研究蛋白质纤维的论文

男性需要的营养素 蛋白质 蛋白质是由碳、氢、氧、氮为基本元素组成的高分子物质，其组成的基本单位是氨基酸。构成蛋白质的氨基酸有20多种，不同的氨基酸按不同数量、比例组成千变万化的蛋白质。食物中的各种蛋白质被消化为各种氨基酸吸收，在人体内再重新组合成人体不同的体蛋白，以满足人体生命活动及生长发育的需要。� 在蛋白质所含20多种氨基酸中，有8种氨基酸在人体内不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须每日从膳食中获取。在营养学上称这8种氨基酸为必需氨基酸，即赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸。食物蛋白质的营养价值取决于其所含必需氨基酸的种类是否齐全、数量是否充足、比例是否恰当。若食物蛋白质的必需氨基酸种类、数量、比例与人体蛋白越接近其营养价值就越高，否则食物蛋白质的营养价值就会受到限制。在营养学上称食物蛋白质缺少或数量不足，影响蛋白质营养价值的氨基酸为限制性氨基酸。奶类、蛋类、肉类、豆制品等食物所含蛋白质因为必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例恰当，故被称为优质蛋白；而各类粮谷所提供%B

果胶酶在果蔬饮料中的应用摘要:果胶酶普遍存在于细菌、真菌和植物中,是分解果胶类物质的多种酶的总称,在果蔬加工、饲料、纺织和造纸工业中应用非常广泛。果胶酶在果蔬饮料中的应用非常广泛,本文介绍了果胶的组成和结构,论述了果胶酶的分类、作用机制及酶活测定方法, 讨论了果胶酶在果蔬汁的出汁率、澄清、超滤等方面的应用，并对果胶酶在果蔬饮料加工中的应用等方面进行综述。 关键词:果胶酶 果蔬汁 出汁率 澄清 超滤 营养成分 随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,果品成了人类健康不可缺少的营养物质。我国有着丰富的果品资源,然而因果品本身营养丰富,含水量高,很容易受微生物侵染和腐蚀,保存期较短。为了充分利用资源优势,提高我国农产品在国际市场上的竞争能力,必须大力发展果品加工业【1】。但是目前果品加工中存在着不少难题,例如果汁和果酒的澄清,果实的脱皮、加工过程中香气成分和营养物质的损耗等。解决这些难题仅仅靠改进加工工艺或增加设备投资是很难实现的。而目前有许多难题已经通过酶工程的应用得到了很好的解决。酶工程就是为了使酶催化各种物质转化的能力实现可控制操作,把游离的酶固定化,或者把经过培养发酵所得到的目的酶活力高峰时的整个微生物细胞进行固定化,再应用于生产实践中的过程【2】。近年来,酶工程在果品加工中的应用非常广泛,所用的酶种类越来越多,数量也越来越大,人类已开发出应用于果蔬汁中的多种酶类,如果胶酶、果胶酯酶、纤维素酶、鼠李糖苷酶、中性蛋白酶、半乳甘露聚糖酶、液化葡萄糖苷酶等,其中使用最多的是果胶酶。 1 果胶酶 国外对果胶酶的研究始于20世纪30年代至50年代已工业化生产。而国内的研究则始于1967 年,80年代末才开始工业化生产。随着我国水果种植和水果加工业的发展,对果胶酶的开发和应用也迅速发展。在果汁生产过程中,果胶酶可以快速彻底地脱除果胶,降低果汁黏度,利于果汁过滤,澄清滤液且澄清度稳定;减少化学澄清剂的用量,改善果汁质量;果胶酶利于压榨,可以有效地提高水果的出汁率,在沉降、过滤、离心分离过程中,改善果汁的过滤效率,利于沉淀分离,加速和增强果汁的澄清作用。经果胶酶处理的果汁稳定性好,可防止存放过程中产生浑浊。 果胶酶的定义 果胶酶(pectolytic enzyme or pectinase)是指能够分解果胶物质的多种酶的总称【1】。是果汁生产中最重要的酶制剂之一,已被广泛应用于果汁的提取和澄清、改善果汁的通量以及植物组织的浸渍和提取。 果胶酶的分类及作用机制 果胶酶可以分为3类:原果胶酶、解聚酶和果胶酯酶(PE)。各种酶作用方式如图1所示。原果胶酶将不溶性的原果胶水解为水溶性果胶,根据其作用方式不同又可分为外切酶和内切酶。一般用苯酚-硫酸法测定溶液中由原果胶释放出果胶物质的量来确定原果胶酶的活力。聚半乳糖醛酸酶(PG)分为外切酶和内切酶。PG内切酶广泛存在于真菌、细菌和很多酵母中,高等植物中也发现有内切酶的存在。内切酶作用于聚半乳糖醛酸时,随机水解其中的半乳糖醛酸单位,可使其溶液的粘度下降,但还原力增加不大。聚半乳糖醛酸酶的活力可以通过测定反应中还原能力的增加或者底物溶液粘度的降低来确定。聚半乳糖醛酸裂解酶(PGL)和聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(PMGL)分别通过反式消去作用切断果胶酸分子和果胶分子的α-1,4糖苷键,生成β-4,5不饱和半乳糖醛酸。这两种裂解酶都分为外切酶和内切酶两种一些植物软腐病菌、食品腐败菌以及霉菌均能产生外切聚半乳糖醛酸酶。裂解酶的活力可以通过测定其释放的不饱和糖醛酸数量来计算。 2 果胶酶在果蔬饮料生产中的应用 果胶酶作为果蔬汁生产中最重要的酶制剂之一,已被广泛应用于果蔬汁的提取和澄清、改善果蔬汁的可过滤性以及植物组织的浸渍和提取。目前,大部分原果汁、浓缩果汁的生产过程中,都在使用果胶酶,但由于各种水果中果胶含量差别较大, 而且果胶质的成分也有差异,因此,应根据水果的不同品种、不同加工目的来确定合适组成的果胶酶。 果汁的提取 目前果汁的提取方法主要是加压榨出和过滤,果汁加工时首先将植物细胞壁破坏。大多数植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶物质等组成,细胞壁的结构较紧密,单纯依靠机械或化学方法难以将其充分破碎。另外,果胶随成熟度的增加,酯化程度较高,也是影响出汁率的主要因素之一。用果胶酶处理可以破坏果实细胞的网状结构,提高果实的破碎程度,有效降低其黏度,改善压榨性能,提高出汁率和可溶性固形物含量,从而就能在压榨时达到提高出汁效率并缩短压榨时间的目的,同时把大分子的果胶物质降解后,有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序[19]。例如在苹果汁生产中,苹果要先经机械压榨,然后离心获得果汁,但果汁中仍然含有较多的不溶性果胶而呈浑浊状。直接将果胶酶加到苹果汁中,处理后经加热杀菌、灭酶、过滤得到澄清的果汁。 果胶酶能提高果蔬汁的出汁率 果胶酶是应用于果蔬饮料生产中最主要的酶类,它能较大幅度地提高果蔬饮料的出汁率,改善其过滤速度和保证产品贮存稳定性等。若添加果胶酶制剂,则可降低葡萄汁液的黏稠度,提高出汁率,减轻强度,缩短加工时间,获得色泽清亮、汁液清澈的葡萄汁[6]。例如,在苹果浓缩汁生产中,为了避免液化技术的缺点,很多厂商采用两阶段液化技术,或者称为果渣液化技术:首先在果浆中添加果胶酶,浸渍后压榨,或者不加果胶酶直接压榨; 接着将压榨后的果渣加水,之后加入果胶酶和纤维素酶进行酶解,然后压榨,从而大大提高苹果的出汁率。 果胶酶能使果蔬饮料澄清 果胶酶作用于果蔬汁时,除降低粘度外,还可产生絮凝作用,使果蔬汁澄清。澄清机理的实质包括果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分。果汁中有很多物质如纤维素、蛋白质、淀粉、果胶物质等影响澄清,且果胶物质是造成果汁混浊的主要因素。在樱桃汁的加工过程中,添加果胶酶使果胶水解,从而使樱桃汁黏度降低,过滤阻力减小,过滤速度加快;同时,由于樱桃汁中的悬浮果粒失去高分子果胶的保护,很容易发生沉降而使上层汁液清亮,在以后的澄清过程中,明胶澄清剂的加入量便可大大减少,甚至免加澄清剂。果胶酶还可以用于苹果汁、甘蔗汁[5]、蟠桃汁、桃杏李果汁等的澄清。添加果胶酶时,应使酶与果浆混合均匀,根据原料品种控制酶制剂的用量,并控制作用的温度和时间。若果胶酶与明胶结合使用,效果更佳。有时采用复合酶法澄清,如在澄清枣汁时,使用果胶酶和α-淀粉酶[4]。 果胶酶能提高超滤时的膜通量 利用超滤技术生产清汁及浓缩清汁在果蔬汁加工业中越来越流行。超滤比传统的过滤速度快、效果好,但它的主要缺点是由于果蔬汁中大量糖的存在,在超滤过程中会使超滤系统产生次生覆膜,降低了超滤通量。加入分解多糖物质的商品果胶酶,可减少次生覆膜的产生,提高超滤通量,增加了产量。因此,脱胶对于获得较高的膜通量和浓缩比非常关键。除了可以提高膜通量,果胶酶还可用于超滤膜的清洗。与化学方法相比,利用果胶酶清洗超滤膜能100%地进行生物降解,而且可以在最佳pH、温度下作用,从而可以缩短清洗时间、增加超滤膜的通透量和使用寿命、增加产量、节省能源[12]。因此,将超滤技术与酶技术联用对发挥超滤作用至关重要。 果胶酶能改善果蔬饮料的营养成分 利用果胶酶生产果蔬汁不仅提高了出汁率,而且保留了果蔬汁中的营养成分。首先果蔬汁的可溶性固形物含量明显提高，而这些可溶性固形物由可溶性蛋白质和多糖类物质等营养成分组成,果蔬汁中的胡萝卜素的保存率也明显提高。Chang Tungsun 等对果胶酶处理果汁的研究表明,酶处理后的果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖含量显著提高,蔗糖含量略有下降,总糖含量上升[13,14]。甜玉米、胡萝卜的试验有相似的结果[15]。此外,由于果胶的脱酯化和半乳糖醛酸的大量生成, 造成果汁的可滴定酸度上升,pH下降[13,14]。芳香物质含量也有明显提高,经果胶酶处理后的葡萄汁,各种酯类、萜类、醇类和挥发性酚类含量提高,葡萄汁的风味更佳[16]。由于细胞壁的崩溃,类胡萝卜素、花色苷等大量色素溶出,大大提高了果蔬汁的外观品质。K、Na、Ca、Zn 等矿物质元素含量也有较大提高[17]。 果胶酶能改善浓缩果汁品质 果汁浓缩后,不仅流动性差,而且稳定性也差,因此果汁的浓缩也需先澄清和脱果胶,以避免浓缩时产生胶凝。果汁经酶处理去除果胶后再浓缩,所得浓缩汁有较好的流动性,并且重新稀释后仍是稳定的。尤其适用于柑橘类浓缩汁的生产。目前,果胶酶在果品加工中的应用还有果品软化、脱苦和去除异味等,不同活性比例的果胶酶制剂已在许多国家成为标准加工作业。随着酶技术本身的发展,果胶酶在食品工业尤其在果品加工业中的应用前景会更加广阔。 果胶酶还可用于果实脱皮——脱除及净化果皮 含有纤维素和半纤维素的粗果胶酶制剂能够作用于果实皮层,使之细胞分离、结构破坏而脱落。如柑桔囊衣、莲子肉皮和大蒜膜层经粗果胶酶处理后,可以很快地脱落。此外,果胶酶对杏仁也有一定的脱皮作用[18]。目前,不同活性比例的果胶酶制剂已是降解果蔬细胞壁,改善压榨性能、降低粘度、增加出汁率,和提高营养成分不可省略的部分。在许多国家,添加果胶酶已是制造澄清或者浓缩的草莓汁、葡萄汁、苹果汁及梨汁的标准加工作业。随着酶技术本身的发展,果胶酶在果蔬汁中的应用前景会更加光明。 其他方面的应用 在葡萄酒生产中应用果胶酶,可以提高葡萄汁和葡萄酒的得率,增强葡萄酒的澄清效果,大大提高葡萄酒的过滤速度。果胶酶还可以提高超滤时的膜通量, 还可用于超滤膜的清洗。利用果胶酶清洗超滤膜能100%地进行生物降解,而且可以在最佳pH 值、温度下作用。缩短清洗时间、增加超滤膜的通透量和使用寿命、增加产量、节省能源。果胶酶是应用于果蔬饮料生产中主要的酶类,它可以较大幅度地提高果蔬品种的出汁率,改善其过滤速度和保证产品贮存稳定性。随着果汁和果酒行业的快速发展,果胶酶的需求和应用前景将极为广泛。 3 结论 目前,在果蔬汁加工业中已广泛采用果胶酶降解果蔬细胞壁以改善压榨性能、降低粘度、增加出汁率和提高营养成分。在食品加工比,酶的一个重要用途是使原科更易于处理,增加产品的得率,使用果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶可促进细胞分离,细胞壁变软,这特别适于水果和蔬菜[9]。果胶酶作用于果胶质中D-半乳糖醛酸残基之间的糖苷键,使高分子的聚半乳糖醛酸降为小分子物质。因此,它在食品工业有重要的应用价值。果胶酶是应用于果蔬汁生产中且主要的酶类,它可以较大幅度地提高果蔬品种的出汁率,改善其过滤速度和保证产品贮存稳定性。随着软饮料行业的快速发展,果胶酶的需求和应用前景将极为广泛。目前我国对果胶酶的工业化应用还处于相对滞后的状态,为提高果胶酶的使用率,简化产品提纯工艺并达到连续化生产的目的,将果胶酶固定于廉价载体上已成为国际上研究的一项重要课题[8]。参考文献 [1]乔勇进, 王太明. 浅论我国果品贮藏加工业的发展策略[J] . 山东林业科技, 2005 ( 1) : 64- 66. 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ShanghaiTex染整技术热点——高效 节能 低耗 环保杨朝煜7月5~8日在上海召开的ShanghaiTex 2006展会上，高效、节能、低耗、少污染已开始成为染整业内人士关注热点。本文从染整关键流程，探讨该热点趋势下ShanghaiTex 2006展出的的最新技术进步。棉纺投资居纺织之首 协会发出预警浙江化纤业民企挺进石化业上游南非本月底对中国31类纺品设限中国纺织行业按照科学发展需要，“十一五”期间预期主要的约束性指标包括：单位工业增加值纤维使用量同比降低20%；单位GDP耗水减少36%；吨纤维耗水量比2005年下降20%；单位GDP能耗下降28%；吨纤维耗电量比2005年下降10%；单位增加值污水排放量比2005年下降22%。这些指标与印染行业息息相关，因为印染污水排放量占纺织工业排放总量的80%之多。印染行业在“十一五”期间的任务极其艰巨，需要染化料、机械和工艺新技术共同进步。于7月5~8日在上海召开的ShanghaiTex 2006展会上，高效、节能、低耗、少污染已开始成为染整业展示的热点。水洗机在染整加工过程中，热水洗涤是必不可少的工序，也是蒸汽能源和水资源消耗最多的工序。平洗机逆流漂洗废水技术是热点之一，其漂洗温度高达85℃以上，蕴含可观的热能价值，每处理回收1吨这种水，可节约的费用及实现的效益超过10元人民币。经测算，1台平洗机1天的热水回用价值达2000余元人民币。现在中国每年排放大量高温印染废水，既污染了环境，又流失了巨大的热能，如果全国10万台平洗机和溢流染色机排放的废水都采用此技术处理，一年节约水费及能耗费可达数十亿元人民币。平洗机废水处理后回用可以节能、降耗、减少污染，它采用四种方法达到这一目标：武汉科技学院开发的“无极紫外光催化氧化”技术，该技术是国家863重大专项新型高效物化组合的最高研究成果；在平洗时添加提高效率的助剂；制造平洗机时，开发应用高效水洗技术；开发应用热能回收技术。其中，后两种技术在ShanghaiTex 2006展中都有展示。美国杜布德（Tube-Tex）在展会中介绍了水洗机的热回收装置，该水洗机用水量每分钟为400升，温度85℃以上，这时蒸汽的费用将显得非常重要。该公司的被动式热回收装置能够回收在废水中流失的大量热能，而且不需要额外的操作成本，可以提供6种不同型号的装置来适应各种实际需要。浙江印染新开发成功的两台拥有技术专利的高效水洗机，展示了国内印染机械制造者对清洁生产的重视。该公司在过去开发成功的振荡水洗机基础上，又开发出齿形导辊加回形穿布路线的水洗机和下排齿形导辊加上排轻型轧辊的水洗机，加强了洗涤效果，进一步提高了节能降耗的水平。同时，在新的水洗机上增加了废水热能回收装置，进一步降低了蒸汽能源消耗。低给液机瑞士威可（Weko）的低给液系统已得到国内染整企业的普遍认可，其节能、低耗、环保特性使之得到大量的应用，并将继续扩大应用领域。该系统有给水和给液（水溶性化学溶液）两种机型，可以在各种需要低给液的染整机台前（或后）安装使用。威可喷盘式给液系统。如在拉幅定型机前安装一台低给液机，在大多数情况下可以取代浸轧机和烘燥机。一般织物在进拉幅定型机前需要浸轧水或化学溶液，轧余率为75%左右，然后烘去一定的水份，在含潮20%左右进行拉幅定型。低给液机可以按照需要，在1~40%的含水范围内设定织物的给液率，而且重演性好、左中右以及前后均匀一致。由于低给液时，被雾化成30~70微米的水或溶液粒子以每分钟1500米的速度喷向织物，因此渗透性极好。喷到织物上的水或溶液被织物吸附，未喷到织物上的，由于未与织物接触，可以循环使用，减少了物耗和环境污染。真空吸水机上海宽达介绍了EVAC真空吸水机。在染整加工中，被浸湿的织物上含有的水份可分为结合水和游离水两种，EVAC真空吸水机将通过吸水口的织物上的游离水完全吸取，当用于疏水性纤维及其混纺织物的湿整理时，效果尤为显著，疏水性纤维可将浸湿后织物上的含水率降到18%。EVAC真空吸水机结构图。该系统采用了UHMW高聚体材料制成的吸水口，具有摩擦力小、耐腐蚀、防堵塞的特性；采用了回旋式设计的分离器，使吸入的水份和杂物从气流中分离出来，易于清洁，避免真空泵堵塞；真空度可根据不同织物进行设定，重演性好。当用于水洗机时，能将织物上的水与水槽中的水充分交换，大大提高了水洗效果。当用于烘干机或拉幅定型机时，可部分取代传统的轧车，由于真空吸水后含水率很低，就能大大提高烘燥、拉幅定型效率而节约能源。当进行功能性整理时，可使整理剂渗入纤维内部，对不希望重力压轧织物的整理效果尤其优良。拉幅定型机当拉幅定型机处理涤纶及其混纺织物时，箱体内的温度可高达180~220℃，是染整加工中的重点节电、节能环节。本届展会上围绕节电、节能展示了多种新成果。温湿度测量与控制准确的温湿度测量是节电节能工作的基础。宽达展示了先进的EMC系统，该系统是一个组合式工作平台，由三个模块组成。RMS模块，即湿度测量和控制系统，主要用于棉、麻、丝、人纤及其混纺织物，在进行拉幅定型、烘干、预缩时，通过检测织物的含水率来控制机台速度和提高生产效率，节约能源，该系统可以自动控制浆纱机、浆染机的生产车速。AML模块，即废气湿度控制系统。该系统在染整行业主要用于测量拉幅定型机和焙烘机的高温废气中含湿量和控制高温废气排放，如排放的高温废气含潮率过低，则表示能源被浪费，通过测量与控制使拉幅定型和焙烘过程处于最经济的运行状态，一般使用该系统可以节约20%的热能。OMT模块，即织物温度测量和控制系统。该系统主要用于化纤及其混纺织物在高温定型和焙烘时，直接测量箱体内织物的实际温度，从而自动控制加工车速，使加工过程处于最佳的质量、最大的产量、最少的能耗。EMC系统由一台英寸触摸式屏幕、一台电脑主机工作箱、三个模块接口和一组测速发电机组成，可以单独配一个模块，也可以同时配三个模块。其它节能措施最具有代表性的是立信门富士(Monforts Fong's)的拉幅定型机在节能方面采取的系列措施，如所有织物传送均由变频控制的全密封式三相交流电动机驱动；烘箱采用150毫米厚的高密度绝缘材料制成隔热门，使烘箱热辐射量处于低水平；在烘箱的连接和开口处均设有密封；织物进出口处均设有气流屏蔽装置；在出布口装有残余湿度测量和控制装置，使烘燥效果数字化显示。浙江印染展示了拉幅定型机废气热能回收技术，已用于生产实际。有机溶剂回收机在纺织品、人造革等产品后整理高温焙烘定型时，根据不同需要添加各种有机溶剂，以改善纺织品和人造革的功能特性。这些有机溶剂在高温条件下，会随着热空气散布到机器内或排放到机器外，严重地污染机器和环境。ECO-6-12T。台湾顶麒工业在展会上提供了有机溶剂回收机，据称该装置对有机溶剂回收率为97%，回收的有机溶剂纯度为99%，废气消除率为98%。染色机此次展会展示的染色机约100多台，有高温染色机、常压染色机、喷射染色机、轧染机等机种，其技术代表产品有立信的ECO系列染色机和Allwin筒子纱染色机、德国特恩（Then）的气流染色机。Allwin筒子纱染色机。ECO系列高温染色机结合了必要的自动化控制装置、精密仪器、先进的控制软件，采用了成熟的液体分离和快速循环技术，缩短了全程工艺耗时，采用了低浴比技术，每公斤织物的总耗水量（浅色）低至38公斤。Allwin筒子纱染色机采用了新的双重循环式热交换器，在相似的操作环境下，比传统的筒子纱染色机快30%达到目的温度；采用了新的专利REV水泵，流量高于传统水泵，用马达推动水泵的功率亦相对减少；采用了新的水流换向装置和智能匀染控制，避免了只靠由里至外的单向染液运行而导致的染色不匀；在染色过程中采用了快速逻辑温控技术，这些技术的进步使染色质量得到保证，并降低了能耗、水耗和废水排放。