酶在食品领域的应用.doc

酶在食品领域的应用【摘 要】酶是一种高效的生物催化剂，具有催化高效性、专一性等显著特点。文章介绍了果胶酶、脂肪酶、纤维素酶在食品领域的应用。【关键词】果胶酶；脂肪酶；纤维素酶；食品工业；应用（一）前言酶是一种生物催化剂，鲜明的体现了生物识别、催化、调节等奇妙功能。将酶加工成不同纯度和剂型(包括固定化酶和固定化细胞)的生物制剂即为酶制剂。动、植物和微生物产生的许多酶都能制成酶制剂。近年来，酶的生产普遍引起各国重视，并且酶已广泛应用到食品生产中。（二）食品工业中常用酶1、果胶酶果胶酶(pectolytic enzyme or pectinase)是指能够分解果胶物质的多种酶的总称【1】。果胶酶广泛分布于高等植物和微生物中，在某些原生动物和昆虫中也有发现。在微生物中，细菌、放线菌、酵母和霉菌都能代谢合成果胶酶【2】。果胶酶一般分为原果胶酶、果胶水解酶(pectin hydrolases)、果胶裂解酶(pentin lyases，PL)和果胶酯酶(pectin esterases，PE)等。果胶酶在食品工业的应用有果汁澄清、提高果蔬汁的出汁率、提取生物活性功能成分、改善酒的品质等。1.1果汁澄清工业上果汁的澄清一般包括酶催化脱果胶作用和澄清剂加果胶酶、明胶、硅溶胶和(或)膨润土来分别完成果胶的降解及非溶物质的物理化学沉淀【3】。果胶酶澄清的实质包括果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分；当果汁中的果胶在果胶酶作用下部分水解后，原来被包裹在内的部分带正电荷的蛋白质颗粒就暴露出来，与其他带负电荷的粒子相撞，从而导致絮凝的发生，絮凝物在沉降过程中，吸附、缠绕果汁中的其他悬浮粒子，通过离心、过滤可将其除去，从而达到澄清目的【4】。1.2提高果蔬汁的出汁率果蔬的细胞壁中含有大量的果胶质、纤维素、淀粉、蛋白质、木质素等物质，使得破碎后的果浆比较黏稠，压榨取汁非常困难且出汁率很低。果胶酶不但能催化果胶降解为半乳糖醛酸，破坏了果胶的黏着性及稳定悬浮微粒的特性，有效降低黏度、改善压榨性能，提高出汁率和可溶性固形物含量，而且能增加果汁中的芳香成分，减少果渣产生，同时有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。1.3提取生物活性功能成分由于果胶物质主要存在于植物初生壁和细胞中间，而复合果胶酶能够除去细胞壁中的果胶质，从而可以有效地破除细胞壁，使细胞中的活性成分溶解出来。因此，相对于传统的水浸法，酶法作用条件温和，操作相对简单又能保证较高的提取率。1.4改善酒的品质果胶酶可以改善酒的色泽、增加酒香，并提高葡萄酒出汁率等，对提高红葡萄酒的品质有重要作用。如可以使较多的单花色素，多酚物质溶出，使葡萄酒的呈色强度提高，葡萄酒的果香物质增加，酒体丰满度增强。2、脂肪酶脂肪酶(triacylglyceroI acylhydrolases， EC3113)是广泛存在的一种酶，它有很重要的生理学和工业应用意义。脂肪酶主要来源于动物、植物和微生物中。脂肪酶可催化酯化、转酯、酯交换、对映体拆分等化学反应，其制备方法有提取法、化学合成法和微生物发酵法。脂肪酶在食品工业中的应用包括在脂肪和油脂产业中的应用、在食品风味改善和质量改进的应用、在面包、糕点、奶酪中的应用、在茶叶加工过程中的应用。2.1脂肪酶在脂肪和油脂产业中的应用脂肪和油脂是食品中重要的成分，其脂肪酸在甘油主链中的位置、脂肪酸的链长以及不饱和程度等因素都会影响到甘油三酯的营养、感官评价和物理性质。脂肪酶可以通过改变脂肪酸的位置或者替换其中一个(或多个)脂肪酸来改良脂质的性质，这样一来，一个相对价廉的利用价值不高的脂质就可以转变成高价值的脂肪5 。2.2脂肪酶在食品风味改善和质量改进的应用脂肪酶可以加入食品中通过合成短链脂肪酸酯、醇类、丙酮、乙醛、二甲硫醚及低级脂肪酸等香气成分来调整或增强食品香味 。脂肪酶还能催化脂肪释放中链(C12，C14)脂肪酸产生爽滑感。释放出游离脂肪酸参与化学反应，诱发合成乙酰乙酸、p一酮类酸、甲基酮、香味酯和内酯等香味成分【6】。2.3脂肪酶在面包、糕点、奶酪中的应用脂肪酶被广泛的应用在乳品工业中，现在的应用主要包括奶酪风味的加强和成熟时间的提高，拟奶酪产品的开发，还有乳脂和奶油的脂解作用。乳脂经脂肪酶作用产生游离脂肪酸可以应用在很多乳类产品中，尤其是具有特殊风味特征的软奶酪。脂肪酶也应用在咖啡伴侣中来增加奶油味。2.4脂肪酶茶叶加工过程中应用红茶质量的好坏很大程度上依赖于加工过程中的脱水、机械切割和发酵。在红茶生产中膜脂的酶性变质能产生特有的挥发性风味物质，这更强调了脂质对风味形成的重要性。米赫根毛霉产生的脂肪酶可减少茶叶中的脂质成分，增强多不饱和脂肪酸的浓度，从而保证了茶叶的风味【7】。3、纤维素酶纤维素酶是一种复合酶，主要由葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶和8一葡萄糖苷酶等组成，具有很高的木聚糖酶活力。生产纤维素酶的方法主要有两种：一种是筛选优良菌株，生产多纤维素酶复合体；另一种是用基因工程技术构建含纤维素酶基因的克隆菌株，表达具有较高酶活力的纤维素酶。纤维素酶主要应用于食品加工及食品发酵中。3.1 纤维素酶在食品加工中的应用纤维素酶可应用于果实和蔬菜加工，使植物组织软化和膨润，避免采用过度加热蒸煮和酸碱处理而造成果蔬香味和维生素损失大。纤维素酶用于处理大豆，可促使其快速脱皮，同时，由于它能破坏细胞壁，使包含其中的蛋白质和油脂完全分离，增加了从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的得率，既降低了成本，缩短了时间，又提高了产品品质【8】。纤维素酶还可用于烟草品质的改良，将次烟叶及烟梗的木质纤维素部分降解为有利于提高烟草品质的可溶性糖类、有机酸、氨基酸等成分。从经济上看，经改善后的烟梗可作为卷烟的填料，以降低生产成本。3.2 纤维素酶在食品发酵工业中的应用纤维素酶应用于酒精生产，可以提高原料出酒率纤维素酶对纤维的降解作用，可破坏问质结构壁的结构，使其包含的淀粉释放出来，利于糖化酶作用，提高原料淀粉的利用率。酱油酿造主要是利用蛋白酶和淀粉酶等酶类对原料进行酶解，若再使用纤维素酶，可使大豆等原料的细胞膜膨胀、软化、被破坏，使包藏在细胞中的蛋白质、碳水化合物释放，这样就可以缩短酿造时间，提高产率，提高产品的品质，使产品的氨基酸还原糖含量增加。纤维素酶还可应用于饮料行业，日本有专刊报道，用纤维素酶处理豆腐渣后，再接人乳酸菌进行发酵，可制得高营养、高品味的发酵饮料【9】。将纤维素酶应用于果蔬榨汁和花粉饮料中，可提高汁液的提取率(约10)和促进汁液澄清，使汁液透明、不沉淀，提高可溶性固形物的含量，并可将果皮渣综合利用。（三） 结语综上所述，各种酶在食品加工、食品添加剂的生产中有着广泛的应用，随着人们生活水平的提高，酶在食品领域中将会有巨大的发展潜力。【参考文献】1 薛长湖，张永勤，李兆杰，等果胶及果胶酶研究进展J.食品与生物技术学报，2005(6)：94992 张海燕，吴天祥微生物果胶酶的研究进展J酿酒科技，2006，147(9)：82853 P1NELO M，ZEUNER B，MEYER A SJuice clarification by protease and pectinase treatments indicates new roles of pectin and protein incherryjuice turbidityJFood Bioprod Process,2010，88(23)，2592654 王卫东，孙月娥果胶酶及其在果蔬汁加工中的应用J食品研究与开发，2006(11)：2222255 Undurraga D，Markovits A，Erazo SCocoa butterequivalent through enzymic interesterification ofpalmoil midfractionJProcess Biochem 2001；36：9339396 Xu Y W ang D， Mu X Q Biosynthesis of ethylesters of short chain fatty acids using wholecelllipase from Rhizopus chinesis CCTCC M 201021in nonaqueous phaseJJ Mol Catal B：Enzym，2002，18(1)：29-377 Latha K，Ramarethinam SS