酶在食品加工中的应用

酶在食品加工中的应用近年来，采用酶工程还成功地将淀粉加工成饴糖、麦芽糖、高麦芽糖浆、麦芽糊精、偶联糖(一种甜味环糊精)等各类淀粉糖产品，它们在食品工业中均起重要作用。例如：脂肪酶在乳制品的增香、鱼片脱脂、食用油加工、洗涤剂添加酶、皮革毛皮绢纺脱脂、制药、化工合成、污水处理、工具酶等[7]多种用途。而麦芽糖在缺少胰岛素的情况下也可被肝脏吸收，而不致引起血糖水平的升值，故可供糖尿病患者食用；由麦芽糖还原成的麦芽糖醇为发热量最低的甜味剂，可供糖尿病、高血压、肥胖病人食用。麦芽糊精无臭、无味、无色、吸湿性低、粘度高、溶解时分散性好，国外食品工业中都用它来改善食品风味；糖果工业中用它调节糖度，并阻止蔗糖析晶和吸湿；饮料工业中用它作为增稠剂、泡沫稳定剂，还用于粉末饮料制造，以加速干燥；制造固体酱油、汤粉时用它增稠并延长保质期，因它不易吸湿结块。偶联糖用于食品中不易引起蛀牙，作为食品添加剂用以乳化、稳定、发泡、保香脱苦等。１酶在淀粉类原料加工中的应用在淀粉类原料的加工中，应用较多的酶是淀粉酶，糖化酶和葡萄糖异构酶等。这些酶主要来源于细菌，霉菌和种子的发芽，在食品工业中用于制造葡萄糖、果糖、麦芽糖、糊精和糖浆等。在啤酒、白酒、黄酒、酒精及其谷氨酸等有机酸的生产中，酶主要用来处理发酵原料，使淀粉降解。微生物中提取得到的新一代磷脂酶，用以取代目前使用猪磷脂酶，可应用于禁食猪肉的穆斯林国家，其前景十分广阔[5]。通常蛋黄在高于60℃的温度下会丧失乳化性质，而经酶改性处理后的蛋黄粉制成的“耐热蛋黄”。可以承受70～80℃乃至更高的温度，大大提高了灭菌温度，从而提供了更大的微生物安全范围。耐热的蛋黄酱也更能较好地适用于热带国家或用于热的食品如汉堡包。2酶在乳品工业中的应用乳制品中的α-酪蛋白,β-酪蛋白,κ-酪蛋白以及α-乳清蛋白,β-乳球蛋白等都是TGase的良好底物,因而,TGase在乳制品工业中也有很高的应用价值该酶能够在较宽的pH范围内(pH615～810)对乳品蛋白质进行交联。３干酪生产全世界干酪生产所耗牛奶达1亿多吨，占牛奶总产量的1/4。干酪生产的第一步是将牛奶用乳酸菌发酵制成酸奶，然后加凝乳酶k—酪蛋白，在酸性条件下，Ca2+使酪蛋白凝固，再经切块加热压榨熟化而成。凝乳酶取自小牛，全世界每年宰杀小牛多达4000万头。自日本10多年前发现微生物凝乳酶后，现在85%的动物酶已由微生物酶所代替。微生物凝乳酶本质为微酸性蛋白酶，只是凝乳作用强而蛋白分解作用弱而已，还会使少量酪蛋白分解，形成苦味。现在采用基因工程将牛凝乳酶原生产基因植入大肠杆菌，已经表达成功，用发酵法已可生产真正凝乳酶。在奶酪加工中添加一定量的溶菌酶可以防止中后期奶酪的后期起泡、风味变差及不影响奶酪老化过程中奶酪基液的品质,同时,还能起到抑菌作用,不至引起酪酸发酵,这是其他防腐剂所无法比拟的[15]。在重制奶酪生产中,添加MTGase处理后,使乳清蛋白和酪蛋白交联在一起,可以提高奶酪的质量,增加经济效益。４婴儿奶粉溶菌酶在婴儿体内可以直接或间接地促进婴儿肠道内双歧杆菌的增殖;可以促进婴儿胃肠内乳酪蛋白形成微细凝乳,延长在肠道停留时间,有利于婴儿消化吸收;可以促进人工喂养婴儿肠道细菌菌群的正常化;它还能够强化血清灭菌蛋白、γ2球蛋白等体内防御因子,以增强对感染的抵抗力,特别是对早产婴儿有预防体重减轻和消化器官疾病及增加体重的功效,是婴儿食品及配方奶粉等的良好添加剂。溶菌酶特别适合于巴氏杀菌奶的防腐,一般在包装前加入300～600ppm。人奶与牛奶区别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婴儿肠道感染。５分解乳糖牛乳中含有5%的乳糖，乳糖是一种缺乏甜味且溶解度很低的双糖。有些人饮用牛奶后常发生腹泻、腹痛等症状，这是由于体内缺乏乳糖酶所致。为了解决以上问题，采用聚丙烯酰胺包埋法，将乳糖酶固定后再与牛乳作用，就可以制造不含乳糖的牛奶，这个研究在美国极为盛行，在日本也很受重视，乳清是生产干酪的副产品，乳清中含有4%~5%的乳糖，先用固定化乳糖酶处理乳清，然后再经固定化葡萄糖异构酶作用，可使乳清的甜度提高到蔗糖的甜度。６酶在肉类加工中的应用酶技术可以促使肉类嫩化。牛肉及其它质地较差的肉(如老动物肉)，其结缔组织和胶原蛋白质及单性蛋白质含量高而且结构复杂。胶原蛋白是纤维蛋白，由副键连接成为具有很强机械强度的组成，这种交联键可分为耐热和不耐热两种。幼动物的胶原蛋白中，不耐热交联键多，一经加热即行破裂，肉就显得嫩；而老动物的肉因耐热键多，烹饪时软化较难，因而显得肉质粗糙，难以烹调，口感亦差。采用蛋白酶可以将肌肉结缔组织中胶原蛋白分解，从而成功地使肉质嫩化。在加入转谷氨酰胺酶的肌肉蛋白凝胶体系中，由于其催化横向结合反应使得谷氨酰残基和赖氨酸残基结合形成ε-（γ-谷氨酰）赖氨酸。形成的GL肽键不仅构成凝胶网络上新的连接点，而且具有比二硫键更强的连接力，从而能够使凝胶具有更强的稳定性，赋予制品更加优良的品质。７提高原料利用率肉制品是人们获得蛋白质的重要来源，而肉制品加工是食品加工业中的一个重要部分。由于肉制品的高价格和人们对蛋白质充分利用的需要，人们总是希望能利用动物体的一切可利用部分制成肉制品，其中面临的一个问题是如何将一些低价值的碎肉进行重组，改善其外观、结构、风味，以提高营养价值和市场价值。Sakamoto和Soeda应用谷氨酰胺转胺酶处理碎肉，将碎肉、淀粉、调味料和谷氨酰胺转胺酶混合，成型，从而做成肉丸、烧麦等，可以大大地提高肉的利用率，且外观、质地、风味、口感也得到了极大的改善。８提高产品出率肉制品的保水性是一项重要的质量指标，它不仅影响制品的色香味、营养成分、多汁性、嫩度等食用品质，而且具有重要的经济价值。利用肌肉系水力这一潜能，在加工过程中可以添加水分，提高出品率。J.F.Kerry以禽胸脯肉为原料，加入大豆蛋白和转谷氨酰胺酶，制成肉饼，测定其蒸煮损失，利用响应曲面法分析试验结果发现随着转谷氨酰胺酶添加量的增加，蒸煮损失呈逐渐下降的趋势[21]。分析其原因，主要是ε-（γ-谷氨酰）赖氨酸的GL肽键提高了制品中凝胶网络的稳定性使凝胶抗热能力增强，从而产品能够在热处理中降低蒸煮损失，提高产品出率。此外利用转谷氨酰胺酶处理香肠制品，可以避免香肠脱水收缩现象的发生。９改善肉制品的质构良好的质构不仅是评定产品质量的重要指标，而且是影响消费者选择的关键因素，因此生产者常采用腌制、滚揉、斩拌以及添加淀粉等填料来改善肉制品的品质，以期获得良好的弹性、切片性。为了证实转谷氨酰胺酶用于肉制品中所呈现的良好的功能特性，在原有工艺不变的情况下，将不同剂量的转谷氨酰胺酶制剂应用于火腿中，测定其抗断强度和凹度，与对照组比较发现，添加0.2%—0.5%的转谷氨酰胺酶制剂，即可达到明显改善产品品质的效果。在改善切片性上，将转谷氨酰胺酶用于脱骨火腿中，即使降低添加蛋白用量，产品的原始风味和切片性仍然能够很好地保持。食品科学与工程122王智125242816