酶工程第13章酶工程在食品工業(yè)上的應(yīng)用課件

第十三章酶在食品工業(yè)上的應(yīng)用一、淀粉加工二、乳品加工三、果品加工四、釀酒工業(yè)五、肉類和魚類加工六、食品保藏七、面點(diǎn)制造第十三章酶在食品工業(yè)上的應(yīng)用一、淀粉加工1酶工業(yè)概況

據(jù)1984年的資料報道，自然界中已發(fā)現(xiàn)的酶約有25000多種，1982年的酶學(xué)手冊紀(jì)錄了2200種已經(jīng)提純鑒定的酶，其中50多種已得到開發(fā)利用。但工業(yè)上大量制造和應(yīng)用的還只限于淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶、果膠酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶等十多種。1985年，世界酶制劑的總產(chǎn)量約75000噸，銷售金額約6億美元。全世界酶制劑的生產(chǎn)量每年以8%左右的速度增長，酶制劑的生產(chǎn)品種已由原來的十多個品種發(fā)展為幾十個品種。大約80％的工業(yè)酶是水解酶，其中60％是蛋白酶，30％是糖水解酶。

酶工業(yè)概況據(jù)1984年的資料報道，自然界中已發(fā)現(xiàn)的酶2歐洲工業(yè)用酶產(chǎn)品市場（1993～2003年）年份總收入（億美元）收入增長率（%）年份總收入（億美元）收入增長率（%）19934.01—19996.198.819944.256.220006.769.319954.546.720017.439.819964.877.320028.1910.219975.257.820039.0610.719985.698.3歐洲工業(yè)用酶產(chǎn)品市場（1993～2003年）年份總收入收入增3日本的酶制劑市場酶類型1998年收入（億日元）1999年收入（億日元）診斷用酶2530限制性內(nèi)切酶3018生產(chǎn)抗生素用酶200310含酶洗滌劑20002000酶解生產(chǎn)異構(gòu)化糖300300酶法生產(chǎn)甜味劑1520酶法生產(chǎn)食用油50150醫(yī)用傳感器用酶250250食品發(fā)酵用傳感器用酶22造紙行業(yè)漂白用酶030總計25873112日本的酶制劑市場酶類型1998年收入1999年收入診斷用酶24酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比5我國的酶制劑工業(yè)

從“六五”到“十五”期間，我國酶制劑產(chǎn)品的產(chǎn)量以每年20%以上的速度增長，生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步擴(kuò)大。據(jù)中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會最新統(tǒng)計，目前我國有酶制劑生產(chǎn)企業(yè)約200家，現(xiàn)有生產(chǎn)能力40多萬噸。產(chǎn)品以糖化酶、α-淀粉酶、蛋白酶為主，三種產(chǎn)品的產(chǎn)量占酶制劑總產(chǎn)量的95%以上。此外還有果膠酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶、堿性脂肪酶、α-乙酰乳酸脫羧酶、植酸酶、木聚糖酶等。我國酶制劑產(chǎn)品主要用于釀酒、淀粉制糖、洗滌劑、紡織、皮革、飼料等行業(yè)。我國的酶制劑工業(yè)從“六五”到“十五”期間，我國酶制劑6食品工業(yè)中酶的應(yīng)用范圍

食品加工過程中保持食品的色、香、味和結(jié)構(gòu)是很重要的問題。在食品加工過程中要避免使用劇烈的化學(xué)反應(yīng)。酶由于反應(yīng)條件溫和，專一性強(qiáng)，本身無色無味，反應(yīng)容易控制，因而最適合用在食品加工方面。酶在食品工業(yè)最大的用途是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品以及啤酒制造等。

食品工業(yè)中酶的應(yīng)用范圍食品加工過程中保持食品的色、香7一、淀粉加工1．用于淀粉加工的酶（1）α－淀粉酶：從淀粉分子內(nèi)部水解α-1,4-糖苷鍵，使淀粉溶液的粘度下降，碘反應(yīng)迅速消失，水解產(chǎn)物為寡聚糖、麥芽糖及少量葡萄糖。（2）β－淀粉酶：從淀粉分子的非還原端水解α-1,4-糖苷鍵，依次切下一個個麥芽糖，遇到α-1,6-糖苷鍵即中止，水解產(chǎn)物為麥芽糖和β－極限糊精。

一、淀粉加工1．用于淀粉加工的酶8β－極限糊精非還原端非還原端非還原端還原端β－極限糊精非還原端非還原端非還原端還原端9用于淀粉加工的酶（3）淀粉葡萄糖苷酶：又稱糖化酶、葡萄糖淀粉酶。它從淀粉分子的非還原端水解α-1,4-糖苷鍵，依次切下一個個葡萄糖，也能水解α-1,6-糖苷鍵和α-1,3-糖苷鍵，但速度慢得多。水解產(chǎn)物為葡萄糖。（4）葡萄糖異構(gòu)酶：即木糖異構(gòu)酶，它能使木糖和葡萄糖異構(gòu)成木酮糖和果糖。用于淀粉加工的酶（3）淀粉葡萄糖苷酶：又稱糖化酶、葡萄糖淀粉10用于淀粉加工的酶（5）環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶：水解淀粉的α-1,4-糖苷鍵，生成6～8個葡萄糖構(gòu)成的環(huán)狀糊精，在有蔗糖存在時可以將淀粉上的葡萄糖轉(zhuǎn)移到蔗糖上，形成偶聯(lián)糖。（6）脫支酶：水解α-1,6-糖苷鍵，切下支鏈淀粉的分支。用于淀粉加工的酶（5）環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶：水解淀粉的α-1,112．葡萄糖生產(chǎn)

利用酶水解淀粉生產(chǎn)葡萄糖是酶工業(yè)的一項重大成就，自50年代末日本研究成功，次年日本的葡萄糖產(chǎn)量猛增10倍，現(xiàn)在這個方法已在世界各地普遍采用。2．葡萄糖生產(chǎn)利用酶水解淀粉生產(chǎn)葡萄糖是酶工業(yè)的一項12酸法和酶法生產(chǎn)葡萄糖的比較項

目酸

法酶

法原料淀粉需要高度精制不必精制投料濃度約25％30～50％水解率約90％98％以上糖化時間約60分鐘48～72小時設(shè)備要求需耐酸耐壓(pH2，304～405kPa)不需耐酸耐壓糖化液狀態(tài)有強(qiáng)烈苦味，色澤深無苦味和色素生成管理要求管理困難，水解終止要中和不必中和收率結(jié)晶收率70％結(jié)晶收率80％，全糖收率100％酸法和酶法生產(chǎn)葡萄糖的比較項目酸法酶13DEdextroseequivalentvalue葡萄糖當(dāng)量值

還原糖在糖漿中所占百分比（以干物質(zhì)計），淀粉的DE值為0，葡萄糖的DE值為100。DEdextroseequivalentvalue14酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程淀粉乳(30～50％)耐熱性α－淀粉酶

pH6.0～6.5140℃20～30S噴射液化耐熱性α－淀粉酶96～100℃，30min液化液DE12～18

糖化酶

pH4.5，60℃，48～72小時

糖化液

DE96～98

酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程淀粉乳(30～50％)耐熱性α－15酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程糖化液

DE96～98活性碳離子交換樹脂

結(jié)晶

濃縮固化或噴霧干燥

（收率80％以上）（收率100％）

結(jié)晶葡萄糖

粉狀葡萄糖

酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程糖化液DE96～98活性碳16酶法生產(chǎn)葡萄糖用的淀粉酶

制造葡萄糖的第一步是淀粉的液化。薯類淀粉比谷物淀粉容易液化，谷物淀粉液化時，往往生成聚合度30～40的不溶性團(tuán)粒，使糖的收率降低，成品葡萄糖DE下降，而且妨礙糖液過濾，因此常采用在高溫下液化，使不溶性團(tuán)粒分解。由于一般細(xì)菌的α－淀粉酶最適溫度僅70℃，在80℃以上時很不穩(wěn)定，為了提高淀粉酶的耐熱性，常向淀粉乳中添加Ca2＋和NaCl，但若使用最適溫度在90℃的地衣芽孢桿菌耐熱性α－淀粉酶時，即使在140℃噴射瞬間液化，也不需添加Ca2＋。

酶法生產(chǎn)葡萄糖用的淀粉酶制造葡萄糖的第一步是淀粉的液17酶法生產(chǎn)葡萄糖用的糖化酶

糖化酶主要是由黑曲霉生產(chǎn)的。黑曲霉糖化酶中常含有α－葡萄糖苷酶(又稱轉(zhuǎn)苷酶)，它可將α－淀粉酶作用產(chǎn)生的麥芽糖水解，將游離葡萄糖轉(zhuǎn)移到其它葡萄糖或麥芽糖的α-1,6位或α-1,3位而生成各種寡聚糖，使葡萄糖的DE及收率降低。因此黑曲霉的糖化酶液需用酸性白土，陽離子交換樹脂或在pH3以下處理一定時間以去除α－葡萄糖苷酶。

酶法生產(chǎn)葡萄糖用的糖化酶糖化酶主要是由黑曲霉生產(chǎn)的。183．果葡糖漿(高果糖漿)生產(chǎn)

用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖的一部分轉(zhuǎn)化為果糖，葡萄糖和果糖的混合糖漿叫果葡糖漿。由于葡萄糖的甜度只有蔗糖的70％，而果糖甜度是蔗糖的1.5～1.7倍，故當(dāng)糖漿中果糖含量達(dá)42％時，其甜度與蔗糖相同，在食品工業(yè)上可廣泛代替蔗糖。特別是因果糖在低溫下甜度更為突出，最適合用于冷飲。

3．果葡糖漿(高果糖漿)生產(chǎn)用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖的19果葡糖漿的生產(chǎn)

1966年日本首先用游離的葡萄糖異構(gòu)酶工業(yè)化生產(chǎn)果葡糖漿，1973年后，國內(nèi)外紛紛采用固定化葡萄糖異構(gòu)酶進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)。果葡糖漿生產(chǎn)所使用的葡萄糖，一般是由淀粉漿經(jīng)α-淀粉酶液化，再經(jīng)糖化酶糖化得到的葡萄糖，要求DE值大于96。將精制的葡萄糖溶液的pH調(diào)節(jié)為6.5～7.0，加入0.01mol/L的硫酸鎂，在60～70℃的溫度條件下，由葡萄糖異構(gòu)酶催化生成果葡糖漿。異構(gòu)化率一般為42～45%。果葡糖漿的生產(chǎn)1966年日本首先用游離的葡萄糖異構(gòu)酶20果葡糖漿的生產(chǎn)

用柱層析法從果葡糖漿中分離出果糖，制成90％的果糖漿，再將其以1:2的比例和42％的果葡糖漿混合，可得到甜度比蔗糖甜10％的55％的果葡糖漿。攝取果糖后血糖不易升高，故可適量用于糖尿病人；吃果糖還有滋潤肌膚的作用。

果葡糖漿的生產(chǎn)用柱層析法從果葡糖漿中分離出果糖，制成21異構(gòu)化反應(yīng)的溫度與果糖產(chǎn)率的關(guān)系

葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的異構(gòu)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)平衡向有利于生成果糖的方向變化。異構(gòu)化反應(yīng)的溫度越高，平衡時混合糖液中果糖的含量也越高。但當(dāng)溫度超過70℃時葡萄糖異構(gòu)酶容易變性失活，所以異構(gòu)化反應(yīng)的溫度以60～70℃為宜。異構(gòu)化反應(yīng)的溫度與果糖產(chǎn)率的關(guān)系葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的異22不同溫度下反應(yīng)平衡時果葡糖漿的組成反應(yīng)溫度（℃）葡萄糖（%）果糖（%）2557.542.54052.147.96046.553.57043.556.58041.258.8不同溫度下反應(yīng)平衡時果葡糖漿的組成反應(yīng)溫度（℃）葡萄糖（%）23木糖異構(gòu)酶

工業(yè)上所用的葡萄糖異構(gòu)酶實際上是木糖異構(gòu)酶，對木糖的親和力大于對葡萄糖的親和力，是由節(jié)桿菌、鏈霉菌、凝結(jié)芽孢桿菌、游動放線菌、黃桿菌等生產(chǎn)的，大多數(shù)是胞內(nèi)酶，除節(jié)桿菌、游動放線菌外幾乎都需要木糖的誘導(dǎo)。游動放線菌的異構(gòu)酶對葡萄糖的親和力更強(qiáng)于木糖，是真正的葡萄糖異構(gòu)酶。

木糖異構(gòu)酶工業(yè)上所用的葡萄糖異構(gòu)酶實際上是木糖異構(gòu)酶24葡萄糖異構(gòu)酶的特性

葡萄糖異構(gòu)酶需要Co2+、Mg2+的穩(wěn)定與活化，最適溫度70～80℃，最適pH7～8，是熱穩(wěn)定性很好的酶。由于Ca2+、Cu2+、Ni2+及O2抑制異構(gòu)酶，所以用固定化葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)果葡糖漿時，底物葡萄糖必須充分精制。

葡萄糖異構(gòu)酶的特性葡萄糖異構(gòu)酶需要Co2+、Mg2+25固定化葡萄糖異構(gòu)酶

通常葡萄糖異構(gòu)酶是以固定化形式使用的，不同的公司應(yīng)用不同來源的葡萄糖異構(gòu)酶和不同的固定載體制備了各種固定化葡萄糖異構(gòu)酶。固定化的葡萄糖異構(gòu)酶占固定化酶整體市場的份額最大，每年有數(shù)百萬噸產(chǎn)品。公司固定化方法NovoIndustry凝結(jié)芽孢桿菌細(xì)胞，自溶，用戊二醛交聯(lián)并造粒Gist-Brocades放線菌細(xì)胞包埋進(jìn)明膠中，用戊二醛交聯(lián)并造粒ClintonCornProcessingCo.酶抽提物，吸附到離子交換樹脂上MilesLabs.Inc用戊二醛交聯(lián)細(xì)胞并造粒CPCInt.Inc酶抽提物，吸附到粒狀陶瓷載體上Sanmatsu酶抽提物，吸附到離子交換樹脂上SnamProgetti細(xì)胞，包埋到乙酸纖維素中固定化葡萄糖異構(gòu)酶通常葡萄糖異構(gòu)酶是以固定化形式使用264．飴糖和麥芽糖生產(chǎn)

飴糖是用α－淀粉酶和β－淀粉酶共同作用的結(jié)果，其中含麥芽糖、葡萄糖和糊精，麥芽糖的含量通常低于40～50％。生產(chǎn)方法是先用細(xì)菌α－淀粉酶使淀粉乳液化，再加少量麥芽漿糖化。飴糖中含有β－極限糊精。4．飴糖和麥芽糖生產(chǎn)飴糖是用α－淀粉酶和β－淀粉酶共27麥芽糖生產(chǎn)

將10～20％的淀粉乳先用α－淀粉酶輕度液化(DE2以下)，加熱使α－淀粉酶失活，再加β－淀粉酶和脫支酶，在pH5.0～6.0，40～60℃反應(yīng)24～48小時，淀粉幾乎完全水解，濃縮到90％以上時，可析出純度98％以上的結(jié)晶麥芽糖。淀粉液化的DE值以低為宜，以免大量生成聚合度為奇數(shù)的糊精，而使麥芽糖的收率降低。麥芽糖加氫還原可制成麥芽糖醇，其甜度為蔗糖的90％，且發(fā)熱量低，可供糖尿病、高血壓、肥胖病人食用。

麥芽糖生產(chǎn)將10～20％的淀粉乳先用α－淀粉酶輕度液28脫支酶和β-淀粉酶的來源

工業(yè)生產(chǎn)的脫支酶主要來自肺炎克氏桿菌(K.pneumoniae)和蠟狀芽孢桿菌變異株(B.cerreasvar.mycoides)，此酶可水解茁霉多糖(聚麥芽三糖)的α-1,6鍵，故又稱茁霉多糖酶。β－淀粉酶主要來自大豆(大豆蛋白生產(chǎn)時綜合利用的產(chǎn)物)和麥芽。

脫支酶和β-淀粉酶的來源工業(yè)生產(chǎn)的脫支酶主要來自肺炎295．環(huán)狀糊精與偶聯(lián)糖

軟化芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的一種環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶(CGTase)，可水解淀粉成為6～8個葡萄糖所構(gòu)成的環(huán)狀糊精，分別稱為α、β和γ環(huán)糊精。環(huán)糊精分子呈中空筒狀，可以包接各種物質(zhì)，在食品工業(yè)上可作為食品添加劑用來乳化、穩(wěn)定發(fā)泡、保香脫苦等；在醫(yī)藥上用于改善藥品苦異味，防止氧化，作為緩釋劑、穩(wěn)定劑等；化工上用作農(nóng)藥緩釋劑、穩(wěn)定劑等。

5．環(huán)狀糊精與偶聯(lián)糖軟化芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的30偶聯(lián)糖

環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶作用于淀粉時，若有蔗糖存在，就會發(fā)生分子間的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，先將環(huán)糊精裂開，然后轉(zhuǎn)移到蔗糖分子中的葡萄糖的C4位上，形成新的α-1,4鍵，這叫做偶聯(lián)糖。偶聯(lián)糖的末端有一個果糖，后面帶有2～4個葡萄糖，其甜度雖只有蔗糖的40％，但用于食品中不易引起蛀牙。偶聯(lián)糖環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶作用于淀粉時，若有蔗糖存在，31環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶催化偶聯(lián)糖合成淀粉+蔗糖

GGFGGGFGGGGFCGTase1412環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶催化偶聯(lián)糖合成淀粉+蔗糖32分解棉子糖

甜菜中常含有0.05%～0.15%的棉子糖，棉子糖的存在妨礙蔗糖結(jié)晶，導(dǎo)致廢糖蜜中往往殘留大量的蔗糖不能回收。利用蜜二糖酶（α－半乳糖苷酶）可將棉子糖分解成蔗糖和半乳糖，可提高蔗糖的產(chǎn)率，改善濃縮結(jié)晶的條件，節(jié)約燃料和輔料。蜜二糖酶是胞內(nèi)酶，主要由紫紅被孢霉和梨頭酶產(chǎn)生，將這種微生物在特定條件下培養(yǎng)后，收集細(xì)胞，裝入反應(yīng)柱中，在45～50℃通過糖蜜（pH5.2），65%的棉子糖轉(zhuǎn)變成蔗糖。為了防止蔗糖分解，應(yīng)選用不產(chǎn)生蔗糖酶的菌株。分解棉子糖甜菜中常含有0.05%～0.15%的棉子糖33半乳糖葡萄糖果糖蔗糖棉子糖的結(jié)構(gòu)式半乳糖葡萄糖果糖蔗糖棉子糖的34二、乳品加工1．干酪制造

干酪是牛乳的發(fā)酵產(chǎn)品之一。將凝乳酶添加到牛乳中，使乳中的酪蛋白（乳中的主要蛋白，是一種含磷的蛋白質(zhì)）凝固，將凝固的酪蛋白與乳清分離后，添加適量食鹽，放在溫度5～15℃的窖內(nèi)，進(jìn)行發(fā)酵，2～3個月后成熟。二、乳品加工1．干酪制造35干酪制造中的凝乳過程

干酪制造的第一步將牛奶用乳酸菌發(fā)酵制成酸奶，再加凝乳酶水解κ-酪蛋白，在酸性環(huán)境下，Ca2+使酪蛋白凝固。在最先的酶階段中，添加的凝乳酶（或效果較差的胃蛋白酶）進(jìn)行專一性的蛋白質(zhì)限制水解，把κ-酪蛋白的苯丙氨酸-蛋氨酸鍵打開，使酪蛋白膠束成亞穩(wěn)態(tài)；在第二個非酶階段中，由于鈣離子影響，乳凝結(jié)。干酪制造中的凝乳過程干酪制造的第一步將牛奶用乳酸菌發(fā)36凝乳酶的來源凝乳酶（rennin）是用未斷奶小牛的皺胃提取制成的，后來又從幾種微生物中發(fā)現(xiàn)了可用于干酪制造的凝乳酶，現(xiàn)在利用基因工程的方法，將牛凝乳酶的基因轉(zhuǎn)到大腸桿菌中，通過發(fā)酵制取凝乳酶。凝乳酶的來源凝乳酶（rennin）是用未斷奶小牛的皺372．乳糖水解

乳糖是哺乳動物乳中的一種雙糖。乳糖不能直接被腸道吸收。乳糖酶存在于幼體哺乳動物的腸道中，它把乳糖水解成葡萄糖和半乳糖，通常在斷奶期后乳糖酶消失，但有些人卻例外。占世界人口相當(dāng)大比例的人因體內(nèi)缺乏乳糖酶，乳糖被腸道細(xì)菌發(fā)酵分解，產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致腸道膨脹，并興奮腸道蠕動。其主要癥狀表現(xiàn)為腹脹、腹鳴、腹痛、腹瀉等。當(dāng)乳糖酶缺乏只引起乳糖吸收障礙無臨床癥狀時，稱為乳糖吸收不良。用乳糖酶處理牛奶可消除這種不良作用。2．乳糖水解乳糖是哺乳動物乳中的一種雙糖。乳糖不能直38食品工業(yè)中的乳糖水解

由于乳糖的溶解度低，常在煉乳、冰淇淋中呈砂樣結(jié)晶析出，影響風(fēng)味，用乳糖酶處理作為原料的牛奶，可解決這個問題。食品工業(yè)中的乳糖水解由于乳糖的溶解度低，常在煉乳、冰39乳清處理中的乳糖降解

乳清是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其組成成分為脂肪0.2％，蛋白質(zhì)0.7％，乳糖4～4.5％，鹽0.45％。因乳糖難以消化，乳清歷來作為廢水排放，嚴(yán)重污染環(huán)境。若用乳糖酶處理，當(dāng)乳糖水解率達(dá)80％時，其甜度可同DE40的葡萄糖漿相當(dāng)，可供食用或作為飼料。若再用葡萄糖異構(gòu)酶處理，將部分葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖，則甜度還可以進(jìn)一步提高。

乳清處理中的乳糖降解乳清是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其組成成403．其它

在沒有冷藏設(shè)備時，可往牛奶中添加0.05％的H2O2進(jìn)行“冷巴氏滅菌”，滅菌后，再用過氧化氫酶分解過剩的H2O2。

人奶和牛奶的區(qū)別之一在于溶菌酶含量的不同，奶粉中添加卵清溶菌酶可防止嬰兒腸道感染。乳制品的特有香味主要是加工時產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)，如脂肪酸、醇、醛、酮、脂及胺等，乳品加工時添加適量脂肪酶可增加干酪和黃油的香味。

3．其它在沒有冷藏設(shè)備時，可往牛奶中添加0.05％的41三、果品加工

酶在桔子罐頭加工中有廣泛的用處。

黑曲霉產(chǎn)生的半纖維素酶、纖維素酶和果膠酶的混合物可用于桔瓣去除囊衣，以代替耗水量大且費(fèi)時費(fèi)工的堿處理。桔子中的檸檬苦素(limonin)是引起桔汁產(chǎn)生苦味的原因，用球形節(jié)桿菌固定化細(xì)胞(檸堿酶)處理可消除苦味。三、果品加工酶在桔子罐頭加工中有廣泛的用處。42柚苷酶的脫苦作用

未成熟桔子含有較多的柚苷（柚配質(zhì)-7-蕓香糖苷），當(dāng)其含量達(dá)50mg／100ml時即有苦味。如將柚苷分子中的鼠李糖水解除去，即成為不苦但略帶澀味的普魯寧；將普魯寧分子中的葡萄糖除去，就成為無味的柚配質(zhì)（一種黃酮）。

柚苷

普魯寧

黃酮

R-G-柚配質(zhì)→G-柚配質(zhì)→柚配質(zhì)柚苷酶的脫苦作用未成熟桔子含有較多的柚苷（柚配質(zhì)-743柚苷酶的來源

黑曲霉產(chǎn)生的一種稱為柚苷酶的誘導(dǎo)酶有脫苦作用，系由β－鼠李糖苷酶和β－葡萄糖苷酶組成。將這種酶加于桔汁，經(jīng)30～40℃作用1小時，便能脫苦；也可選用耐熱性酶加入罐頭中，經(jīng)60℃巴氏殺菌后，在罐頭中繼續(xù)發(fā)揮脫苦作用。

柚苷酶的來源黑曲霉產(chǎn)生的一種稱為柚苷酶的誘導(dǎo)酶有脫苦44橙皮苷酶的消濁作用

桔子罐頭的湯汁常發(fā)生白色渾濁，這是由桔肉帶來的橙皮苷（橙皮素-7-蕓香糖苷）所造成的。黑曲霉也可以在底物誘導(dǎo)下產(chǎn)生橙皮苷酶，與柚苷酶的功能相似，將橙皮苷的鼠李糖和葡萄糖切下，使之成為水溶性的橙皮素，從而消除白色渾濁。柚苷酶和橙皮苷酶都可受鼠李糖的誘導(dǎo)。橙皮苷酶的消濁作用桔子罐頭的湯汁常發(fā)生白色渾濁，這是45花色素酶的脫色作用

花色素苷是植物花、果實等器官中主要的有色物質(zhì)之一，它是由葡萄糖、半乳糖等與花色素（anthocyanidin）形成的一類糖苷。桃子含有紅色的花色素苷，罐藏時與金屬作用而呈紫褐色，以致罐裝桃子僅限于白桃、黃桃等色素少的品種，紅桃產(chǎn)量雖多，卻不能用于加工。從黑曲霉中提取的花色素酶可水解花色素使之變?yōu)闊o色物質(zhì)。用花色素酶處理桃醬、葡萄汁等使之脫色，可其提高經(jīng)濟(jì)價值。

花色素酶的脫色作用花色素苷是植物花、果實等器官中主要46黃酮異黃酮花色素花色素苷黃酮47果膠

果膠是植物細(xì)胞壁中的一種重要物質(zhì)，它是由半乳糖醛酸以α-1,4-糖苷鍵連接而成的多聚半乳糖醛酸，其大部分羧基被甲酯化；不含甲酯的稱為果膠酸；果膠酸之間通過交聯(lián)而形成的水不溶性物質(zhì)叫原果膠。在酸性和有高濃度糖存在下，果膠易形成凝膠。由于果膠類物質(zhì)的存在，在果汁加工時導(dǎo)致壓榨及澄清發(fā)生困難。果膠果膠是植物細(xì)胞壁中的一種重要物質(zhì)，它是由半乳48果膠酶的脫果膠作用

用果膠酶處理潰碎果實，可加速果汁過濾，促進(jìn)澄清。脫果膠的果汁即使在酸性和高濃度糖存在下也不會形成凝膠，故可用來制造高濃度的果汁或粉末果汁。果膠酶是幾種酶的混合物，其中包括原果膠酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶(PG)等。工業(yè)上用黑曲霉、文氏曲霉或根霉等生產(chǎn)果膠酶。果膠酶的脫果膠作用用果膠酶處理潰碎果實，可加速果汁過49四、釀酒工業(yè)

啤酒是以麥芽為原料，經(jīng)糖化發(fā)酵而成的酒精飲料。麥芽中含有多種水解酶，如淀粉酶、蛋白酶、β－葡聚糖酶、纖維素酶及核酸酶等。在糖化過程中，這些酶水解相應(yīng)的大分子物質(zhì)，生成還原糖、氨基酸、核苷酸等小分子物質(zhì)。由于大麥發(fā)芽時的呼吸作用，一部分貯藏物質(zhì)被消耗，在經(jīng)濟(jì)上受到損失，故常常用大麥、玉米、大米來代替一部分麥芽。這樣做會導(dǎo)致酶活性不足，糖化和蛋白質(zhì)降解都不充分，影響啤酒的風(fēng)味和收率。

四、釀酒工業(yè)啤酒是以麥芽為原料，經(jīng)糖化發(fā)酵而成的酒精50酶在啤酒生產(chǎn)中的作用

補(bǔ)充以多種酶制劑，可彌補(bǔ)酶活性不足的缺點(diǎn)。在用大麥作輔料或用發(fā)芽欠佳的麥芽時，因大麥中含有β－葡聚糖，使得麥芽汁的過濾困難；尤其是β－葡聚糖在啤酒中會生成沉淀，也影響啤酒的過濾。用β－葡聚糖酶處理可改善麥芽汁和啤酒的過濾性能。添加蛋白酶可增加蛋白質(zhì)的水解程度，增加麥芽汁中的氨基酸含量，從而促進(jìn)酵母發(fā)酵，也能防止啤酒中因蛋白質(zhì)含量高而造成渾濁。

酶在啤酒生產(chǎn)中的作用補(bǔ)充以多種酶制劑，可彌補(bǔ)酶活性不51五、肉類和魚類加工

肉中的膠原蛋白是纖維蛋白，蛋白分子之間有許多交聯(lián)鍵，這些交聯(lián)鍵可分為耐熱和不耐熱的兩種，幼小動物肉的膠原蛋白中不耐熱交聯(lián)鍵多，加熱后大量交聯(lián)鍵斷裂，肉容易軟化；而老動物肉的膠原蛋白中耐熱交聯(lián)鍵多，烹煮時肉不易軟化。用膠原蛋白酶處理肉類，水解膠原蛋白，可使肉類容易軟化。工業(yè)上軟化肉的方法有兩種，一種是將酶涂抹在肉的表面或用酶液浸肉，另一種方法是在宰殺動物前用酶肌注。

五、肉類和魚類加工肉中的膠原蛋白是纖維蛋白，蛋白分子52肉類和魚類加工

用蛋白酶水解雜魚、動物血、碎肉等中的蛋白質(zhì)，抽提釋放出的蛋白質(zhì)、肽、氨基酸等，可供食用或作飼料，是增加蛋白質(zhì)資源的有效措施。海洋中許多魚類因其外觀、色澤或味道不佳而不成為經(jīng)濟(jì)魚類，這類水產(chǎn)卻占海洋水產(chǎn)的80％左右，用蛋白酶在中性或微堿性40～60℃處理經(jīng)粉碎的雜魚，使其中部分蛋白質(zhì)溶解，經(jīng)濃縮干燥制成蛋白質(zhì)、氨基酸含量高，富含各種水溶性維生素的產(chǎn)品，其營養(yǎng)價值不低于奶粉，可摻入面包等食品中，或作為飼料。

肉類和魚類加工用蛋白酶水解雜魚、動物血、碎肉等中的蛋53六、食品保藏

包裝食品在貯藏中變質(zhì)的主要原因是氧化和褐變，許多食品的變質(zhì)都與氧有關(guān)。在有氧存在下，食品中糖分的醛基與蛋白質(zhì)的氨基發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致食品褐變；果蔬中含有酚氧化酶，也可使許多食品發(fā)生褐變；油脂會緩慢發(fā)生酸敗作用。所以去氧是保藏食品的一項重要措施。六、食品保藏包裝食品在貯藏中變質(zhì)的主要原因是氧化和褐54食品保藏

去氧還可以減少因微生物繁殖造成的腐敗。用葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、葡萄糖及中和劑瓊脂等制成凝膠，封入聚乙烯膜小袋，放入食品包裝中可吸除容器中的殘氧。將酶加入到瓶裝飲料(啤酒、果汁、水果罐頭等)中，可吸除瓶頸空隙中的殘氧而延長保藏期。食品保藏去氧還可以減少因微生物繁殖造成的腐敗。用葡萄55葡萄糖氧化酶催化的去氧反應(yīng)葡萄糖氧化酶過氧化氫酶2H2O2

2H2O＋O2C6H12O6

＋O2

＋H2OC6H12O7＋H2O2（葡萄糖）

（葡萄糖酸）

工業(yè)上用的葡萄糖氧化酶從黑曲霉、青霉中提取，最適反應(yīng)pH5.6左右。葡萄糖氧化酶催化的去氧反應(yīng)葡萄糖氧化酶過氧化氫酶2H2O256葡萄糖氧化酶催化去葡萄糖

葡萄糖氧化酶除了可用于除氧外，還可用于除去由禽蛋制成的蛋白制品中的微量葡萄糖。干蛋白是食品工業(yè)常用的發(fā)泡劑，當(dāng)?shù)鞍装l(fā)生褐變后，溶解度減小，起泡力和泡沫穩(wěn)定性下降，所以必須除去其中的葡萄糖。將葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶及過氧化氫加入蛋白中，在35～40℃保溫數(shù)小時，葡萄糖即被氧化而去除。

葡萄糖氧化酶催化去葡萄糖葡萄糖氧化酶除了可用于除氧外57溶菌酶的殺菌作用

為了減少保藏中因微生物作用而發(fā)生的食品變質(zhì)，可加入雞卵白溶菌酶。它對革蘭氏陽性細(xì)菌有溶菌作用，但對革蘭氏陰性細(xì)菌無此作用。

溶菌酶的殺菌作用為了減少保藏中因微生物作用而發(fā)生的食58七、面點(diǎn)制造

酵母在面團(tuán)中，依靠面粉本身含有的淀粉酶和蛋白酶的作用生成麥芽糖和氨基酸來進(jìn)行發(fā)酵和繁殖。使用酶活力不足的面粉，發(fā)酵差，烤制的面包體積小，色澤差；用酶活力高的面粉制成的面包，氣孔細(xì)且分布均勻，體積大，彈性好，色澤佳。因此淀粉酶活力是面粉的質(zhì)量指標(biāo)之一。

七、面點(diǎn)制造酵母在面團(tuán)中，依靠面粉本身含有的淀粉酶和59面點(diǎn)制造

往面粉中添加α－淀粉酶和β－淀粉酶，可以調(diào)節(jié)麥芽糖生成量，使CO2產(chǎn)生與面團(tuán)氣體保持力相平衡。蛋白酶可以促進(jìn)面筋軟化，增加伸延性，減少揉面的時間和動力，改善發(fā)酵效果。用于強(qiáng)化面粉的酶以霉菌的為佳，因其耐熱性低，在烤制時不致過度水解。面點(diǎn)制造往面粉中添加α－淀粉酶和β－淀粉酶，可以調(diào)節(jié)60面點(diǎn)制造

小麥α－淀粉酶耐熱性強(qiáng)，若面粉中內(nèi)源α－淀粉酶活性高，烘烤時繼續(xù)發(fā)揮作用，產(chǎn)生過量糊精，結(jié)果形成粘濕而無彈性的面包心結(jié)構(gòu)。若遇這種情況，可摻入α－淀粉酶活性低的面粉。

面點(diǎn)制造小麥α－淀粉酶耐熱性強(qiáng)，若面粉中內(nèi)源α－淀粉61面點(diǎn)制造

加入脂肪氧化酶，可使面粉中的不飽和脂肪酸氧化同胡蘿卜素等發(fā)生共軛氧化作用而將面粉漂白。以脫脂大豆粉為酶源，按0.5%摻入面粉制造面包可漂白面粉，同時由面粉中不飽和脂肪酸氧化生成芳香的羰基化合物可以增加面包的風(fēng)味。面點(diǎn)制造加入脂肪氧化酶，可使面粉中的不飽和脂肪酸氧化621、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Monday,December12,20222、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。04:56:2604:56:2604:5612/12/20224:56:26AM3、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2204:56:2604:56Dec-2212-Dec-224、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。04:56:2604:56:2604:56Monday,December12,20225、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2204:56:2604:56:26December12,20226、意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。12十二月20224:56:26上午04:56:2612月-227、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月224:56上午12月-2204:56December12,20228、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/124:56:2604:56:2612December20229、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。4:56:26上午4:56上午04:56:2612月-2210、你要做多大的事情，就該承受多大的壓力。12/12/20224:56:26AM04:56:2612-12月-2211、自己要先看得起自己，別人才會看得起你。12/12/20224:56AM12/12/20224:56AM12月-2212月-2212、這一秒不放棄，下一秒就會有希望。12-Dec-2212December202212月-2213、無論才能知識多么卓著，如果缺乏熱情，則無異紙上畫餅充饑，無補(bǔ)于事。Monday,December12,202212-Dec-2212月-2214、我只是自己不放過自己而已，現(xiàn)在我不會再逼自己眷戀了。12月-2204:56:2612December202204:56謝謝大家1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月63第十三章酶在食品工業(yè)上的應(yīng)用一、淀粉加工二、乳品加工三、果品加工四、釀酒工業(yè)五、肉類和魚類加工六、食品保藏七、面點(diǎn)制造第十三章酶在食品工業(yè)上的應(yīng)用一、淀粉加工64酶工業(yè)概況

據(jù)1984年的資料報道，自然界中已發(fā)現(xiàn)的酶約有25000多種，1982年的酶學(xué)手冊紀(jì)錄了2200種已經(jīng)提純鑒定的酶，其中50多種已得到開發(fā)利用。但工業(yè)上大量制造和應(yīng)用的還只限于淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶、果膠酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶等十多種。1985年，世界酶制劑的總產(chǎn)量約75000噸，銷售金額約6億美元。全世界酶制劑的生產(chǎn)量每年以8%左右的速度增長，酶制劑的生產(chǎn)品種已由原來的十多個品種發(fā)展為幾十個品種。大約80％的工業(yè)酶是水解酶，其中60％是蛋白酶，30％是糖水解酶。

酶工業(yè)概況據(jù)1984年的資料報道，自然界中已發(fā)現(xiàn)的酶65歐洲工業(yè)用酶產(chǎn)品市場（1993～2003年）年份總收入（億美元）收入增長率（%）年份總收入（億美元）收入增長率（%）19934.01—19996.198.819944.256.220006.769.319954.546.720017.439.819964.877.320028.1910.219975.257.820039.0610.719985.698.3歐洲工業(yè)用酶產(chǎn)品市場（1993～2003年）年份總收入收入增66日本的酶制劑市場酶類型1998年收入（億日元）1999年收入（億日元）診斷用酶2530限制性內(nèi)切酶3018生產(chǎn)抗生素用酶200310含酶洗滌劑20002000酶解生產(chǎn)異構(gòu)化糖300300酶法生產(chǎn)甜味劑1520酶法生產(chǎn)食用油50150醫(yī)用傳感器用酶250250食品發(fā)酵用傳感器用酶22造紙行業(yè)漂白用酶030總計25873112日本的酶制劑市場酶類型1998年收入1999年收入診斷用酶267酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比68我國的酶制劑工業(yè)

從“六五”到“十五”期間，我國酶制劑產(chǎn)品的產(chǎn)量以每年20%以上的速度增長，生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步擴(kuò)大。據(jù)中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會最新統(tǒng)計，目前我國有酶制劑生產(chǎn)企業(yè)約200家，現(xiàn)有生產(chǎn)能力40多萬噸。產(chǎn)品以糖化酶、α-淀粉酶、蛋白酶為主，三種產(chǎn)品的產(chǎn)量占酶制劑總產(chǎn)量的95%以上。此外還有果膠酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶、堿性脂肪酶、α-乙酰乳酸脫羧酶、植酸酶、木聚糖酶等。我國酶制劑產(chǎn)品主要用于釀酒、淀粉制糖、洗滌劑、紡織、皮革、飼料等行業(yè)。我國的酶制劑工業(yè)從“六五”到“十五”期間，我國酶制劑69食品工業(yè)中酶的應(yīng)用范圍

食品加工過程中保持食品的色、香、味和結(jié)構(gòu)是很重要的問題。在食品加工過程中要避免使用劇烈的化學(xué)反應(yīng)。酶由于反應(yīng)條件溫和，專一性強(qiáng)，本身無色無味，反應(yīng)容易控制，因而最適合用在食品加工方面。酶在食品工業(yè)最大的用途是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品以及啤酒制造等。

食品工業(yè)中酶的應(yīng)用范圍食品加工過程中保持食品的色、香70一、淀粉加工1．用于淀粉加工的酶（1）α－淀粉酶：從淀粉分子內(nèi)部水解α-1,4-糖苷鍵，使淀粉溶液的粘度下降，碘反應(yīng)迅速消失，水解產(chǎn)物為寡聚糖、麥芽糖及少量葡萄糖。（2）β－淀粉酶：從淀粉分子的非還原端水解α-1,4-糖苷鍵，依次切下一個個麥芽糖，遇到α-1,6-糖苷鍵即中止，水解產(chǎn)物為麥芽糖和β－極限糊精。

一、淀粉加工1．用于淀粉加工的酶71β－極限糊精非還原端非還原端非還原端還原端β－極限糊精非還原端非還原端非還原端還原端72用于淀粉加工的酶（3）淀粉葡萄糖苷酶：又稱糖化酶、葡萄糖淀粉酶。它從淀粉分子的非還原端水解α-1,4-糖苷鍵，依次切下一個個葡萄糖，也能水解α-1,6-糖苷鍵和α-1,3-糖苷鍵，但速度慢得多。水解產(chǎn)物為葡萄糖。（4）葡萄糖異構(gòu)酶：即木糖異構(gòu)酶，它能使木糖和葡萄糖異構(gòu)成木酮糖和果糖。用于淀粉加工的酶（3）淀粉葡萄糖苷酶：又稱糖化酶、葡萄糖淀粉73用于淀粉加工的酶（5）環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶：水解淀粉的α-1,4-糖苷鍵，生成6～8個葡萄糖構(gòu)成的環(huán)狀糊精，在有蔗糖存在時可以將淀粉上的葡萄糖轉(zhuǎn)移到蔗糖上，形成偶聯(lián)糖。（6）脫支酶：水解α-1,6-糖苷鍵，切下支鏈淀粉的分支。用于淀粉加工的酶（5）環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶：水解淀粉的α-1,742．葡萄糖生產(chǎn)

利用酶水解淀粉生產(chǎn)葡萄糖是酶工業(yè)的一項重大成就，自50年代末日本研究成功，次年日本的葡萄糖產(chǎn)量猛增10倍，現(xiàn)在這個方法已在世界各地普遍采用。2．葡萄糖生產(chǎn)利用酶水解淀粉生產(chǎn)葡萄糖是酶工業(yè)的一項75酸法和酶法生產(chǎn)葡萄糖的比較項

目酸

法酶

法原料淀粉需要高度精制不必精制投料濃度約25％30～50％水解率約90％98％以上糖化時間約60分鐘48～72小時設(shè)備要求需耐酸耐壓(pH2，304～405kPa)不需耐酸耐壓糖化液狀態(tài)有強(qiáng)烈苦味，色澤深無苦味和色素生成管理要求管理困難，水解終止要中和不必中和收率結(jié)晶收率70％結(jié)晶收率80％，全糖收率100％酸法和酶法生產(chǎn)葡萄糖的比較項目酸法酶76DEdextroseequivalentvalue葡萄糖當(dāng)量值

還原糖在糖漿中所占百分比（以干物質(zhì)計），淀粉的DE值為0，葡萄糖的DE值為100。DEdextroseequivalentvalue77酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程淀粉乳(30～50％)耐熱性α－淀粉酶

pH6.0～6.5140℃20～30S噴射液化耐熱性α－淀粉酶96～100℃，30min液化液DE12～18

糖化酶

pH4.5，60℃，48～72小時

糖化液

DE96～98

酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程淀粉乳(30～50％)耐熱性α－78酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程糖化液

DE96～98活性碳離子交換樹脂

結(jié)晶

濃縮固化或噴霧干燥

（收率80％以上）（收率100％）

結(jié)晶葡萄糖

粉狀葡萄糖

酶法生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程糖化液DE96～98活性碳79酶法生產(chǎn)葡萄糖用的淀粉酶

制造葡萄糖的第一步是淀粉的液化。薯類淀粉比谷物淀粉容易液化，谷物淀粉液化時，往往生成聚合度30～40的不溶性團(tuán)粒，使糖的收率降低，成品葡萄糖DE下降，而且妨礙糖液過濾，因此常采用在高溫下液化，使不溶性團(tuán)粒分解。由于一般細(xì)菌的α－淀粉酶最適溫度僅70℃，在80℃以上時很不穩(wěn)定，為了提高淀粉酶的耐熱性，常向淀粉乳中添加Ca2＋和NaCl，但若使用最適溫度在90℃的地衣芽孢桿菌耐熱性α－淀粉酶時，即使在140℃噴射瞬間液化，也不需添加Ca2＋。

酶法生產(chǎn)葡萄糖用的淀粉酶制造葡萄糖的第一步是淀粉的液80酶法生產(chǎn)葡萄糖用的糖化酶

糖化酶主要是由黑曲霉生產(chǎn)的。黑曲霉糖化酶中常含有α－葡萄糖苷酶(又稱轉(zhuǎn)苷酶)，它可將α－淀粉酶作用產(chǎn)生的麥芽糖水解，將游離葡萄糖轉(zhuǎn)移到其它葡萄糖或麥芽糖的α-1,6位或α-1,3位而生成各種寡聚糖，使葡萄糖的DE及收率降低。因此黑曲霉的糖化酶液需用酸性白土，陽離子交換樹脂或在pH3以下處理一定時間以去除α－葡萄糖苷酶。

酶法生產(chǎn)葡萄糖用的糖化酶糖化酶主要是由黑曲霉生產(chǎn)的。813．果葡糖漿(高果糖漿)生產(chǎn)

用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖的一部分轉(zhuǎn)化為果糖，葡萄糖和果糖的混合糖漿叫果葡糖漿。由于葡萄糖的甜度只有蔗糖的70％，而果糖甜度是蔗糖的1.5～1.7倍，故當(dāng)糖漿中果糖含量達(dá)42％時，其甜度與蔗糖相同，在食品工業(yè)上可廣泛代替蔗糖。特別是因果糖在低溫下甜度更為突出，最適合用于冷飲。

3．果葡糖漿(高果糖漿)生產(chǎn)用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖的82果葡糖漿的生產(chǎn)

1966年日本首先用游離的葡萄糖異構(gòu)酶工業(yè)化生產(chǎn)果葡糖漿，1973年后，國內(nèi)外紛紛采用固定化葡萄糖異構(gòu)酶進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)。果葡糖漿生產(chǎn)所使用的葡萄糖，一般是由淀粉漿經(jīng)α-淀粉酶液化，再經(jīng)糖化酶糖化得到的葡萄糖，要求DE值大于96。將精制的葡萄糖溶液的pH調(diào)節(jié)為6.5～7.0，加入0.01mol/L的硫酸鎂，在60～70℃的溫度條件下，由葡萄糖異構(gòu)酶催化生成果葡糖漿。異構(gòu)化率一般為42～45%。果葡糖漿的生產(chǎn)1966年日本首先用游離的葡萄糖異構(gòu)酶83果葡糖漿的生產(chǎn)

用柱層析法從果葡糖漿中分離出果糖，制成90％的果糖漿，再將其以1:2的比例和42％的果葡糖漿混合，可得到甜度比蔗糖甜10％的55％的果葡糖漿。攝取果糖后血糖不易升高，故可適量用于糖尿病人；吃果糖還有滋潤肌膚的作用。

果葡糖漿的生產(chǎn)用柱層析法從果葡糖漿中分離出果糖，制成84異構(gòu)化反應(yīng)的溫度與果糖產(chǎn)率的關(guān)系

葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的異構(gòu)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)平衡向有利于生成果糖的方向變化。異構(gòu)化反應(yīng)的溫度越高，平衡時混合糖液中果糖的含量也越高。但當(dāng)溫度超過70℃時葡萄糖異構(gòu)酶容易變性失活，所以異構(gòu)化反應(yīng)的溫度以60～70℃為宜。異構(gòu)化反應(yīng)的溫度與果糖產(chǎn)率的關(guān)系葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的異85不同溫度下反應(yīng)平衡時果葡糖漿的組成反應(yīng)溫度（℃）葡萄糖（%）果糖（%）2557.542.54052.147.96046.553.57043.556.58041.258.8不同溫度下反應(yīng)平衡時果葡糖漿的組成反應(yīng)溫度（℃）葡萄糖（%）86木糖異構(gòu)酶

工業(yè)上所用的葡萄糖異構(gòu)酶實際上是木糖異構(gòu)酶，對木糖的親和力大于對葡萄糖的親和力，是由節(jié)桿菌、鏈霉菌、凝結(jié)芽孢桿菌、游動放線菌、黃桿菌等生產(chǎn)的，大多數(shù)是胞內(nèi)酶，除節(jié)桿菌、游動放線菌外幾乎都需要木糖的誘導(dǎo)。游動放線菌的異構(gòu)酶對葡萄糖的親和力更強(qiáng)于木糖，是真正的葡萄糖異構(gòu)酶。

木糖異構(gòu)酶工業(yè)上所用的葡萄糖異構(gòu)酶實際上是木糖異構(gòu)酶87葡萄糖異構(gòu)酶的特性

葡萄糖異構(gòu)酶需要Co2+、Mg2+的穩(wěn)定與活化，最適溫度70～80℃，最適pH7～8，是熱穩(wěn)定性很好的酶。由于Ca2+、Cu2+、Ni2+及O2抑制異構(gòu)酶，所以用固定化葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)果葡糖漿時，底物葡萄糖必須充分精制。

葡萄糖異構(gòu)酶的特性葡萄糖異構(gòu)酶需要Co2+、Mg2+88固定化葡萄糖異構(gòu)酶

通常葡萄糖異構(gòu)酶是以固定化形式使用的，不同的公司應(yīng)用不同來源的葡萄糖異構(gòu)酶和不同的固定載體制備了各種固定化葡萄糖異構(gòu)酶。固定化的葡萄糖異構(gòu)酶占固定化酶整體市場的份額最大，每年有數(shù)百萬噸產(chǎn)品。公司固定化方法NovoIndustry凝結(jié)芽孢桿菌細(xì)胞，自溶，用戊二醛交聯(lián)并造粒Gist-Brocades放線菌細(xì)胞包埋進(jìn)明膠中，用戊二醛交聯(lián)并造粒ClintonCornProcessingCo.酶抽提物，吸附到離子交換樹脂上MilesLabs.Inc用戊二醛交聯(lián)細(xì)胞并造粒CPCInt.Inc酶抽提物，吸附到粒狀陶瓷載體上Sanmatsu酶抽提物，吸附到離子交換樹脂上SnamProgetti細(xì)胞，包埋到乙酸纖維素中固定化葡萄糖異構(gòu)酶通常葡萄糖異構(gòu)酶是以固定化形式使用894．飴糖和麥芽糖生產(chǎn)

飴糖是用α－淀粉酶和β－淀粉酶共同作用的結(jié)果，其中含麥芽糖、葡萄糖和糊精，麥芽糖的含量通常低于40～50％。生產(chǎn)方法是先用細(xì)菌α－淀粉酶使淀粉乳液化，再加少量麥芽漿糖化。飴糖中含有β－極限糊精。4．飴糖和麥芽糖生產(chǎn)飴糖是用α－淀粉酶和β－淀粉酶共90麥芽糖生產(chǎn)

將10～20％的淀粉乳先用α－淀粉酶輕度液化(DE2以下)，加熱使α－淀粉酶失活，再加β－淀粉酶和脫支酶，在pH5.0～6.0，40～60℃反應(yīng)24～48小時，淀粉幾乎完全水解，濃縮到90％以上時，可析出純度98％以上的結(jié)晶麥芽糖。淀粉液化的DE值以低為宜，以免大量生成聚合度為奇數(shù)的糊精，而使麥芽糖的收率降低。麥芽糖加氫還原可制成麥芽糖醇，其甜度為蔗糖的90％，且發(fā)熱量低，可供糖尿病、高血壓、肥胖病人食用。

麥芽糖生產(chǎn)將10～20％的淀粉乳先用α－淀粉酶輕度液91脫支酶和β-淀粉酶的來源

工業(yè)生產(chǎn)的脫支酶主要來自肺炎克氏桿菌(K.pneumoniae)和蠟狀芽孢桿菌變異株(B.cerreasvar.mycoides)，此酶可水解茁霉多糖(聚麥芽三糖)的α-1,6鍵，故又稱茁霉多糖酶。β－淀粉酶主要來自大豆(大豆蛋白生產(chǎn)時綜合利用的產(chǎn)物)和麥芽。

脫支酶和β-淀粉酶的來源工業(yè)生產(chǎn)的脫支酶主要來自肺炎925．環(huán)狀糊精與偶聯(lián)糖

軟化芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的一種環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶(CGTase)，可水解淀粉成為6～8個葡萄糖所構(gòu)成的環(huán)狀糊精，分別稱為α、β和γ環(huán)糊精。環(huán)糊精分子呈中空筒狀，可以包接各種物質(zhì)，在食品工業(yè)上可作為食品添加劑用來乳化、穩(wěn)定發(fā)泡、保香脫苦等；在醫(yī)藥上用于改善藥品苦異味，防止氧化，作為緩釋劑、穩(wěn)定劑等；化工上用作農(nóng)藥緩釋劑、穩(wěn)定劑等。

5．環(huán)狀糊精與偶聯(lián)糖軟化芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的93偶聯(lián)糖

環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶作用于淀粉時，若有蔗糖存在，就會發(fā)生分子間的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，先將環(huán)糊精裂開，然后轉(zhuǎn)移到蔗糖分子中的葡萄糖的C4位上，形成新的α-1,4鍵，這叫做偶聯(lián)糖。偶聯(lián)糖的末端有一個果糖，后面帶有2～4個葡萄糖，其甜度雖只有蔗糖的40％，但用于食品中不易引起蛀牙。偶聯(lián)糖環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶作用于淀粉時，若有蔗糖存在，94環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶催化偶聯(lián)糖合成淀粉+蔗糖

GGFGGGFGGGGFCGTase1412環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶催化偶聯(lián)糖合成淀粉+蔗糖95分解棉子糖

甜菜中常含有0.05%～0.15%的棉子糖，棉子糖的存在妨礙蔗糖結(jié)晶，導(dǎo)致廢糖蜜中往往殘留大量的蔗糖不能回收。利用蜜二糖酶（α－半乳糖苷酶）可將棉子糖分解成蔗糖和半乳糖，可提高蔗糖的產(chǎn)率，改善濃縮結(jié)晶的條件，節(jié)約燃料和輔料。蜜二糖酶是胞內(nèi)酶，主要由紫紅被孢霉和梨頭酶產(chǎn)生，將這種微生物在特定條件下培養(yǎng)后，收集細(xì)胞，裝入反應(yīng)柱中，在45～50℃通過糖蜜（pH5.2），65%的棉子糖轉(zhuǎn)變成蔗糖。為了防止蔗糖分解，應(yīng)選用不產(chǎn)生蔗糖酶的菌株。分解棉子糖甜菜中常含有0.05%～0.15%的棉子糖96半乳糖葡萄糖果糖蔗糖棉子糖的結(jié)構(gòu)式半乳糖葡萄糖果糖蔗糖棉子糖的97二、乳品加工1．干酪制造

干酪是牛乳的發(fā)酵產(chǎn)品之一。將凝乳酶添加到牛乳中，使乳中的酪蛋白（乳中的主要蛋白，是一種含磷的蛋白質(zhì)）凝固，將凝固的酪蛋白與乳清分離后，添加適量食鹽，放在溫度5～15℃的窖內(nèi)，進(jìn)行發(fā)酵，2～3個月后成熟。二、乳品加工1．干酪制造98干酪制造中的凝乳過程

干酪制造的第一步將牛奶用乳酸菌發(fā)酵制成酸奶，再加凝乳酶水解κ-酪蛋白，在酸性環(huán)境下，Ca2+使酪蛋白凝固。在最先的酶階段中，添加的凝乳酶（或效果較差的胃蛋白酶）進(jìn)行專一性的蛋白質(zhì)限制水解，把κ-酪蛋白的苯丙氨酸-蛋氨酸鍵打開，使酪蛋白膠束成亞穩(wěn)態(tài)；在第二個非酶階段中，由于鈣離子影響，乳凝結(jié)。干酪制造中的凝乳過程干酪制造的第一步將牛奶用乳酸菌發(fā)99凝乳酶的來源凝乳酶（rennin）是用未斷奶小牛的皺胃提取制成的，后來又從幾種微生物中發(fā)現(xiàn)了可用于干酪制造的凝乳酶，現(xiàn)在利用基因工程的方法，將牛凝乳酶的基因轉(zhuǎn)到大腸桿菌中，通過發(fā)酵制取凝乳酶。凝乳酶的來源凝乳酶（rennin）是用未斷奶小牛的皺1002．乳糖水解

乳糖是哺乳動物乳中的一種雙糖。乳糖不能直接被腸道吸收。乳糖酶存在于幼體哺乳動物的腸道中，它把乳糖水解成葡萄糖和半乳糖，通常在斷奶期后乳糖酶消失，但有些人卻例外。占世界人口相當(dāng)大比例的人因體內(nèi)缺乏乳糖酶，乳糖被腸道細(xì)菌發(fā)酵分解，產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致腸道膨脹，并興奮腸道蠕動。其主要癥狀表現(xiàn)為腹脹、腹鳴、腹痛、腹瀉等。當(dāng)乳糖酶缺乏只引起乳糖吸收障礙無臨床癥狀時，稱為乳糖吸收不良。用乳糖酶處理牛奶可消除這種不良作用。2．乳糖水解乳糖是哺乳動物乳中的一種雙糖。乳糖不能直101食品工業(yè)中的乳糖水解

由于乳糖的溶解度低，常在煉乳、冰淇淋中呈砂樣結(jié)晶析出，影響風(fēng)味，用乳糖酶處理作為原料的牛奶，可解決這個問題。食品工業(yè)中的乳糖水解由于乳糖的溶解度低，常在煉乳、冰102乳清處理中的乳糖降解

乳清是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其組成成分為脂肪0.2％，蛋白質(zhì)0.7％，乳糖4～4.5％，鹽0.45％。因乳糖難以消化，乳清歷來作為廢水排放，嚴(yán)重污染環(huán)境。若用乳糖酶處理，當(dāng)乳糖水解率達(dá)80％時，其甜度可同DE40的葡萄糖漿相當(dāng)，可供食用或作為飼料。若再用葡萄糖異構(gòu)酶處理，將部分葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖，則甜度還可以進(jìn)一步提高。

乳清處理中的乳糖降解乳清是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其組成成1033．其它

在沒有冷藏設(shè)備時，可往牛奶中添加0.05％的H2O2進(jìn)行“冷巴氏滅菌”，滅菌后，再用過氧化氫酶分解過剩的H2O2。

人奶和牛奶的區(qū)別之一在于溶菌酶含量的不同，奶粉中添加卵清溶菌酶可防止嬰兒腸道感染。乳制品的特有香味主要是加工時產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)，如脂肪酸、醇、醛、酮、脂及胺等，乳品加工時添加適量脂肪酶可增加干酪和黃油的香味。

3．其它在沒有冷藏設(shè)備時，可往牛奶中添加0.05％的104三、果品加工

酶在桔子罐頭加工中有廣泛的用處。

黑曲霉產(chǎn)生的半纖維素酶、纖維素酶和果膠酶的混合物可用于桔瓣去除囊衣，以代替耗水量大且費(fèi)時費(fèi)工的堿處理。桔子中的檸檬苦素(limonin)是引起桔汁產(chǎn)生苦味的原因，用球形節(jié)桿菌固定化細(xì)胞(檸堿酶)處理可消除苦味。三、果品加工酶在桔子罐頭加工中有廣泛的用處。105柚苷酶的脫苦作用

未成熟桔子含有較多的柚苷（柚配質(zhì)-7-蕓香糖苷），當(dāng)其含量達(dá)50mg／100ml時即有苦味。如將柚苷分子中的鼠李糖水解除去，即成為不苦但略帶澀味的普魯寧；將普魯寧分子中的葡萄糖除去，就成為無味的柚配質(zhì)（一種黃酮）。

柚苷

普魯寧

黃酮

R-G-柚配質(zhì)→G-柚配質(zhì)→柚配質(zhì)柚苷酶的脫苦作用未成熟桔子含有較多的柚苷（柚配質(zhì)-7106柚苷酶的來源

黑曲霉產(chǎn)生的一種稱為柚苷酶的誘導(dǎo)酶有脫苦作用，系由β－鼠李糖苷酶和β－葡萄糖苷酶組成。將這種酶加于桔汁，經(jīng)30～40℃作用1小時，便能脫苦；也可選用耐熱性酶加入罐頭中，經(jīng)60℃巴氏殺菌后，在罐頭中繼續(xù)發(fā)揮脫苦作用。

柚苷酶的來源黑曲霉產(chǎn)生的一種稱為柚苷酶的誘導(dǎo)酶有脫苦107橙皮苷酶的消濁作用

桔子罐頭的湯汁常發(fā)生白色渾濁，這是由桔肉帶來的橙皮苷（橙皮素-7-蕓香糖苷）所造成的。黑曲霉也可以在底物誘導(dǎo)下產(chǎn)生橙皮苷酶，與柚苷酶的功能相似，將橙皮苷的鼠李糖和葡萄糖切下，使之成為水溶性的橙皮素，從而消除白色渾濁。柚苷酶和橙皮苷酶都可受鼠李糖的誘導(dǎo)。橙皮苷酶的消濁作用桔子罐頭的湯汁常發(fā)生白色渾濁，這是108花色素酶的脫色作用

花色素苷是植物花、果實等器官中主要的有色物質(zhì)之一，它是由葡萄糖、半乳糖等與花色素（anthocyanidin）形成的一類糖苷。桃子含有紅色的花色素苷，罐藏時與金屬作用而呈紫褐色，以致罐裝桃子僅限于白桃、黃桃等色素少的品種，紅桃產(chǎn)量雖多，卻不能用于加工。從黑曲霉中提取的花色素酶可水解花色素使之變?yōu)闊o色物質(zhì)。用花色素酶處理桃醬、葡萄汁等使之脫色，可其提高經(jīng)濟(jì)價值。

花色素酶的脫色作用花色素苷是植物花、果實等器官中主要109黃酮異黃酮花色素花色素苷黃酮110果膠

果膠是植物細(xì)胞壁中的一種重要物質(zhì)，它是由半乳糖醛酸以α-1,4-糖苷鍵連接而成的多聚半乳糖醛酸，其大部分羧基被甲酯化；不含甲酯的稱為果膠酸；果膠酸之間通過交聯(lián)而形成的水不溶性物質(zhì)叫原果膠。在酸性和有高濃度糖存在下，果膠易形成凝膠。由于果膠類物質(zhì)的存在，在果汁加工時導(dǎo)致壓榨及澄清發(fā)生困難。果膠果膠是植物細(xì)胞壁中的一種重要物質(zhì)，它是由半乳111果膠酶的脫果膠作用

用果膠酶處理潰碎果實，可加速果汁過濾，促進(jìn)澄清。脫果膠的果汁即使在酸性和高濃度糖存在下也不會形成凝膠，故可用來制造高濃度的果汁或粉末果汁。果膠酶是幾種酶的混合物，其中包括原果膠酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶(PG)等。工業(yè)上用黑曲霉、文氏曲霉或根霉等生產(chǎn)果膠酶。果膠酶的脫果膠作用用果膠酶處理潰碎果實，可加速果汁過112四、釀酒工業(yè)

啤酒是以麥芽為原料，經(jīng)糖化發(fā)酵而成的酒精飲料。麥芽中含有多種水解酶，如淀粉酶、蛋白酶、β－葡聚糖酶、纖維素酶及核酸酶等。在糖化過程中，這些酶水解相應(yīng)的大分子物質(zhì)，生成還原糖、氨基酸、核苷酸等小分子物質(zhì)。由于大麥發(fā)芽時的呼吸作用，一部分貯藏物質(zhì)被消耗，在經(jīng)濟(jì)上受到損失，故常常用大麥、玉米、大米來代替一部分麥芽。這樣做會導(dǎo)致酶活性不足，糖化和蛋白質(zhì)降解都不充分，影響啤酒的風(fēng)味和收率。

四、釀酒工業(yè)啤酒是以麥芽為原料，經(jīng)糖化發(fā)酵而成的酒精113酶在啤酒生產(chǎn)中的作用

補(bǔ)充以多種酶制劑，可彌補(bǔ)酶活性不足的缺點(diǎn)。在用大麥作輔料或用發(fā)芽欠佳的麥芽時，因大麥中含有β－葡聚糖，使得麥芽汁的過濾困難；尤其是β－葡聚糖在啤酒中會生成沉淀，也影響啤酒的過濾。用β－葡聚糖酶處理可改善麥芽汁和啤酒的過濾性能。添加蛋白酶可增加蛋白質(zhì)的水解程度，增加麥芽汁中的氨基酸含量，從而促進(jìn)酵母發(fā)酵，也能防止啤酒中因蛋白質(zhì)含量高而造成渾濁。

酶在啤酒生產(chǎn)中的作用補(bǔ)充以多種酶制劑，可彌補(bǔ)酶活性不114五、肉類和魚類加工

肉中的膠原蛋白是纖維蛋白，蛋白分子之間有許多交聯(lián)鍵，這些交聯(lián)鍵可分為耐熱和不耐熱的兩種，幼小動物肉的膠原蛋白中不耐熱交聯(lián)鍵多，加熱后大量交聯(lián)鍵斷裂，肉容易軟化；而老動物肉的膠原蛋白中耐熱交聯(lián)鍵多，烹煮時肉不易軟化。用膠原蛋白酶處理肉類，水解膠原蛋白，可使肉類容易軟化。工業(yè)上軟化肉的方法有兩種，一種是將酶涂抹在肉的表面或用酶液浸肉，另一種方法是在宰殺動物前用酶肌注。

五、肉類和魚類加工肉中的膠原蛋白是纖維蛋白，蛋白分子115肉類和魚類加工

用蛋白酶水解雜魚、動物血、碎肉等中的蛋白質(zhì)，抽提釋放出的蛋白質(zhì)、肽、氨基酸等，可供食用或作飼料，是增加蛋白質(zhì)資源的有效措施。海洋中許多魚類因其外觀、色澤或味道不佳而不成為經(jīng)濟(jì)魚類，這類水產(chǎn)卻占海洋水產(chǎn)的80％左右，用蛋白酶在中性或微堿性40～60℃處理經(jīng)粉碎的雜魚，使其中部分蛋白質(zhì)溶解，經(jīng)濃縮干燥制成蛋白質(zhì)、氨基酸含量高，富含各種水溶性維生素的產(chǎn)品，其營養(yǎng)價值不低于奶粉，可摻入