酶在奶酪中的应用

酶在奶酪生产中的应用application of enzymes in the production of cheese摘褥子目前我们的乳制品以奶粉、鲜奶产品、酸奶为主，奶酪的生产和研究较少。但是随着生物技术的快速发展和人们对生物技术的认识的加深，酶工程在实际生产中成为了生物技术的一个非常重要的应用。近年来，酶工程出现了，但奶酪中的酶已经使用了很长时间。本文主要讨论奶酪生产中出现这几种酶的酶制剂。关键词：生物工程；奶酪酶制剂ABSTRACTAt present、Chinas dairy powdered milk、milk type products、yoghurt-based、less cheese production and research . howeveralthough the enzyme engineering in recent y Ears before the rise，but the enzyme used in cheese has a long history。this review focus on more than sever al enzymes in cheese production，enzymes are discussed。Key words: BioengineeringCheeseEnzymes列表1.序言5干酪成熟酶6型2.1 chymosin 62.2脂肪酶72.3氨基肽酶7酶在奶酪生产中的作用93.1促进奶酪的凝结，缩短熟期93.2香气成分生成和奶酪香气增加93.3提高奶酪的可用性氮含量93.4低脂奶酪产品生产93.5其他角色9酶制剂在干酪成熟中的应用115.展望12参考文献131。上一个奶酪不仅具有与液体牛奶完全不同的味道和口味，还含有更多的寡核苷酸、脂肪酸、维生素、钙、磷等营养素，受到欧美等西方国民的喜爱。也是储存液体牛奶生产的固体乳制品的一种。奶酪有很多牛奶、羊奶和牛、羊奶混合产品等，一般分为三类：新鲜奶酪、软奶酪(融化的奶酪)和熟奶酪。熟奶酪大部分是熟的，由牛奶凝结、浸出液、盐浸渍和熟时四个主要过程制成，结乳过程更为重要。传统的凝结水乳剂是小牛球胃chymosin制剂，利用柠檬酸、乳酸、盐酸的酸化机制生产奶酪。微生物发酵剂用奶酪香料加速脂肪的水解，提高奶酪的风味和香气。由于犊牛口胃凝乳酶制剂不足，微生物发酵剂生产周期长。人们开始寻找并使用新的凝乳酶、脂肪酶等提高奶酪的质量和味道。本文介绍了奶酪中熟酶的种类，并讨论了各种酶的起源和应用。扩大中国乳制品的研发。提高乳制品的附加值很重要。特别是近10年来，我们的乳业进入了快速增长期，牛奶产量的平均年增长率达10.1%。干酪成熟过程中的一种酶酶在奶酪生产中主要促进原料油中酪蛋白微结构的变化，分解酪蛋白的肽结合，凝结成团。另一方面，利用酶的分解作用，将大分子物质催化成小分子物质，提高奶酪的风味和香气。因此，奶酪生产中的酶制剂大多是水解酶2。2.1 chymosin在奶酪生产中使用chymosin是在公元前6000年左右，旧石器时代的人们以小牛的鹅为容器制造牛奶的过程中发现了牛奶凝聚现象，chymosin在奶酪生产中的应用成为可能。凝乳酶可分为四类：动物凝乳酶、植物凝乳酶、微生物凝乳酶、基因工程重组凝乳酶。动物性凝乳酶是传统凝乳酶的一种，主要从新出生的反刍动物的第四个胃皱纹上提取。现在犊牛求偶酶等动物性凝乳酶广泛用于奶酪生产，因此反刍动物获得小牛求偶酶等动物性凝乳酶已经进入批量生产。一般从新生儿小腿皱纹中提取的古拉泽由凝乳酶(EC 3.4.23.4)、一些胃蛋白酶(EC 3.4.23.1)、胃蛋白酶B(EC 3.4.23.2)和胃蛋白酶(EC 3.4.23.3)组成皱纹酶中含有凝乳酶和胃蛋白酶，其比例受小牛生长时间、饲养条件的影响，小腿皱纹的凝乳酶比例可能大于80%。目前，生产用脱羧酶中chymosin的比例为50% 90%。凝乳酶对酪蛋白巨肽进行特定水解，形成凝乳酶，胃蛋白酶水解特性不具体，可以同时水解包含Phe，Tyr，Leu，Val的肽结合。动物性凝乳酶的凝乳酶活性及蛋白质水解能力较高，是目前奶酪生产中首选的凝乳酶，但随着世界奶酪产业的增长，宰杀小牛获取凝乳酶的方法已不能满足生产要求，因此开发新来源凝乳酶迫在眉睫。植物凝乳酶、微生物凝乳酶、基因工程重组凝乳酶都属于新的来源凝乳酶。植物凝乳酶是从植物组织中提取的一种凝乳酶，目前被广泛认为具有取代传统凝乳酶的潜力。从无花果树中提取的一般蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等植物凝乳酶的蛋白质水解能力弱，不适用于奶酪生产。但是，地中海地区的蓟等一些植物凝乳酶，多个世纪以来都被用于传统奶酪的生产。微生物凝乳酶是由微生物代谢作用产生的一种凝乳酶，可以部分应用于生产。微生物凝乳酶与传统皱胃酶相比，生产周期短，产量高，受到气候、地区、时间的限制，利用它生产凝乳酶的成本低。另外，由于宗教信仰，微生物chymosin生产的奶酪也受到素食者的青睐。目前，微生物凝乳酶的主要来源已被用作动物凝乳酶的替代品40年。分离纯化炉由于技术的提高，这种chymosin被素食者接受，并用于有机奶酪的生产。但是微生物凝乳酶对蛋白酶的高分辨能力，奶酪的产率容易下降。基因工程重组凝乳酶一般表示发酵生产凝乳酶(FPC)，是利用基因重组技术生产的一种凝乳酶。1990年利用重组DNA技术发酵，chymase生产方法获得美国FDA认证后，基因工程发酵在美国得到广泛应用，在世界范围内逐步接受，2006年chymosin生产市场份额占70 80%。但出于安全原因，这种凝乳酶生产的奶酪仍未被一些消费者接受3。Chymosin的理化性质经常由反刍动物的种类、年龄、繁殖等在一定范围内不统一。凝乳酶的分子量在31 40 kda之间，其活性同时受pH值和温度等影响。Chymosin在pH 5.5 6.0中最稳定，在pH 3 4之间，chymosin自动分解，迅速停用，在pH 9.8中，由于不可逆转的结构变化失去了活性。凝乳酶的温度从45 上升到55 ，活性迅速下降，温度达到55 时，凝乳酶活性丧失。凝乳酶特性的差异会影响干酪的质量，因此，必须测定不同种类凝乳酶的成分，并标准化其凝乳酶活性，将其用于奶酪生产的参数调整。2.2脂肪酶脂肪酶可以在水相或非水相中催化许多化学反应，这可归于光光谱水解酶。温度、ph、有机溶剂的稳定性高，对其他化学键、结构域和异构体的特定选择。植物、动物、微生物脂肪酶中微生物酶应用最广。微生物脂肪酶易于培养和获得。能催化多种分解和合成反应。对奶酪的熟化和香气的形成有重要作用。能制造脂肪酶的微生物种类很多，已经成型的商用制剂。在奶酪生产中加入含有脂肪酶或脂肪酶的微生物，可以改善风味，缩短成熟期。在塞达干酪生产中加入米曲霉，可以大大提高风味，找到口味形成和质感破坏之间的最佳平衡点。将酸奶和脂肪酶添加到原料油中，可以改善拉丁美洲产奶酪的味道和质感，缩短成熟期。通过调节牛奶脂肪的水解，可以将蓝奶酪的风味强度提高20 30倍。在奶酪生产中使用不同的脂肪酶可以获得不同的脂肪酸组成，体现了各种奶酪的典型风味特征。黄油可以混合青霉菌和胰脂肪酶，得到奶酪型香料。黄油生产奶酪型香料的酯水解速度研究结果表明，固体发酵中脂肪酶活性比液体深层发酵高3.3倍。前者还用于橄榄油的水解，有调节牛奶脂肪风味成分的能力。通过在面包中添加活性大豆香料，可以过氧化亚麻酸和其他不饱和脂质，改善面包的挥发性成分。乳酸菌的脂肪酶，真菌的脂肪酶优先分解甘油酯。要利用脂肪酶提高奶酪质量，必须研究它的最佳使用情况；否则会产生负面效果，产生腐烂的味道。2.3氨基肽酶奶酪的成熟过程中，发酵剂中的细菌调节氨基酸和氨基酰(aminoyl)，往往也有特有的香味或难闻的气味。氨基肽酶在这些代谢中起着重要作用。氨基脱氢酶和氨基二羧酸酶的活性也很重要。冷休克期后，可在奶酪牛奶中培养，制成氨基肽酶。可以分解氨-4-苯胺，水解速度大于氨、氨、胸癌和氨的衍生物。同时具有二肽-氨基肽酶活性。干酪发酵剂中乳酸菌的酶结构和活性非常相似，亮氨酸氨基肽酶、半胱氨酸氨基肽酶、缬氨酸氨基肽酶活性更高。发酵剂中的微生物调节奶酪中的氨基酸是奶酪特有的香味和难闻气味的主要原因，但代谢途径没有得到证明。摘要研究了乳酸菌发酵剂中细菌的Tyr、Phe代谢现状，相继发现了乳酸杆菌casei的催化Tyr、Phe的氨基转移和脱氢反应。胶束电泳毛细管色谱法证实，乳杆菌酶和乳杆菌对Tyr、Phe的代谢反应非常活跃，结果产生的苯基丙酸、-羟基苯基丙酸等与奶酪的香气气味有关。目前商业酶制剂中也加入了氨基肽酶，利用蛋白酶、脂肪酶和氨基肽酶的协同作用提高奶酪的香味和感官指标。c100是一种商业酶制剂，混合了来自乳球菌的土产酶和氨基肽酶。另外，酸性磷酸化酶、碱性磷酸化酶、右乳糖分解酶、酯酶、脂肪酯脂肪酶等也存在于原料油和发酵剂细菌中。仅牛奶中就存在约60多种酶，但没有证明对奶酪质量的影响。另外，我们需要进一步探讨奶酪的酶来源和作用，看看不同酶对奶酪质量的影响5。酶在奶酪生产中的作用时奶酪的质量主要由消费者广泛的爱好和低脂需求决定。酶修饰的奶酪产品实质上参与了新鲜牛奶中蛋白质的聚集、成熟和风味的形成。使用蛋白酶、氨基肽酶、脂肪酶、酯酶等的目的在于提高奶酪的味道，缩短熟期，获得消费者想要的风味。3.1促进奶酪凝结，缩短熟期传统的奶酪生产方法利用凝结水(酶或酸化剂)和微生物发酵剂(乳酸菌)的协同作用，在冷凝、浸出液、盐浸渍后成熟。生产周期长，熟和味过于依赖发酵剂的种类、生长、酶生产情况，因此风味不同，奶酪熟期也不同。3.2产生香气物质，增加奶酪的香气奶酪最基本的质量取决于蛋白质含量，脂肪影响奶酪的咀嚼、滑爽、均匀性。脂肪对奶酪的香味起决定性作用。脂肪酶将脂肪分解成玻璃脂肪酸，进一步分解玻璃脂肪酸，形成乙酯、丙酮等香料，提高奶酪的风味、香气。同时，催化酯交换，随机完全打乱了牛奶脂肪分布；为了帮助婴幼儿消化吸收，改善了营养价值和奶油的风味。脂肪酶是优秀的乳制品风味强化剂。酶增加香味的主要原因是大分子物质(脂肪酸、蛋白质)是小分子的挥发性香料物质。但是酶也会产生负面影响，引起不愉快的气味。因此，必须研究确定酶的数量和多种源酶的特性。另外，氨基肽酶的氨基转移、二羧酸酶的脱羧、脱氢酶的还原形成的芳香化合物也是奶酪香味形成和增长的途径。3.3提高奶酪中可溶性氮含量使用酶制剂制作的奶酪水溶性氮含量高，改良了营养成分。脂肪酸、蛋白质或氨基酸在分解过程中经常形成具有健康功能的不饱和脂肪酸、寡聚肽、多肽，从而改善牛奶的营养功能。因此，选择合适的微生物作为发酵辅助剂，可以生产优质奶酪。3.4低脂奶酪产品生产高蛋白、低脂肪食品现在是消费者普遍的消费概念，而低脂肪奶酪受到消费者的喜爱。低脂奶酪是降低原料油的脂肪含量制成的。另一方面，长链脂肪可以使用脂肪酶分解成短链和重链脂肪或水溶性氮。在脂肪为0.8%的牛奶中，还可以使用脂肪水解的低脂奶油为原料，制作低脂(脂肪1.5 2.0%)的红糖新鲜奶酪。3.5其他角色奶酪富含乳糖，但很多人，尤其是亚洲人，由于缺乏乳糖酶，不适合吃含有乳糖的奶酪。利用乳糖酶作用分解奶酪的乳糖，生产低乳糖奶酪，可以满足有乳糖不耐症者的营养需要。干酪发酵剂中乳球菌乳酸杆菌产生的葡聚糖酶；真菌产生的-乳糖酶已被用于生产低乳糖乳制品；蛋白酶减少了牛奶后婴儿的过敏反应。同样，蛋白酶能分解奶酪的蛋白质，减少一些人摄取奶酪后的过敏反应6。酶制剂在干酪成熟中的应用目前，国外奶酪熟化研究主要集中在加快熟期和缩短熟期上。干酪成熟时蛋白酶水解活性(不同添加剂对蛋白质水解和酪蛋白水解的影响)；充分利用乳清蛋白生产奶酪，提高奶酪产量。加速奶酪熟化的方法有多种，可以提高温度。添加凝乳酶、血浆酶、外源蛋白酶、外源蛋白酶的乳块、外源脂肪酶、特定酶；