纤维素酶
什么是纤维素酶？
纤维素酶是一种靶向纤维素纤维的一种类型的水解酶。纤维素是在全谷物面粉中天然存在的非淀粉多糖，并含有麸皮和阿仑酮层的满负荷。纤维素酶通常用于咖啡加工和果汁提取。
- 虽然没有广泛分布在面包制作行业中，但纤维素酶的主要应用领域是全谷物，全麦和纤维面包。
- 作为纤维降解的酶，木聚糖酶和纤维素酶的组合对面团流变性能和成品质量具有有益的和协同作用。1
起源
由共生细菌产生的纤维素在反刍动物中发现，最近在绿藻中。
微生物纤维素酶可以从真菌发酵，通常使用Aspergillus尼日尔和trichoderma sp.。
功能
纤维素酶有助于最小化Bran加入面包公式的负面影响。尽管是一种高度重视的营养成分，但麸皮仍对面包师施加了额外的技术挑战，因为它极大地破坏了泡沫结构并限制了麸质网络形成。
可以从面包中使用纤维素酶获得以下属性：
- 通过自由水释放增加了平移流量
- 优越的气体保留，可用于最佳烤箱弹簧和产品体积
- 更强更加连续的麸质网络，以最大限度地减少气泡聚结
- 在面包屑中更好，更均匀的气体细胞结构
- 用葡萄糖氧化酶的强大协同作用（在这种情况下，纤维素将葡萄糖基质提供给氧化酶以增强强化功能）
- 在品种面包中更柔软的面包屑和更长的保质期
- 低糖中的较暗和更均匀的地壳颜色纤维面包
有4种主要类型的纤维素酶：
- 内葡聚糖
- 纤维脱水酶
- 外胃戊二糖酶
- β-葡糖苷酶
下表总结了每种类型的纤维素酶的关键方面：2
| EC号码 | 反应催化 | 附加评论 |
|---|---|---|
| 3.2.1.4 endo分裂酶内葡聚糖酶 |
β-（1,4）-D-和β-（1,3）-d-葡糖苷键的随机肠溶水解纤维素（葡聚糖）聚合物链。 产品包括葡萄糖，纤维二糖和各种尺寸的蜂窝旋汀。 |
反对结晶纤维素如棉花。 它可以水解无定形纤维素（包括结晶纤维素的非晶区域）和可溶性基材，例如增稠剂羧甲基纤维素（CMC）和羟甲基甲基纤维素（HPMC）。 内切葡聚糖酶活性导致粘度的快速降低和还原基团的陡峭增加，然后还可以参与美丽反应。 它的作用非常类似于真菌α-淀粉酶。 |
| 3.2.1.91 exo分裂酶 |
1,4-β-D-葡聚糖纤维素水解酶 通过连续除去葡聚糖基质的非还原末端来降解无定形纤维素。 |
当纯净时，它会降解微晶纤维素。 还原率与粘度降低的还原率远高于内切葡聚糖酶。内切葡聚糖酶和纤维纤维素酶协同作用在结晶纤维素的水解中。 它的作用非常类似于谷物β-淀粉酶。 |
| EC 3.2.1.74 外胃戊二糖酶 |
连续水解从非还原末端移除葡萄糖单位Cellodextrins。 |
随着葡聚糖分子的链长减小，水解率降低。 它的作用非常类似于淀粉藻糖苷酶（AMG）。 |
| 3.2.1.21 β-葡糖苷酶 β-D-葡萄糖苷葡糖水解酶 |
将纤维二糖切割成2个葡萄糖单元，从小蜂窝体的非还原末端除去葡萄糖。 |
与外胃戊二糖酶不同，随着葡聚糖链的尺寸减少，β-葡糖苷酶的速率增加，Cellobiose是水解最快的。 它的作用与麦芽酶和AMG的组合相似。 |
商业生产
使用现代生物技术的纤维素酶的大规模生产依赖于发酵和下游加工。
以下框图总结了纤维素酶的商业生产：
应用
真菌纤维素酶的分子量约为63,000da，pH最佳最佳5.5至6.0，并且在pH7的100℃下在100℃下稳定5分钟。通过氧化和还原，通过巯基试剂的重金属离子抑制酶。药剂，以及葡萄糖。2
可以通过测量纤维素释放的还原基团的速率来确定纤维素酶活性。
规定
与其他酶类似，食物纤维素酶是克拉斯（普遍认为是安全的），并且经常被认为是美国的食品加工助剂。FDA规范其原产地（兼容食品），并根据GMP建立限制（如果适用）。
参考
- Rosell，C.M.和Dura，A。“面包店中的酶。”食品和饮料加工中的酶，CRC印刷机，泰勒＆弗朗西斯集团，LLC，2016，PP。171-204。
- Whitaker，J.R.“糖苷水解酶”。食品科学酶学原理，Marcel Dekker，Inc，1994，PP。414-416。