酶在食品生產(chǎn)和原料處理方面的應(yīng)用

1、酶在食品生產(chǎn)和原料處理方面 的應(yīng)用作者:日期:酶在食品生產(chǎn)和原料處理方面的應(yīng)用摘要：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特 殊蛋白質(zhì)。目前，世界上已知的酶有2000多種。從動(dòng)物、植物或微生物生物體 中提取的具有酶活力的酶制品，稱酶制劑。酶制劑廣泛用于食品、發(fā)酵、制革、 紡織、日用化工、醫(yī)藥等工業(yè)。目前已制備的酶制劑近百種，已有工業(yè)化生產(chǎn)的 約50余種，在食品工業(yè)中常用的20多種。酶主要來源于植物、動(dòng)物和微生 物。最早人們多是從動(dòng)物或植物組織中提取的，例如從動(dòng)物的胰臟及胃、木瓜、 菠蘿等中提取各種酶。但動(dòng)物和植物生長周期長，成本高，又受地理、氣候、季 節(jié)等因素的影響而不

2、適宜于大規(guī)模生產(chǎn)酶制劑。目前,工業(yè)上應(yīng)用的酶大多 采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)。近年來，隨著基因工程技術(shù)的快速發(fā)展，為提高酶產(chǎn)量和新 品種的開發(fā)開辟了新途徑2。關(guān)鍵詞：酶；酶制劑；食品工業(yè)；應(yīng)用；原料處理1. 酶在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用作為一種食品添加劑，與傳統(tǒng)的化學(xué)法，如酸法、堿法加工 食品相比，酶技 術(shù)具有顯著的優(yōu)越性。首先，酶的催化反應(yīng)具有 高度專一性和高效性，酶制劑用 量小，經(jīng)濟(jì)上合算；再次，酶的反應(yīng)條件溫和，營養(yǎng)成分損失少，易操作，能 耗低。因此，酶工程技術(shù) 在食品的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如制糖業(yè)、釀造 業(yè)、肉類工業(yè)、焙烤業(yè)，以及乳品工業(yè)和果蔬加工業(yè)等 。酶制劑在食品工業(yè)中的作用概括為利于食品的

3、保存，防止食品的腐壞變 質(zhì)；改善食品的感官性狀；保持或提高食品的營養(yǎng) 價(jià)值；利于食品生產(chǎn)中提高 提取速度和產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本4 O1.1酶在焙烤食品中的應(yīng)用酵母在面團(tuán)中，依靠面粉本身淀粉酶和蛋白酶的作用生成麥芽糖和氨基酸 來進(jìn)行繁殖個(gè)發(fā)酵。目前歐美各國常添加酶進(jìn)行強(qiáng)化，用酶活力高的面粉制成 的面包，氣孔細(xì)而分布均勻、體積大、彈性好、色澤佳。面粉中添加a淀粉酶，可調(diào)節(jié)麥芽糖生成量，使二氧化碳產(chǎn)生和面團(tuán)氣體保持力相平衡。添加 蛋白酶可促進(jìn)面筋軟化，增加伸延性，減少揉面時(shí)間和動(dòng)力，改善發(fā)酵效果。 用蛋白酶強(qiáng)化的面粉可防止糕點(diǎn)老化。糕點(diǎn)餡心常用淀粉為填料，添加用B淀粉酶可改善餡心風(fēng)味；面包制作中適當(dāng)添

4、加脂肪酶可增進(jìn)面包的香味，這是因?yàn)橹久缚墒谷橹形⒘康拇妓峄蛲岬母视王シ纸?，從而生成S內(nèi)酯等香味物質(zhì)01.2酶在果蔬加工中的應(yīng)用水果蔬菜加工中最常用的酶是果膠 酶。利用果膠酶可以明顯提高果汁澄 清度、增加果汁出汁率、產(chǎn) 品穩(wěn)定性好、色澤好。木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶 主要用于啤酒澄清，防止混濁，延長保 存期。酸性蛋白酶、淀粉酶、果膠酶 等也用于果酒釀造，可消除 混濁或改善壓榨條件等。木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白 酶等可分解肌 肉結(jié)締組織的纖維蛋白01.3酶在乳品工業(yè)中的應(yīng)用牛奶中含有44.5%的乳糖，這是一種缺乏甜味而且溶解度很低的雙糖， 難于消化。有些人飲牛奶后常發(fā)生腹瀉、腹痛等病，其原因即在于此。

5、而且由 于乳糖難溶于水，常在煉乳、冰淇淋中砂樣結(jié)晶析出，從而影響食品風(fēng)味。用 乳糖酶處理牛乳生產(chǎn)脫乳糖的牛奶， 就可以解決這些問題。在缺乏巴氏消毒設(shè) 備或冷藏的條件下，過氧化氫酶可用于牛奶消毒，優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)大量破壞牛奶 中的酶和有益細(xì)菌。乳清是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)品，世界年產(chǎn)量達(dá) 9000多噸，其中含44.5%的 乳糖，因乳糖難于消化，歷年作廢水排放，嚴(yán)重污染環(huán)境?，F(xiàn)采用乳糖處理， 當(dāng)乳糖水解率達(dá)80%寸，即可供食用或作為飼料5。如進(jìn)一步用葡萄糖異構(gòu)酶 處理，使其中的葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖，那甜度會(huì)進(jìn)一步提高。1.4酶在肉類加工的應(yīng)用決定肉硬度的2個(gè)最主要的因素是肌原纖維和結(jié)締組織。而肉的總嫩度基 本上是由

6、結(jié)締組織中膠原蛋白含量所決定。通過添加蛋白酶，使肉類膠原蛋白中的肽鍵和交聯(lián)發(fā)生斷裂，破壞蛋白質(zhì)嚴(yán)密的空間結(jié)構(gòu)，使肉嫩化。生產(chǎn)中最常用的是木瓜蛋白酶，該酶是半胱氨基蛋白酶，其具有廣譜的水解活性，主要在烹飪過程中起作用。它能降解肌原纖維和結(jié)締組織的蛋白質(zhì)， 將肌動(dòng)球蛋白 和膠原蛋白降解成小分子的多肽甚至氨基酸，令肌絲和筋腱絲斷裂，實(shí)現(xiàn)嫩化作用01.5酶在啤酒生產(chǎn)的應(yīng)用啤酒工業(yè)用糖化酶可增加發(fā)酵度、縮短糖化時(shí)間。啤酒是以麥芽為原料，淀粉酶可液化、糖化淀粉、促進(jìn)酵母的生產(chǎn)，進(jìn)而生產(chǎn)啤酒、酒精等。麥芽 中含降解原料生產(chǎn)可發(fā)酵性物質(zhì)所必需的各種酶類。 由于麥芽制造時(shí)，原料（大 麥）中淀粉呼吸損失，很不經(jīng)濟(jì)

7、，因此釀酒廠常用大麥、大米、玉米等作為輔 助原料來替代一部分麥芽，以致引起酶活力不足， 使糖化不能充分，蛋白質(zhì)降 解不足，從而影響啤酒的收率與風(fēng)味。米用微生物淀粉酶、蛋白酶、B淀粉 酶、B葡聚糖酶等酶制劑，可補(bǔ)充麥芽酶活力不足的缺陷。特別是在用大麥 作輔料或用發(fā)芽欠佳的麥芽時(shí)，由于其中含有粘性的B葡聚糖，使麥芽汁難過濾，況且由于B葡聚糖不溶于酒精，從而在啤酒中生成沉淀而不易濾 清，采用B葡聚酶處理就可使其分解而改善過濾操作。原料糖化時(shí)添加糖 化酶可增加發(fā)酵度，縮短糖化作用時(shí)間， 可用于生產(chǎn)低熱量啤酒。采用中性蛋 白酶可分解原料中蛋白質(zhì)以增加麥芽汁中氨基酸含量，從而促進(jìn)酵母發(fā)酵。采用木瓜蛋白酶、

8、菠蘿蛋白酶或霉菌酸性蛋白酶則可使啤酒澄清，防止混濁，延長保存期?？傊钢苿┰谑称饭I(yè)的應(yīng)用非常廣泛，隨著食品工業(yè)的發(fā)展，酶制劑 的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓寬。2. 酶在原料處理方面的應(yīng)用2.1酶在紡織工業(yè)的應(yīng)用酶應(yīng)用于紡織工業(yè)最早是從織物退漿開始的。 用淀粉酶催化水解織物上的 淀粉漿料已經(jīng)有多年歷史，目前仍然是去除織物上的淀粉漿料的主要方法。應(yīng) 用于工業(yè)的退漿淀粉酶主要是a-淀粉酶、13-淀粉酶，一般使用溫度為50 70C pH值在67左右。目前用于退漿的淀粉酶主要向高溫高效方向發(fā)展， 高溫淀粉酶，不僅可以提高退漿效率，而且可以同時(shí)去除混合漿料中的 PVC等 化學(xué)漿料。2.2酶在皮革生產(chǎn)的應(yīng)用酶是一種

9、生物催化劑，可以和皮中許多成分如膠原蛋白、角蛋白、糖蛋白、 脂肪等發(fā)生作用。利用這種作用可除去生皮中許多對(duì)制革無用的成分，適度分散膠原纖維，生產(chǎn)預(yù)期的產(chǎn)品。酶制劑本身無毒，作用過程也不產(chǎn)生有毒物 質(zhì)，因此是一種環(huán)保型產(chǎn)品，用其代替許多污染重的化工材料用于皮革加工 被公認(rèn)為是一種清潔工藝。酶制劑在制革中的應(yīng)用由來已久，早期的“發(fā)汗法”脫毛就是利用皮上的微生物生長繁殖過程中分泌的蛋白酶來產(chǎn)生脫毛效果的。在傳統(tǒng)工藝中酶制劑主要用于脫毛和軟化，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，開發(fā) 的酶種越來越多，目前，酶制劑已被廣泛的應(yīng)用于浸水、浸灰、脫毛、軟化、 脫脂等工序，傳統(tǒng)的酶軟化和酶脫毛方法也不斷得到改進(jìn)?，F(xiàn)代制革技術(shù)

10、中， 酶發(fā)揮著日益重要的作用，已成為制革生產(chǎn)必不可少的材料。2.3酶在淀粉糖工業(yè)中的應(yīng)用隨著酶技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，酶法糖化已成為淀粉轉(zhuǎn)化生產(chǎn)淀粉糖的主要方法。該方法包括酶法液化與糖化兩個(gè)部分，工業(yè)上應(yīng)用酶法生產(chǎn)淀粉糖需要4872 h,其中液化只需幾十分鐘或者幾小時(shí)，而糖化則需幾十小時(shí)，因此，糖 化過程是淀粉轉(zhuǎn)化生產(chǎn)淀粉糖的關(guān)鍵步驟。為了縮短反應(yīng)時(shí)間同時(shí)提高酶的利用率,Chi-Bata于1978年首次提出了固定化酶的概念，但由于酶在固定化后活 性部位被掩蓋或是酶固定不牢等缺點(diǎn)，固定化酶并沒有在淀粉行業(yè)中得到很好 的應(yīng)用。近年來，由于酶工程技術(shù)的快速發(fā)展及膜分離技術(shù)的不斷進(jìn)步，一個(gè)新的概念一一酶膜反應(yīng)

11、器，正在逐漸被人們熟知并且開始逐漸應(yīng)用于淀粉行業(yè)8。3. 酶在食品生產(chǎn)和原料處理中應(yīng)用的前景綜上所述，酶在食品生產(chǎn)和原料處理中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著基因程的應(yīng)用，其潛力有望進(jìn)一步發(fā)揮。展望未來，我們可以從酶學(xué)里找到既又環(huán)保的 方法，來解決食品工業(yè)和工業(yè)原料處理等方面的問題。故酶在食品生產(chǎn)和原料處理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：1 凌關(guān)庭食品加工用酶制劑中國食品用化學(xué)品M, 1997, 3: 11- 16.2 唐忠海，繞力群.酶工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用M, 2004, 25( 4) : 10- 13.3 蒲海燕，劉春芳，賀雅非，等.酶制劑在食品中的應(yīng)用概況J.中國食品添加劑，2004, ( 4) : 101- 104.4 盧士玲，樊慶魯，蓋玉坤，等.酶制劑在食品工業(yè)的應(yīng)用J,農(nóng)村新技術(shù)，NEW RURALTECHNOLOGY2010,2004.(12) : 24-26 姜錫瑞，段鋼.酶制劑