酶在淀粉类食品生产中的应用

酶在淀粉类食品生产中的应用酶的定义酶工程的概述酶在淀粉类食品生产中的应用

酶的定义酶是由细胞所产生具有催化能力的蛋白质，这些酶大部分位于细胞体内，一部分则分泌至体外。生物体的化学变化几乎都在酶的作用下进行。酶的作用具有高度专一性，因此在一个细菌中，酶的总量可超过1000个。酶的催化能力很高，一个酶分子在一分钟内能催化数百至数百万个底物（酶反应中的反应物）分子的转化。一般说，酶在常温、常压、近于中性的水溶液中进行其催化作用；温度过高，溶液过酸、过碱和某些金属离子都会导致酶的失活。目前已被人们所了解的酶估计已超过4000种。1908年,德国的罗姆制得胰酶,用于皮革的软化。1908年,法国的波伊登(Boidin)制备了细菌淀粉酶,应用于纺织品的退浆。1911年,美国的华勒斯坦(Wallestein)制得木瓜蛋白酶,用于除去啤酒中的蛋白质浑浊。此后,酶的生产和应用逐步发展。然而在50年代以前停留在从微生物，动物或植物中提取酶,加以利用阶段。由于当时生产力落后,生产工艺较繁杂,难以进行大规模工业化生产。酶的应用历史1949年,用液体深层培养法进行细菌淀粉酶的发酵生产,揭开了近代酶工业的序幕。50年代以后,随着生化工程的发展,大多数酶制剂的生产已转向微生物流体深层发酵的方法。酶的应用越来越广泛。50年代：开始了酶固定化研究。1953年德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂与淀粉酶,胃蛋白酶,羧肽酶和核糖核酸酶等结合,制成了固定化酶。60年代，是固定化酶技术迅速发展的时期。1969年,日本的千烟一郎首次在工业上应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸。出现了“酶工程”这个名词来代表有效利用酶的科学技术领域。1971年第一届国际酶工程学术会议在美国召开,当时的主题即是固定化酶，进一步开展了对微生物细胞固定化的研究。1973年,千烟一郎首次利用固定化的大肠杆菌细胞生产L-天冬氨酸。1978年,日本的铃木等固定化细胞生产α-淀粉酶研究成功。所以说,70年代是固定化细胞技术取得进展的时期。80年代，固定化细胞已能用于生产胞外酶,因此,80年代又发展了固定化原生质体技术,排除了细胞壁这一障碍。在酶的固定化技术发展的同时,酶分子修饰技术也取得了进展。60年代，用小分子化合物修饰酶分子侧链基团,使酶性质发生改变。70年代,修饰剂的选用、修饰方法上又有了新的发展。此外,对抗体酶,人工酶,模拟酶等方面,以及酶的应用技术研究,在近20年均取得了较大进展,使酶工程不断向广度和深度发展,显示出广阔而诱人的前景。

酶工程的概述早期的酶工程技术主要是从动物、植物、微生物材料中提取、分离、纯化制造各种酶制剂，并将其应用于化工、食品和医药等工业领域。７０年代后，酶的固定化技术取得了突破，使固定化酶、固定化细胞、生物反应器与生物传感器等酶工程技术迅速获得应用。随着第三代酶制剂的诞生，应用各种酶工程技术制造精细化工产品和医药用品，及其在化学检测、环境保护等各个领域的有效应用，使酶工程技术的产业化水平在现代生物技术领域中名列前茅，并正在与基因工程、细胞工程和微生物工程融为一本，形成一个具有很大经济效益与社会效益的新型工业门类。现代酶工程范围大致包括酶的生产（包括微生物酶的发酵和提取以及从动植物中提取酶的技术）、酶的固定化技术、酶的化学修饰、酶动力学研究、酶反应器的设计和应用、酶在医学、工业、农业、食品等方面的应用等内容。酶制剂用于食品加工中的优点：酶制剂本身具有安全性,不会有任何有害的残留物质。酶来自于自然，来自于生命体，如微生物、植物、动物，它是一种蛋白质。酶的催化反应具有高度专一性和高效性。酶的反应条件温和，对营养物质损伤低，因此可以保证食品的营养。提高食品质量，许多酶制剂可作为食品原料的品质改良剂改善食品风味、颜色等，而且不会引起食品结构、物理状态和风味等的变化。酶工程在淀粉类食品生产中的应用一、酶在制糖工业中的应用二、酶在焙烤食品中的应用三、酶在面条加工中的应用一、酶在制糖工业中的应用1、双酶法生产葡萄糖(1)工艺流程液化：用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖。糖化：用糖化酶（又称葡萄糖淀粉酶）将糊精和低聚糖转化为葡萄糖。

淀粉的液化和糖化均在酶作用下进行，又称双酶法(doubleenzymehydrolysismethod)。糖化使用的糖化酶属于外酶，水解作用从底物分子的非还原末端进行，为了增加糖化酶作用的机会，加快糖化反应速度，必须先将大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。酶水解颗粒淀粉和水解糊化淀粉的速度比约为1：20000。因为淀粉在糊化之前，α-淀粉酶是难以直接进入淀粉颗粒内部与淀粉分子发生作用的。所以淀粉酶作用于淀粉前要先加热淀粉乳，从而使淀粉颗粒吸水膨胀、糊化、破坏其晶体结构。所以淀粉乳糊化是酶法工艺第一个必要步骤。●液化的原理2、酶法生产超高麦芽糖浆以淀粉为原料经α-淀粉酶和β-淀粉酶作用形成麦芽糖，麦芽糖含量的不同而有不同的名称，如饴糖、麦芽糖浆、高麦芽糖浆及超高麦芽糖浆等。糖化时添加脱支酶水解支链淀粉的α-1,6糖苷键，使之产生更多的麦芽糖。酶法生产超高麦芽糖浆工艺流程4、啤酒发酵大麦糖浆的生产二、酶在焙烤食品中的应用基本原料：面粉、酵母、水和食盐，辅料是：砂糖、油脂、乳粉、改良剂以及其他乳品、蛋、果仁等。1、面包配方原料面粉的主要成分有淀粉、蛋白质、脂肪、水、矿物质以及少量的维生素和酶类。面粉中绝大部分成分是淀粉，约占75％，是由直链淀粉和支链淀粉组成的。淀粉在酸和酶的作用下，水解成糊精、高糖、麦芽糖和葡萄糖，参与美拉德反应和焦糖化反应，赋予面包良好的色泽和风味，同时也为酵母提供食物。小麦中的蛋白质（含量8％～16％）是构成面团中面筋的主要成分，在面包生产中起着重要作用。它由四种蛋白质构成：即麦谷蛋白、麦胶蛋白、麦球蛋白以及麦清蛋白，其中麦胶和麦谷蛋白是形成面筋的主要成分，两种合计占蛋白质总量的80％左右。麦胶蛋白富于延伸性，而麦谷蛋白富于弹性。面筋的含量可以反应面粉品质的好坏，而面筋质量则决定了面包的好坏。面筋的性能主要包括延伸性、弹性和可塑性几个方面。好面筋的标准是弹性好，延伸性大，易于成型。2、面粉主要成分3、面粉中的酶类小麦中的酶对面粉的贮存和面包的生产起着一定的作用。这些酶主要有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和氧化酶，以淀粉酶和蛋白酶的作用最大。淀粉酶主要包括α－淀粉酶和β－淀粉酶，通常面粉中β－淀粉酶足够，而α－淀粉酶含量不足，需要额外人工加入（添加剂）。淀粉酶可以把淀粉水解成供酵母利用的糖，促进发酵。蛋白酶将蛋白质分解成多肽和氨基酸，提高面包的色、香、味。国外都把面粉中的淀粉酶活力为面粉质量指标之一。

4、面包制作过程中相关的酶类α－淀粉酶β－淀粉酶蛋白酶乳糖酶脂氧化酶(漂白天然色素)纤维素酶、半纤维素酶、溶菌酶(保质期相关)