柚苷酶本质上是一种复合酶,又称为naringinase或β-L-Rhammosidase,主要由两种关键的酶成分组成,即 β- 鼠李糖苷酶和 β- 葡萄糖苷酶,这两种酶协同作用实现对苦味物质的分解。柑橘类水果中的苦味主要源于柚皮苷等黄酮类化合物,其中柚皮苷在水中和果汁中的苦味阈值分别约为 20ppm 和 30ppm 。以柚皮苷为底物,β- 鼠李糖苷酶率先发挥作用,将苦味的柚皮苷(柚配质 - 7 - 鼠李糖苷)水解,断裂其分子中的鼠李糖苷键,生成鼠李糖和普鲁宁(prunin,也称为野樱素)。普鲁宁的苦味约为柚皮苷的 1/3,这一步水解使得苦味有所减轻 。紧接着,β- 葡萄糖苷酶作用于普鲁宁,进一步水解其葡萄糖苷键,将普鲁宁分解为柚配质和葡萄糖,柚配质和葡萄糖均无苦味和涩味,至此完成了整个脱苦过程。整个过程可简单表示为:柚苷→野樱素 + 鼠李糖→柚配质 + 葡萄糖 。不同来源的柚苷酶,如真菌来源与细菌来源,其酶学性质存在差异。真菌来源的柚苷酶分子量相对较高,在酸性条件下展现出更好的稳定性,这使其在果汁等酸性环境的脱苦应用中更具优势;而细菌来源的柚苷酶最适环境条件更偏向中性 。
柚苷酶性状为液体
柚苷酶的应用领域
果汁加工领域柑橘类果汁深受消费者喜爱,但加工过程中出现的后苦味严重影响了其品质与市场接受度。柚苷酶在柑橘类果汁脱苦中应用广泛,能有效去除柚皮苷带来的苦味,提升果汁口感。相关研究通过正交试验对柚皮苷酶在柑橘类果汁脱苦的工艺条件进行优化,结果表明,在柚皮苷酶用量为 0.5g/L、果汁温度为 60℃、果汁 pH 值为 4、作用时间为 90min 的条件下,脱苦率高达 90.55% 。但在实际应用中,酶用量需严格控制,若柚苷酶用量过少,苦味物质水解不充分,果汁苦味依旧明显;若用量过多,虽苦味大幅降低,但脱苦后的果汁易产生沉淀,影响品质与口感 。同时,pH 值和温度对脱苦效果影响显著。pH 值既影响酶的活性,只有处于最适 pH 值范围(一般为 3.5 - 5.0),酶才能最大程度发挥作用,又因柚皮苷对果汁 pH 值的不稳定性,间接影响脱苦效果 。温度方面,过低会抑制酶活性,过高则导致酶蛋白变性失活,一般最适温度在 50 - 60℃ 。
果酒酿造领域
在葡萄酒等果酒酿造中,柚苷酶同样发挥着重要作用。一方面,它可以水解葡萄汁或葡萄酒中的糖苷类物质,释放出挥发性香气成分,增加酒的风味。例如,1994 年 caldini 等将真菌葡萄糖苷酶固定在固体载体上,连续作用于葡萄酒,促进了风味的改善 。另一方面,若葡萄原料存在一定苦味物质,柚苷酶能够通过其脱苦机制,降低苦味,提升果酒口感,使得果酒风味更加平衡、宜人。
其他食品加工领域
除了果汁和果酒,柚苷酶在其他食品加工中也有应用。在一些含有柑橘类成分的烘焙食品、调味食品中,通过添加适量柚苷酶,可以去除原料中的苦味,优化产品风味。在饲料加工领域,尤其是宠物罐头、动物饲料、水产饲料等,若使用了柑橘类副产品作为原料,柚苷酶可去除苦味,提高饲料的适口性,促进动物采食 。柚苷酶还可用于制备一些具有特殊价值的物质。柚皮苷被柚苷酶的 α - L - 鼠李糖苷酶水解可生产鼠李糖,鼠李糖作为一种手性中间体,在药物有机合成以及植物保护中具有重要作用,还可用于测定肠道渗透性、作为甜味剂以及生产香精香料 。柚苷酶水解产生的普鲁宁具有重要生物活性,对 DNA/RNA 病毒有不同抗过滤性病毒活性和抗炎活性,可作为糖尿病患者甜味剂以及药物原材料用于合成化学医用药物 。
柚苷酶凭借其独特的脱苦机理,在食品及相关领域展现出巨大的应用潜力。随着研究的深入与技术的发展,柚苷酶在未来有望在更多领域得到创新应用,为提升产品品质、开发新型产品提供有力支持 。
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