3 固定化在食用添加劑生產(chǎn)制造中的運用
高果糖漿、低聚果糖、L-阿拉伯糖等是較常用的食用添加劑,運用特性穩(wěn)定性的固定化生產(chǎn)制造這種食用添加劑,具備生產(chǎn)量高、低成本等優(yōu)勢。
3.1 高果糖漿的生產(chǎn)制造
固定化酶葡萄糖水異構(gòu)酶是現(xiàn)在全世界生產(chǎn)量最大、運用范疇最廣泛的一種固定化,一般是將其穩(wěn)定在菌體上,常見的確定辦法是熱處理工藝法,溫度需做到60~65℃,熱處理工藝時間不斷15 min。以玉米淀粉為原材料生產(chǎn)制造高果糖漿的主要酶具體有下列3種:α-胃蛋白酶,又被稱為汽化酶,關(guān)鍵具有木薯淀粉汽化的功效;葡萄糖水胃蛋白酶,其水解反應(yīng)物質(zhì)為β-葡萄糖水;葡萄糖水異構(gòu)酶,可將葡萄糖水對映異構(gòu)為葡萄糖,是催化反應(yīng)木薯淀粉最核心的酶。早在1973年,學(xué)者就應(yīng)用固定化酶的葡萄糖水異構(gòu)酶催化反應(yīng)淀粉生產(chǎn)高果糖漿。選用此辦法得到的高果糖漿,葡萄糖成分達(dá)到55%,且價格對比綿白糖低10%~20%,經(jīng)濟(jì)收益較高。應(yīng)用高果糖漿取代綿白糖是固定化運用最順利的工業(yè)生產(chǎn)實例,500 t固定化酶的葡萄糖水可生產(chǎn)制造約1×107t高果糖漿。但該加工工藝在中國發(fā)展趨勢較為遲緩,現(xiàn)階段只運用于高果糖漿的小規(guī)模納稅人生產(chǎn)制造,因而,急缺找尋新式固定化酶媒介,制取能夠高生產(chǎn)量生產(chǎn)制造高果糖漿的固定化酶葡萄糖水異構(gòu)酶,以減少產(chǎn)品成本,提升 經(jīng)濟(jì)收益。
3.2 低聚果糖的生產(chǎn)制造
低聚果糖(Fructo Oligsacccharids,FOS),又被稱為蔗果低聚木糖,以菊芋粉為原材料,根據(jù)菊糖內(nèi)切酶水解作用制取。低聚果糖既是一種新式糖源,也是一種多功能性保健品,遭受眾多顧客的親睞。低聚果糖的制造關(guān)鍵使用液態(tài)深層次發(fā)酵,但此方式存有一定的缺陷:生產(chǎn)制造酶的菌體不能夠再運用,酶的使用率也較低;過慮、去雜、褪色等加工工藝使后處理方式成本上升。1995年,魏遠(yuǎn)安等以小量Ca Cl2和戊二醛做為偶聯(lián)劑,固定不動了GX-0010菌種中的葡萄糖谷丙轉(zhuǎn)氨酶和殼聚糖疑膠,發(fā)覺1 kg固定化酶葡萄糖谷丙轉(zhuǎn)氨酶可生產(chǎn)制造11 330 kg的低聚果糖漿,且該糖槳中的葡萄糖成分達(dá)到58%.2000年,該精英團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)固定化酶的葡萄糖谷丙轉(zhuǎn)氨酶對環(huán)境溫度的適應(yīng)能力更強(qiáng),耐熱性、強(qiáng)酸強(qiáng)堿可靠性和貯存可靠性高些?,F(xiàn)階段,低聚果糖生產(chǎn)制造中的首要情況是產(chǎn)出率較低,僅為40%~60%,而酶的固定化酶技術(shù)性為提升低聚果糖生產(chǎn)率、控制成本帶來了很有可能。
3.3 L-阿拉伯糖、L-天冬氨酸和阿斯巴甜的生產(chǎn)制造
L-阿拉伯糖是一種身體必要的有機(jī)物,在三羧酸循環(huán)中起主要功效,廣泛運用于食品類和醫(yī)療行業(yè)。L-天冬氨酸是一種優(yōu)良的營養(yǎng)成分增補(bǔ)劑,關(guān)鍵加上于各種各樣清爽飲品,是糖替代物阿斯巴甜(Aspartame,APM)的具體制造原材料。研究發(fā)現(xiàn),固定化酶的富馬酸酶在生產(chǎn)制造L-阿拉伯糖和L-天冬氨酸層面有著無可比擬的優(yōu)點:富馬酸在固定化酶的富馬酸酶催化反應(yīng)下,可轉(zhuǎn)化成L-阿拉伯糖;富馬酸與氨的結(jié)合物在天冬氨酸酶(從大腸埃希菌中獲取)催化反應(yīng)下,可轉(zhuǎn)化成L-天冬氨酸。根據(jù)該方式得到的L-阿拉伯糖和L-天冬氨酸生產(chǎn)量較高,一個10 m3的固定化細(xì)胞柱每月可生產(chǎn)制造數(shù)噸L-阿拉伯糖和L-天冬氨酸。阿斯巴甜,又被稱為阿斯巴坦,是由L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸(或L-羥基苯丙氨酸酯)以有機(jī)化學(xué)或酶催化反應(yīng)速度生成的一種碳水化合物二肽化合物,做為一種非糖類與碳水化合物類的人工合成甜味素,已被普遍使用于食用添加劑領(lǐng)域?,F(xiàn)階段,工業(yè)化生產(chǎn)阿斯巴甜最常見的辦法是固定化藕合反映。與傳統(tǒng)的的酶催化反應(yīng)速度對比,固定化藕合反映具備響應(yīng)時間短、酶的收回利用效率高、物質(zhì)分離純化簡易等優(yōu)點。陳飛兒選用一種Na Cl助溶和微波加熱輔助的方式 ,迅速有效地制取了固定化酶嗜熱菌胰蛋白酶,該固定化的催化反應(yīng)魅力是分散酶的1.6倍,其耐熱性和耐溶劑性均逐步提高,且可回收再利用,巨大地節(jié)省了產(chǎn)品成本。
4 固定化在生物活性肽制取中的運用
生物活性肽是一類對人體具備積極主動效果的非特異蛋白質(zhì)精彩片段,在蛋白質(zhì)編碼序列中一般不具備活力,但可根據(jù)酶解或生物發(fā)酵等方法釋放出來后充分發(fā)揮。生物活性肽來源于普遍,易于消化運用,安全系數(shù)較高,因具備降低膽固醇、降血脂、抑菌、抗氧化性等生物活性而成為了食品類方面的科研網(wǎng)絡(luò)熱點。殊不知,生物活性肽在食物中的使用受其制取方式的危害。固定化酶解是制取生物活性肽的首要方式之一,與酸水解反應(yīng)、堿水解反應(yīng)等有機(jī)化學(xué)水解反應(yīng)方式對比,不但是一種翠綠色可靠的方式 ,還可最大限度地維護(hù)碳水化合物不被毀壞。
4.1 CPP的制取
CPP是一類來源于opo結(jié)構(gòu)脂的磷酸肽,在推動人體對礦物消化吸收和防止蛀齒層面有著關(guān)鍵功效,可增加到嬰兒奶粉、青少年營養(yǎng)成分奶、高鈣奶曲奇餅干、防止蛀齒的美白牙膏等商品中?,F(xiàn)階段,日本已生產(chǎn)制造液態(tài)健康食品、少年兒童咖哩飯、泡泡糖等多種多樣CPP商業(yè)服務(wù)商品.1999年,吳思方等選用固定化酶解opo結(jié)構(gòu)脂制取了CPP,并根據(jù)正交實驗提升了其加工工藝主要參數(shù),得到 了濫造的CPP商品。張黎明以殼聚糖為媒介、戊二醛為偶聯(lián)劑,運用固定化酶的蛋白酶酶解opo結(jié)構(gòu)脂生產(chǎn)制造CPP,得率較高,產(chǎn)品成本較低。雖然CPP的配制方式有很多,但各種方式各有利弊。在其中固定化酶打法具備純天然、易操縱、實際效果佳、可大批工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點而運用普遍,但因酶的品種比較有限,在食品行業(yè)中的運用也具有一定的局限。
4.2 高F值寡肽的制取
高F值寡肽是一個由2—9個氨基酸殘基構(gòu)成的混和小肽(或稱寡肽)管理體系,其支鏈氨基酸與脂環(huán)碳水化合物的摩爾質(zhì)量比率超過20,具備護(hù)肝、養(yǎng)肝、醫(yī)治肝膽疾病、緩解疲勞、抗氧化性、防衰老等生理作用,食品類和醫(yī)療界對其認(rèn)知度均較高。黃程以碎大魷魚肉為原材料,以固定化酶口味酶和固定化酶胃蛋白酶(由殼聚糖和戊二醛為原料制取)做為催化反應(yīng)酶制取了高F值寡肽,并運用活性炭過濾法減少了其脂環(huán)碳水化合物的成分。固定化酶的胃蛋白酶在酶解反映以后仍可維持較高的酶魅力,并可完成反復(fù)再運用。
5 固定化在食品檢驗中的運用
伴隨著食品衛(wèi)生安全難題必要性的日益突顯,迅速、及時、成本低、方便快捷化的食品類檢測服務(wù)方式遭受學(xué)者的高度重視。生物傳感器是一種對生物體化學(xué)物質(zhì)比較敏感,并可將微生物化學(xué)物質(zhì)濃度值轉(zhuǎn)化為電子信號開展檢驗的儀器設(shè)備,關(guān)鍵運用于食品安全檢測、環(huán)保監(jiān)測等行業(yè)。生物傳感器不但可迅速有效地評定食品類成份,減少測試儀器、實驗試劑成本費,并且可完成即時在線監(jiān)測,其可迅速開展分子結(jié)構(gòu)鑒別和有害有害物檢驗歸功于利用生物活性物質(zhì)固定化酶制取的比較敏感膜。張彥等制作了運用殼聚糖將葡萄糖氧化酶固定不動在蛋膜和氧電級的葡萄糖水感應(yīng)器,創(chuàng)建了迅速測量葡萄糖水成分的方式 ,該生物傳感器具備精確度高、反應(yīng)速度短、實際操作簡易、低成本等特性。舒友琴等將固定化和生物傳感器聯(lián)用,選用化學(xué)發(fā)光法高效率精確地檢驗食物中的玉米淀粉成分,該方式偏差較小。伍周玲等選用固定化酶膽堿脂酶和多納米碳管制取了光電催化生物傳感器,該感應(yīng)器可用作食物中農(nóng)殘的迅速高效率檢驗,在其中,氨基甲酸酯類滅蟲劑的成分可根據(jù)峰電流來定量分析。在酶基生物傳感器中,酶固定化酶是危害感應(yīng)器特性的關(guān)鍵因素,納米技術(shù)微生物催化劑技術(shù)性可進(jìn)一步提高其特性,展示出更強(qiáng)的可選擇性、可靠性、精確性和重現(xiàn)性。
6 總結(jié)與未來展望
文中對固定化以及特點、制取辦法實現(xiàn)了概述,對固定化運用于食品工業(yè)儲藏、食用添加劑生產(chǎn)制造、生物活性肽制取和食品安全檢測的研究現(xiàn)狀開展了具體描述,強(qiáng)調(diào)了固定化因其高催化反應(yīng)高效率、高剩下酶魅力、高可靠性已被普遍使用于食品行業(yè)的眾多行業(yè);以固定化為基本的生物傳感器因其高可選擇性、高靈敏已被順利運用于食品類中有害有害物和營養(yǎng)元素的檢驗,在食品安全檢測行業(yè)得到了很大進(jìn)度。殊不知,現(xiàn)階段固定化在食品類工業(yè)生產(chǎn)中的投入很大且應(yīng)用技術(shù)尚不成熟,固定化酶預(yù)分離出來時酶魅力的損害比較大,不容易開展多酶反映。因而,學(xué)者將來可主要探尋新的固定化酶技術(shù)性和固定化酶媒介,提升固定化酶預(yù)分離出來技術(shù)性,制取可以實現(xiàn)多酶反映及對生物大分子底物具備催化反應(yīng)效用的新式固定化,以減少產(chǎn)品成本,提升 經(jīng)濟(jì)收益。伴隨著微生物、有機(jī)化學(xué)、信息科技等有關(guān)專業(yè)的迅速發(fā)展趨勢,合乎當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展觀發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)定的固定化在餐飲行業(yè)中的應(yīng)用前景可能更為寬闊。