酶在食品加工中的应用

关于酶在食品加工中的应用第1页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六一、酶在烘烤食品加工中的应用1.淀粉酶2.蛋白酶3.脂肪氧合酶4.戊聚糖酶5.脂肪酶6.葡萄糖氧化酶7.乳糖分解酶8.谷氨酰胺转氨酶9.混合酶这些酶制剂的使用可以增大面包体积，改善面表皮色泽，改良面粉质量，延缓陈变，提高柔软度，延长保存期限等。第2页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六1.淀粉酶α-淀粉酶:麦芽α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶和细菌α-淀粉酶。酶的来源淀粉分解限度%主要水解产物耐热性℃(处理15‘）适宜pH枯草杆菌(液化型)35糊精麦芽搪30%葡萄搪6%65~805.4~6.0枯草杆菌(耐热型)35糊精、麦芽搪葡萄糖75~905.0朱曲霉48麦芽搪50%55~704.9~5.2黑曲霉48麦芽搪50%55~704.9~5.2根霉48麦芽搪50%50~603.6麦芽40麦芽搪5.3第3页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六淀粉酶α-淀粉酶是一种内切酶，水解α-1，4葡萄糖苷键，它能分解直链淀粉(约占淀粉中的26%)变成糊精。真菌α-淀粉酶水解淀粉的终产物主要以麦芽糖为主且不含大分子极限糊精，使淀粉分子变小，面团粘度下降。使面团中酵母可利用的糖量增加，促进酵母的代谢。大多数面粉仅含少量发酵糖(1%、2%)。产生还原糖，有利于增加面包的风味、表皮色泽，并改善面包的纹理结构，增大面包体积。在面包粉中添加适量的α-淀粉酶，还可使面包体积提高10%左右，这是因为烘烤面包时，α-淀粉酶水解部分淀粉，生成糊精和糖，降低了面团粘度，导致面团膨胀率提高，焙烤后面包体积增大，面包心柔软度变好。另外，α-淀粉酶在降解面团中的淀粉时有少量糖产生，有利于促进焙烤时糖和蛋白质的“美拉德反应”，形成褐色的“类黑色素”，使面包上色更好。第4页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六2.蛋白酶目前在焙烤工业中使用的蛋白分解酶有:霉菌蛋白酶、细菌蛋白酶植物蛋白酶。其中以霉菌蛋白酶应用的最为广泛，而且研究的也最彻底。第5页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六蛋白酶作用：不是破坏二硫键，而是断开形成面筋的三维网状结构。蛋白酶的作用主要表现在面团发酵过程中。使面粉中的蛋白质降解为肽、氨基酸，以供给酵母氮源，促进发酵。发酵初期酵母可用面粉中的含氮化合物，后期氮源不足时可利用酶分解的含氮化合物。作用于面筋将其分解成相对分子量较小的物质，从而降低面团的黏度，使黏性适中并缩短面团调制时间。第6页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六蛋白酶蛋白酶添加到面粉中，使面团中的蛋白质在一定程度上降解成肽和氨基酸，导致面团中的蛋白质含量下降，面团筋力减弱，满足了饼干、曲奇、比萨饼等对弱面筋力面团的要求。第7页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六3.脂肪氧合酶植物大豆绿豆豌豆小麦花生相对活力/%100483521大豆粉是一种很好的脂肪氧合酶来源。在一些面包中（如港式面包）通常以大豆粉或脱脂大豆粉的形式添加，添加量约为0.5~3.0%。几种植物中脂肪氧合酶的相对活力第8页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六脂肪氧合酶脂肪氧合酶在焙烤工业中起着重要作用有显著延缓老化作用。因脂肪酶能将甘油三酯分解为单或双油酯。该酶在氧化不饱和脂肪酸时产生氢过氧化物，氢过氧化物进一步氧化面筋蛋白中的-SH，生成二硫键（-S-S-），并能诱导蛋白质分子聚合，使蛋白质分子更大，从而增强面团的搅拌耐力。脂肪氧合酶能催化面粉中的不饱和脂肪酸发生氧化，生成芳香的羰基化合物而增加面包风味。脂肪氧化酶添加于面粉中，可以使面粉中不饱和脂肪酸氧化，同胡萝卜素发生共轭氧化作用，而将面粉漂白，这有利于制造白色面包。第9页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六4.戊聚糖酶机理没有定论。已研究戊聚糖酶对小麦面粉和黑麦面粉(戊聚糖含量分别为6%和9%)中的戊聚糖的作用。戊聚糖能结合水使产品烘烤后硬化(面包的干硬)，而戊聚糖酶具有消除戊聚糖和防干硬的特性。半纤维素酶是戊聚糖酶的一个丰富的来源，且在所进行的长寿面包试验中已显示出抗干硬的良好特性。第10页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六戊聚糖酶面粉中约含有1%不溶性五碳聚糖，它可导致面包体积减小，并使面包瓤粗糙，因此加人戊聚糖分解酶使五碳聚糖水解，从而改善面包的品质。由于消费偏爱，在一些国家全小麦面包是生产的一种主要类型。应用不同的纤维原料会出现生产和品质问题。这是由于不同的纤维原料有不同的束水性能，导致面团的吸水速率和吸水量产生差异。戊聚糖可用来矫正这些差异以及解决与生产高纤维面包相关的质量问题。正因如此，全小麦面包和高纤维面包也许会成为戊聚糖酶应用的一个主要领域。在其他焙烤制品的生产中几乎没有应用戊聚糖酶的报道。第11页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六6.葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶在有氧的条件下将葡萄糖氧化，并伴有过氧化氢的生成。传统的观点认为，葡萄糖氧化酶可氧化面筋蛋白中的-SH键，从而加强了面筋蛋白间三位空间的网状结构。过氧化氢进一步氧化-SH，生成二硫键（-S-S-），从而增强了面筋网络。可显著增强面团筋力，使面团不粘，更有弹性和韧性。同时随着葡萄糖氧化酶添量的增加，面包抗老化效果也随之增加，并且效果显著于溴酸钾。葡萄糖氧化酶作为一种面粉改良剂有望得到广泛的应用。第12页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六7.乳糖分解酶乳糖酶也用于加脱脂奶粉的面包制造中，它可以分解乳糖生成可发酵性的糖，促进发酵。所分解的半乳糖则可参与着色反应，改善面包色泽。用量一般为加入奶粉量的0.006%以下。第13页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六8.谷氨酰胺转氨酶（TGase）为了满足顾客对面包新鲜度的要求，面团经常被深度冷冻或延迟发酵，需要面团在贮藏了几天后焙烤。这样耗时的面团制备过程与焙烤过程就相互分开。但深度冷冻对面团有负面影响，TGase通过共价交联作用使面筋网络结构的冻融稳定性提高。共价交联使网络结构的强度增大。TGase为天然蛋白质，替代某些化学氧化剂如溴酸钾、偶氮甲酰胺等，许多国家禁止使用化学氧化剂。第14页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六谷氨酰胺转氨酶在高纤维面包制作过程中，高比例的纤维含量破坏了面团中淀粉、面筋和戊聚糖等成分的平衡，降低了面团的可焙烤性。加入TGase，可提供面团的稳定性，在使用机械分割、成型时效果更好。TGase可提高面筋蛋白的吸水量，在蒸煮过程中有更多水分释放给淀粉，同时使面团不粘，有利于机械加工。TGase还可在其他焙烤中，如蛋糕、蓬松油酥点心、饼干和面包糠等，防止焙烤后的塌陷，并增大体积。增加脆度，并使脆度持久。TGase可降低油炸圈的吸油率，加TGase0.1U/g面粉含脂肪由18.2%降低到13.8%。脆度同时提高。第15页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六二、酶在制糖工业中的应用1.葡萄糖生产2.果葡糖浆生产中的应用3.糊精、麦芽糊精生产中的应用4.环状糊精生产中的应用第16页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六1.葡萄糖生产葡萄糖生产方法1.酸解法2.酶解法（双酶法）√3.酸酶结合法第17页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六

淀粉葡萄糖复合二糖5‘-羟甲基糖醛复合低聚糖有机酸、有色物质等复合盐酸

高温、高压、淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生着：水解反应、复合反应、分解反应；淀粉酸水解复合反应：葡萄糖分子间经1-6糖苷键结合成龙胆二糖（有苦味）、异麦芽糖和其他低聚糖（合称复合低聚糖）。分解反应：葡萄糖→羟甲基糠醛→有机酸、色素等。第18页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六酶法生产葡萄糖淀粉→调浆→酶法喷射液化→酶法糖化→脱色→过滤→离子交换→真空浓缩→液体葡萄糖→固体葡萄糖第19页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六液化淀粉液化常用的酶α-淀粉酶：作用于淀粉分子内的α-1，4糖苷键（不能水解α-1，6糖苷键），使糖苷键断裂，相对分子质量逐渐变小，依次变为糊精、低聚糖，所以也称内切淀粉酶。淀粉受到α-淀粉酶的作用后，遇碘呈色很快反应，如下表现：蓝→紫→红→浅红→不显色(即碘原色)糊精是若干种分子大于低聚糖的碳水化合物（一般含2~10葡萄糖单位的为低聚糖）。糊精具有旋光性，还原性，能溶于水，不溶于酒精。与碘作用，聚合度不同颜色不同。第20页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六葡萄糖聚合度与碘液的呈色葡萄糖聚合度与碘液呈色最高吸收波长（nm）7~8无色48016淡红色51021红色54028红紫色56034紫色兰58041紫色60061兰色620120兰色630330兰色第21页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六连续（喷射）液化法调浆(配料)——

泵——

喷射泵(一次喷射）——层流罐——喷射泵(二次喷射）——闪蒸器冷却——维持罐——薄板换热器

工艺控制要点：淀粉乳浓度33%左右加耐高温α-淀粉酶（2×104UmL）0.5~0.6L/t淀粉。pH6.0~6.5一次喷射液化105˚C保温40~60min二次喷射液化135˚C，停留8min。降温至糖化温度第22页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第23页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六喷射液化（1）调浆。保持淀粉浓度为17°Beˊ，用Na2CO3。调至pH5.0～7.0，加入耐高温的a-淀粉酶，料液搅拌均匀后用泵把粉浆打人喷射液化器。（2）喷射液化。预热喷射器及层流罐至100℃，然后进行喷射液化，温度105～110℃维持15～30min。（3）高温处理。通过第二只喷射器将料液加热至135～140℃以上，并通过维持罐保持3～5min、135℃以上热处理，可达到三个目的：第一灭酶，第二使蛋白质凝固，第三使淀粉分散。（4）真空闪急冷却。经过冷却处理，料液温度从145℃降至95～97℃。（5）层流罐保温。保温延时。（6）薄板换热器降温,至糖化温度。第24页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六糖化加糖化酶：（10×104UmL）0.75~1L/t淀粉。60˚CpH4.5维持30~48h.转化率97~98%。除胶：加1%糖量的膨润土，硅藻土过滤机。脱色：活性炭脱色。离子交换：提纯。浓缩：30%浓缩到75%。结晶：浓缩至85%~90%，加入晶种，于40~50℃下结晶，降温至10~25℃放置72h。制粉：切削法或喷雾干燥。糖化时间32小时，用无水酒精检验无糊精存在时，糖化结束，然后将pH调整至，维持20分钟灭酶

第25页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六2.果葡糖浆生产中的应用异构化作用，开链葡萄糖分子中的醛基转变成酮基，得到果糖；

第26页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六3.饴糖、麦芽糖等生产中的应用饴糖是以高粱、米、大麦、粟、玉米等淀粉质的粮食为原料，经发酵糖化制成的食品，主要含麦芽糖，有软、硬之分，软者为黄褐色粘稠液体；硬者系软饴糖经搅拌，混入空气后凝固而成。

第27页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六饴糖工艺添加麦芽：0.3~0.5%温度：55~60℃搅拌：20min作用时间：5h分解率：35%灭酶：90℃加沉淀剂、加热、过滤真空浓缩：水分含量16%细菌α-淀粉酶粉碎麦芽淀粉乳加热沉淀过滤酶液液化淀粉制品浓缩糖化酶液化精制淀粉糖化液→→→→→→→→→→↓酶法生产大米或糯米粉浆18~20Be,pH6.0~6.5,加α-淀粉酶，85~90℃反应，至碘颜色消失，冷却至62℃，加β-淀粉酶，保温10h，饴糖中麦芽糖含量达60~70%。第28页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六麦芽糖浆生产应用耐高温淀粉酶12U/g原料，DE值控制在10~20%。β-淀粉酶150~250U/g原料麦芽糖含量40~50%；如果高麦芽糖浆麦芽糖含量50~60%以上。大米→液化浸泡、水洗磨浆调浆糖化压滤浓缩麦芽糖浆精制麦芽糖浆浓缩→↓淀粉酶→→→→→脱色离子交换二次脱色β-淀粉酶或真菌淀粉酶→→→↓大米→液化浸泡、水洗磨浆调浆糖化压滤浓缩麦芽糖浆精制麦芽糖浆浓缩→↓淀粉酶→→→→→第29页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六环化糊精生产中的应用环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为αβγCD。构成环糊精分子的每个D(+)-吡喃葡萄糖都是椅式构象。各葡萄糖单元均以1，4-糖苷键结合成环。第30页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六环化糊精在食品工业中的应用利用环糊精的疏水空腔生成包络物的能力，可使食品工业上许多活性成分与环糊精生成复合物，来达到稳定被包络物物化性质，减少氧化、钝化光敏性及热敏性，降低挥发性的目的。因此环糊精可以用来保护芳香物质和保持色素稳定。环糊精还可以脱除异味、去除有害成分，如去除蛋黄，稀奶油等食品中的大部分胆固醇；它可以改善食品工艺和品质，如在茶叶饮料的加工中，使用β-环糊精转溶法既能有效抑制茶汤低温浑浊物的形成，又不会破坏茶多酚、氨基酸等赋型物质，对茶汤的色度、滋味影响最小。此外，环糊精还可以用来乳化增泡，防潮保湿，使脱水蔬菜复原等。环糊精能稳定色素第31页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六环化糊精生产所用酶环糊精-葡萄糖基转移酶（）简称CGTase不同菌株所产CGTase的性质和CD型式与比例各异。菌种CD型式CD得率/%软化芽孢杆菌α＞β60.0巨大芽孢杆菌β＞α60.0环状芽孢杆菌β＞α-嗜碱性芽孢杆菌酸性酶β70.0碱性酶β75.8嗜脂肪芽孢杆菌α＞β-

环化糊精生产：淀粉调浆→加α-淀粉酶液化→加CGTase转化→加α-淀粉酶加CGTase液化→脱色→过滤→脱盐→浓缩第32页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六三、油酯生产中的应用用于油脂的提取应用细胞壁降解酶如：半纤维素酶、纤维素酶和果胶酶的混合物可以很好地应用于传统原料，特别是热带油料如椰子、橄榄油的采油。改善磷脂的营养价值磷脂酶被用来将鱼油中得到的多不饱和脂肪酸掺入磷脂中，对磷脂进行改性。第33页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六酶在果蔬加工中的应用一、果蔬食品、饮料生产中的应用二、果酒生产中的应用三、酶法在果蔬汁免疫检测方面的应用第34页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六一、果蔬食品、饮料生产中的应用果蔬汁及其饮料制品在近十几年得到了迅速发展，酶在其中扮演不可忽视的角色。以内源酶的形式：如红茶生产中的多酚氧化酶的氧化作用，是红茶特有风味和色泽产生的主要原因；添加外源酶：添加具有高度专一性的酶制剂达到商业产品的标准要求。下表是常用于果蔬汁及饮料生产中的酶，生产者可以根据自己的需求选用合适的酶制剂。第35页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用应用在果蔬汁及饮料生产中的酶酶的名称所应用的商品主要作用淀粉酶（E.C.3.2.1.1)啤酒、酒精(E/A)淀粉的降解淀粉酶（E.C.3.2.1.2)啤酒、酒精(E/A)淀粉的降解淀粉葡萄糖苷酶（E.C.3.2.1.3)苹果汁(A)早季水果中淀粉的降解纤维素酶（E.C.3.2.1.4)苹果汁(A)水果的液化酯酶苹果汁(E)果汁产香β-葡萄糖酶啤酒、酒精、葡萄酒(A)提高过滤性能葡萄糖氧化酶（E.C.1.1.3.4)多数商品瓶装饮料的除氧转化酶（E.C.3.2.1.26)可可(E)产味脂肪氧合酶（E.C.1.13.11.12)苹果汁、茶(E)产香柚皮苷酶柑橘汁(A)降低苦味果胶酯酶（E.C.3.1.1.11)苹果酒(E/A)果汁澄清苹果酒(A)、柑橘汁(E/A)过氧化物酶（E.C.1.11.1.7)茶(E)颜色和风味聚半乳糖醛酸酶（E.C.3.2.1.15)苹果汁(A)果汁澄清多酚氧化酶（E.C.1.10.3.1)茶、可可(E)颜色和风味蛋白酶可可(E)、啤酒/酒精(A)颜色和风味、防止冷混浊单宁酶茶提高速溶茶的溶解力萜烯糖苷酶葡萄酒(A)改良风味第36页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在果蔬食品、饮料生产中的应用1.提高澄清度、出汁率、增加稳定性应用于苹果汁、葡萄汁、胡萝卜汁等生产。果胶酶：浆榨汁前添加一定量果胶酶可以有效地分解果肉组织中的果胶物质，使果汁粘度降低，容易榨汁、过滤，从而提高出汁率。纤维素酶：可以使果蔬中大分子纤维素降解成分子量较小的纤维二糖和葡萄糖分子，破坏植物细胞壁，使细胞内容物充分释放，提高出汁率，并提高可溶性固形物含量。第37页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用2.在果汁超滤中的作用超滤比传统的过滤速度快、效果好，但如果果胶的残留物和一些中性聚糖分解不彻底，则在超滤是极易堵塞超滤膜。用复合酶制剂清洗超滤膜片，增加超滤膜的通透量；减少清洗时间；增加膜使用寿命。鼠李糖酶、半乳糖酶、阿拉伯聚糖酶、半乳甘露聚糖酶、淀粉酶、果胶酶等。如NovoNordisk（丹麦，诺和诺德）公司研制的Novoform58和Novoform43为超滤专用复合酶制剂。增加通透量增幅可达1.2~2.0m3/h。同时可减少清洗时间至4h左右。第38页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用3.酶技术对果蔬汁营养成分的影响利用酶液化工艺生产的苹果汁、山楂汁、南瓜汁、胡萝卜汁等，可溶性固形物明显提高，保留营养成分。水果和蔬菜中Vc在加工中极易氧化破坏，葡萄糖氧化酶能把β-D吡喃葡萄糖转化成葡萄糖酸，同时消耗氧气，利用耗氧性保护Vc。第39页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用4.酶制剂作为防腐剂用于果蔬汁饮料中溶菌酶能使N-乙酰胞壁酸（NAM）与β-N-乙酰葡萄糖胺（NAG）之间的β-1,4糖苷键断开。细菌细胞壁中肽聚糖正是由NAM和NAG靠β-1,4糖苷键交替排列形成的骨架，并通过NAM与寡肽（4~5a）交联而成。因此，溶菌酶能使细菌细胞壁水解而起的溶菌防腐作用。与苯甲酸钠化学防腐剂相比，溶菌酶是天然蛋白质，对人体无副作用，应用于饮料防腐成为必然趋势。第40页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用5.新型果胶酶PectinexSMASHXXL在果蔬汁加工中的应用XXL——新一代果蔬加工用酶的后缀（1）果汁的澄清和脱果胶传统的果胶酶是将果胶彻底降解，新型果胶酶PectinexSMASHXXL是传统果胶酶和阿拉伯聚糖酶（用于完全除去阿拉伯糖）的混合物。将会更多地控制降解程度，产生专一的反应。PectinexSMASHXXL通过将细胞壁结构降解到最佳程度，使自流汁量增加。水解后的原料由于不产生传统果胶酶所降解的许多物质，果汁比较纯净。能够彻底除去果胶，而不会产生半乳糖醛酸和纤维二糖。第41页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用（2）稳定的混浊果汁常规果胶酶破坏混浊物稳定性，使其不适合生产混浊苹果汁。PectinexSMASHXXL则不同，果浆通过处理，增加出汁率和产量，并生产出完全稳定的混浊苹果汁。（3）释放色泽PectinexSMASHXXL还能够使被加工的水果如浆果汁和葡萄汁很好地释放色泽。第42页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用6.柑橘制品的苦味去除柑橘类果汁在提炼之后不久就会变苦，主要是由于柠檬苦素和柚皮苷所至。工业上常用固定化柚皮苷酶减少柚皮苷含量。柚皮苷酶有两种酶活性：鼠李糖苷酶和葡萄糖苷酶，水解柚皮苷成为鼠李糖和没有苦味的糖苷配基柚配质。第43页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用7.酶法促进果蔬汁的香气与风味风味前体物质通常是与糖形成糖苷以键合态形式存在的风味物质。单萜类化合物是嗅觉最为敏感的芳香物质，而果蔬中大多数单萜类物质均与吡喃、呋喃糖以键合态形式存在.果蔬成熟过程中内在β-葡萄糖苷酶使游离释放出部分单萜类物质，但仍有大量键合态的萜类未被水解，因此可通过外加β-葡萄糖苷酶促进果蔬汁的香气与风味。第44页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在蔬果食品、饮料生产中的应用β-葡萄糖苷酶可将香叶醇、橙花醇、沉香醇从鲜葡萄汁中相应的单萜β-葡萄糖苷中游离出来。分子量为118000的β-葡萄糖苷酶水解纤维素二糖、乙醇香叶醇时活性高，适用于风味强化。相反分子量为109000的β-葡萄糖苷酶则适用于果汁脱色。葡萄糖氧化酶可减少果蔬汁中所含的氧气和葡萄糖，改善果蔬汁的香气和风味。第45页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用二、酶在果酒生产中的应用p1921.酶可以提高出汁率和缩短压榨时间使用的酶制剂主要有：果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和风味酶等。一类是能催化果胶解聚，另一类是能催化果胶分子中的酯水解。前者有聚甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、果胶裂解酶(PMGL)、聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶裂解酶(PGL)，后者有果胶酯酶(PE)等。在工业生产中应用的果胶酶制剂不仅仅含有一种酶活性，而是多种酶的复合体，含有数量不同的各种果胶分解酶，通常其主要作用是分离细胞和破坏部分细胞，也就是分解细胞间层的部分原果胶、纤维素，但又使果桨还保持一定程度的结构，从而有利于果桨的压榨，提高出汁率。第46页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用酶在果酒生产中的应用2.酶有利于汁液的澄清果胶酶、淀粉酶，此外还有蛋白酶；采用蛋白酶将果汁中的蛋白质水解。3.酶可以提高过滤能力所用到的酶主要有淀粉酶、果胶酶、半乳聚糖酶、阿拉伯聚糖酶等。4.酶应用于浸渍芳香物质，改善果酒风味其中所用到的风味酶主要有半D一葡萄糖苷酶、α一L一鼠李糖苷酶、α一L一吠喃型阿拉伯糖苷酶和半D一芹菜糖苷酶。5.酶应用于提取色素物质，改善果酒的色泽加入一定量的果胶酶和蛋白酶，果胶酶能水解果胶物质破坏细胞结构，蛋白酶则能破坏液泡膜，从而释放出花青素等色素物质。6.酶可以提高产品质量和产品的稳定性第47页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用第三节酶在动物性食品加工中的应用p195一、酶在肉制品和水产食品加工中的应用二、在乳制品工业中的应用三、在蛋品加工中的应用

第48页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用一、酶在肉制品和水产食品加工中的应用1.蛋白酶水解物的生产应用2.肉类的嫩化3.水产品生产中的应用第49页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用1.蛋白酶水解物的生产应用食品中蛋白质的水解目的：通常为了提高营养价值√改善食品品质√增加溶解度√降低起泡性或凝聚性改善乳化性除去异味以及毒性物质等第50页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用蛋白酶水解物的应用1）溶解度改善的应用蛋白质在等电点适度溶解度很低，限制了作为营养强化剂的应用。水解物在等电点人解毒增加，常用于水果饮料的蛋白质强化。这种溶解性增加的性质对于低过敏性婴儿食品和含水解物营养食品的加工非常重要。由于在强化蛋白水解物的营养食品中经常要强化一些矿物元素，故要求蛋白质酶水解物在高离子强度下应保持稳定。第51页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用蛋白酶水解物的应用2）作为优质氮源蛋白质酶水解物因分子量小具有易消化吸收、低致敏性能，当肽分子量小于2000时过敏性基本消失。故在营养保健、医疗食品具有广阔的前景。可应用于：运动员食品婴幼儿食品营养不良患者过敏性患者代谢功能紊乱患者活性肽可应用：抗高血压肽酪蛋白磷酸肽（具有抗龋齿；促钙、锌吸收功能）免疫促进肽第52页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用蛋白质酶水解物的开发国外对蛋白水解物和活性肽的研究比较深入。蛋白质水解物和活性肽食品在西欧、日本和美国早已有各种商品化产品，以酪蛋白、乳清、血清、蛋清、大豆、玉米、大米、小麦、水产品等为原料的蛋白质酶水解物类产品以上市或正在研制。国内已开发大豆肽、乳清肽等。第53页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用2.肉类的嫩化屠宰后肌浆中ATP水平下降到活肌肉时的10~20%，肌肉纤维会僵硬，伸展性消失。牛肉屠宰后应该在冷藏1~2℃下放置2~3周，完成宰后的成熟。宰后肉类成熟受酶的作用：内源酶外源酶内源酶中有关的蛋白酶蛋白酶活性pH范围作用时期非溶酶体酶钙激活酶Ⅰ（μ钙激活酶）6.5~8.0宰后初期钙激活酶Ⅱ（m钙激活酶）6.5~8.0宰后初期溶酶体酶组织蛋白酶B3.0~6.0后期组织蛋白酶D2.5~5.0后期组织蛋白酶H5.0~7.0后期组织蛋白酶L3.0~6.0后期第54页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用钙激活酶作用：肌肉蛋白酶，促进肌原纤维削弱粗丝。溶酶体组织蛋白酶作用

组织蛋白酶D:使肌原纤维部分断裂。组织蛋白酶B:

能削弱肌原纤维的Z盘、M线、以及A带。肌动蛋白和肌球蛋白被优先降解。组织蛋白酶H:能降解肌球蛋白，但对完整肌原纤维没有明显作用。因此对成熟相对不重要，局限于降解肌肉中可溶的成分。组织蛋白酶L:似乎是溶酶体酶中削弱肌原纤维最有效的。一起培养下，可导致Z盘被完全去除，还引起这些结构更进一步的破裂和碎解。(SOS)第55页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用钙激活酶的调节作用通过试验向僵直状态的细条肉中添加过量的Ca2+（10~30ml/L），足以激活m钙激活酶，加快成熟，并在24h内达到完全嫩化。相似地，将牛排浸泡在CaCl2溶液中能改善嫩度，可能是m钙蛋白酶活化所致。PH下降使溶酶体的稳定性降低，从而允许酶泄漏到基质中，并最终进入胞外空间。研究表明，溶酶体中酶的释放是僵直软化时开始的，并在3~4d（牛肉）完全释放。与μ钙激活酶不同，组织蛋白酶通常非常稳定。例如，在贮存了8个月的腌制火腿中还保持有25%的残留活力。宰后电刺激，组织蛋白酶的活力得到明显促进。由电刺激所引起的pH的快速和较早的下降加快了溶酶体酶的释放，可能对嫩度改善有作用。第56页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用1.肉类的嫩化——外源酶1）木瓜蛋白酶（已应用）作用于肌原蛋白、胶原蛋白。作用温度40~70℃2）胶原蛋白酶（研究中）降解胶原蛋白，破坏结缔组织。细菌胶原蛋白酶对天然胶原蛋白能在数个位点断裂。3）生姜半胱氨酸蛋白酶第57页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用2.水产品生产中的应用1）脱乙酰酶2）甲壳素酶和壳聚糖酶3）卡拉胶酶4）转谷氨酰胺酶第58页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用1）脱乙酰酶甲壳素,又称几丁质(chitin),广泛存在于甲壳类动物（虾、蟹等）及昆虫的外壳，真菌细胞壁中也大量存在，是自然界中仅次于纤维素的第二大类生物材料,它由N-乙酰基-D-葡萄糖单体通过β-1,4糖苷键连接而成的直链高分子化合物。当分子中的乙酰基被部分或全部脱除后，生成壳聚糖，成为N-葡萄糖胺。壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素,它是甲壳素脱乙酰化的产物,是其最重要的衍生物。甲壳素脱乙酰酶(chitindeacetzlase,E.C.3.5.1.41,简称CDA)则是一种催化甲壳素中N-乙酰基-D-葡萄糖胺的乙酰胺基水解的酶。第59页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用壳聚糖具有广泛的应用价值。用于污水处理、饮用水及饮料的澄清、食品的防腐剂、增稠剂、稳定剂，可降解包装材料、换装品保湿剂、人造皮肤、手术缝合线、反渗透膜和超滤膜、酶的固定化载体、层析材料、药物缓释剂、赋形剂等。另据报道，壳聚糖还有许多保健功能，可以作为膳食纤维添加到食品中，还可以降血脂、促进免疫球蛋白的生产、抗肿瘤、促进伤口愈合和骨骼生长等。甲壳素脱乙酰酶（CDA）可以代替现有的浓碱热解法生产高质量的壳聚糖。这不但可以解决目前壳聚糖生产中的环境污染问题，而且可以生产出用化学法不能解决的壳聚糖产品质量问题，因此该酶有重要的工业应用的潜在价值。第60页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用甲壳素与壳聚糖第61页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用2.甲壳素酶与壳聚糖酶壳聚糖是一种含氮多糖类天然活性物质，对人体有着十分重要的生理功能。但由于其分子量大，溶解性差，需要转化为甲壳低聚糖后才能被人体吸收，这大大限制了它们的功效。甲壳低聚糖具有独特的生理功能，因而筛选产甲壳素酶、壳聚糖酶微生物，用酶法制备甲壳低聚糖已成为研究热点。所用到的酶甲壳素酶或几丁质酶及壳聚糖酶第62页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用1）甲壳素酶甲壳素酶或几丁质酶甲壳素酶的分类及作用机制名称甲壳素内切酶甲壳素外切酶N-乙酰葡糖胺酶作用机制随机降解从非还原末端连续水解降解甲壳二糖最终产物GLcNAc2和少量GLcNAc3GLcNAc2或甲壳低聚糖游离GLcNAc[N-乙酰葡糖胺（NAG）]第63页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用2）壳聚糖酶壳聚糖酶

(Chitosanase，EC3.2.1.99)，对线性壳聚糖具有分解作用的专一性酶，可以选择性地、特异性地切断壳聚糖的β－1，4糖苷键，得到特异分子量范围的壳寡糖。壳寡糖(chitosanoligosaccharides)具有独特生理活性和功能。壳寡糖的分子量较壳聚糖有所降低，聚合度是2—15，溶解性大大提高。与生物体细胞具有良好的生物兼容性，无毒性、易被生物体分解等，广泛的应用于医药和食品，研究显示壳寡糖具有提高食品质量和人体健康的重要功效。第64页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用3.卡拉胶酶卡拉胶被广泛应用于食品、医药、化工等工业，目前从海洋来源的麒麟菜、沙菜中提取卡拉胶仍沿用酸碱法，而且在高温下进行，反应复杂，并造成污染。卡拉胶除用作食品添加剂外，降解产物不同链长的卡拉胶在临床上应用其抗凝血性，从开发海洋生物资源角度看，卡拉胶利用潜力大。因此，采用酶法降解卡拉胶具有重要学术价值和广阔的应用前景。近年来，对卡拉胶的酶源开发、分离提纯、理化特性及其应用研究受到关注，但由于菌种产酶活力不高，尚未批量生产，国内对卡拉胶酶的研究仍处于起步阶段。第65页，共74页，2022年，5月20日，11点8分，星期六第五章酶在食品加工中的应用4.转谷氨酰胺酶与其它酶的作用区别

正常酶法改性蛋白通常采用水解酶作用于一定的肽键，将大分子的蛋白质降解为具有一定功能的小分子肽段，即仅仅局限于蛋白质的水解作用。而转谷氨酰胺酶则通过分子插入、交联反应、脱氨作用使蛋白质的分子结构发生变化（蛋白质修饰）。a蛋白或多肽的Gln和Lys之间的交联反应b酰基转移反应c脱氨反应第66页，共74页，2022年，5月2