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)用姓名：吳凱 班級(jí)：2009級(jí)生物技術(shù)05班 學(xué)號(hào)：20093344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1 。酶主要來(lái)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(zhǎng)周期長(zhǎng), 成本高, 又受地理、

2、氣候、季節(jié)等因素的影響而不適宜于大規(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(lái),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(yíng)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3 。

3、酶制劑在食品工業(yè)中的作用概括為利于食品的保存, 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(yíng)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 。1.1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(lái)進(jìn)行繁殖個(gè)發(fā)酵。目前歐美各國(guó)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，添加用淀

4、粉酶可改善餡心風(fēng)味；面包制作中適當(dāng)添加脂肪酶可增進(jìn)面包的香味，這是因?yàn)橹久缚墒谷橹形⒘康拇妓峄蛲岬母视王シ纸猓瑥亩蓛?nèi)酯等香味物質(zhì)5。1.2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(zhǎng)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5。1.3 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

5、發(fā)生腹瀉、腹痛等病，其原因即在于此。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(wèn)題。在缺乏巴氏消毒設(shè)備或冷藏的條件下, 過(guò)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%時(shí)，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

6、。而肉的總嫩度基本上是由結(jié)締組織中膠原蛋白含量所決定。通過(guò)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(guò)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5。1.5 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6。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

7、粉呼吸損失，很不經(jīng)濟(jì),因此釀酒廠常用大麥、大米、玉米等作為輔助原料來(lái)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。采用微生物淀粉酶、蛋白酶、淀粉酶、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葡聚糖，使麥芽汁難過(guò)濾，況且由于葡聚糖不溶于酒精，從而在啤酒中生成沉淀而不易濾清，采用葡聚酶處理就可使其分解而改善過(guò)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、菠蘿蛋白

8、酶或霉菌酸性蛋白酶則可使啤酒澄清，防止混濁，延長(zhǎng)保存期。總之酶制劑在食品工業(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5。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5O70C，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)用酶是一種生物催化劑 ,可

9、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(wú)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(wú)毒 ,作用過(guò)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7。酶制劑在制革中的應(yīng)用由來(lái)已久 ,早期的“發(fā)汗法”脫毛就是利用皮上的微生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中分泌的蛋白酶來(lái)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(lái)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(guò)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(lái),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)新的概念酶膜反應(yīng)器,

11、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(lái)，我們可以從酶學(xué)里找到既又環(huán)保的方法，來(lái)解決食品工業(yè)和工業(yè)原料處理等方面的問(wèn)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(guó)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(guó)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 RURAL TECHNOLOGY2010,2004.(12) : 24-265 姜錫瑞, 段鋼. 酶制劑實(shí)