酶制剂(新).ppt

食品添加剂 酶制剂 制作小组 樊秀丽李楚欣黎绮珊卢丽桢孙少蓉 enzymepreparation 一前言1 酶制剂的定义 我国常用的酶制剂二国内酶制剂现状三国外酶制剂发展概况四酶制剂应用领域1 在食品工业中的应2 在发酵工业的应用3 在医疗领域的应用4 在其他行业的应用五酶制剂在食品工业中的应用与安全六酶制剂发展前景 目录 一 前言 1 酶制剂的定义从生物 包括动物 植物 微生物 中提取的具有生物催化能力的物质 辅以其他成分 用于加速食品加工过程和提高食品产品质量的制品 酶是生物细胞原生质合成的具有高度催化活性的蛋白质 因其来源于生物体 因此通常被称作 生物催化剂 酶的特点 高效性专一性作用条件温和 提高产品质量 降低成本 节约原料和能源 保护环境等方面产生了巨大的社会效益和经济效益 我国常用的酶制剂 至今 我国标准允许使用的酶制剂有 6 2 5 2 2 3 4 1 1 26种 我国已工业化生产的用于食品工业的酶制剂有 淀粉酶 高温 淀粉酶 淀粉酶 异构淀粉酶 糖化酶 葡萄糖异构酶 果胶酶 改性蛋白酶 细菌中性蛋白酶 葡聚糖酶 木瓜蛋白酶 菠萝蛋白酶等 目前我国酶制剂生产企业约100家 均为中小型企业 现有生产能力40多万吨 产品以糖化酶 a 淀粉酶 蛋白酶为主 这三种产品的年生产量占据总生产量的95 以上 还有果胶酶 葡聚糖酶 纤维素酶 碱性脂肪酶 a 乙酰乳酸脱羧酶 植酸酶 木聚糖酶等 我国酶制剂产品主要应用于酿酒 淀粉糖 洗涤剂 纺织 皮革 饲料等行业 二 国内酶制剂的现状 三 国外酶制剂发展概况 酶制剂工业是知识密集的高科技产业 是生物工程的经济实体 近年来 随着生物技术深入研究 酶工程产业发展非常迅速 成为21世纪大有发展前途的新兴产业之一 近年来国际上在酶工程研究和酶工程产业方面发展非常迅速 酶制剂市场以年平均11 速度逐年增加 当今国际酶制剂工业研究和发展动向 可归结为以下几个方面 酶制剂市场竞争日趋激烈 各大公司收购兼并重组 世界上具有一定规模的酶制剂企业已由20世纪80年代初80多家减少到90年代中期的20多家 1 研究开发投入大 高新技术应用广 2 大力研制 开发了新酶种 3 不断拓宽酶制剂的新用途 4 酶制剂工业发展趋向垄断化 在工业酶制剂市场 长期以来水解酶类一直处于主导地位 约占市场销售总额的75 以上 而目前也注意开发非水解酶类 特别是氧化还原酶类 它们所占市场份额不断扩大 随着人类所面临的食品和营养 健康和长寿 资源和能源 环境保护和生态平衡等各种重大问题不断产生 酶制剂应用范围也越来越宽 国外酶制剂公司研究开发经费一般占产品销售额的10 15 由于经费充足 科研力量雄厚 早已把基因工程 蛋白质工程等现代生物技术用于产酶菌种的改良 新型酶开发 四 酶制剂的应用领域 自1894年日本人高峰让吉开始应用酶制剂 到2O世纪前半叶德 美 法等国把胰酶 木瓜酶 淀粉酶分别用于制革 啤酒和纺织工业 到现在酶制剂已广泛应用于食品 医药 纺织 制革等各个领域 1 在食品工业中的应用 1 在食品品质改良中的应用 酶在食品中应用的一个重要方面就是改善食品的色泽 风味 品质 产量 如传统牛肉制品口感坚韧 色泽灰白 出品率低 采用木瓜蛋白酶与外源性Ca2 激化剂嫩化处理 并经熟制等处理就可得到色泽棕红 口感脆嫩 风味良好的牛肉制品 绿茶饮料易产生浑浊沉淀 加入果胶酶可分解茶汤中的果胶沉淀 提高产品的澄清度 同时也可使茶叶在低温下萃取 避免高温对茶汤色泽和风味的破坏 在韧性饼干的生产过程中添加中性蛋白酶 能改变面团的流变学性质 使面团的弹性和稳定时间显著降低 衰落度明显增加 对韧性饼干自然断裂有明显的抑制作用 在白酒生产中用糖化酶代替麸曲 可提高出酒率 节约粮食 提高经济效益 酶制剂应用于果蔬汁加工中可增加出汁率 降低粘度 增加产品色泽风味的稳定性 澄清度 减少苦涩味 焙烤业是酶工程技术应用的一个非常活跃的领域 a 淀粉酶可加快面团发酵速度 促进酵母繁殖 增大面包体积 改善风味 蛋白酶能水解蛋白质 从而降低面筋筋力 使面团弹性降低 易于伸展和延伸 木聚糖酶在面粉中能提高面筋的网络结构和弹性 增强面团的稳定性 改善加工性能 如用以面包生产 可以改善面包的组织结构 增大面包体积 葡萄糖氧化酶能使面粉蛋白质中的硫氢基氧化成二硫键 故具有增筋的作用 脂肪酶也可用于面粉 它具有增筋和增白的双重作用 提高面团稳定性 增大产品体积 改善组织结构 2 在食品保鲜中的应用 目前应用较多的是葡萄糖氧化酶和溶菌酶的保鲜技术 葡萄糖氧化酶对食品有多种作用 在食品保鲜及包装中最大的作用是除氧 延长其食品的保鲜保质期 如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 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 延长保质期方面有显著的效果 如溶菌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 并且溶菌酶在含食盐 糖等的溶液中稳定 耐酸性耐热性强 故非常适合于各种食品的防腐 3 酶制剂在食品检测分析中的应用 酶检测法就是用酶来测定某些用一般化学方法难于检测的食品成分的含量或测定食品中某些特殊酶的活性或含量 其特点是准确 快速 特异性和灵敏性 酶法分析包括食品组分的酶法测定 食品质量的酶法评价及食品卫生与安全等方面的问题 酶检测法 2 在发酵工业的应用 1 利用酶制剂制备工业原料以粗淀粉为原料 用淀粉酶发酵糖液 这种发酵糖液可代工业用葡萄糖 酶制剂还用于发酵生产白酒 酒精 氨基酸和抗生素等 味精发酵是以酸水解淀粉为原料 沈阳味精厂以淀粉酶和糖化酶水解玉米淀粉为原料 用于50t罐进行味精发酵 结果大幅度提高了原料的利用率和味精的产率 2 酶法生产核苷酸用桔青霉或产黄青霉产生的5 一磷酸二酯酶水解核糖核酸 RNA 生产各种5 一核苷酸 用核苷磷酸化酶 可催化肌肝进行磷酸化生成5 一肌苷酸 催化鸟苷可生产5 一鸟苷酸 用腺苷酸脱氨酶水解AMP 脱氨基后生成肌苷酸 IMP 3 其它产品酶制剂还用于酶法生产有机酸 氨基酸 同时可用酶法制酱及生产加酶饲料等 3 在医疗领域的应用 1 助消化剂如胃酶 胰酶 纤维素酶 脂肪酶 可用作消化剂 治疗消化不良 食欲不振等症状 2 消炎剂酸性蛋白酶 胰糜蛋白酶 菠萝蛋白酶等蛋白酶制剂 可作为消炎剂治疗各种炎症 如血栓性静脉炎 慢性支气管炎等 3 溶茵酶它具有抗菌 抗病毒和消炎等作用 与抗菌素合用能增强抗菌素的疗效 如治疗支气管性肺炎等 4 在其他行业的应用 酶制剂还用于日用化学工业 制革工业 采油业和环境工程技术中 五酶制剂在食品工业中的应用与安全 酶本身虽是生物产品 比化学制品安全 但酶制剂并非单纯制品 常含有培养基残留物 无机盐 防腐剂 稀释剂等 在生产过程中还可能受到沙门氏菌 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌的污染 酶制剂还可能含生物毒素 尤其是黄曲霉毒素 即使是黑曲霉 有些菌种也可能产生黄曲霉毒素 黄曲霉毒素或由于菌种本身产生或由于原料 霉变粮食原料 所带入 此外培养基中都要使用无机盐 难免混入汞 铜 铅 砷等有毒重金属 为保证产品绝对安全 对原料 菌种 后处理等工序都要严格把关 酶制剂的生产场地要符合GMP 即良好的生产规程要求 由图1可知从 培养基 到 酶制剂成品 的各个环节 有害微生物及重金属污染也是酶制剂产品安全性的一大隐患 有的企业采用工业废品作为微生物培养基就可能带来重金属污染 因此 在选用培养基时一定要谨慎 尽量选用天然的植物作为培养基 培养基的充分灭菌对防止有害微生物及其代谢产物的污染也十分重要 在固体发酵时同样也要防止其他微生物的污染 最后 还要防止有害微生物及重金属经其他途径进入酶制剂的生产过程 六酶制剂发展前景 近年来 酶制剂的应用已取得了很大突破 酶学领域经历了前所未有的