生物酶技术在食用菌加工中的应用

纤维素酶的应用纤维素酶是参与纤维素生物降解生成葡萄糖的一组酶的总称。它是一种协同作用的多组分酶系统，又称纤维素酶系统，主要包括内切--葡萄糖苷酶、外切--葡萄糖苷酶和-葡萄糖苷酶。在食用菌的细胞壁中，纤维素是主要成分之一，主要由-D-葡萄糖通过-1,4糖苷键连接而成。通过三种酶的协同作用，-1,4糖苷键被切断，形成双糖、纤维寡糖、葡萄糖等纤维短链寡糖，从而破坏细胞壁的致密结构，促进细胞内有效成分的溶解。细胞。纤维素酶的使用，一方面提高了食用菌功能成分的溶出速度，另一方面提高了其加工副产品的经济价值。军民用纤维素酶提取杏鲍菇多糖时，提取率高达18.57%，比传统水提法8.29%的多糖提取率提高了1.24倍。同时，酶法提取还缩短了操作时间，降低了固液比，降低了提取温度，从而节约了能源，避免了高温对多糖成分的破坏。王安健等。使用纤维素酶使香菇的副产品嫩化。研究表明，纤维素酶可以有效改善富含粗纤维的香菇茎的咀嚼性和质地。然而，肖玲玲等人利用纤维素酶，将废弃蘑菇秸秆中的大量纤维素降解，利用酶解液中的还原糖进行酵母发酵，酿造出新型蘑菇醋。此外，纤维素酶还有增香作用。李萍萍在美味牛肝菌的子实体和深层发酵液中加入-葡萄糖苷酶，发现酶解后主要成分没有变化，但子实体中增加了17种新化合物，其中苯乙酮含量增加了124.78 % ,发酵液中添加了糠醛、顺茉莉酮、胡椒酮、(Z,E)-法尼醛、(Z,Z)-法尼醛等19种新化合物，对香气的提升有很大帮助。因此，本发明的-葡萄糖苷酶能有效改善香喷喷牛肝菌子实体及其深层发酵液中的挥发性成分，具有增味的作用。 2.2 蛋白酶的应用蛋白酶是一类能水解蛋白质肽键的酶的总称。在食用菌加工中，目前常用的蛋白酶有木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶等。一方面，食用菌的细胞壁和细胞膜含有蛋白质，因此蛋白酶可以通过降解蛋白质来破坏细胞壁和细胞膜，从而提高目的物质的得率。另一方面，细胞内的蛋白质可被酶降解为活性低聚肽和分子量较小的氨基酸，易扩散到细胞外，便于后续提取和去除杂质。木瓜蛋白酶是一种巯基蛋白酶，具有很强的水解动植物蛋白质和多肽的能力。它不仅可以将大分子蛋白质水解成小分子多肽或氨基酸，还有助于释放食用菌多糖等功能成分。将蛋白质水解物合成为具有活性功能的肽类物质。刘庆娥在研究酶法提取果胶多糖时发现，木瓜蛋白酶酶解后的多糖提取率比直接水提提高95%，远高于果胶酶的79%和42%。纤维素酶，高于传统方法。热水提取法改进了2倍，木瓜蛋白酶更适用于提取白灵菇多糖。同时，酶解液还具有食用菌多糖的免疫功能。中性蛋白酶是一种在中性（pH 6.0~7.5）条件下作用于蛋白质肽键的蛋白酶。能将蛋白质水解成氨基酸、多肽和游离氨基酸。可从食用菌中提取不溶性膳食纤维。对去除蛋白质和提高产量有很好的作用。风味蛋白酶是一种内切酶和外切酶的混合酶，能有效切断蛋白质末端的疏水氨基酸，游离末端疏水氨基酸，减少苦味等不良风味。常与其他蛋白酶联合用于制备多肽等。果胶转化为聚半乳糖醛酸。果胶不仅与纤维素、半纤维素、木质素等构成食用菌细胞壁的坚硬结构，而且还沉积在细胞间质中。 因此，果胶酶不仅可以破坏细胞壁，还可以降低溶液的粘度，从而促进细胞内有效成分的溶解和提取。陶静等研究猴头菇酶解时发现，经果胶酶处理后，溶液中固形物含量由36mg/g提高到88mg/g，效果优于其他三种细胞破壁酶（纤维素酶、木聚糖酶、-葡聚糖酶）。此外，研究发现竹荪长裙的果胶酶水解物也具有一定的抗菌活性。其他酶的应用5-磷酸二酯酶可将菇体细胞内的RNA降解为5-核苷酸，不仅增加了一定的药理作用，而且5-鸟苷酸、5-肌苷酸等是重要的鲜味诱导物质， 增强风味。王小红用5'-磷酸二酯酶酶解双孢蘑菇核酸，得到11.31 g/mL胞苷酸、6.78 g/mL腺苷酸、8.37 g/mL鸟苷酸和6.40 g/mL尿苷酸。核酸水解率达到68.1%。 -葡聚糖酶可将葡聚糖降解为还原糖和低分子量片段的低聚糖，因此常用于将主要由线性-1,3-D-葡聚糖组成的茯苓降解为更易溶于水的低聚糖。分子量可溶性多糖。从食用菌中提取膳食纤维时，常用淀粉酶去除杂质淀粉。复合酶的应用在食用菌的深加工中，常引入复合酶解技术。当李沁等人。研究了酶解处理对双孢蘑菇汤中营养成分和挥发性物质的影响，发现经食用菌水解酶（纤维素酶、蛋白酶、风味酶组成的复合酶）处理后的酶解液中固形物含量增加了42.6%，但逐级添加酶时只增加了15%。同时，食用菌水解液的蛋白质回收率和游离氨基酸总量也最高，说明复合酶的协同作用使双孢蘑菇的细胞壁更容易破碎，蛋白质在细胞中更容易洗脱。朱等。结合响应面法优化复合酶（纤维素酶：果胶酶：胰蛋白酶=2:2:1）辅助猴头菇多糖的提取发现，在pH 5.71和52.03酶解33.79分钟后，蘑菇多糖得率为13.46%，不仅与传统热水提取法获得的多糖官能团相同，而且比后者高8.03%。殷等。采用复合酶（木瓜蛋白酶：果胶酶：纤维素酶=1:1:1）提取松茸多糖，得率也达到了7.53%。生物酶技术与其他技术的结合为了进一步提高食用菌深加工产品的产量，生物酶技术常与超声波、化学、膜分离等技术结合使用。臧金等。用200W的超声波作用30分钟，借助其强烈的振动，引起细胞质流动、细胞振荡、旋转、摩擦，加速有效成分的溶解，改变细胞结构。胞壁的通透性，加速胞内物质的扩散释放，而后再添加酸性蛋白酶对香菇进行酶解后，该酶解液加工的香菇酱中氨基酸含量可达0.88%。　　膜分离技术是一项兼具分离、浓缩、纯化的分离新技术，一般根据孔径大小依次分为微滤、超滤、纳滤和反渗透四种，具有分离高效、能耗低、常温工作、连续性好等特点，已广泛应用于食品、水处理、医药等方面。在食用菌深加工中，不仅可利用膜分离技术对酶解液中的有效成分进行富集浓缩，也可以除去酶解过程中产生的不良因子。　　展望　　食用菌是世界卫生组织公认的机能因子型保健食品，著名食用菌学家、香港中文大学张树庭教授更将其价值高度概括为“可食可补可药”。目前，对食用菌进行深加工，开发食用菌中的有效活性成分，提高其附加值已经成为国内外市场竞争的焦点所在。生物酶技术因其高效率、条件温和、低能耗、低污染、简化工艺等优势，已经在部分食用菌深加工中得到较快发展。但是，并没有形成一套较为系统的应用体系，多数仍停留在实验室水平。已有相关研究表明，工业酶制剂于商业食用菌膳食纤维生产上与分析用酶效果类似。因此，生物酶技术在食用菌深加工方面具有巨大商业潜力。但是，生物酶技术也存在一定的缺陷。一方面，反应条件对酶解效果有极大限制，且固定化酶重复利用率普遍不高，这就造成酶成本偏高;另一方面，食用菌深加工中生物酶技术应用研究不完善，工艺不成熟。因而，生物酶技术在食用菌深加工中的进一步发展需要做到以下方面：①加大产酶微生物的筛选和培育，降低生产成本，开发出高酶活、适应范围广的酶制剂。②开发高效、廉价、通透性好、性能稳定、安全无毒的载体以及简便易行的固定化方法，提高固定化酶的性质、稳定性和应用范围。③增强生物酶技术在食用菌功能性成分提取工艺中的应用研究，并建立酶解液中的残留酶检测指标，以保证提取液的稳定性与质量。　　总之，生物酶技术在我国食用菌深加工中具有广阔的应用前景和市场潜力。（来源：包谷网）