柚苷酶本質(zhì)上是一種復(fù)合酶,又稱為naringinase或β-L-Rhammosidase,主要由兩種關(guān)鍵的酶成分組成,即 β- 鼠李糖苷酶和 β- 葡萄糖苷酶,這兩種酶協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)對苦味物質(zhì)的分解。柑橘類水果中的苦味主要源于柚皮苷等黃酮類化合物,其中柚皮苷在水中和果汁中的苦味閾值分別約為 20ppm 和 30ppm 。以柚皮苷為底物,β- 鼠李糖苷酶率先發(fā)揮作用,將苦味的柚皮苷(柚配質(zhì) - 7 - 鼠李糖苷)水解,斷裂其分子中的鼠李糖苷鍵,生成鼠李糖和普魯寧(prunin,也稱為野櫻素)。普魯寧的苦味約為柚皮苷的 1/3,這一步水解使得苦味有所減輕 。緊接著,β- 葡萄糖苷酶作用于普魯寧,進(jìn)一步水解其葡萄糖苷鍵,將普魯寧分解為柚配質(zhì)和葡萄糖,柚配質(zhì)和葡萄糖均無苦味和澀味,至此完成了整個(gè)脫苦過程。整個(gè)過程可簡單表示為:柚苷→野櫻素 + 鼠李糖→柚配質(zhì) + 葡萄糖 。不同來源的柚苷酶,如真菌來源與細(xì)菌來源,其酶學(xué)性質(zhì)存在差異。真菌來源的柚苷酶分子量相對較高,在酸性條件下展現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性,這使其在果汁等酸性環(huán)境的脫苦應(yīng)用中更具優(yōu)勢;而細(xì)菌來源的柚苷酶最適環(huán)境條件更偏向中性 。
柚苷酶性狀為液體
柚苷酶的應(yīng)用領(lǐng)域
果汁加工領(lǐng)域柑橘類果汁深受消費(fèi)者喜愛,但加工過程中出現(xiàn)的后苦味嚴(yán)重影響了其品質(zhì)與市場接受度。柚苷酶在柑橘類果汁脫苦中應(yīng)用廣泛,能有效去除柚皮苷帶來的苦味,提升果汁口感。相關(guān)研究通過正交試驗(yàn)對柚皮苷酶在柑橘類果汁脫苦的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明,在柚皮苷酶用量為 0.5g/L、果汁溫度為 60℃、果汁 pH 值為 4、作用時(shí)間為 90min 的條件下,脫苦率高達(dá) 90.55% 。但在實(shí)際應(yīng)用中,酶用量需嚴(yán)格控制,若柚苷酶用量過少,苦味物質(zhì)水解不充分,果汁苦味依舊明顯;若用量過多,雖苦味大幅降低,但脫苦后的果汁易產(chǎn)生沉淀,影響品質(zhì)與口感 。同時(shí),pH 值和溫度對脫苦效果影響顯著。pH 值既影響酶的活性,只有處于最適 pH 值范圍(一般為 3.5 - 5.0),酶才能最大程度發(fā)揮作用,又因柚皮苷對果汁 pH 值的不穩(wěn)定性,間接影響脫苦效果 。溫度方面,過低會抑制酶活性,過高則導(dǎo)致酶蛋白變性失活,一般最適溫度在 50 - 60℃ 。
果酒釀造領(lǐng)域
在葡萄酒等果酒釀造中,柚苷酶同樣發(fā)揮著重要作用。一方面,它可以水解葡萄汁或葡萄酒中的糖苷類物質(zhì),釋放出揮發(fā)性香氣成分,增加酒的風(fēng)味。例如,1994 年 caldini 等將真菌葡萄糖苷酶固定在固體載體上,連續(xù)作用于葡萄酒,促進(jìn)了風(fēng)味的改善 。另一方面,若葡萄原料存在一定苦味物質(zhì),柚苷酶能夠通過其脫苦機(jī)制,降低苦味,提升果酒口感,使得果酒風(fēng)味更加平衡、宜人。
其他食品加工領(lǐng)域
除了果汁和果酒,柚苷酶在其他食品加工中也有應(yīng)用。在一些含有柑橘類成分的烘焙食品、調(diào)味食品中,通過添加適量柚苷酶,可以去除原料中的苦味,優(yōu)化產(chǎn)品風(fēng)味。在飼料加工領(lǐng)域,尤其是寵物罐頭、動物飼料、水產(chǎn)飼料等,若使用了柑橘類副產(chǎn)品作為原料,柚苷酶可去除苦味,提高飼料的適口性,促進(jìn)動物采食 。柚苷酶還可用于制備一些具有特殊價(jià)值的物質(zhì)。柚皮苷被柚苷酶的 α - L - 鼠李糖苷酶水解可生產(chǎn)鼠李糖,鼠李糖作為一種手性中間體,在藥物有機(jī)合成以及植物保護(hù)中具有重要作用,還可用于測定腸道滲透性、作為甜味劑以及生產(chǎn)香精香料 。柚苷酶水解產(chǎn)生的普魯寧具有重要生物活性,對 DNA/RNA 病毒有不同抗過濾性病毒活性和抗炎活性,可作為糖尿病患者甜味劑以及藥物原材料用于合成化學(xué)醫(yī)用藥物 。
柚苷酶憑借其獨(dú)特的脫苦機(jī)理,在食品及相關(guān)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。隨著研究的深入與技術(shù)的發(fā)展,柚苷酶在未來有望在更多領(lǐng)域得到創(chuàng)新應(yīng)用,為提升產(chǎn)品品質(zhì)、開發(fā)新型產(chǎn)品提供有力支持 。
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