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2023-08-21 09:32:12 來(lái)源：中國(guó)食品報(bào)

高溫木聚糖酶在啤酒釀造工業(yè)具有良好應(yīng)用前景

本報(bào)訊 江蘇省淮陰工學(xué)院的研究人員日前表示，通過(guò)將來(lái)源于一種極端嗜熱細(xì)菌的高溫木聚糖酶基因在大腸桿菌中進(jìn)行克隆、表達(dá)、純化后，將其應(yīng)用到啤酒糖化過(guò)程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能夠顯著降解阿拉伯木聚糖，從而降低麥汁黏度，提高過(guò)濾速度，改善啤酒品質(zhì)。該研究為重組木聚糖酶在啤酒釀造工業(yè)中的潛在應(yīng)用提供了一定理論支持。

(資料圖片)

木聚糖是半纖維素的主要成分，分布廣泛，其主鏈主要由木糖聚合而成，側(cè)鏈?zhǔn)且环N含有多種取代基且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異質(zhì)多糖。降解木聚糖的水解酶中最為重要的糖苷水解酶（GH），為β-1，4-內(nèi)切木聚糖酶，在食品、飼料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

麥芽發(fā)酵啤酒歷史悠久。大麥芽胚乳細(xì)胞壁含有26%的β-葡聚糖與約71%的阿拉伯木聚糖。在麥芽糖化階段添加木聚糖酶，可以降低阿拉伯木聚糖黏度，提高麥汁過(guò)濾率。目前已有很多關(guān)于木聚糖的報(bào)道，但在麥芽汁糖化過(guò)程中應(yīng)用效果較好的木聚糖酶仍然很少，主要是受到麥芽汁糖化過(guò)程中pH值與溫度的影響。麥芽汁糖化條件為：pH5.0—5.6、溫度45℃—70℃，且保持1小時(shí)。因此需要木聚糖酶在偏酸性的環(huán)境中仍能保持一定酶活力。

上述研究人員從嗜熱厭氧菌P. thermarum中分離出木聚糖酶基因pthxyn后，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)水平明顯高于很多木聚糖酶在大腸桿菌中的表達(dá)。研究人員將該木聚糖酶基因在大腸桿菌中進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)、純化，并得到了可溶性的木聚糖酶。研究發(fā)現(xiàn)，該重組酶具有較好的耐熱耐高溫特性，當(dāng)該酶在pH值為5.0—8.0的條件下，保溫2小時(shí)后能保持80%的酶活力；在75℃保溫1小時(shí)后，能保持83%的酶活力。同時(shí)，大多數(shù)金屬離子和EDTA對(duì)該重組木聚糖酶影響較小。研究認(rèn)為，該重組木聚糖酶酶學(xué)性質(zhì)明顯優(yōu)于很多木聚糖酶。由于在麥芽汁糖化階段，生產(chǎn)要求為pH值大致為5.0—6.6，溫度為65℃—71℃，而很多通過(guò)基因工程改造獲得的耐酸耐高溫木聚糖酶的溫度或pH值耐受性難以同時(shí)符合這種生產(chǎn)要求。該研究獲得的木聚糖酶pH值耐受范圍為5.0—8.0，75℃保溫1h，仍能保持83%酶活力，因此其性能相比較其他幾種應(yīng)用于啤酒釀造中的木聚糖酶均具有明顯優(yōu)勢(shì)。

由于該重組酶具備較好的耐熱耐高溫特性，研究人員首次嘗試將該重組酶直接應(yīng)用到麥芽汁糖化過(guò)程中，結(jié)果表明，大麥和小麥中的木糖都得到增加，麥芽汁黏度顯著降低，過(guò)濾速度得到提高。研究人員表示，該重組酶在啤酒釀造工業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景。

（母朵銀）

糖基化可改善核桃肽功能性

本報(bào)訊云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院日前表示，該院研究人員研究發(fā)現(xiàn)，核桃肽經(jīng)糖基化后功能特性得到改善。

核桃又名胡桃、羌桃，系胡桃科胡桃屬植物，是世界四大干果之一。核桃具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有20%—25%的優(yōu)質(zhì)蛋白，核桃榨油后的核桃粕中含有54%左右的蛋白質(zhì)，是一種優(yōu)良的食品原料，但核桃蛋白的主要成分為谷蛋白（70%），其溶解性差，嚴(yán)重限制了其在食品中的應(yīng)用。

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院的研究人員以核桃粕為主要原料，利用木瓜蛋白酶對(duì)核桃蛋白進(jìn)行有限程度的水解，進(jìn)而通過(guò)超濾系統(tǒng)對(duì)水解產(chǎn)物按分子質(zhì)量分級(jí)，得到不同分子質(zhì)量的肽段，再與不同糖源進(jìn)行糖基化改性，篩選制備一種具有良好溶解性、乳化性及抗氧化性的改性核桃肽，旨在為核桃肽產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及其品質(zhì)改良提供一定的理論參考。

研究發(fā)現(xiàn)，與未糖基化之前相比，酶解液及不同分子質(zhì)量核桃肽（蛋白水解物）與糖發(fā)生糖基化反應(yīng)后，能夠顯著提高乳化性質(zhì)。經(jīng)綜合分析，研究人員確定麥芽糊精與＞30kDa的核桃肽糖基化產(chǎn)物的乳化性及穩(wěn)定性均增強(qiáng)。研究人員認(rèn)為，這是因?yàn)辂溠亢擎溑帕杏行?，空間位阻小，增加了糖鏈接入蛋白肽鏈的幾率，同時(shí)麥芽糊精的親水性和有序糖鏈結(jié)構(gòu)提高了改性產(chǎn)物的乳化穩(wěn)定性。

“糖基化反應(yīng)受多種因素影響，如蛋白（多肽）與糖的配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等均會(huì)影響產(chǎn)物的功能特性，且糖基化反應(yīng)可通過(guò)接枝度和褐變強(qiáng)度評(píng)價(jià)其反應(yīng)程度?！毖芯咳藛T經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定糖基化產(chǎn)物的最佳反應(yīng)條件為核桃肽—麥芽糊精比例1∶2、反應(yīng)時(shí)間為8 小時(shí)、反應(yīng)溫度80℃、肽質(zhì)量濃度15毫克/毫升，并證實(shí)分子質(zhì)量＞30kDa核桃肽經(jīng)糖基化改性導(dǎo)致糖蛋白聚合物生成，核桃肽與麥芽糊精形成了糖基化共價(jià)復(fù)合物。

在功能特性方面，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于糖類帶有大量親水羥基，經(jīng)糖基化改性后的核桃水解蛋白肽的親水基團(tuán)數(shù)目增多，從而提高了核桃肽溶解性。同時(shí)，核桃肽糖基化改性使其空間結(jié)構(gòu)變得松散，蛋白肽分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)適當(dāng)暴露，導(dǎo)致界面張力降低，從而其乳化性及穩(wěn)定性也得到提高。

研究還發(fā)現(xiàn)，核桃肽糖基化改性后其表面疏水性降低，“這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)水解會(huì)導(dǎo)致疏水基團(tuán)暴露在表面，但與糖接枝反應(yīng)會(huì)引入親水分子，使蛋白肽空間分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，α-螺旋結(jié)構(gòu)上升，導(dǎo)致分子內(nèi)部疏水性結(jié)合位點(diǎn)暴露程度減小，疏水性降低?！睋?jù)研究人員介紹，核桃肽—麥芽糊精糖基化產(chǎn)物DPPH自由基清除力也獲得提高。

在核桃肽—麥芽糊精制備的核桃油乳狀液中，由于核桃蛋白肽分散在油—水界面上，液滴直徑較大，導(dǎo)致油滴能被蛋白肽很好地包裹起來(lái)。結(jié)果證實(shí)，核桃肽經(jīng)麥芽糊精糖基化改性后，能更好分散在油水界面，在油滴表面形成很厚的吸附層，起到了穩(wěn)定乳狀液的作用，有效抑制了乳液液滴間的聚集和絮凝，增強(qiáng)了乳狀液的穩(wěn)定性。“這表明糖基化核桃蛋白肽在乳液類產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及其油脂抗氧化方面具有一定的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。”研究人員表示。

（田洋）

《中國(guó)食品報(bào)》(2023年08月21日06版)

（責(zé)編：楊曉晶）

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