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我國(guó)是食用菌生產(chǎn)、出口大國(guó)，占全世界總量的六成以上。目前，我國(guó)食用菌加工主要分為初加工(干制、鹽漬、罐藏等)和深加工。而據(jù)加工企業(yè)測(cè)算，每加工1kg菇類，初加工后其產(chǎn)值可以增加2-3倍，深加工可以增加10-20倍。綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)需求，食用菌深加工技術(shù)和產(chǎn)品將成為未來的主要發(fā)展方向。

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生物酶技術(shù)是基于酶解作用選擇性破壞植物細(xì)胞壁，使植物細(xì)胞內(nèi)的成分更容易溶解、擴(kuò)散，具有成分浸出率高、減少熱敏成分損失、降低能耗、減少污染、簡(jiǎn)化工藝等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、飼料工業(yè)、紡織和洗滌等。

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將生物酶技術(shù)應(yīng)用于食用菌深加工，不僅可以有效破壞食用菌細(xì)胞壁的致密結(jié)構(gòu)，提高多糖、蛋白質(zhì)等功能物質(zhì)溶出，而且也可酶解大分子物質(zhì)為小分子物質(zhì)，以便擴(kuò)散、去雜，改善產(chǎn)品風(fēng)味。因此，總結(jié)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用生物酶技術(shù)在食用菌深加工方面的研究進(jìn)展，將有助于這方面的研究工作。

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一、生物酶技術(shù)

酶是由生物體活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有特殊催化活性作用的蛋白質(zhì)，能夠參與和促進(jìn)活體細(xì)胞內(nèi)的各種代謝反應(yīng)，具有催化效率高、高度專一性、催化條件溫和等特點(diǎn)。

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目前，蛋白酶、果膠酶、纖維素酶、淀粉酶等酶制劑已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、紡織、日用化工、造紙、工業(yè)洗滌廢水處理及飼料等各個(gè)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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雖然食用菌細(xì)胞中本身含有酶類，但憑借本身自溶遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到理想的制備效果，只能依靠外加酶來實(shí)現(xiàn)高提取率。田龍研究外加酶對(duì)長(zhǎng)根菇營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)抽提效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，僅靠長(zhǎng)根菇自身的酶類作用，可溶性固形物提取率、蛋白抽提率、蛋白水解率只達(dá)到55%、40%、15%，表明大部分有效成分提取不出來。

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一方面，植物細(xì)胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)、木質(zhì)素等物質(zhì)構(gòu)成的致密結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)熱水浸提的基礎(chǔ)上，根據(jù)細(xì)胞壁的組成情況，選用合適的外加酶，將細(xì)胞壁組成成分纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)等水解后破壞致密結(jié)構(gòu)，從而使植物細(xì)胞內(nèi)有效成分更容易溶解、擴(kuò)散。

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另一方面，細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、核酸等往往根據(jù)需要被分解為小分子的肽、氨基酸、核苷酸等，添加蛋白酶、磷酸二酯酶等也是很有必要的。另外，在提取制備一些如不可溶膳食纖維時(shí)，一些被認(rèn)為無效的雜質(zhì)如淀粉、果膠、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的去除，均需要添加相應(yīng)的酶對(duì)之進(jìn)行降解。

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二、生物酶技術(shù)在食用菌加工中的應(yīng)用

1.纖維素酶的應(yīng)用

纖維素酶是所有參與生物降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱，是起協(xié)同作用的多組分酶系，又稱纖維素酶系，主要包括內(nèi)切β-葡萄糖苷酶、外切β-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶。食用菌的細(xì)胞壁中，纖維素是主要成分之一，主要由β-D-葡萄糖以β-1，4糖苷鍵連接，通過三種酶的協(xié)同作用，切斷β-1，4糖苷鍵，生成纖維二糖等短鏈低聚糖、纖維寡糖和葡萄糖，從而破壞細(xì)胞壁的致密結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)有效成分溶出。

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纖維素酶的使用，一方面提高了食用菌功能性成分的溶出率，另一方面也增加了其加工副產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。凡軍民等采用纖維素酶提取杏鮑菇多糖時(shí)，提取率高達(dá)18.57%，比傳統(tǒng)水提取法多糖提取率8.29%高出1.24倍。同時(shí)酶法提取還縮短操作時(shí)間，減少料液比和降低提取溫度，從而節(jié)省能源并避免高溫對(duì)多糖成分的破壞。

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王安建等利用纖維素酶對(duì)香菇副產(chǎn)品香菇柄進(jìn)行嫩化處理，研究表明，纖維素酶可以有效改善富含粗纖維的香菇柄的口感嚼勁和組織形態(tài)。而肖玲玲等則利用纖維素酶降解廢棄香菇柄中的大量纖維素，以酶解液中的還原糖供酵母發(fā)酵，釀造新型香菇醋。

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另外，纖維素酶還具有增香的作用。李平等將β-葡萄糖苷酶添加于美味牛肝菌子實(shí)體和深層發(fā)酵液中，發(fā)現(xiàn)酶解后主要組分均未改變，但子實(shí)體新增17種化合物，其中苯乙酮含量增加了124.78%，而發(fā)酵液則新增19種化合物，如香氣貢獻(xiàn)較大的糠醛、順茉莉酮、胡椒酮、(Z，E)-法呢醛、(Z，Z)-法呢醛等。因而β-葡萄糖苷酶能夠有效改良美味牛肝菌子實(shí)體及其深層發(fā)酵液中的揮發(fā)性物質(zhì)組分，具有強(qiáng)化風(fēng)味的效果。

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2.蛋白酶的應(yīng)用

蛋白酶是一類能水解蛋白質(zhì)肽鍵的酶的總稱。在食用菌加工中，目前常用的蛋白酶包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶等。一方面，食用菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)，因而蛋白酶能通過降解蛋白質(zhì)破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，從而提高目標(biāo)物質(zhì)得率。另一方面，細(xì)胞中的蛋白質(zhì)可經(jīng)過酶降解成為分子量較小的活性寡聚肽、氨基酸等方便擴(kuò)散到細(xì)胞外，利于后續(xù)提取、除雜。

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木瓜蛋白酶是一類巰基蛋白酶，對(duì)動(dòng)植物蛋白質(zhì)、多肽等有較強(qiáng)的水解能力，既能把大分子蛋白質(zhì)水解成小分子多肽或氨基酸，有利于釋放出食用菌多糖等功能性成分，又能把蛋白質(zhì)水解物再合成具有活性功能的肽類物質(zhì)。

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劉青娥研究秀珍菇多糖提取酶解方法時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)木瓜蛋白酶酶解后多糖提取率比直接水提法提高了95%，遠(yuǎn)高于果膠酶的79%和纖維素酶的42%，比傳統(tǒng)熱水浸提法提高了2倍，因而木瓜蛋白酶更適合于秀珍菇多糖的提取。同時(shí)，酶解液也具有食用菌多糖的免疫功能。

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中性蛋白酶是一類在中性(pH6.0-7.5)條件下作用于蛋白質(zhì)肽鍵的一類蛋白酶，可將蛋白質(zhì)水解成氨基酸、多肽以及游離氨基酸，在提取食用菌中不溶性膳食纖維時(shí)能很好地起到去除蛋白質(zhì)、提高得率的作用。

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風(fēng)味蛋白酶是內(nèi)切酶和外切酶的混合酶，可有效地從蛋白質(zhì)末端切除疏水氨基酸，使末端疏水氨基酸游離，以降低苦味等不良風(fēng)味，多與其他蛋白酶復(fù)合使用制備多肽等。

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3.果膠酶的應(yīng)用

果膠酶是一個(gè)由果膠水解酶、果膠裂解酶、果膠酯酶和原果膠酶等組成的多酶復(fù)合體系，通過裂解或β消去作用切斷果膠質(zhì)中的糖苷鍵，使果膠質(zhì)分解為多聚半乳糖醛酸的一類酶。果膠質(zhì)不僅與纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等構(gòu)成食用菌細(xì)胞壁的堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)，也沉積于細(xì)胞間質(zhì)中。因此，果膠酶不僅能破壞細(xì)胞壁，同時(shí)亦可以降低溶液黏度，從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)有效成分溶出與提取。

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陶靜等研究猴頭菇酶解時(shí)發(fā)現(xiàn)，果膠酶處理后，溶液中固形物含量從36mg/g升高到88mg/g，效果優(yōu)于其他三種細(xì)胞破壁酶(纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)。另外，研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)裙竹蓀的果膠酶酶解液也具有了一定的抑菌活性。

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4.其他酶的應(yīng)用

5′-磷酸二酯酶能將菇體細(xì)胞中RNA降解為5′-核苷酸，不僅增加一定的藥理作用，而且5′-鳥苷酸、5′-肌苷酸等也是重要的呈鮮味物質(zhì)，從而增加風(fēng)味。王小紅利用5′-磷酸二酯酶酶解雙孢蘑菇核酸時(shí)得到胞苷酸11.31μg/mL、腺苷酸為6.78 μg/mL、鳥苷酸8.37 μg/mL、尿苷酸6.40μg/mL，核酸酶解率達(dá)到68.1%。

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β-葡聚糖酶可將葡聚糖降解為低分子量片斷的還原糖、寡糖，故常被用于降解主要由線性β-1，3-D-葡聚糖構(gòu)成的茯苓，以更易水溶的低分子可溶性茯苓多糖。在提取食用菌的膳食纖維時(shí)，也常常用到淀粉酶，以去除雜質(zhì)淀粉。

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5.復(fù)合酶的應(yīng)用

在食用菌深加工中，常常引入復(fù)合酶解技術(shù)。李琴等研究酶解處理對(duì)雙孢蘑菇湯營(yíng)養(yǎng)成分和揮發(fā)性物質(zhì)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，食用菌水解酶(由纖維素酶、蛋白酶、風(fēng)味酶組成的復(fù)合酶)處理后酶解液中固形物含量增加了42.6%，而分步加酶處理時(shí)僅增加了15%，同時(shí)食用菌水解酶酶解液中蛋白質(zhì)回收率及游離氨基酸總量也多，說明復(fù)合酶的協(xié)同作用使雙孢蘑菇細(xì)胞壁更易破碎，細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)更易溶出。

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Zhu等結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)合酶(纖維素酶∶果膠酶∶胰蛋白酶=2∶2∶1)輔助提取猴頭菇多糖時(shí)發(fā)現(xiàn)，在pH5.71，52.03℃下酶解33.79min后猴頭菇多糖的收率達(dá)13.46%，不僅與傳統(tǒng)熱水浸提法的所得多糖官能團(tuán)相同，而且得率比后者高8.03%。Yin等采用復(fù)合酶(木瓜蛋白酶∶果膠酶∶纖維素酶=1∶1∶1)提取松茸多糖，得率也達(dá)到了7.53%。

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6.生物酶技術(shù)與其他技術(shù)的聯(lián)用

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為了進(jìn)一步提高食用菌深加工中產(chǎn)品的得率，也常常將生物酶技術(shù)與超聲波、化學(xué)法、膜分離等技術(shù)聯(lián)合使用。臧晉等通過超聲波200 W處理30min借助其強(qiáng)烈的振動(dòng)引起細(xì)胞漿流動(dòng)、細(xì)胞震蕩、旋轉(zhuǎn)、摩擦，加速有效成分溶解，并改變細(xì)胞壁的通透性，加速胞內(nèi)物質(zhì)的擴(kuò)散釋放，而后再添加酸性蛋白酶對(duì)香菇進(jìn)行酶解后，該酶解液加工的香菇醬中氨基酸含量可達(dá)0.88%。

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膜分離技術(shù)是一項(xiàng)兼具分離、濃縮、純化的分離新技術(shù)，一般根據(jù)孔徑大小依次分為微濾、超濾、納濾和反滲透四種，具有分離、能耗低、常溫工作、連續(xù)性好等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于食品、水處理、醫(yī)藥等方面。在食用菌深加工中，不僅可利用膜分離技術(shù)對(duì)酶解液中的有效成分進(jìn)行富集濃縮，也可以除去酶解過程中產(chǎn)生的不良因子。

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三、展望

食用菌是世界衛(wèi)生組織公認(rèn)的機(jī)能因子型保健食品，著名食用菌學(xué)家、香港中文大學(xué)張樹庭教授更將其價(jià)值高度概括為“可食可補(bǔ)可藥”。

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目前，對(duì)食用菌進(jìn)行深加工，開發(fā)食用菌中的有效活性成分，提高其附加值已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)所在。生物酶技術(shù)因其率、條件溫和、低能耗、低污染、簡(jiǎn)化工藝等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在部分食用菌深加工中得到較快發(fā)展。但是，并沒有形成一套較為系統(tǒng)的應(yīng)用體系，多數(shù)仍停留在實(shí)驗(yàn)室水平。

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已有相關(guān)研究表明，工業(yè)酶制劑于商業(yè)食用菌膳食纖維生產(chǎn)上與分析用酶效果類似。因此，生物酶技術(shù)在食用菌深加工方面具有巨大商業(yè)潛力。

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但是，生物酶技術(shù)也存在一定的缺陷。

一方面，反應(yīng)條件對(duì)酶解效果有極大限制，且固定化酶重復(fù)利用率普遍不高，這就造成酶成本偏高。

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另一方面，食用菌深加工中生物酶技術(shù)應(yīng)用研究不完善，工藝不成熟。因而，生物酶技術(shù)在食用菌深加工中的進(jìn)一步發(fā)展需要做到以下方面：

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①加大產(chǎn)酶微生物的篩選和培育，降低生產(chǎn)成本，開發(fā)出高酶活、適應(yīng)范圍廣的酶制劑。

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②開發(fā)、廉價(jià)、通透性好、性能穩(wěn)定、安全******的載體以及簡(jiǎn)便易行的固定化方法，提高固定化酶的性質(zhì)、穩(wěn)定性和應(yīng)用范圍。

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③增強(qiáng)生物酶技術(shù)在食用菌功能性成分提取工藝中的應(yīng)用研究，并建立酶解液中的殘留酶檢測(cè)指標(biāo)，以保證提取液的穩(wěn)定性與質(zhì)量。

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總之，生物酶技術(shù)在我國(guó)食用菌深加工中具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力。