利用纤维素酶降解纤维素，微生物在纤维素的降解物上生长，从而形成纤维杆菌属，其蛋白质含量通常可高达45%以上。

3 结语

综上所述，纤维素酶是降解纤维素的有效催化剂。在食品工业中，为了提升实物原材料的使用效率，提升食品加工的产率及品质，可以有效应用纤维素酶，有效分解植物原材料中的纤维素及细胞壁，从而有效提高原材料的转化率。总而言之，目前纤维素酶在食品工业应用中取得了巨大的进展，除了上文所述的几种产业，其还在食品烘焙、废渣回收利用等方面进行了有效应用。因此，纤维素酶在食品工业中应用前景还有待于进一步的研究开发。

参考文献

[1] 陈莉，杨双全，徐茹，等.绿色木霉产纤维素酶的条件研究[J].安徽农业科学，2010，38（24）：13129-13131.

[2] 蒲鑫.纤维素酶在食品中的应用研究[J].食品科学，2014（4）：50-52.

[3] 赵国萍，李迎秋.纤维素酶的研究进展及其在食品工业的应用[J].山东食品发酵，2015（2）：37-40.

[4] 邵学良，刘志伟.纤维素酶的性质及其在食品工业中的应用[J].中国食物与营养，2009（8）：34-36.

[5] 邱雁临.纤维素酶的研究和应用前景[J].粮食与饲料工业，2001（8）：30-31.

[6] 吴长青，何国庆，董爱茶.纤维素酶的液态深层发酵研究进展[J].食品与发酵工业，2001，27（8）：60-64.

[7] 史龙君.纤维素酶在酱油酿造上的应用研究[J].中国调味品，2008（9）：61-64.

[8] 万日余，顾岱芳.纤维素酶在草莓汁生产中的应用[J].冷冻与速冻食品工业，1996（4）：20-21.

[9] 刘翔，何国庆.纤维素酶及相关酶在食品生物技术中的应用[J].粮油加工与机械，2003（6）：61-63.

[10] 乞永立，耿月霞，任章启.纤维素酶的生产及应用[J].河北化工，2000（1）：25-26.endprint