生物酶技术在食品工业中的应用

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1、生物酶技术在食品工业中的应用摘要生物技术是21世纪的高新技术。作为一种高效、安全的生物催化剂,酶已经越来越广泛地应用到食品工业的各个领域中,发挥了其高效、温和、多样及活性可调节的生物学性质,并给传统的食品工业带来了发展新思路。本文主要阐述了生物酶的特性、分类以及酶与食品风味、酶与食品保鲜、功能性食品和功能性食品添加剂以及食品工业中的新酶源,展望了酶工程在食品加工领域中的新进展和应用前景。关键词酶食品品质新酶源酶工程正文酶是生物为提高其生化反应效率而产生的生物催化剂,是由生物体合成又可脱离生物体而存在的球形蛋白质,它能改变化学反应的速度,但不影响最终产物

2、的性质,且本身在反应前后也不发生变化。20世纪80年代,生物工程作为一门新兴高新技术在我国得到了迅速发展,酶的研究与应用领域逐渐扩大，而且取得了可喜的成就。酶作为催化剂有如下特性:(1)反应的速度比非催化反应的速度高108~1020倍,比其它催化剂催化的反应速度高107~1013倍。(2)作用缓和,不需要高温高压、强酸、强碱等条件。酶本身无毒,公害少,利于环保。(3)专一性强,即一种酶只能催化一种或一类反应,例如蛋白酶只能催化蛋白质水解,淀粉酶只能催化淀粉水解。(4)酶的本质为蛋白质,故一切能导致蛋白质性质发生改变的因素,例如温度、pH值、重金属离子等

3、均能影响酶的催化效能。酶的分类和应用酶的来源十分广泛,种类繁多,性能各异,根据其催化反应类型,国际生物化学协会将酶分为6种:氧化还原酶、裂解酶、异构酶、转移酶、水解酶、合成酶。其中合成酶是催化合成某些化合物的酶,主要用在生物合成工业中,如谷氨酰胺合成酶、谷胱甘肽合成酶、纤维素合成酶、淀粉合成酶、紫杉醇生物合成酶等。其中常用于食品加工中的酶主要有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、葡萄糖氧化等。1．酶与食品风味1.1在酿造调味品中的应用酶制剂应用于调味品生产已207多年，初始研发阶段，因酶工业不发达，仅采用固体制取，低温烘干后的粗酶或麸曲的浸出液，因为酶活力低，使用

4、量大，运输不便。随着科技的进步，应用酶制剂技术生产调味品已经成熟，且有可喜的发展前景。酶制剂应用于调味品行业越来越广泛，除了酱油生产停留在试验阶段，其他调味品应用酶制剂后，产品风味、理化指标都达到或超过传统产品要求。如酶法生产豆酱发酵时拌入酵母酒醪可以提高豆酱的醇香和酯香。应用酶制剂能降低生产成本，改善产品卫生和环境卫生，改善劳动条件。复合酶制剂在豆腐、甜酱、酱油、食醋、腐乳等调味品生产中应用的效果，使用酶制剂取代传统生产过程中的“制曲”工序，对改善产品品质和环境卫生，具有广阔的前景。1.2在甜味剂方面的应用海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。从中国土

5、样中筛选分离得到能产生淀粉转化为海藻糖的酶菌株，并利用该菌株生产的酶进行淀粉合成海藻糖。另外，a-淀粉酶和真菌淀粉酶水解得到的产品色泽好，并且易于喷雾干燥，是很好的一种水解处理得到低热量葡聚糖的方式。以玉米芯为原料，通过sp.E-86菌株生产的木聚糖酶解制备低聚糖。1．3在面包烘焙中的应用。当在面团发酵中添加适量的淀粉酶，淀粉酶催化损伤淀粉水解，除提供酵母发酵底物外，剩余的还原糖就可参与Millard反应，赋予面包表皮棕黄色的色泽，同时通过水解中间产物脱水糖、糠醛、还原酮、芳香羰基化合物等反应产物配合发酵形成的芳香物质共同赋予面包香味。1．4在肉制品工

6、业中的应用在肉制品加工中，老龄动物的肉经过烧煮会变得粗糙坚硬，生产出来的产品口感很差。利用蛋白酶可使这种肉得到嫩化。在嫩化过程中，蛋白酶随溶液进入肌间，分解肌间结缔组织和胶原纤维中的蛋白质，破坏它们的分子结构，使肉的品质变得柔软、适口、多汁和易于咀嚼；另外蛋白酶分解破坏肌肉的Z线，引起H带的变化，从而可促进肉品嫩化。同时蛋白酶也可以作用于肌纤维，裂解部分肌细胞组合蛋白，使肉中的水溶性氨基酸和水溶性钙、磷、锌、铜、铁大大增加，使肉的风味和鲜味有效改善；经过酶处理的肉，仍然可以保持一级鲜度，并使PH值和感官指标正常。1.5在啤酒工业中的应用氧对啤酒品质有很

7、大的的影响，主要表现在啤酒浑浊，风味老化，口味劣变，色泽变深等等。而在啤酒加工过程中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧，阻止啤酒的氧化变质。它可以使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消耗溶解氧。葡萄糖酸内酯较稳定，没有酸味，无毒负作用，对啤酒质量没有什么影响，而且不具有氧化能力。葡萄糖氧化酶又具有酶的专一性，不会对啤酒中的其他物质产生作用。因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化，保持啤酒风味，延长保质期有显著的效果。1.6在乳品加工中的应用凝乳酶与乳糖酶是乳品加工中最常用的两种微生物酶制剂。凝乳酶是生产干酪不可缺少的制剂，生产用的乳糖酶主要

8、由大肠杆菌来制造。目前研究凝乳酶替代物的一个重要途径是利用毛酶和疫病酶等产生的酶，还可以通过克