食品酶制剂PPT参考课件.ppt

第十二章食品酶制剂（Foodenzymes）,内容,酶制剂的定义、特性与来源酶制剂在食品工业中的作用*酶制剂的安全性要求与使用原则常用食品酶制剂及其应用*酶制剂的现状与发展趋势,2,酶：是一种具有生物催化性的生物大分子。酶的特点：催化反应温和、作用高度专一及催化效率高酶制剂：从生物中提取出的具有酶的特性的制品。酶制剂的特点：具有酶的高效性和专一性，且使用方便，比单纯的酶更容易获得和用于实际工业。食品酶制剂：专用于食品加工的酶制剂。,酶的概述,3,一前言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五酶制剂在食品工业中的应用与安全六酶制剂发展前景,4,一、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”。酶具有催化的高效性、专一性和作用条件温和等优点，所以越来越得到重视，被广泛应用于食品加工，在提高产品质量、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。,5,6,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+27)=52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。,7,一前言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五酶制剂在食品工业中的应用与安全六酶制剂发展前景,8,二、国内酶制剂的现状,我国的酶制剂工业起步于1965年，在无锡建立了第一个专业化酶制剂厂，当时总产量只有10t，品种只有普通淀粉酶。自1965年，我国酶制剂实现工业化生产以来从无到有，从小到大，酶制剂由单一品种发展到30多个品种，已形成了较完整的体系。还有一些新酶种已完成实验室工作，进入中试或生产型试验阶段。与此同时，行业集团化经营得到了发展，企业规模扩大，品种增多，主要品种的发酵水平大幅度提高,酶制剂的发展推动了发酵工业和相关行业的发展。,9,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。,10,一前言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五酶制剂在食品工业中的应用与安全六酶制剂发展前景,11,三、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。,12,食品酶制剂,酶制剂由动物或植物的可食或非可食部分直接提取，或由传统或通过基因修饰的微生物发酵、提取制得，用于食品加工，具有特殊催化功能的生物制品。,GB2760-2014食品安全国家标准食品添加剂使用标准,食品酶制剂,(一)食品酶制剂主要来源一是来源于高等植物的种子、果实二是来源于动物的脏器和腺体三是来源于微生物，取之于人工培养物（二）微生物酶的优点(1)微生物种类繁多，酶种丰富。(2)微生物繁殖迅速。(3)可以进行大规模生产，质量稳定。(4)微生物培养基简单、价格便宜、酶的成本低廉。(5)可以方便、迅速选育优秀的品种和提高酶的产量。,酶制剂的来源和优势,食品酶制剂,酶制剂的安全性要求联合国食品添加剂专家联合委员会于1977年第21届大会作出以下规定：(1)凡从动植物可食部位的组织，或用食品加工传统使用菌种生产的酶制剂，可作为食品对待不需要进行毒理试验，只需建立有关酶化学和微生物学的规格即可应用。(2)凡由非致病微生物生产的酶，除制定化学规格外，需作短期毒理学试验，以确保无害，并分别评价，制订ADI(3)对于非常见微生物制取的酶，不仅要有规格，还要作广泛的毒性试验。,酶制剂在食品工业中的作用,酶制剂在食品工业中的应用较早，也较广泛，实际应用和正在应用的酶制剂有几十种，广泛用于食品（原料）生产、加工、品质改良、保鲜、检测等各领域。,1.酶制剂在食品加工中的作用,酶在食品工业中的最大用途是生产加工食品的原料。以淀粉的加工为例，通过不同的淀粉酶分解淀粉，可以生产出饴糖、麦芽糊精、麦芽糖浆(三糖、四糖)、高麦芽糖浆(麦芽糖达60)、麦芽糖和果糖等甜味剂，分别用于糖果、冰淇淋、饮料等各类食品的加工。此外，酶制剂还新近用于异麦芽低聚糖、海藻糖、帕拉金糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖等功能性低聚糖的制造。,2.酶制剂在食品品质改良中的应用,酶还可用于改善食品的色泽、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。,2.酶制剂在食品品质改良中的应用,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，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,3.酶制剂在食品保鲜中的应用,酶法保鲜的原理是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质。目前应用较多的是葡萄糖氧化酶和溶菌酶。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可防止啤酒老化、保持啤酒风味、延长保质期。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；溶菌酶在含食盐、糖等的溶液中稳定，耐酸性耐热性强，非常适合于各种食品的防腐。,4.酶制剂在食品分析检测中的应用,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。具有准确、快速、特异性和高灵敏性。,酶免疫测定法（ELISA）聚合酶链式反应(PCR)生物芯片测定法（Biochip）酶生物传感器,5.酶制剂在食品发酵工业的应用,利用酶制剂制备工业原料，如以粗淀粉为原料，用淀粉酶发酵糖液，可代替工业用葡萄糖。酶法生产核苷酸，如用桔青霉产生的5一磷酸二酯酶水解核糖核酸(RNA)生产各种5一核苷酸。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。,食品酶制剂,常用的酶制剂,（一）淀粉酶是水解淀粉、糖元和它们的降解中间产物的酶类，广泛存在于动植物组织和微生物中，是工业酶制剂中具广泛用途的酶制剂之一。,食品酶制剂,1-淀粉酶,最高温度9395，最适pH值一般为4.57.0主要用于水解淀粉制造饴糖、葡萄糖和糖浆等，以及生产糊精、啤酒、黄酒、酒精、酱油、醋、果汁和味精等还用于面包的生产、蔬菜加工中,食品酶制剂,2-淀粉酶广泛存在于谷物（麦芽、小麦、稞麦）、山芋和大豆等植物及各种微生物中植物-淀粉酶的最适pH值5.06.0，最适反应温度5060；细菌-淀粉酶的最适pH值67，最适反应温度约为50。主要用于啤酒酿造、饴糖（麦芽糖浆）制造,食品酶制剂,3葡萄糖淀粉酶（糖化酶）,最适反应温度5560，最适pH值4.55.5可水解淀粉、糖元、糊精等分子的非还原末端是一种重要的糖化剂，在淀粉糖浆、葡萄糖、蒸馏酒、黄酒、酒精及其他发酵工业生产中，用以转化淀粉成为可发酵性的葡萄糖，也大量用做饲料添加剂,加在哪个步骤？,食品酶制剂,4葡萄糖异构酶,最适pH值为67，最适温度为4065常用于果糖的生产，多次循环可生产出高果糖浆（果糖含量70-90%）,食品酶制剂,二、蛋白酶,是水解肽键的一类酶。据酶活性中心的物质种类将蛋白酶分为4类(1)丝氨酸蛋白酶(2)巯基蛋白酶(3)金属蛋白酶(4)羧基蛋白酶用于干酪、肉类嫩化、植物蛋白质改性等,食品酶制剂,（一）凝乳酶（皱胃酶）,来自反刍动物的胃，属于蛋白酶类pH值在5.36.3区间最稳定用于干酪、凝乳布丁等的生产，用量视生产需要而定，粉状体一般用量为0.0020.004。使用时，先溶于2食盐液中再使用,食品酶制剂,（二）木瓜蛋白酶（木瓜酶）,作用是水解肽、酰胺或酯类最适pH值为57，最适作用温度为65主要用于啤酒和其他酒类的澄清，肉类嫩化，饼干、糕点松化，水解蛋白质生产等,食品酶制剂,（三）菠萝蛋白酶（菠萝酶）可水解肽键及酰胺基键最适pH值为68多用它作为澄清剂使用范围与木瓜蛋白酶相似。,食品酶制剂,（四）细菌蛋白酶主要水解蛋白质及肽，底物的专一性较高用于酶法制啤酒生产可用做面团改良剂、制革、制造蛋白水解物等,食品酶制剂,（五）酸性蛋白酶主要作用是将蛋白质分解为蛋白胨、膘、多肽及氨基酸。最适作用条件以酪蛋白为底物，最适宜pH值2.5，最适温度45。作啤酒、果酒澄清剂及肉的嫩化剂,食品酶制剂,三、其他酶制剂（一）果胶酶催化果胶中的甲酯水解最适pH值因底物而异用于果蔬制品的生产、果汁果酒的澄清、去桔子囊衣、制糖时除杂质等,食品酶制剂,（二）乳糖酶,最适pH值由大肠杆菌制得者为7.07.5，由酵母菌制得者为6.07.0，以霉菌制得者为5.0左右。最适温度为3750主要用于乳品工业,食品酶制剂,（三）葡萄糖氧化酶,主要作用是使-D-葡萄糖氧化为葡萄糖内酯适宜pH值为4.57.5。最适温度3060主要用于从蛋液中除去葡萄糖；用于全脂奶粉、谷物、可可、咖啡、虾类、肉等食品防止由葡萄糖引起的褐变,食品酶制剂,（四）纤维素酶,使纤维素多糖中的-1，4-葡聚糖水解为-糊精。作用的最适pH值为4.55.5最适作用温度为5060用于提高大豆蛋白的提取率，提高果酒、白酒的出酒率。,食品酶制剂,（五）酯酶,最适pH值为79，最适温度为20用于奶油增香，增香后的奶油可以用于制造巧克力，也可用于需要增加奶香的冷饮、奶糖、饼干等食品,食品酶制剂,（七）单宁酶,最适pH值为5.56.0，最适温度为33主要作用使鞣质加水分解成鞣酸、葡萄糖和没食子酸主要用于分解速溶茶中的鞣质,食品酶制剂,（八）溶菌酶,是一群引起生物细胞壁水解的酶类，亦称细胞壁解酶医学上用于消炎抗病毒食品工业作防腐剂，可用于牛奶的“人奶化”，使牛奶更适合于婴儿饮用,食品酶制剂,酶制剂的保存干燥低温避光避免金属容器,食品酶制剂,作业1、酶制剂在食品工业中的作用？2、常用的食品酶制剂及其应用？,一前言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五酶制剂发展前景,43,1、研究开发投入大，高新技术应用广,国外酶制剂公司研究开发经费一般占产品销售额的1015，如丹麦诺维信公司的研发经费达到总预算经费的19，从事研发工作的人员占公司总雇员23。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。由于高新技术应用，提高了酶的产量，增加了酶的稳定性，使酶能适应应用环境，提高了酶在有机溶剂中反应效率，使酶在后提取工艺和应用过程中更容易操作。,44,2、大力研制、开发了新酶种,据报道全世界已发现的酶有3000多种，工业上生产的酶有60多种，真正达到工业规模的只有30多种，因此大力开发研制新的酶种，剂型多样化是酶制剂研究又一发展趋势。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。,45,3、不断拓宽酶制剂的新用途,以往酶制剂的应用领域集中在淀粉加工、食品加工和洗涤剂工业。随着人类所面临的食品和营养、