脂肪酶在食品工业中的应用.doc

脂肪酶在食品工业中的应用粮?食品科技?脂肪酶在食品工业中的应用吴秋明叶兴乾吴丹徐黎(浙江大学食品科学与营养系)【摘要】本文综述了脂肪酶在食品工业中的应用,并展望了今后的研究开发方向及前景.【关键词】脂肪酶;食品工业;应用中图分类号:O1.2文献标识码:A文章编号:10091807(2,004)110072,一02,自20世纪80年代后期,界面酶学和非水酶学的研究与应用取得了突破性的进展,极大地促进了脂肪酶多功能催化作用的开发,如乳制品的增香,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,工具酶等多种用途.而且,在有机相中,脂肪酶还能催化酯合成,酯交换反应,酯聚合反应,肽合成以及酰胺合成等,是生产医药,化工,食品和化妆品的重要原料.本文主要综述了脂肪酶在食品工业领域中的应用.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2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3方面:(1)增加并保持弹性.通过脂肪酶反应提高产品的弹性,改善食感.在面类食品生产中,添加不同量的脂肪酶,会使产品的弹性得到不同程度的提高.同时对经过水煮后的产品(如荞麦面条等),其弹性会得到有效保持.(2)提高成品率.面类制品生产时添加脂肪酶,多数情况下可使水量增加,通过加水可以提高产品的成品率,降低损耗.(3)面皮的改良.添加脂肪酶可以使面皮的质量得到改良,即使面皮很薄也不易破裂,有透明感,难溶于水,冷冻时亦不会产生破裂等.2脂肪酶在食用油脂工业上的应用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(粮油加工与食品机械>2004年第11期酸颜色深或发生热聚合,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脂,易发生脱水的含羟基酸的油脂或含高不饱和脂肪酸的油脂及鱼油等.而以生物酶作催化剂的酉每足水解则正好克服上述缺点,而且可以具有选择性,因此有利于减少副反应,提高目标产品脂肪酸的质量和收率.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.其中,酯一酸交换,酯一酯交换反应可以改变油脂的脂肪酸和甘油酯组成,从而改变油脂的性质,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,常用的催化剂是金属钠或氢氧化钠,无机酸等,虽然可以提高甘三酯子酰基的迁移性,但会造成反应体系中酰基间的交换与分布的随机性,致使副产品增多.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.然而,如果使用1,3一定向脂肪酶作为催化剂,酰基的迁移与交换则限制在1一位和3一位上,这样就能生产出化学法酯交换所?食品科技?粮油工无法得到的特定目标产物,这正是酶促酯交换法具有的独特魅力之处,利用1,3一定向脂肪酶催化油脂进行定向酯交换这个特性,有实际意义的应用是利用廉价油脂经过改性而生产珍贵油脂,目蓟在油脂工业上研究最多也最有研究价值的是类可可脂的生产.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.我国近几年来对我国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,如能实现工业化生产则必将对我国油脂工业,食品工业的发展产生巨大的推动作用.2.3生物精炼酶促酯化在食用油脂精炼工艺中,由于毛油中通常含有较高的游离脂肪酸(m),故需采取措施进行脱酸以提高油脂品质.通常采用的脱酸方法有化学碱炼法和物理精炼法.化学碱炼法就是向油中加入计算量的碱以中和油中的FFAo由于碱炼过程中总是不可避免地要造成中性油,甾醇,生育酚等的损失,还会产生大量污染环境的废水和皂脚,故此法尤其不适合高酸值油(如毛米糠油)的精炼.现已开发成功物理精炼法来处理高酸值油,但物理精炼法对油脂的前处理要求严格,且必须具有高温高真空条件.近10年来,一种高新技术生物精炼(酶促酯化),主要包括酶促FFA酯化,应用于高酸值油脂的脱酸,已引起了有关学者的关注.他们进行了一些试验,并且认为,从炼耗和油品质量出发来考虑,生物精炼与常规的碱炼,脱色,脱臭工艺结合或与物理精炼工艺结合起来应用,是处理高酸值油的一种潜在技术.酶促酯化的原理是:借助微生物脂肪酶在一定条件下能催化脂肪酸与甘油间的酯化反应,从而把油中的大量游离脂肪酸转变成中性甘油酯,这样既降低了酸值,又增加了中性甘油酯的量.经过这种生物精炼脱酸处理的油中还会残余一些游离脂肪酸,可再经过碱炼方法除去,从而获得与传统精炼方法同等质量的食用油.3脂肪酶在乳品工业中的应用应用于乳酯水解,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(C4一C6)使产品具有种独特强烈的奶风味,而释放的中碳脂肪酸(Cl0一Cl)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的形成,如甲基酮类,风味酯类和乳酯类等.传统奶酪制品加工所用的脂肪酶大都来自动物组织,如猪,牛的胰腺和年幼反刍动物的消化道组织.不同来源的脂肪酶会产生不同风味特征.脂肪酶还可使用在羊奶仿制牛奶的制品中.对不同奶源的奶制品,脂肪酶的使用可大大改善其原有的不良风味,促使新的风味的产生,并能改进乳制品的营养价值.脂肪酶在生产酶改性奶酪制品中起关键作用,酶改性奶酪中含有的游离脂肪酸比只经过普通处理的奶酪中要高10倍以上,这对于其作为风味增强剂是十分有利的.4展望近年来人们对脂肪酶的研究取得了很大的进展,已引起了全世界的广泛关注.目前,脂肪酶被广泛应用于工业生产中,并在基础理论和应用研究中也有十分突出的地位.脂肪酶在非水体系中反应的研究在国外已取得突破性进展,脂肪酶的应用已深入到食品工业中的多个领域,国内脂肪酶在非水介质中的酶促反应亦成为近几年的研究热点,并取得一些可喜的成果.我们相信随着酶学研究的进展,脂肪酶在食品中的应用将得到更大的发展,并对促进食品工业一些领域的快速发展具有重要意义.参考文献1AthaealeVD,GaonkarSR.EnzymaticsynthesisofpolyestersbylipaseCatalysedpolyIransesterification(J3,BiotenolLett,1994,16(2):149.2UyarmH.KabayashiS.EnzymeCatalyzedpolymerisationtofunctionalpo1ymers(J).Journa/ofmolecularcatalysisB:Enzymatic,2002,1920:117.3雷炳福,孙登文,刘福祯等.脂肪酶催化油脂水解反应的应用研究(J.中国油脂,1996,21(4):l0l2.4唐平,雕鸿荪.用于油脂改性的1,3一定向脂肪酶(J).中国油脂,1996,21(4):49.5XuebingXu.Enzymaticproductionofstructuredlipids:Processreactionsandacylmigration(J.FunctionalFood/Processing,2000,(11):11211131.6WMWiUis.AGMarangomAssessmentoflipaseandchemicallycata1yzedlipidrroJificationstrategiesfortheproductionofstructuredlipids(J).JAMOilSoc,1999,76:443450.7XXu,LBFomuso.CCakoh.Modifica.tion0fmenhaden0dbyenzymaticacidolysistOproducestructuredlipids(J.JAMOilSoc.2000,77:171176.8RSridhr,GLakshmin