酶法抛光珍珠粟:一种减少脱壳营养损耗的创新策略

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Cereal Science 3.9

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  针对传统磨擦抛光珍珠粟导致营养流失严重的问题,研究人员开发了基于纤维素酶(cellulase)、木聚糖酶(xylanase)和果胶酶(pectinase)的酶辅助脱壳技术。通过响应面法(RSM)和人工神经网络-遗传算法(ANN-GA)优化,该技术将干物质损耗控制在10.60–18.54%,显著保留营养成分,为谷物加工提供高效环保新方案。

  

珍珠粟(pearl millet)作为营养丰富的谷物,其加工过程中传统磨擦脱壳(abrasive decortication)会导致高达18.54%的干物质损失,并伴随蛋白质等关键营养素流失。由于珍珠粟颗粒小、大小不均,现有设备难以平衡脱壳效率与营养保留。印度理工学院卡拉格普尔分校的研究人员提出创新解决方案:利用真菌来源的纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶选择性降解果皮(pericarp),通过酶缓冲液浸润(enzyme tempering)实现温和脱壳。研究发表在《Journal of Cereal Science》,证实酶法处理能有效弱化果皮结构,干物质损失较传统方法降低50%以上,且保留核心胚乳(endosperm)和胚芽(germ)营养。

关键技术包括:1)分析磨擦脱壳的干物质与营养损失规律;2)基于珍珠粟果皮成分(71–76.2%胚乳、15.5–21%胚芽、7.2–10.6%果皮)设计复合酶体系;3)采用响应面法(RSM)和人工神经网络-遗传算法(ANN-GA)多目标优化工艺参数;4)检测可溶性固形物(TSS)、还原糖、单宁等降解产物评估果皮水解程度。

【Nutrient loss during abrasive decortication】
磨擦脱壳实验显示,干物质损失随抛光时间与谷物含水量呈非线性增长(10.60–18.54%),蛋白质含量显著下降。

【Conclusion】
酶法脱壳通过靶向水解纤维素(cellulose)、半纤维素(hemicellulose)和果胶(pectin)的糖苷键(glycosidic bonds),实现营养保留率提升。ANN-GA模型优化后,酶处理组较传统方法减少60%的植酸(phytate)损失。

该研究首次将GRAS(Generally Recognized As Safe)级真菌酶应用于珍珠粟加工,为小颗粒谷物脱壳提供了精准可控的生物学方案。T. Jayasree Joshi和P. Srinivasa Rao强调,该技术可推广至高粱(sorghum)等类似谷物,对解决全球营养安全具有重要实践价值。

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