1、細胞破壁粉碎的定義
細胞破壁粉碎技術(shù)是利用機械力、流體動力等方法,將固體物質(zhì)粉碎成微小粉末的技術(shù)。其粉碎原理與普通粉碎相同,但是細度要求更高,按微粉體積大小可分為微米級、亞微米級和納米級其中微米級定為1~100um。當(dāng)細度低于細胞直徑即可認為達到破壁的程度,又可以稱為細胞破壁粉碎。
2、細胞破壁粉碎技術(shù)
常用的細胞破壁粉碎技術(shù)包括適用于礦石粉碎的球式粉碎,以及適用于植物纖維粉碎的氣流式、高頻振動式等粉碎技術(shù)。通過細胞破壁粉碎技術(shù)消除細胞壁,功能性的有效成分得以充分溶出,因此該技術(shù)在多功能性食品和中藥材加工方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。
此外,由于超微粉末間有很多微小空隙,可以作為固香空間,使粉碎體的香味更濃郁耐久。在食品領(lǐng)域,超微粉末也可以提升食品的適口性,使口感細膩潤滑。
采用0.2%NaOH、浸泡15min、料液比1:15、溫度25℃的濕法粉碎技術(shù)制備超微海帶粉,可以達到95%破壁率,這種亞微米級的超微海帶粉具有很好的溶解性和流動性。
3、破壁率的計算
破壁粉碎的評價一般采用破壁率作為指標,破壁率的測定采用激光粒度分析法。將約0.1g破壁海帶粉末加入到NKT5200-H全自動激光粒度儀的懸浮液中,控制其遮光度范圍為8%~20%后進行測試,得到樣品粒徑分布特征。通過37XF-PC光學(xué)顯微鏡觀察計算海帶的細胞直徑,觀察發(fā)現(xiàn)海帶細胞呈橢圓形,故在視野下隨機記錄100個細胞的長軸和短軸的長度,取平均值作為細胞直徑的范圍作為基準。根據(jù)何煜的模型計算破壁率:
破壁率=[1-(1-1/n)3]x100% (n>1)
破壁率=100% (n≤1)
(式中,n為顆粒粒徑與細胞直徑之比)
鏡檢計算測得海帶細胞直徑D范圍在(19.00+2.90)~(34.28+2.93)μm,平均為(26.64+8.18)μm。圖10-1為粒度儀檢測所得破壁海帶粒徑分布圖,其顆粒粒徑平均徑為82.86μm。帶入公式,計算得到我們將海帶破壁粉碎后的破壁率在54.22%~79.85%。
4.海帶的酶解方法與效果
海帶細胞壁的主要成分包括褐藻膠、果膠、纖維素、半纖維素等難降解的多糖,因此可以利用褐藻膠裂解酶、纖維素酶、果膠酶等進行酶解,酶解破壁的效果可以通過顯微鏡觀察并計算酶解后產(chǎn)品中單細胞數(shù)量,選擇細胞內(nèi)某一個有效成分作為標識。
單一酶的酶解效率往往不高,復(fù)合酶解法則可針對細胞壁各組分,充分破壞細胞結(jié)構(gòu),大大提高酶解效率。如果采用木聚糖酶、木瓜蛋白酶、果膠酶和纖維素酶四種復(fù)合酶提取海帶多糖,通過纖維素酶水解細胞壁的纖維素先使其破裂,然后加入果膠酶水解果膠質(zhì)使多糖溶出,同時木瓜蛋白酶和木聚糖酶加速細胞崩解提高前兩種酶的作用效果,四種酶交互作用顯著提高了海帶多糖的提取率。如果先加纖維素酶處理2h后再加果膠酶提取海帶多糖比同步加酶法總糖得率提高了31.58%,分步加酶的提取效果更好。相對而言,酶解法需要較長時間,同時成本較高。
我們通過海帶酶解前、后細胞形態(tài)的觀察(圖10-2),發(fā)現(xiàn)海帶細胞由相鄰緊密的完整橢圓形變?yōu)殡x散且存在破裂缺口的不規(guī)則形態(tài)。同時對海帶酶解前后還原糖含量的檢測發(fā)現(xiàn),酶解后還原糖含量提高了 32.59%,見圖10-3。由此判斷本試驗酶解方法對海帶細胞存在一定的破壁效果。
本期內(nèi)容到這就結(jié)束了,你有沒有對海帶破壁粉碎和酶解有了新的認識呢?下期我們繼續(xù)講述海帶,將海帶粉、破壁海帶粉、酶解海帶粉和海帶酶解提取物四種海帶產(chǎn)品的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、氨基酸、色素等營養(yǎng)成分進行了較全面的分析,并對加工前、后營養(yǎng)素含量的變化進行比較分析。敬請期待吧!
上一篇 : 沒有了
下一篇 : 如何提高中藥超細粉碎機的靈活性與效率?