Primjena tehnologije bioloških enzima u preradi jestivih gljiva

Jestive pečurke imaju odličan ukus i ne samo da sadrže mnogo proteina, malo masti i kalorija, već su poznate i kao "meso povrća". Bogate su raznim funkcionalnim supstancama kao što su polisaharidi i dijetalna vlakna, te imaju značajno djelovanje u borbi protiv tumora, jačanju imuniteta, snižavanju krvnog tlaka i lipida, te protiv starenja.
Kina je glavni proizvođač i izvoznik jestivih gljiva, čineći preko 60% ukupnog svjetskog broja. Trenutno se prerada jestivih gljiva u Kini uglavnom dijeli na početnu obradu (sušenje, salinizacija, skladištenje u konzervi, itd.) i dubinsku preradu. Prema proračunu prerađivačkih preduzeća, za svaki 1 kg prerađenih gljiva, izlazna vrijednost se može povećati za 2-3 puta nakon početne obrade, a 10-20 puta nakon dubinske obrade. Uzimajući u obzir ekonomske koristi i potražnju tržišta, tehnologija dubinske prerade i proizvodi jestivih gljiva postat će glavni razvojni pravac u budućnosti.
Tehnologija bioloških enzima temelji se na selektivnom uništavanju staničnih zidova biljaka enzimskom hidrolizom, što čini komponente unutar biljnih stanica lakšim za otapanje i difuziju. Ima prednosti kao što su visoka brzina ispiranja komponenti, smanjen gubitak termoosjetljivih komponenti, smanjena potrošnja energije, smanjeno zagađenje i pojednostavljeni procesi. Široko se koristi u prehrambenoj industriji, industriji stočne hrane, tekstilnoj industriji i industriji pranja rublja.
Primjena tehnologije bioloških enzima na dubinsku obradu jestivih gljiva može ne samo učinkovito uništiti gustu strukturu ćelijskog zida gljive, poboljšati otapanje funkcionalnih supstanci kao što su polisaharidi i proteini, već i hidrolizirati velike molekule u male molekule za difuziju, uklanjanje nečistoća , i poboljšan okus proizvoda. Stoga će sumiranje napretka istraživanja primjene biološke enzimske tehnologije u dubinskoj preradi jestivih gljiva u zemlji i inostranstvu biti od pomoći za ovaj istraživački rad.

I, Biološka enzimska tehnologija
Enzimi su vrsta proteina s posebnom katalitičkom aktivnošću koju proizvode žive stanice, a koji mogu sudjelovati i promovirati različite metaboličke reakcije unutar živih stanica. Imaju karakteristike visoke katalitičke efikasnosti, visoke specifičnosti i blagih katalitičkih uslova.
Trenutno su enzimski preparati kao što su proteaza, pektinaza, celulaza i amilaza industrijalizovani i široko se koriste u različitim oblastima kao što su hrana, medicina, tekstil, dnevna hemijska industrija, proizvodnja papira, tretman otpadnih voda za industrijsko pranje i hrana za životinje, sa širokim perspektivama primene. .
Iako ćelije jestive gljive same sadrže enzime, samo autoliza ne može postići idealne rezultate pripreme, a visoke stope ekstrakcije mogu se postići samo dodavanjem enzima. Kada je Tian Long proučavao efekat dodavanja enzima na ekstrakciju hranljivih materija iz gljiva sa dugim korenom, otkrio je da, oslanjajući se isključivo na delovanje enzima same gljive, stope ekstrakcije rastvorljivih čvrstih materija, proteina i hidrolize proteina dostižu samo 55%. 40% i 15%, što ukazuje da se najefikasniji sastojci ne mogu ekstrahovati.
S jedne strane, zidovi biljnih ćelija su guste strukture sastavljene od supstanci kao što su celuloza, hemiceluloza, pektin i lignin. Na osnovu tradicionalne ekstrakcije vrućom vodom odabiru se odgovarajući vanjski enzimi prema sastavu ćelijskog zida da hidroliziraju komponente ćelijskog zida, kao što su celuloza, hemiceluloza i pektin, i razaraju gustu strukturu, što olakšava efikasne komponente u biljnim ćelijama za otapanje i difuziju.
S druge strane, proteini, nukleinske kiseline i druge tvari u stanicama se često razlažu na male peptide, aminokiseline, nukleotide, itd. po potrebi. Takođe je potrebno dodati proteaze, fosfodiesteraze i druge enzime. Osim toga, prilikom ekstrakcije i pripreme nekih supstanci kao što su nerastvorljiva dijetalna vlakna, uklanjanje nečistoća poput škroba, pektina, proteina itd. koje se smatraju neefikasnim zahtijeva dodavanje odgovarajućih enzima za razgradnju.

II, Primjena tehnologije bioloških enzima u preradi jestivih gljiva

1. Primena celulaze
Celulaza je zajednički naziv za grupu enzima uključenih u biorazgradnju celuloze za proizvodnju glukoze. To je višekomponentni enzimski sistem koji igra sinergističku ulogu, poznat i kao sistem celulaze, uglavnom uključujući endonukleaze – glukozidazu, egzonukleazu – glukozidazu i – glukozidazu. Celuloza je jedna od glavnih komponenti u ćelijskom zidu jestivih gljiva, uglavnom se sastoji od - D-glukoze - 1,4 glikozidne veze, prekinute sinergističkim djelovanjem tri enzima - 1,4 glikozidne veze veze stvaraju oligosaharide kratkog lanca kao što su disaharidi vlakana, vlaknasti oligosaharidi i glukoza, čime se narušava gustu strukturu ćelijskog zida i promoviše rastvaranje efikasnih komponenti unutar ćelije.
Upotreba celulaze ne samo da poboljšava stopu rastvaranja funkcionalnih komponenti u jestivim gljivama, već i povećava ekonomsku vrijednost nusproizvoda njihove prerade. Kada su Fan Junmin i drugi koristili celulazu za ekstrakciju polisaharida iz Pleurotus eryngii, stopa ekstrakcije bila je čak 18,57%, što je bilo 1,24 puta više od tradicionalne metode ekstrakcije vode sa stopom ekstrakcije polisaharida od 8,29%. U međuvremenu, enzimska ekstrakcija također skraćuje vrijeme rada, smanjuje omjer tekućine materijala i snižava temperaturu ekstrakcije, čime se štedi energija i izbjegava oštećenje polisaharidnih komponenti visoke temperature.
Wang Anjian i dr. koristila celulazu za omekšavanje stabljika šitake gljiva, nusproizvoda šitake gljiva. Studija je pokazala da celulaza može efikasno poboljšati ukus, žvakanje i morfologiju tkiva stabljika šitake pečuraka bogatih sirovim vlaknima. Xiao Lingling i drugi koriste celulazu za razgradnju velike količine celuloze u odbačenim stabljikama gljiva i koriste redukcijske šećere u enzimskom hidrolizatu za fermentaciju kvasca za proizvodnju nove vrste octa od gljiva.
Osim toga, celulaza ima i efekat poboljšanja mirisa. Li Pingping will - Glukozidaza je dodana u plodište i bujon duboke fermentacije ukusnog vrganja, a utvrđeno je da su glavne komponente ostale nepromijenjene nakon enzimske hidrolize. Međutim, u plodište je dodato 17 novih jedinjenja, sa povećanjem sadržaja acetofenona od 124,78%. Nasuprot tome, fermentacionom bujonu je dodato 19 novih jedinjenja, kao što su furfural, cisjasmonat, kapsaicin, (Z, E) – farnezol, (Z, Z) – farnesol itd., koji su značajno doprineli aromi. na taj način - Glukozidaza može efikasno poboljšati isparljive komponente u plodištu i dubokom fermentacionom bujonu Delicious Vrganja, i ima efekat poboljšanja ukusa.

2. Primjena proteaza
Proteaze su grupa enzima koji mogu hidrolizirati proteinske peptidne veze. U preradi jestivih gljiva, najčešće korišćene proteaze uključuju papain, neutralnu proteazu, proteazu arome itd. S jedne strane, ćelijski zid i membrana jestivih gljiva sadrže proteine, tako da proteaze mogu razgraditi proteine ​​i uništiti ćelijski zid i membranu, čime se poboljšava prinos ciljnih supstanci. S druge strane, proteini u stanicama mogu se razgraditi enzimima u manje aktivne oligopeptide, aminokiseline, itd., koji olakšavaju difuziju izvan stanice i olakšavaju naknadnu ekstrakciju i uklanjanje nečistoća.
Papain je vrsta tiol proteaze koja ima jaku sposobnost hidrolize za životinjske i biljne proteine, peptide, itd. Može hidrolizirati proteine ​​velikih molekula u peptide ili aminokiseline male molekule, što pogoduje oslobađanju funkcionalnih komponenti kao što su polisaharidi jestivih gljiva i takođe može rekombinovati hidrolizate proteina u peptidne supstance sa aktivnim funkcijama.
Kada je Liu Qing'e proučavala metodu enzimske ekstrakcije polisaharida iz šitake gljiva, otkrila je da se stopa ekstrakcije polisaharida enzimskom hidrolizom papaina povećala za 95% u poređenju sa direktnom ekstrakcijom vode, daleko više od 79% pektinaze i 42% celulaze , i dvostruko više od tradicionalne ekstrakcije tople vode. Stoga je papain pogodniji za ekstrakciju polisaharida iz šitake gljiva. U međuvremenu, enzimski hidrolizat ima i imunološku funkciju polisaharida jestivih gljiva.
Neutralna proteaza je vrsta proteaze koja djeluje na proteinske peptidne veze pod neutralnim (pH 6.0-7.5) uslovima. Može hidrolizirati proteine ​​u aminokiseline, peptide i slobodne aminokiseline. Prilikom ekstrakcije nerastvorljivih dijetalnih vlakana iz jestivih gljiva, može efikasno ukloniti proteine ​​i poboljšati prinos.
Proteaza okusa je mješoviti enzim endonukleaza i egzonukleaza, koji može efikasno ukloniti hidrofobne aminokiseline sa kraja proteina, osloboditi hidrofobne aminokiseline na kraju i smanjiti loše arome kao što je gorčina. Često se koristi u kombinaciji s drugim proteazama za pripremu peptida.

3. Primjena pektinaze
Pektinaza je kompleksni sistem sa više enzima koji se sastoji od pektin hidrolaze, pektin liaze, pektin esteraze i protopektinaze, koji se mogu cijepati ili vrsta enzima koji cijepa glikozidne veze u pektinu i razgrađuje ga u poligalakturnu kiselinu. Pektin ne samo da formira tvrdu strukturu ćelijskih zidova jestivih gljiva sa celulozom, hemicelulozom, ligninom itd., već se i taloži u međućelijskom matriksu. Stoga, pektinaza ne samo da može uništiti ćelijski zid, već i smanjiti viskozitet rastvora, čime se potiče rastvaranje i ekstrakcija efikasnih komponenti unutar ćelije.
Kada su Tao Jing et al. proučavali enzimsku hidrolizu Hericium erinaceus, otkrili su da se nakon tretmana pektinazom sadržaj čvrste tvari u otopini povećao sa 36mg/g na 88mg/g, što je bilo efikasnije od ostala tri enzima za razbijanje ćelijskog zida (celulaza, ksilanaza - glukozidaza Osim toga, istraživanje je otkrilo da hidrolizat pektinaze bambusove gljive duge suknje također ima određeno antibakterijsko djelovanje.

4. Primena drugih enzima
5'-fosfodiesteraza može razgraditi RNK u stanicama gljiva u 5'-nukleotide, što ne samo da pojačava određene farmakološke efekte, već i važne tvari svježeg okusa kao što su 5'-gvanozinska kiselina i 5'- inozinska kiselina, čime se povećava okus. Wang Xiaohong je dobio citidinsku kiselinu 11,31 korištenjem 5'-fosfodiesteraze za hidrolizu nukleinske kiseline u Agaricus bisporus μ G/mL, adenozin monofosfat 6,78 μ G/mL, gvanozin 8,37 μ G/mL, u40 μ G/mL, u04 mL/ml. stopa kisele enzimske hidrolize od 68,1%.
- Glukozidaza može razgraditi pektin u fragmente niske molekularne težine redukujućih šećera i oligosaharida, i često se koristi za razgradnju uglavnom linearnih fragmenata - Poria cocos sastavljen od 1,3-D-glukana, sa niskomolekularnim lako topljivim u vodi Poria cocos polisaharid rastvorljiv u težini. Prilikom ekstrakcije dijetalnih vlakana iz jestivih gljiva, amilaza se često koristi za uklanjanje nečistoća u škrobu.

5. Primjena kompozitnih enzima
U dubinskoj preradi jestivih gljiva često se uvodi kompozitna tehnologija enzimske hidrolize. Proučavajući efekte enzimske hidrolize na nutritivni sastav i isparljive supstance Agaricus bisporus supe, Li Qin et al. otkrili su da se sadržaj čvrste tvari u hidrolizatu jestivih gljiva povećao za 42,6% nakon tretmana hidrolitičkim enzimima (kompozitni enzim koji se sastoji od celulaze, proteaze i enzima okusa), dok se samo 15% povećao tijekom postupnog tretmana enzimom. Istovremeno, stopa obnavljanja proteina i ukupni sadržaj slobodnih aminokiselina u hidrolizatu jestivih gljiva također je bio najveći, što ukazuje da sinergistički učinak kompozitnih enzima čini da se stanični zid Agaricus bisporus lakše razbije i protein unutar ćelije lakše se rastvara.
Zhu et al. kombinovana metodologija površine odgovora za optimizaciju kompozitnog enzima (celulaza: pektinaza: tripsin=2:2:1) uz pomoć ekstrakcije polisaharida iz Hericium erinaceus. Otkrili su da je prinos polisaharida iz Hericium erinaceus dostigao 13,46% nakon enzimske hidrolize na pH 5,71 i 52,03 stepena u trajanju od 33,79 minuta, što je ne samo isto kao funkcionalne grupe dobijene tradicionalnom metodom ekstrakcije vrućom vodom, već i 8,03% više od ovo drugo. Yin et al. koristio je kompozitni enzim (papain: pektinaza: celulaza=1:1) za ekstrakciju polisaharida iz Tricholoma matsutake, sa prinosom od 7,53%.

6. Kombinacija tehnologije bioloških enzima i drugih tehnologija
U cilju daljeg poboljšanja prinosa proizvoda u dubokoj preradi jestivih gljiva, biološka enzimska tehnologija se često kombinuje sa ultrazvukom, hemijskim metodama, membranskom separacijom i drugim tehnologijama. Zang Jin et al. tretirane šitake gljive ultrazvukom na 200 W tokom 30 minuta, koristeći svoje snažne vibracije da izazovu citoplazmatski tok, oscilaciju ćelije, rotaciju i trenje, ubrzavajući rastvaranje efikasnih sastojaka, mijenjajući propusnost ćelijskih zidova i ubrzavanje difuzije i oslobađanja unutarstaničnih tvari. Zatim je dodata kisela proteaza za enzimsku hidrolizu šitake gljiva, a sadržaj aminokiselina u sosu od šitake pečuraka obrađenim ovim hidrolizatom dostigao je 0,88%.
Tehnologija membranskog odvajanja je nova tehnologija separacije koja kombinuje odvajanje, koncentraciju i pročišćavanje. Općenito se dijeli na četiri tipa na osnovu veličine pora: mikrofiltracija, ultrafiltracija, nanofiltracija i reverzna osmoza. Ima karakteristike visoke efikasnosti odvajanja, niske potrošnje energije, normalnog rada na temperaturi i dobrog kontinuiteta, a naširoko se koristi u hrani, tretmanu vode, medicini i drugim poljima. U dubokoj preradi jestivih gljiva, ne samo da se može koristiti tehnologija membranskog odvajanja za obogaćivanje i koncentriranje efikasnih komponenti u rastvoru enzimske hidrolize, već i za uklanjanje štetnih faktora koji nastaju tokom procesa enzimske hidrolize.

III, Outlook
Jestive gljive su priznate od strane Svjetske zdravstvene organizacije kao zdrava hrana funkcionalnog faktora. Poznati stručnjak za jestive gljive i profesor Zhang Shuting sa Kineskog univerziteta u Hong Kongu visoko je sažeo njihovu vrijednost kao "jestive, hranjive i ljekovite".
Danas su dubinska prerada jestivih gljiva, razvoj efikasnih aktivnih sastojaka u jestivim gljivama i poboljšanje njihove dodane vrijednosti postali fokus tržišne konkurencije kako na domaćem, tako i na međunarodnom planu. Zbog svojih prednosti visoke efikasnosti, blagih uslova, niske potrošnje energije, malog zagađenja i pojednostavljenih procesa, tehnologija bioloških enzima je brzo razvijena u dubokoj preradi nekih jestivih gljiva. Međutim, relativno sistematičan sistem primjene nije formiran, a većina ih je još uvijek na laboratorijskom nivou.
Povezane studije su pokazale da industrijski enzimski preparati imaju slične efekte kao i analitički enzimi u proizvodnji komercijalnih jestivih dijetalnih vlakana od gljiva. Stoga tehnologija bioloških enzima ima ogroman komercijalni potencijal u dubokoj preradi jestivih gljiva.
Međutim, tehnologija bioloških enzima također ima određene nedostatke.
S jedne strane, uvjeti reakcije imaju velika ograničenja na efikasnost enzimske hidrolize, a stopa ponovne upotrebe imobiliziranih enzima općenito nije visoka, što dovodi do visokih troškova enzima.
S druge strane, istraživanje primjene tehnologije bioloških enzima u dubinskoj preradi jestivih gljiva nije savršeno, a proces nije zreo. Stoga daljnji razvoj tehnologije bioloških enzima u dubokoj preradi jestivih gljiva treba postići sljedeće aspekte:
① Povećati skrining i kultivaciju mikroorganizama koji proizvode enzime, smanjiti troškove proizvodnje i razviti enzimske preparate sa visokom enzimskom aktivnošću i širokom prilagodljivošću.
② Razviti efikasne, jeftine, propusne, stabilne, sigurne i netoksične nosače, kao i jednostavne i izvodljive metode imobilizacije, kako bi se poboljšala svojstva, stabilnost i raspon primjene imobiliziranih enzima.
③ Unaprijediti istraživanje primjene tehnologije bioloških enzima u procesu ekstrakcije funkcionalnih komponenti u jestivim gljivama i uspostaviti indikatore detekcije rezidualnih enzima u enzimskim hidrolizatima kako bi se osigurala stabilnost i kvalitet otopine za ekstrakciju.
Ukratko, tehnologija bioloških enzima ima široku perspektivu primjene i tržišni potencijal u dubokoj preradi jestivih gljiva u Kini.

Informacije u ovom članku dolaze s interneta i ne koriste se kao savjeti za liječenje ili ulaganja. Ako ovaj članak ima utjecaja na vaša prava i interese ili vas zanima ovaj proizvod, kontaktirajte nas na vrijeme kako bismo vam pružili dodatnu pomoć