2017-18学年高中生物第三章酶的制备及活力测.2酶在食品加工中的应用1素材.docx

3.2 酶在食品加工中的应用浅谈几种酶在食品加工中的应用摘 要：主要介绍了超氧化物岐化酶、脂肪酶、转谷氨酰胺酶、纤维素酶、溶菌酶、葡萄糖氧化酶等六种酶在食品加工中的应用。关键词：酶；食品加工；应用目前，在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺，酶作为一类食品添加剂，其品种不断增多。它在食品领域中的应用方兴未艾。与以前的化学催化剂相比，酶反应显得特别温和，这对避免食品营养的损失是很有利的。以下介绍几种酶在食品领域中的应用。1 超氧化物岐化酶自从1969年Mccord和Fridorich首次从牛红细胞中提出超氧化物歧化酶（SOD）以来，人们对机体中产生O2以及氧的毒性研究日益深化。目前已开发SOD的主要功能食品有强化SOD牛奶、酸牛乳、冰淇淋、SOD绞股蓝口服液和SOD功能饮料等。1.1 SOD功能饮料保存SOD活性的天然大蒜饮料大蒜是SOD含量较高的天然植物，因此直接利用大蒜来生产SOD的功能饮料成为可能。其关键的工艺步骤是脱蒜臭味和保护SOD的活性，实验表明比较理想的办法是采用冷冻干燥法除去蒜臭味，SOD的保存率高。经处理过的大蒜，取出洗净后用2%柠檬酸水溶液进行磨浆，添加柠檬酸是为了抑制在上述处理过程中未被钝化的酶。磨浆后过滤得滤液，经合理调配最后用高温瞬时法进行杀菌。另据报道，金针菇发酵液，可提高体内SOD的水平从而达到抗衰老的作用。动物实验表明，在饲喂金针菇发酵饭后，能使红细胞SOD活性增加32.0%，现已证明该发酵液配制的功能饮料具有抗癌、增智、防衰老等功用。1.2 强化SOD牛奶由于牛奶中SOD的含量低于人乳中SOD的水平，前者每ml中含3.2单位（u），后者每ml中含7.1单位（u），因此在牛奶中添加SOD使牛奶中的SOD水平与人乳相近具有重要的意义。目前已上市的SOD强化牛奶和冰淇淋为试产品，批量正式投产还要解决好关键的工艺操作。2 脂肪酶2.1 脂肪酶在面类食品加工中的应用面类制品的食感主要与小麦粉中的蛋白质、淀粉、脂肪等有关，特别是通过蛋白质的定向和形成网眼结构产生弹性，增加面的黏弹性。在面类食品加工中，以手工方式沿着压延方向进行多方面揉压，或是以机械方式沿着单一方向进行长时间的压延，都会增加面的弹性、提高面类食品的质量，但采用上述两种方法比较耗时。在面类食品生产时，可以将溶解有脂肪酶的水直接加入面粉中，然后在常温下放置一段时间进行压延处理。与添加蛋白质和多糖类等面粉改良剂相比，添加脂肪酶后产品品质会得到大幅度提高。具体表现在以下三方面：（1）增加并保持弹性。（2）提高成品率。（3）面皮的改良。2.2 脂肪酶在食用油脂工业上的应用2.2.1 酶促油脂水解将油脂与水一起在催化剂作用下生成脂肪酸和甘油的反应叫油脂水解反应，它在脂肪酸与肥皂工业上被广泛应用。传统的油脂水解反应使用无机酸、碱及金属氧化物等化学物质作为催化剂，需要高温、中高压、长时间及设备耐腐蚀的条件，其成本高、能耗大、操作安全性差，而且产物脂肪酸颜色深或生热聚合，不适用于热敏性油脂，如含共轭酸的油脂、易发生共轭化的油脂、易发生脱水的含油脂鱼油等。2.2.2 酶促酯交换将一种酯与另一种脂肪酸或醇或酯混合并伴随酰基交换生成新酯的反应叫酯交换反应。这是油脂工业常用来进行油脂改性的一种重要手段。传统的酯交换工艺采用的是化学方法，但会产生许多副产品。如果用非特异性脂肪酶来催化甘三酯的酯交换，也会得到与化学法酯交换类似的结果。目前，日本、英国已有了以棕榈油中间分提物为原料经酶促改性制取类可可脂的小规模生产。我国近年来对特有的油脂资源乌桕脂和茶籽油经酶促改性制类可可脂有较多研究，目前正在探索其产业化道路。2.3 脂肪酶在乳品工业中的应用脂肪酶应用于乳酯水解，包括奶酪和奶粉风味的增强、奶酪的熟化、代用奶制品的生产、奶油及冰淇淋的酯解改性等。脂肪酶作用于乳酯并产生脂肪酸，能赋予奶制品独特的风味。脂肪酶释放的短碳链脂肪酸（C4C6）使产品具有一种独特强烈的奶风味，而释放的中碳脂肪酸（C10C14）使产品具有皂似的风味。同时，由于脂肪酸参与到类似微生物反应的过程中，增加了一些新风味物质，如甲基酮类、风味酯类和乳酯类等。3 转谷氨酰胺酶转谷氨酰胺酶（简称TG酶）广泛分布在自然界，包括人体、高级动物、一些植物及微生物中，是一种催化酰基转移反应的酶。它能够通过形成蛋白质分子间共价键，催化蛋白质分子聚合和交联。由于该酶的作用特殊，使其在食品工业中有广泛的应用前景。3.1 改变食品的结构由于TG酶有交联蛋白质分子的能力，因而它能使食品小分子结合在一起。如把低价值的肉、鱼肉的碎片配料结合在一起，在酶作用下，改变它们的结构、形状、特性，同时制成多种食品，大大提高它们的市场价值，如做成各种鱼酱、汉堡、肉卷、鲨鱼鳍仿制品等提高食品的营养价值。3.2 增强食品的持水能力香肠和奶酪等胶状食品经TG酶处理，可形成大量的分子间共价交联，在温度变化及机械冲击下，仍有强的持水能力，不易脱水收缩。3.3 减少食品对健康的危害传统的肉类加工工艺中，通常加入大量的盐和（或）磷酸以提高其持水力、连贯性和质地。近来，由于健康的需求，少盐和少磷酸的食物被广泛推广，但其质地和物理性质都不尽如人意。如果加入TG酶和酪蛋白酸盐，这些问题就可得到解决。因为酪蛋白酸盐在TG酶作用下，更加黏稠，起到胶的作用。4 纤维素酶纤维素酶是一组复合酶，能水解纤维，是生物催化剂，其功能是将植物纤维素降解。纤维素酶用途极广，可用于一切以植物或植物子实为原料的加工业。纤维素酶在动物饲料、纺织、食品加工、污水处理、中草药有效成分提取等行业得到广泛应用，可有效地改善产品质量、提高产量，具有良好的经济效益。在果品和蔬菜加工过程中如果采用纤维素酶适当处理，可使植物组织软化膨松，能提高可消化性和口感。纤维素酶用于处理大豆，可促使其脱皮，同时，由于它能破坏胞壁，使包含其中的蛋白质、油脂完全分离，增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率，既降低了成本，缩短了时间，又提高了产品质量。速溶茶饮用方便，可同其它饮料调用，要求速溶后不留渣。生产上常用热水浸提法提取茶叶中的有效成分。若用沸水浸泡和酶法结合，既可缩短抽提时间，又可提高水溶性较差的茶单宁、咖啡因等的抽提率，并能保持茶叶原有的色、香、味。用纤维素酶生产单细胞蛋白的方法主要有两种：一种是先将纤维素经纤维素酶等水解后再由微生物生产单细胞蛋白；另一种是直接利用纤维分解菌，如纤维杆菌等发酵生产单细胞蛋白。5 溶菌酶溶菌酶又称作胞壁质酶或N乙酰胞壁质聚糖水解酶（LZ），它于1922年由英国细菌学家A.Fleming在人的眼泪中和唾液中发现并命名。它广泛存在于鸟、家禽的蛋清，哺乳动物的泪液、唾液、血浆、尿、乳汁和组织（如肝肾）细胞中，其中以蛋清中含量最为丰富，而人乳、泪、唾液中的LZ活性远高于蛋清中溶菌酶的活力。5.1 LZ在乳制品中的应用人们对LZ添加于干酪等乳制品的影响进行了广泛研究。Bakfi和Wolfe研究表明，LZ加入乳中其作用类似于凝乳酶，引起酪蛋白的降解。Kisz等认为LZ能增加乳蛋白质的消化。Panfil等研究表明，LZ量增加则用CaCl2进行乳凝固的时间变短。Edam干酪中的丁酸菌污染问题使这种干酪不适于人们食用。解决问题的方法很多，用H2O2、硝酸盐或用Lz对丁酸菌进行抑制不失为一种较好的方法，Wassenfall等发现在加工Edam干酪时加入LZ（500单位m1即0.6%的蛋清）对加工艺无任何影响，对干酪的感官质量有明显的改善作用。5.2 LZ在肉制品中的应用Akashi对LZ添加于各种肠类后的防腐作用进行系列研究，他发现加热处理后，LZ、NaCl和NaNO2三者相结合（3%NaCl，12.5ppmNaNO2和50200ppmLZ）的防腐效果比LZ或者NaCl+NaNO2单独使用的效果好，若未经热处理，LZ的防腐效果优于NaCl+NaNO2的防腐效果。Akashi等还将溶菌酶应用于保存海产品的实验，并取得了较好的效果；Akashi还就溶菌酶作为食品保藏剂的应用进行了综述，指出了LZ应用过程中可能存在的许多问题，包括LZ消化过程中的过敏反应和抗原性问题。6 葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶（glucoseoxidase GOX；ECl.1.3.4）系统抗微生物作用主要是由于生成的H2O2具有细胞毒性。当然形成的葡糖酸引起pH下降，也有抑菌作用。GOX系统作为食品防腐剂抗微生物的效果报道不一，Tiina和Sandholm研究表明，GOX系统能显著抑制多种病原菌的生长，如婴儿沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和产气荚膜梭菌。GOX系统对液体全蛋中的革兰氏阴性和阳性菌也有显著抑制作用。但是将GOX系统应用于接种过假单孢菌属和鼠伤寒沙门氏菌的禽类中，未发现这些腐败菌的生长受到抑制。不同微生物对GOX系统的敏感性决定于它们产生H2O2清除剂（如过氧化氢酶、谷光甘肽和抗坏血酸等）的能力。GOX系统更多的应用于食品加工中，而不是作为食品防腐剂，其原因是食品长期暴露于过氧化氢的环境易造成食品脂肪酸败。在食品工业中应用的酶的种类很多，这里只是介绍了几种，总之，在开发多样化的食品新制品同时，酶的需要也是多样化的。今后，随着新规酶的发现，基因工程以及蛋白质工程的发展，可用于食品的酶也将会有新的进展，酶在食品工业中的应用前景更广阔。参考文献1唐传核，彭志英.酶在食品工业中的应用现状.山西食品工业，2002，1：1315.2刘慧清，李宏高.酶在食品工业中的应用.农产品加工，2005，7：4143.3杨锦才.超氧化物岐化酶在食品工业中的应用.盐城工业学学报，1999，（12）2：3032.4周秀琴.酶在食品工业中的应用.今日科技，1993，3：89.5吴秋明，叶兴乾，等.脂肪酶在食品工业中的应用.粮油加工与食品机械，2004，11：7172.6王鑫，韩利英，等.转谷氨酰胺酶在食品工业中的应用.食品工业科技，2003，24（3）：8688.7张明霞，段长青，等.纤维素酶在食品工业中的应用与展望.酿酒科技，2005，4：99100.8闰训友，刘志敏，等.纤维素酶在食品工业中的应用进展.食品工业科技，2004，25（10）：87