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來源：中國食品報

高溫木聚糖酶在啤酒釀造工業具有良好應用前景

本報訊 江蘇省淮陰工學院的研究人員日前表示，通過將來源于一種極端嗜熱細菌的高溫木聚糖酶基因在大腸桿菌中進行克隆、表達、純化后，將其應用到啤酒糖化過程，結果發現其能夠顯著降解阿拉伯木聚糖，從而降低麥汁黏度，提高過濾速度，改善啤酒品質。該研究為重組木聚糖酶在啤酒釀造工業中的潛在應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，側鏈是一種含有多種取代基且結構復雜的異質多糖。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-內切木聚糖酶，在食品、飼料等領域應用廣泛。

麥芽發酵啤酒歷史悠久。大麥芽胚乳細胞壁含有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，提高麥汁過濾率。目前已有很多關于木聚糖的報道，但在麥芽汁糖化過程中應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。因此需要木聚糖酶在偏酸性的環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，發現其表達水平明顯高于很多木聚糖酶在大腸桿菌中的表達。研究人員將該木聚糖酶基因在大腸桿菌中進行誘導表達、純化，并得到了可溶性的木聚糖酶。研究發現，該重組酶具有較好的耐熱耐高溫特性，當該酶在pH值為5.0—8.0的條件下，保溫2小時后能保持80%的酶活力；在75℃保溫1小時后，能保持83%的酶活力。同時，大多數金屬離子和EDTA對該重組木聚糖酶影響較小。研究認為，該重組木聚糖酶酶學性質明顯優于很多木聚糖酶。由于在麥芽汁糖化階段，生產要求為pH值大致為5.0—6.6，溫度為65℃—71℃，而很多通過基因工程改造獲得的耐酸耐高溫木聚糖酶的溫度或pH值耐受性難以同時符合這種生產要求。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用于啤酒釀造中的木聚糖酶均具有明顯優勢。

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用到麥芽汁糖化過程中，結果表明，大麥和小麥中的木糖都得到增加，麥芽汁黏度顯著降低，過濾速度得到提高。研究人員表示，該重組酶在啤酒釀造工業中具有很好的應用前景。

（母朵銀）

糖基化可改善核桃肽功能性

本報訊云南農業大學食品科學技術學院日前表示，該院研究人員研究發現，核桃肽經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。核桃具有較高的營養價值，含有20%—25%的優質蛋白，核桃榨油后的核桃粕中含有54%左右的蛋白質，是一種優良的食品原料，但核桃蛋白的主要成分為谷蛋白（70%），其溶解性差，嚴重限制了其在食品中的應用。

云南農業大學食品科學技術學院的研究人員以核桃粕為主要原料，利用木瓜蛋白酶對核桃蛋白進行有限程度的水解，進而通過超濾系統對水解產物按分子質量分級，得到不同分子質量的肽段，再與不同糖源進行糖基化改性，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，旨在為核桃肽產品開發及其品質改良提供一定的理論參考。

研究發現，與未糖基化之前相比，酶解液及不同分子質量核桃肽（蛋白水解物）與糖發生糖基化反應后，能夠顯著提高乳化性質。經綜合分析，研究人員確定麥芽糊精與＞30kDa的核桃肽糖基化產物的乳化性及穩定性均增強。研究人員認為，這是因為麥芽糊精糖鏈排列有序，空間位阻小，增加了糖鏈接入蛋白肽鏈的幾率，同時麥芽糊精的親水性和有序糖鏈結構提高了改性產物的乳化穩定性。

“糖基化反應受多種因素影響，如蛋白（多肽）與糖的配比、反應溫度、反應時間等均會影響產物的功能特性，且糖基化反應可通過接枝度和褐變強度評價其反應程度。”研究人員經過反復實驗，確定糖基化產物的最佳反應條件為核桃肽—麥芽糊精比例1∶2、反應時間為8 小時、反應溫度80℃、肽質量濃度15毫克/毫升，并證實分子質量＞30kDa核桃肽經糖基化改性導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復合物。

在功能特性方面，研究人員發現，由于糖類帶有大量親水羥基，經糖基化改性后的核桃水解蛋白肽的親水基團數目增多，從而提高了核桃肽溶解性。同時，核桃肽糖基化改性使其空間結構變得松散，蛋白肽分子內部的疏水基團適當暴露，導致界面張力降低，從而其乳化性及穩定性也得到提高。

研究還發現，核桃肽糖基化改性后其表面疏水性降低，“這是因為蛋白質水解會導致疏水基團暴露在表面，但與糖接枝反應會引入親水分子，使蛋白肽空間分子結構發生變化，α-螺旋結構上升，導致分子內部疏水性結合位點暴露程度減小，疏水性降低。”據研究人員介紹，核桃肽—麥芽糊精糖基化產物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，導致油滴能被蛋白肽很好地包裹起來。結果證實，核桃肽經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，增強了乳狀液的穩定性。“這表明糖基化核桃蛋白肽在乳液類產品開發及其油脂抗氧化方面具有一定的開發利用價值。”研究人員表示。

（田洋）

《中國食品報》(2023年08月21日06版)

（責編：楊曉晶）

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