تطبيق تكنولوجيا الانزيم البيولوجي في معالجة الفطر الصالح للأكل

يتمتع الفطر الصالح للأكل بطعم لذيذ، وهو ليس غنيًا بالبروتين وقليل الدهون والسعرات الحرارية فحسب، بل يُعرف أيضًا باسم "لحم الخضار". فهي غنية بمواد وظيفية مختلفة مثل السكريات والألياف الغذائية، ولها تأثيرات كبيرة في مكافحة الأورام، وتعزيز المناعة، وضغط الدم وخفض الدهون، ومكافحة الشيخوخة.
تعد الصين منتجًا ومصدرًا رئيسيًا للفطر الصالح للأكل، وهو ما يمثل أكثر من 60٪ من الإجمالي العالمي. في الوقت الحاضر، تنقسم معالجة الفطر الصالح للأكل في الصين بشكل أساسي إلى المعالجة الأولية (التجفيف، والتملح، والتخزين المعلب، وما إلى ذلك) والمعالجة العميقة. وفقًا لحسابات مؤسسات المعالجة، لكل 1 كجم من الفطر المعالج، يمكن أن تزيد قيمة الإخراج بمقدار 2-3 مرة بعد المعالجة الأولية، و10-20 مرة بعد المعالجة العميقة. مع الأخذ في الاعتبار الفوائد الاقتصادية وطلب السوق، ستصبح تكنولوجيا المعالجة العميقة ومنتجات الفطر الصالح للأكل هي الاتجاه الرئيسي للتنمية في المستقبل.
تعتمد تكنولوجيا الإنزيمات البيولوجية على التدمير الانتقائي لجدران الخلايا النباتية عن طريق التحلل المائي الأنزيمي، مما يجعل المكونات الموجودة داخل الخلايا النباتية أسهل في الذوبان والانتشار. ويتميز بمزايا مثل ارتفاع معدل ترشيح المكونات، وانخفاض فقدان المكونات الحساسة للحرارة، وانخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض التلوث، والعمليات المبسطة. يستخدم على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية وصناعة الأعلاف وصناعات النسيج والغسيل.
إن تطبيق تكنولوجيا الإنزيم البيولوجي في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل لا يمكن أن يؤدي فقط إلى تدمير البنية الكثيفة لجدار خلية الفطر بشكل فعال، وتحسين إذابة المواد الوظيفية مثل السكريات والبروتينات، ولكن أيضًا تحلل الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات صغيرة للانتشار وإزالة الشوائب. ، وتحسين نكهة المنتج. ولذلك، فإن تلخيص التقدم البحثي لتطبيق تكنولوجيا الإنزيم البيولوجي في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل في الداخل والخارج سيكون مفيدًا لهذا العمل البحثي.

أنا، تكنولوجيا الانزيم البيولوجي
الإنزيمات هي نوع من البروتين له نشاط تحفيزي خاص تنتجه الخلايا الحية، والتي يمكنها المشاركة في وتعزيز التفاعلات الأيضية المختلفة داخل الخلايا الحية. لديهم خصائص الكفاءة التحفيزية العالية، والنوعية العالية، والظروف التحفيزية المعتدلة.
في الوقت الحاضر، تم تصنيع مستحضرات الإنزيم مثل البروتياز والبكتيناز والسيلوليز والأميليز واستخدامها على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل الغذاء والدواء والمنسوجات والصناعات الكيماوية اليومية وصناعة الورق ومعالجة مياه الصرف الصحي الصناعية والأعلاف، مع آفاق تطبيق واسعة. .
على الرغم من أن خلايا الفطر الصالحة للأكل تحتوي على الإنزيمات نفسها، إلا أن التحلل الذاتي وحده لا يمكنه تحقيق نتائج تحضير مثالية، ولا يمكن تحقيق معدلات استخلاص عالية إلا عن طريق إضافة الإنزيمات. عندما درس تيان لونغ تأثير إضافة الإنزيمات على استخلاص العناصر الغذائية من الفطر طويل الجذور، وجد أنه بالاعتماد فقط على عمل الإنزيم للفطر نفسه، فإن معدلات استخلاص المواد الصلبة القابلة للذوبان والبروتين والتحلل المائي للبروتين تصل إلى 55٪ فقط. 40%، و15%، مما يشير إلى أنه لا يمكن استخلاص معظم المكونات الفعالة.
من ناحية، جدران الخلايا النباتية هي هياكل كثيفة تتكون من مواد مثل السليلوز، الهيمسيلولوز، البكتين، واللجنين. على أساس الاستخلاص التقليدي للمياه الساخنة، يتم اختيار الإنزيمات الخارجية المناسبة وفقًا لتركيبة جدار الخلية لتحلل مكونات جدار الخلية، مثل السليلوز والهيميسيلولوز والبكتين، وتدمير البنية الكثيفة، مما يسهل عملية التحلل. المكونات الفعالة في الخلايا النباتية في الذوبان والانتشار.
من ناحية أخرى، غالبًا ما يتم تقسيم البروتينات والأحماض النووية والمواد الأخرى الموجودة في الخلايا إلى ببتيدات صغيرة وأحماض أمينية ونيوكليوتيدات وما إلى ذلك حسب الحاجة. من الضروري أيضًا إضافة البروتياز والفوسفوديستراز والإنزيمات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، عند استخلاص وتحضير بعض المواد مثل الألياف الغذائية غير القابلة للذوبان، فإن إزالة الشوائب مثل النشا والبكتين والبروتين وغيرها التي تعتبر غير فعالة تتطلب إضافة إنزيمات مقابلة للتحلل.

ثانياً، تطبيق تكنولوجيا الإنزيمات البيولوجية في معالجة الفطر الصالح للأكل

1. تطبيق السليوليز
السليوليز هو مصطلح جماعي لمجموعة من الإنزيمات المشاركة في التحلل الحيوي للسليلوز لإنتاج الجلوكوز. إنه نظام إنزيم متعدد المكونات يلعب دورًا تآزريًا، يُعرف أيضًا باسم نظام السليولاز، بما في ذلك بشكل أساسي إنزيمات نوكلياز الداخلية - جلوكوزيداز، نوكلياز خارجي - جلوكوزيداز و - جلوكوزيداز. السليلوز هو أحد المكونات الرئيسية في جدار الخلية للفطر الصالح للأكل، ويتكون بشكل أساسي من - D-جلوكوز - 1,4 اتصال رابطة جليكوسيدية، مقطوع عن طريق العمل التآزري لثلاثة إنزيمات - 1,4 جليكوسيديك تولد الروابط سكريات قليلة السلسلة قصيرة مثل سكريات الألياف، والسكريات قليلة الألياف، والجلوكوز، مما يؤدي إلى تعطيل البنية الكثيفة لجدار الخلية وتعزيز انحلال المكونات الفعالة داخل الخلية.
إن استخدام السليوليز لا يحسن معدل ذوبان المكونات الوظيفية في الفطر الصالح للأكل فحسب، بل يزيد أيضًا من القيمة الاقتصادية لمنتجات المعالجة الثانوية. عندما استخدم فان جونمين وآخرون السليوليز لاستخراج السكريات من Pleurotus eryngii، كان معدل الاستخلاص يصل إلى 18.57%، وهو أعلى بمقدار 1.24 مرة من طريقة استخلاص الماء التقليدية بمعدل استخلاص متعدد السكاريد يبلغ 8.29%. وفي الوقت نفسه، فإن الاستخلاص الأنزيمي أيضًا يقلل من وقت التشغيل، ويقلل من نسبة المادة السائلة، ويخفض درجة حرارة الاستخلاص، وبالتالي توفير الطاقة وتجنب الضرر الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة لمكونات السكاريد.
وانغ أنجيان وآخرون. يستخدم السليوليز لتطرية سيقان فطر الشيتاكي، وهو منتج ثانوي لفطر الشيتاكي. وأظهرت الدراسة أن السليوليز يمكن أن يحسن بشكل فعال طعم ومضغ وتشكل الأنسجة في سيقان فطر الشيتاكي الغني بالألياف الخام. يستخدم شياو لينغ لينغ وآخرون السليوليز لتحلل كمية كبيرة من السليلوز في سيقان الفطر المهملة، ويستخدمون السكريات المختزلة في التحلل الأنزيمي لتخمير الخميرة لإنتاج نوع جديد من خل الفطر.
بالإضافة إلى ذلك، للسيلوليز أيضًا تأثير معزز للعطر. Li Pingping will - تمت إضافة الجلوكوزيداز إلى الجسم المثمر ومرق التخمير العميق لـ Delicious Boletus، وتبين أن المكونات الرئيسية ظلت دون تغيير بعد التحلل المائي الأنزيمي. بينما تم إضافة 17 مركب جديد إلى الجسم الثمري بزيادة قدرها 124.78% في محتوى الأسيتوفينون. في المقابل، تمت إضافة 19 مركبًا جديدًا إلى مرق التخمير، مثل الفورفورال، والسيسجاسمونات، والكابسيسين، (Z، E) - فارنيسول، (Z، Z) - فارنيسول، وما إلى ذلك، مما ساهم بشكل كبير في الرائحة. وبالتالي - يمكن للجلوكوزيداز أن يحسن بشكل فعال المكونات المتطايرة في الجسم الثمري ومرق التخمير العميق للبوليتوس اللذيذ، وله تأثير على تعزيز النكهة.

2. تطبيق البروتياز
البروتياز عبارة عن مجموعة من الإنزيمات التي يمكنها تحلل روابط البروتين الببتيدية. في معالجة الفطر الصالح للأكل، تشمل البروتياز شائعة الاستخدام غراء، بروتياز محايد، بروتياز النكهة، إلخ. من ناحية، يحتوي جدار الخلية وغشاء الفطر الصالح للأكل على بروتينات، لذلك يمكن للبروتياز أن يتحلل البروتينات لتدمير جدار الخلية والغشاء، وبالتالي تحسين إنتاجية المواد المستهدفة. من ناحية أخرى، يمكن أن تتحلل البروتينات الموجودة في الخلايا بواسطة الإنزيمات إلى قليلات الببتيد النشطة ذات الوزن الجزيئي الأصغر، والأحماض الأمينية، وما إلى ذلك، مما يسهل الانتشار خارج الخلية ويسهل الاستخراج اللاحق وإزالة الشوائب.
الباباين هو نوع من بروتياز الثيول الذي يتمتع بقدرة قوية على التحلل المائي للبروتينات الحيوانية والنباتية والببتيدات وما إلى ذلك. يمكنه تحلل بروتينات الجزيئات الكبيرة إلى ببتيدات جزيئية صغيرة أو أحماض أمينية، مما يفضي إلى إطلاق مكونات وظيفية مثل عديد السكاريد في الفطر الصالح للأكل، و يمكن أيضًا إعادة تجميع بروتينات التحلل المائي إلى مواد ببتيدية ذات وظائف نشطة.
عندما درست ليو تشينغ طريقة الاستخلاص الأنزيمي للسكريات من فطر شيتاكي، وجدت أن معدل استخلاص السكريات عن طريق التحلل المائي الأنزيمي للبابين زاد بنسبة 95% مقارنة بالاستخلاص المباشر للمياه، وهو أعلى بكثير من 79% من البكتيناز و42% من السليولاز. ، ضعف ما يتم استخراجه بالماء الساخن التقليدي. لذلك، يعتبر الغراء أكثر ملاءمة لاستخراج السكريات من فطر الشيتاكي. وفي الوقت نفسه، يتمتع الهيدروليزات الأنزيمي أيضًا بالوظيفة المناعية لعديد السكاريد الفطري الصالح للأكل.
البروتياز المحايد هو نوع من البروتياز الذي يعمل على روابط الببتيد البروتيني تحت ظروف محايدة (pH 6.0-7.5). يمكنه تحلل البروتينات إلى أحماض أمينية وببتيدات وأحماض أمينية مجانية. عند استخلاص الألياف الغذائية غير القابلة للذوبان من الفطر الصالح للأكل، فإنه يمكن إزالة البروتينات بشكل فعال وتحسين العائد.
بروتياز النكهة عبارة عن إنزيم مختلط من نوكلياز داخلية ونوكلياز خارجية، والذي يمكنه إزالة الأحماض الأمينية الكارهة للماء بشكل فعال من نهاية البروتينات، وتحرير الأحماض الأمينية الكارهة للماء في النهاية، وتقليل النكهات السيئة مثل المرارة. وغالبًا ما يستخدم مع البروتيازات الأخرى لتحضير الببتيدات.

3. تطبيق البكتيناز
البكتيناز هو نظام معقد متعدد الإنزيمات يتكون من هيدرولاز البكتين، لياز البكتين، استريز البكتين، والبروتوبكتيناز، والذي يمكن شقه أو نوع من الإنزيم الذي يشق الروابط الجليكوسيدية في البكتين ويكسرها إلى حمض بولي جالاكتورونيك. لا يشكل البكتين فقط البنية الصلبة لجدران خلايا الفطر الصالحة للأكل مع السليلوز والهيمسيلولوز واللجنين وما إلى ذلك، ولكنه يترسب أيضًا في المصفوفة بين الخلايا. لذلك، لا يمكن للبكتيناز تدمير جدار الخلية فحسب، بل يمكنه أيضًا تقليل لزوجة المحلول، وبالتالي تعزيز انحلال واستخراج المكونات الفعالة داخل الخلية.
عندما تاو جينغ وآخرون. بدراسة التحلل المائي الأنزيمي لنبات Hericium erinaceus، وجدوا أنه بعد العلاج بالبكتيناز، زاد المحتوى الصلب في المحلول من 36 ملجم / جم إلى 88 ملجم / جم، وهو ما كان أكثر فعالية من الإنزيمات الثلاثة الأخرى التي تحطم جدار الخلية (السيلوليز، الزيلاناز - الجلوكوزيداز). بالإضافة إلى ذلك، وجدت الأبحاث أن هيدروليزات البكتيناز الموجودة في فطر الخيزران ذو التنورة الطويلة لها أيضًا نشاط مضاد للجراثيم.

4. تطبيق الانزيمات الأخرى
5'- يمكن للفوسفوديستراز أن يحلل الحمض النووي الريبي (RNA) في خلايا الفطر إلى 5' - نيوكليوتيدات، مما لا يزيد فقط من بعض التأثيرات الدوائية، ولكن أيضًا مواد النكهة الطازجة المهمة مثل 5'- حمض الغوانوزين و5' - حمض الإينوزين، وبالتالي زيادة النكهة. حصل وانغ شياو هونغ على حمض السيتيدين 11.31 باستخدام 5'- فوسفودايستراز لتحلل الحمض النووي في Agaricus bisporus μ G/mL، وأحادي فوسفات الأدينوزين 6.78 μ G/mL، والجوانوسين 8.37 μ G/mL، وحمض البوليك 6.40 μ G/mL، مع نواة. معدل التحلل المائي الأنزيمي الحمضي 68.1%.
- يمكن أن يحلل الجلوكوزيداز البكتين إلى أجزاء منخفضة الوزن الجزيئي من السكريات المختزلة والسكريات قليلة التعدد، وغالبًا ما يستخدم لتحليل الأجزاء الخطية بشكل رئيسي - يتكون بوريا كوكوس من 1،3-D-جلوكان، مع جزيئي منخفض قابل للذوبان في الماء بسهولة أكبر عديد السكاريد بوريا كوكوس قابل للذوبان في الوزن. عند استخلاص الألياف الغذائية من الفطر الصالح للأكل، غالبًا ما يستخدم الأميليز لإزالة الشوائب الموجودة في النشا.

5. تطبيق الانزيمات المركبة
في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل، غالبًا ما يتم تقديم تقنية التحلل المائي الأنزيمي المركب. عند دراسة آثار التحلل المائي الأنزيمي على التركيبة الغذائية والمواد المتطايرة لحساء Agaricus bisporus، Li Qin et al. وجد أن المحتوى الصلب في تحلل الفطر الصالح للأكل زاد بنسبة 42.6% بعد المعالجة بالإنزيمات المحللة (إنزيم مركب يتكون من السليولاز والبروتياز وإنزيمات النكهة)، في حين زاد بنسبة 15% فقط أثناء معالجة الإنزيم التدريجي. وفي الوقت نفسه، كان معدل استرداد البروتين وإجمالي محتوى الأحماض الأمينية الحرة في هيدروليزات الفطر الصالح للأكل هو الأعلى أيضًا، مما يشير إلى أن التأثير التآزري للإنزيمات المركبة يجعل جدار خلية Agaricus bisporus أسهل في الكسر والبروتين داخل الخلية. أسهل في الذوبان.
تشو وآخرون. ساعدت منهجية سطح الاستجابة المدمجة لتحسين الإنزيم المركب (السليلوز: البكتيناز: التربسين =2:2:1) في استخلاص السكريات من نبات الهريسيوم إريناسيوس. ووجدوا أن إنتاجية السكريات من نبات Hericium erinaceus وصلت إلى 13.46% بعد التحلل المائي الأنزيمي عند درجة حموضة 5.71 و52.03 درجة لمدة 33.79 دقيقة، وهو ما لم يكن فقط نفس المجموعات الوظيفية التي تم الحصول عليها بطريقة استخلاص الماء الساخن التقليدية، ولكنه أعلى أيضًا بنسبة 8.03% من تلك التي تم الحصول عليها من خلال طريقة استخلاص الماء الساخن التقليدية. الأخير. يين وآخرون. استخدم إنزيمًا مركبًا (بابين: بكتيناز: سلولاز =1:1) لاستخلاص السكريات من ترايكولوما ماتسوتاكي، بإنتاجية 7.53%.

6. مزيج من تكنولوجيا الانزيم البيولوجي وغيرها من التقنيات
من أجل زيادة تحسين إنتاجية المنتجات في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل، غالبًا ما يتم دمج تكنولوجيا الإنزيم البيولوجي مع الموجات فوق الصوتية والطرق الكيميائية وفصل الأغشية وغيرها من التقنيات. زانغ جين وآخرون. تمت معالجة فطر الشيتاكي بالموجات فوق الصوتية بقوة 200 واط لمدة 30 دقيقة، باستخدام اهتزازه القوي لإحداث تدفق السيتوبلازم، وتذبذب الخلايا، والدوران، والاحتكاك، وتسريع انحلال المكونات الفعالة، وتغيير نفاذية جدران الخلايا، و تسريع انتشار وإطلاق المواد داخل الخلايا. بعد ذلك، تمت إضافة حمض البروتياز للتحلل المائي الأنزيمي لفطر الشيتاكي، ووصل محتوى الأحماض الأمينية في صلصة فطر الشيتاكي المعالجة بهذا التحلل المائي إلى 0.88%.
تقنية الفصل بالغشاء هي تقنية فصل جديدة تجمع بين الفصل والتركيز والتنقية. وينقسم بشكل عام إلى أربعة أنواع بناءً على حجم المسام: الترشيح الدقيق، والترشيح الفائق، والترشيح النانوي، والتناضح العكسي. إنه يتميز بخصائص كفاءة الفصل العالية، واستهلاك الطاقة المنخفض، وتشغيل درجة الحرارة العادية، والاستمرارية الجيدة، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في الغذاء، ومعالجة المياه، والطب، وغيرها من المجالات. في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل، لا يمكن استخدام تقنية الفصل الغشائي لإثراء وتركيز المكونات الفعالة في محلول التحلل المائي الأنزيمي فحسب، بل أيضًا لإزالة العوامل الضارة المتولدة أثناء عملية التحلل المائي الأنزيمي.

ثالثا، التوقعات
تم الاعتراف بالفطر الصالح للأكل من قبل منظمة الصحة العالمية كأطعمة صحية من النوع الوظيفي. وقد لخص خبير الفطر الصالح للأكل والبروفيسور تشانغ شوتينغ من الجامعة الصينية في هونغ كونغ قيمته على أنه "صالح للأكل، ومغذي، وطبوي".
في الوقت الحاضر، أصبحت المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل، وتطوير المكونات النشطة الفعالة في الفطر الصالح للأكل، وتحسين قيمتها المضافة، محور المنافسة في السوق على المستويين المحلي والدولي. نظرًا لمزايا الكفاءة العالية والظروف المعتدلة والاستهلاك المنخفض للطاقة والتلوث المنخفض والعمليات المبسطة، فقد تم تطوير تكنولوجيا الإنزيم البيولوجي بسرعة في المعالجة العميقة لبعض أنواع الفطر الصالح للأكل. ومع ذلك، لم يتم تشكيل نظام تطبيق منهجي نسبيًا، ولا يزال معظمها على مستوى المختبر.
أظهرت الدراسات ذات الصلة أن مستحضرات الإنزيمات الصناعية لها تأثيرات مشابهة للإنزيمات التحليلية في إنتاج الألياف الغذائية للفطر الصالحة للأكل. ولذلك، فإن تكنولوجيا الإنزيم البيولوجي لديها إمكانات تجارية هائلة في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل.
ومع ذلك، فإن تكنولوجيا الإنزيم البيولوجي لها أيضًا عيوب معينة.
من ناحية، فإن ظروف التفاعل لها قيود كبيرة على كفاءة التحلل المائي الأنزيمي، كما أن معدل إعادة استخدام الإنزيمات المثبتة ليس مرتفعًا بشكل عام، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الإنزيم.
من ناحية أخرى، فإن البحث التطبيقي لتكنولوجيا الإنزيم البيولوجي في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل ليس مثاليًا، والعملية ليست ناضجة. لذلك، فإن التطوير الإضافي لتكنولوجيا الإنزيمات البيولوجية في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل يحتاج إلى تحقيق الجوانب التالية:
① زيادة فحص وزراعة الكائنات الحية الدقيقة المنتجة للإنزيم، وتقليل تكاليف الإنتاج، وتطوير مستحضرات الإنزيم ذات نشاط الإنزيم العالي والقدرة على التكيف على نطاق واسع.
② تطوير ناقلات فعالة وغير مكلفة ونفاذية ومستقرة وآمنة وغير سامة، بالإضافة إلى طرق تثبيت بسيطة وممكنة، لتحسين خصائص الإنزيمات المثبتة وثباتها ونطاق تطبيقها.
③ تعزيز البحث التطبيقي لتكنولوجيا الإنزيمات البيولوجية في عملية استخلاص المكونات الوظيفية في الفطر الصالح للأكل، وإنشاء مؤشرات للكشف عن الإنزيم المتبقي في المحللات الأنزيمية لضمان استقرار وجودة محلول الاستخلاص.
باختصار، تتمتع تكنولوجيا الإنزيم البيولوجي بآفاق تطبيقية واسعة وإمكانات سوقية في المعالجة العميقة للفطر الصالح للأكل في الصين.

المعلومات الواردة في هذه المقالة تأتي من الإنترنت ولا تستخدم كنصيحة علاجية أو نصيحة استثمارية. إذا كان لهذه المقالة تأثير على حقوقك ومصالحك أو كنت مهتمًا بهذا المنتج، فيرجى الاتصال بنا في الوقت المناسب حتى نتمكن من تقديم المزيد من المساعدة لك