1、細(xì)胞破壁粉碎的定義
細(xì)胞破壁粉碎技術(shù)是利用機(jī)械力、流體動(dòng)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(xì)度要求更高，按微粉體積大小可分為微米級(jí)、亞微米級(jí)和納米級(jí)其中微米級(jí)定為1~100um。當(dāng)細(xì)度低于細(xì)胞直徑即可認(rèn)為達(dá)到破壁的程度，又可以稱為細(xì)胞破壁粉碎。
2、細(xì)胞破壁粉碎技術(shù)
常用的細(xì)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(dòng)式等粉碎技術(shù)。通過細(xì)胞破壁粉碎技術(shù)消除細(xì)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(xì)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(dá)到95%破壁率，這種亞微米級(jí)的超微海帶粉具有很好的溶解性和流動(dòng)性。
3、破壁率的計(jì)算
破壁粉碎的評(píng)價(jià)一般采用破壁率作為指標(biāo)，破壁率的測(cè)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(dòng)激光粒度儀的懸浮液中，控制其遮光度范圍為8%~20%后進(jìn)行測(cè)試，得到樣品粒徑分布特征。通過37XF-PC光學(xué)顯微鏡觀察計(jì)算海帶的細(xì)胞直徑，觀察發(fā)現(xiàn)海帶細(xì)胞呈橢圓形，故在視野下隨機(jī)記錄100個(gè)細(xì)胞的長(zhǎng)軸和短軸的長(zhǎng)度，取平均值作為細(xì)胞直徑的范圍作為基準(zhǔn)。根據(jù)何煜的模型計(jì)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(xì)胞直徑之比）
鏡檢計(jì)算測(cè)得海帶細(xì)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(cè)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(jì)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(xì)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(jìn)行酶解，酶解破壁的效果可以通過顯微鏡觀察并計(jì)算酶解后產(chǎn)品中單細(xì)胞數(shù)量，選擇細(xì)胞內(nèi)某一個(gè)有效成分作為標(biāo)識(shí)。
單一酶的酶解效率往往不高，復(fù)合酶解法則可針對(duì)細(xì)胞壁各組分，充分破壞細(xì)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(xì)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(shí)木瓜蛋白酶和木聚糖酶加速細(xì)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(duì)而言，酶解法需要較長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)成本較高。
我們通過海帶酶解前、后細(xì)胞形態(tài)的觀察(圖10-2)，發(fā)現(xiàn)海帶細(xì)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(shí)對(duì)海帶酶解前后還原糖含量的檢測(cè)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(yàn)酶解方法對(duì)海帶細(xì)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(duì)海帶破壁粉碎和酶解有了新的認(rèn)識(shí)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(jìn)行了較全面的分析，并對(duì)加工前、后營養(yǎng)素含量的變化進(jìn)行比較分析。敬請(qǐng)期待吧！
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