1、细胞破壁粉碎的定义
细胞破壁粉碎技术是利用机械力、流体动力等方法,将固体物质粉碎成微小粉末的技术。其粉碎原理与普通粉碎相同,但是细度要求更高,按微粉体积大小可分为微米级、亚微米级和纳米级其中微米级定为1~100um。当细度低于细胞直径即可认为达到破壁的程度,又可以称为细胞破壁粉碎。
2、细胞破壁粉碎技术
常用的细胞破壁粉碎技术包括适用于矿石粉碎的球式粉碎,以及适用于植物纤维粉碎的气流式、高频振动式等粉碎技术。通过细胞破壁粉碎技术消除细胞壁,功能性的有效成分得以充分溶出,因此该技术在多功能性食品和中药材加工方面已经得到广泛应用。
此外,由于超微粉末间有很多微小空隙,可以作为固香空间,使粉碎体的香味更浓郁耐久。在食品领域,超微粉末也可以提升食品的适口性,使口感细腻润滑。
采用0.2%NaOH、浸泡15min、料液比1:15、温度25℃的湿法粉碎技术制备超微海带粉,可以达到95%破壁率,这种亚微米级的超微海带粉具有很好的溶解性和流动性。
3、破壁率的计算
破壁粉碎的评价一般采用破壁率作为指标,破壁率的测定采用激光粒度分析法。将约0.1g破壁海带粉末加入到NKT5200-H全自动激光粒度仪的悬浮液中,控制其遮光度范围为8%~20%后进行测试,得到样品粒径分布特征。通过37XF-PC光学显微镜观察计算海带的细胞直径,观察发现海带细胞呈椭圆形,故在视野下随机记录100个细胞的长轴和短轴的长度,取平均值作为细胞直径的范围作为基准。根据何煜的模型计算破壁率:
破壁率=[1-(1-1/n)3]x100% (n>1)
破壁率=100% (n≤1)
(式中,n为颗粒粒径与细胞直径之比)
镜检计算测得海带细胞直径D范围在(19.00+2.90)~(34.28+2.93)μm,平均为(26.64+8.18)μm。图10-1为粒度仪检测所得破壁海带粒径分布图,其颗粒粒径平均径为82.86μm。带入公式,计算得到我们将海带破壁粉碎后的破壁率在54.22%~79.85%。
4.海带的酶解方法与效果
海带细胞壁的主要成分包括褐藻胶、果胶、纤维素、半纤维素等难降解的多糖,因此可以利用褐藻胶裂解酶、纤维素酶、果胶酶等进行酶解,酶解破壁的效果可以通过显微镜观察并计算酶解后产品中单细胞数量,选择细胞内某一个有效成分作为标识。
单一酶的酶解效率往往不高,复合酶解法则可针对细胞壁各组分,充分破坏细胞结构,大大提高酶解效率。如果采用木聚糖酶、木瓜蛋白酶、果胶酶和纤维素酶四种复合酶提取海带多糖,通过纤维素酶水解细胞壁的纤维素先使其破裂,然后加入果胶酶水解果胶质使多糖溶出,同时木瓜蛋白酶和木聚糖酶加速细胞崩解提高前两种酶的作用效果,四种酶交互作用显著提高了海带多糖的提取率。如果先加纤维素酶处理2h后再加果胶酶提取海带多糖比同步加酶法总糖得率提高了31.58%,分步加酶的提取效果更好。相对而言,酶解法需要较长时间,同时成本较高。
我们通过海带酶解前、后细胞形态的观察(图10-2),发现海带细胞由相邻紧密的完整椭圆形变为离散且存在破裂缺口的不规则形态。同时对海带酶解前后还原糖含量的检测发现,酶解后还原糖含量提高了 32.59%,见图10-3。由此判断本试验酶解方法对海带细胞存在一定的破壁效果。
本期内容到这就结束了,你有没有对海带破壁粉碎和酶解有了新的认识呢?下期我们继续讲述海带,将海带粉、破壁海带粉、酶解海带粉和海带酶解提取物四种海带产品的碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质、氨基酸、色素等营养成分进行了较全面的分析,并对加工前、后营养素含量的变化进行比较分析。敬请期待吧!
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