酶在食品方面的应用

课程文献综述题目:酶在食品方面的应用姓名:xx学院:生命科学学院专业:制药工程班级:xxx学号:xxxxxx教师:2012年12月3日湖州师范学院１酶制剂在食品方面的应用xx摘要：酶制剂作为一种生物催化剂，具有高效、安全、生态和环保等特点。通过合理开发和应用酶制剂及相关酶工程技术可有效地提高食品原料的深加工程度、改进食品的加工工艺以及改善食品的风味和品质，从而达到提高产品得率和质量，降低生产成本。本文综述了酶技术已广泛应用于食品行业的各个领域，例如食品保鲜、食品生产、制糖工业、乳制品工业、食品添加剂的生产以及改善食品的品质和风味诸多方面的应用概况及新酶源在食品工业未来的展望。关键词：酶制剂；食品；新酶源；应用；EnzymeapplicationinfoodxxxAbstract：Enzymepreparationasabiologicalcatalyst,withhighefficiency,safety,ecologicalandenvironmentalprotectionetc.Throughthereasonabledevelopmentandapplicationofenzymepreparationandrelatedenzymeengineeringtechnologycaneffectivelyimprovethefoodrawmaterialsprocessingdegree,improvefoodprocessingtechnologyandimprovethefoodflavorandquality,soastoimprovetheproductyieldandquality,reducetheproductioncost.Thispaperreviewstheenzymetechnologyhasbeenwidelyusedinvariousfieldsoffoodindustry,suchasfoodpreservation,foodproduction,sugarindustry,dairyindustry,foodadditiveproductionandimprovefoodqualityandflavorofmanyaspects,applicationsituationandnewenzymesourceinthefoodindustryofthefutureprospects.Keywords:enzymepreparation;food;newenzymesource;application;前言：酶制剂作为一种生物催化剂，具有高度的专一性和极高的催化效率。目前国内外广泛使用酶的领域是在食品工业部门。酶在食品工业方面主要用于食品保鲜、食品生产、食品添加剂的生产以及增强或改善食品的风味和品质等。1．酶制剂用于食品保鲜随着人们对食品各方面的要求越来越高和科学技术的不断进步，一种崭新酶法保鲜技术越来越受到人们的关注和欢迎。酶法保鲜的原理是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质。目前应用较多的是溶菌酶和葡萄糖氧化酶的保鲜技术。1.1溶菌酶溶菌酶（Lysozyme,又称细胞壁溶解酶）可以水解细菌细胞壁肽聚糖的1，4-糖苷键，导致细菌自溶死亡。它对革兰氏阴性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌等都有抗菌作用，而对没有细胞壁的动物细胞不发生作用。它能杀死肠道腐败球菌，增加机体抵抗力，促进肠道双歧乳酸杆菌增殖，促进乳酪蛋白凝乳消化，所以它是理想的婴儿食品添加剂[1]。此外，溶菌酶还对真菌和病毒有一定的杀伤作用，在一定程度上阻止或延缓食物变质，延长食品货架期。２作为一种绿色食品防腐剂，溶菌酶广泛用于水产品、酿造酒、乳制品、肉制品、新鲜果蔬、豆腐、糕点、面条及饮料等方面的保鲜，欧洲用它代替亚硫酸盐来防腐保鲜。有资料表明，使用该酶最有效的质量分数约为0.05％，且与植酸、聚合磷酸盐、甘氨酸等配合使用，防腐效果更好[2]。溶菌酶还具有一定的耐高温性能，适用于超高温瞬间杀菌奶，可以在包装前直接添加或在杀菌前添加。马美湖等的研究也证明溶菌酶对于控制细菌总数的增殖、减缓TVB-N的上升方面具有极其重要的作用[3]1.2葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶（GlucoseOxidase，GOD）不仅可以代替溴钾改良面粉品质,还是一种除氧剂（发生需氧脱氢反应）,阻止或防止氧化变质。由于它能专一地将β-D-葡萄糖氧化成为葡萄糖酸和过氧化氢，可降低制品表面的pH值，抑制微生物的生长[4]。GOD在食品、饲料等方面有广泛的应用空间。在啤酒保鲜中，GOD可除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧，生成的葡萄糖酸内酯稳定，无酸味、无毒副作用，对啤酒的质量没有影响。向果汁及蔬菜中添加适量的GOD和葡萄糖可有效地防止VC因被溶解氧氧化而遭到破坏[5]。GOD是种新型的饲料添加剂，它能催化肠道内的葡萄糖产生葡萄糖酸和过氧化氢，当过氧化氢积累到一定浓度时，直接抑制大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌等细菌的生长繁殖，它不会造成菌体的抗药性或药物残留，而且由于它能除去肠道内氧气，降低pH值，为厌氧的双歧杆菌和耐酸的乳酸菌生长增殖提供了良好的环境[6]。国外已采用各种不同的方式应用于茶叶、冰淇淋、奶粉等产品的除氧包装或罐头。[7]2.酶在食品生产上的应用酶在各种食品的生产方面应用广泛。现举例如下：2.1酶在糖类食品生产上的应用2.1.1用酶进行葡萄糖的生产现在国内外葡萄糖的生产大都采用酶法。酶法生产葡萄糖是以淀粉为原料，先经α-淀粉酶液化成糊精，再用糖化酶催化生成葡萄糖。2.1.2用酶进行果葡糖浆的生产果葡糖浆是由葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成部分果糖而得到的葡萄糖和果糖的混合糖浆。2.1.3用酶进行始糖!麦芽糖的生产饴糖是我国传统的淀粉糖制品，用酶法生产饴糖时，先用α-淀粉酶使淀粉液化，然后再加人β-淀粉酶，使糊精生成麦芽糖，酶法生产的饴糖中，麦芽糖的含量可达60%-70%。可以从中分离得到麦芽糖。2.1.4用酶进行糊精、麦芽糊精的生产糊精是淀粉低程度水解的产物，广泛应用于食品增添剂、填充剂和吸收剂。其中，DE值在10-20之间的糊精称为麦芽糊精。淀粉在α-淀粉酶的作用下生成糊精，控制酶反应液的DE值，可以得到含有一定量麦芽糖的麦芽糊精。[8]2.2酶在蛋白质类食品生产上的应用2.2.1用酶进行水解蛋白的生产蛋白质在蛋白酶的作用下，水解生成蛋白胨、多肤、氨基酸等水解产物，统称为水解蛋白。这些产物在食品、医药、饲料、细胞培养等方面广泛应用。３2.2.2用酶进行明胶的生产明胶是一种可溶于热水中的蛋白质凝胶，在食品工业和制药工业中有广泛的用途。以富含胶原蛋白的动物皮或骨等为原料，在蛋白酶的作用下，不溶于水的天然胶原蛋白的三股螺旋结构解体成为单链，生成溶于热水的明胶。2.2.3用酶进行干酪的生产干酪又称为奶酪，是乳中的酪蛋白凝固而成的一种营养价值高，容易消化吸收的食品，干酪的生产可以采用乳酸菌发酵或通过加人凝乳蛋白酶的方法进行。2.2.4用酶进行低乳糖奶的生产低乳糖奶的生产可以采用分离方法除去乳中的乳糖，也可以采用游离的乳糖酶或者通过固定化乳糖酶的作用，使乳中的乳糖水解生成葡萄糖和半乳糖，得到低乳糖奶。[9]2.3酶在果蔬类食品生产上的应用2.3.1用酶去除柑橘制品的苦味由于柑橘制品中含有抽昔，而具有苦味。在柑橘制品的生产过程中，加入一定量的袖昔酶，在30-40℃左右处理1-2h，水解生成鼠李糖和无苦味的普鲁宁，即可脱去苦味。2.3.2用酶防止柑橘罐头出现白色混浊柑橘中含有橘皮昔，会使汁液中出现白色混浊而影响产品质量。橘皮昔在橘皮昔酶作用下，水解生成溶解度大的鼠李糖和橘皮素-7-葡萄糖昔，能有效的防止柑橘类罐头制品出现白色混浊。2.3.3用酶进行果蔬制品的脱色许多果蔬含有花青素，在不同的PH条件下呈现不同的颜色，对果蔬制品的外观质量有一定的影响。在实际应用过程中，只需要将果蔬制品加人一定的花青素酶，于40℃条件下保温20一30min,即可达到脱色效果。2.3.4用酶进行果汁生产水果中含有大量果胶，在果汁和果酒生产过程中会造成压榨困难、出汁率低、果汁混浊等不良影响。为了达到利于压榨，提高出汁率，2.3.5用酶进行果酒生产果酒是以各种果汁为原料，通过微生物发酵而成的含酒精饮料。在葡萄酒等果酒的生产过程中，已经广泛应用果胶酶和蛋白酶等酶制剂。果胶酶用于葡萄酒生产，除了上述在葡萄汁的压榨过程中应用，以利于压榨和澄清，提高葡萄汁和葡萄酒的产量以外，还可以提高产品质量。[10]2.4酶在制糖澄清中的应用2.4.1果胶酶果胶酶是指能分解果胶物质的多种酶的总称，一般认为它包括四种酶：原果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶、裂解酶、果胶酯酶[11]。果胶酶对糖汁降低粘度、提高澄清度有较明显的作用。陈健旋[12]以果胶酶对甘蔗汁进行澄清，果胶酶的添加量为200U/100ml蔗汁，甘蔗汁的透光率由5%提高到95%，粘度由3.9mPa·s下降1.1mPa·s。黄康宁等[13]研究了果胶酶降解混合汁中果胶含量的影响，研究表明果胶的降解率在一定范围内与果胶酶的添加量成正比，pH越低，对酶的降解反应有促进作用，果胶的降解也随着时间的增长而增多。屠康等[14]研究了青皮甘蔗汁的澄清方法，果胶酶-明胶-硅溶胶合用的澄清效果比硅藻土、果胶酶-壳聚糖等方法的效果要好。４2.4.2葡聚糖酶制糖工业中葡聚糖酶是根据切断不同的糖苷键而分为α-葡聚糖酶和β-葡聚糖酶，β-葡聚糖酶降解以β-糖苷键连接的葡聚糖，α-葡聚糖酶降解以α-糖苷键连接的葡聚糖。由肠膜明串珠菌产生的葡聚糖含有大量的α-1，6键和少量的α-1，2、α-1，3和α-1，4键，在糖汁中添加α-葡聚糖酶可显著降低葡聚糖含量。在国外，葡聚糖酶的使用已有50多年的历史。1996/1997榨季，路易斯安那糖厂在混合汁中添加6g/t蔗汁的葡聚糖酶，作用时间12-15min，可降解50-85%的葡聚糖，降低了煮糖的粘度和糖蜜纯度，晶体中的葡聚糖含量也减少了80%[15]。1995-1999年古巴在不同糖厂进行了葡聚糖酶的试验，在葡聚糖含量为1600ppm的蔗汁中使用16ppm葡聚糖酶，10min时可水解85%的葡聚糖[16]。3.酶制剂在食品添加剂生产方面的应用食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐剂和加工工艺需要而加入食品中的化学合成或天然物质。按照添加剂的功能不同，食品的添加剂可分为酸味剂、增味剂、甜味剂、乳化剂、增稠剂、强化剂等等。随着酶工程的发展，作为高效、安全的生物催化剂，酶在食品添加剂的生产中已经得到了较为广泛的应用。[17]4.食品工业中的新酶源极端酶在食品加工中的应用。极端微生物也叫嗜极菌,是指能在极端温度、高压、高盐、高或低pH、低水分活度、有机溶剂、重金属等恶劣的环境中存活的一类微生物[18]。极端酶主要来源于嗜极菌,是这类微生物生存和繁衍的基础。但也有一些具有嗜极性的酶来自动植物,如嗜热性的木瓜蛋白酶[19]。极端酶能耐受食品生产过程中的一些“极端”条件,发挥一般生物酶所不具备的催化特性,而极端酶在“极端”环境下的活性和稳定性又主要取决于它的结构[20]。研究极端酶的结构、耐受机制及与功能之间的关系,将有助于改善酶的性质,扩大酶在食品工业中的使用范围。小结：酶制剂产业是当今中国最具发展潜力的新兴产业之一，随着基因工程、酶和细胞固定化技术等的发展，酶工程技术在食品中将有着更广阔的应用前景。今后重点加强对已经获得小试和中试成果的酶工程技术工业实用化研究。加速推广酶法生产技术，完善酶反应器结构，提高企业生产能力，创造更多的效益。展望酶在食品工业中的应用已经充分反映了21世纪食品添加剂与食品工业发展的新趋势。应利用基因工程技术挖掘优良微生物菌种,创制高活性的新酶源,研究酶反应器以及固定化酶等新技术。相信在不久的将来,这一种安全高效的生物催化剂能全面进入食品工业领域,造福于每一个人。参考文献：[1]徐敬宜.徐永平，刘姝，等.溶菌酶及其在食品工业中的应用[J].食品与机械，2006，22（1