酶在贮藏发酵方面的应用

酶在贮藏发酵方面的应用第一节葡萄糖氧化酶在食品保鲜方面的应用p217葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase，简写为GOD,E.C.1.1.3.4)，系统命名为β-D-葡萄糖氧化还原酶，其广泛分布于动植物和微生物体内。该酶对β-D-葡萄糖具有高度专一性，可催化葡萄糖与氧反应。葡萄糖+O2葡萄糖酸+H2O22H2O22H2O+O2↑GOD对人体无毒无副作用，FAO/WHO(1994)规定，源自黑曲霉的葡萄糖氧化酶，ADI不做特殊规定。GOD过氧化氢酶第2页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节葡萄糖氧化酶在食品保鲜方面的应用一、脱糖保鲜二、脱氧保鲜三、防止微生物繁殖第3页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节葡萄糖氧化酶在食品保鲜方面的应用一、脱糖保鲜用于蛋白粉、蛋白片的生产。防止美拉德反应。操作：在蛋液中加入后适当通氧（30~32℃），使葡萄糖完全氧化。同时可杀菌。还可用于全脂奶粉、谷物、可可、咖啡、虾类、脱水蔬菜、肉类等食品，防止葡萄糖引起的褐变。第4页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节葡萄糖氧化酶在食品保鲜方面的应用二、脱氧保鲜除微生物外，氧化是造成食品色、香、味变差的最重要因素，含量很低的氧足以造成食品色泽变深、味道变质。食品除氧是食品贮藏中的必要手段。目前，许多国家已将GOD作为公认的安全抗氧化剂而广泛应用于各种食品和食品加工工艺中。常与过氧化氢酶协同使用。第5页,共26页，2024年2月25日，星期天葡萄糖氧化酶在食品中的除氧保鲜作用食品种类主要作用（除氧）酒类白葡萄酒防止多酚氧化酶的作用下发生褐变啤酒防止老化味，保持原有风味、延长保质期清酒防止着色及引起质量起变化瓶装及罐头食品防止铁或锡的溶出，防止管壁腐蚀果汁及果汁饮料抑制或减少褐变和褪色现象，保护VC水产品鱼降低脂肪氧合酶、多酚氧化酶的活力，防止变色；并使鱼制品表面pH降低，抑制细菌生长，虾防止变色、防止酸败第6页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节葡萄糖氧化酶在食品保鲜方面的应用三、防止微生物繁殖由于除氧作用，能防止好氧微生物的生长繁殖；形成的葡萄糖酸能引起pH下降，也有抑菌作用；由于形成过氧化氢具有细胞毒性，也可起到杀菌作用。（但报道不尽一致，有待研究）第7页,共26页，2024年2月25日，星期天第二节溶菌酶在食品保鲜方面的应用p219溶菌酶(lysozyme,LZM,EC3.2.1.17),又称胞壁酸酶(muramidase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶（N-acetylmuramideglycanohydrlase）。广泛存在于卵清、唾液等生物分泌液中，其中蛋清中含量最多。具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。溶菌酶是一种天然蛋白质，1992年FAO/WTO的食品添加剂协会已经认定溶菌酶在食品中应用是安全的。

第8页,共26页，2024年2月25日，星期天第二节溶菌酶在食品保鲜方面的应用p219一、溶菌酶的作用机制溶菌酶是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰氨基葡糖（NAG）之间的β-1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失活。图p220第9页,共26页，2024年2月25日，星期天第10页,共26页，2024年2月25日，星期天第二节溶菌酶在食品保鲜方面的应用二、溶菌酶在食品保鲜中的应用目前已大量应用于食品的保鲜。⑴乳制品；⑵肉制品和水产⑶低度酒类和饮料；⑷其他食品：生面条、花生酱、色拉、蛋糕等；⑸用于食品的活性包装（喷洒或浸润、烘干）。在应用时必需注意酶的专一性，单独使用有一定的局限性，可结合其他食品添加剂或不同来源的溶菌酶结合作用，提高防腐能力。第11页,共26页，2024年2月25日，星期天第七章酶在发酵方面应用

第一节酶在酒类生产中的应用第二节酶在调味品生产中的应用第三节酶在酿造食品的应用第12页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节酶在酒类生产中的应用一、酶在啤酒发酵中的应用二、酶在白酒、黄酒中的应用第13页,共26页，2024年2月25日，星期天一、酶在啤酒发酵中的应用①提高辅料的比例和辅料的液化速率②提高发酵度③弥补麦芽质量不好④提高啤酒质量⑤降低成本⑥操作方便⑦降低双乙酰含量，提高品质⑧防止啤酒混浊⑨提高设备利用率，高浓度糖化。第一节酶在酒类生产中的应用辅料粉↓耐高温淀粉酶→液化锅←水↓→糖化锅干麦芽、水↓过滤槽↓煮沸锅↓沉淀槽↓薄板冷却器↓→主发酵←酵母菌↓后发酵↓过滤机←CO2↓罐装机←巴氏灭菌↓成品液体糖化酶β-淀粉酶蛋白酶复合酶真菌淀粉酶糖化酶木瓜蛋白酶β-葡聚糖酶α-乙酰乳酸脱羧酶第14页,共26页，2024年2月25日，星期天啤酒酿造中使用酶制剂及作用酶制剂种类生产菌作用α-淀粉酶枯草芽孢杆菌解淀粉芽孢杆菌用于辅料糖化耐高温α-淀粉酶地衣芽孢杆菌用于辅料糖化糖化酶黑曲霉米曲霉增加可发酵性糖蛋白酶黑曲霉宇佐美曲霉黑曲霉、栖土曲霉枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、放线菌增加α-氨基酸，防止啤酒混浊，改善麦芽质量，加快过滤速率普鲁兰酶嗜酸芽孢杆菌产气杆菌切割淀粉支链，增加出糖β-葡聚糖酶枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌绿色木霉改善过滤速度α-乙酰乳酸脱羧酶枯草芽孢杆菌减少双乙酰含量纤维素酶绿色木霉增加可发酵性糖β-淀粉酶植物提取增加可发酵性糖第15页,共26页，2024年2月25日，星期天啤酒酿造中酶制剂的应用⑴耐高温α-淀粉酶该酶作用机理：从分子内部随机地切割α-1,4糖苷键，不能水解α-1,6糖苷键，α-1,3糖苷键，甚至不能水解紧靠分支点的α-1,4糖苷键。将淀粉水解成糊精和低聚糖，最适作用温度为95~100℃.钙离子浓度对耐高温α-淀粉酶空间构型的稳定性有利，控制在50~70mg/kg。⑵糖化酶又称葡萄糖淀粉酶。将淀粉从非还原性末端水解α-1,4-糖苷键。还能将α-1,6-糖苷键和α-1,3-糖苷键切开,只是后两种键的水解速度较慢。作用温度60℃.第16页,共26页，2024年2月25日，星期天啤酒酿造中酶制剂的应用⑶β-淀粉酶外切酶，能将直链淀粉分解成麦芽糖的淀粉酶，又称为麦芽糖苷酶。从淀粉非还原端开始水解α-1,4-糖苷键，顺次切下麦芽糖单位。同时发生沃尔登转位反应（Wanldeninversion），使生成的麦芽糖由α-型转为β-型。它不能水解支链淀粉的α-1,6糖苷键，也不能绕过支链淀粉的分支点继续作用于α-1,4键。并在分支点残留1～3个葡萄糖残基。因此β-淀粉酶对支链淀粉的作用是不完全的。β-淀粉酶广布于植物界如未发芽的大麦、小麦、燕麦、大豆、甘薯等中。第17页,共26页，2024年2月25日，星期天啤酒酿造中酶制剂的应用⑷β-葡聚糖酶内切葡聚糖酶随机切割纤维素多糖链内部的无定型区,产生不同长度的寡糖和新链的末端。外切葡聚糖酶作用于这些还原性和非还原性的纤维素多糖链的末端,释放葡萄糖或纤维二糖。糖化后的麦汁要经过过滤槽除去麦糟，影响麦汁的过滤速度最重要因素是黏度，当麦芽的质量差或辅料比例大时，麦汁中的β-葡聚糖分解不完全，使黏度增大过滤困难，甚至后期引起混浊。糖化时加入β-葡萄糖聚酶，以分解葡聚糖。作用温度50~60℃。第18页,共26页，2024年2月25日，星期天啤酒酿造中酶制剂的应用⑸木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶啤酒在保质期内常常由于蛋白质和多酚类聚合物成颗粒析出，同时大麦中的β-球蛋白与麦汁中的大麦表皮和酒花中的花色苷以氢键结合形成沉淀，造成混浊，大约90%的混浊是这些因素导致。在后酵时加入酸性木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶以分解蛋白质（10g/t），再添加硅胶或鱼胶吸附沉淀的蛋白质，或添加PVPP（聚乙烯聚吡咯烷酮）、尼龙66等吸附多酚类物质，提高啤酒的稳定性。第19页,共26页，2024年2月25日，星期天啤酒酿造中酶制剂的应用⑹葡萄糖氧化酶除去溶解氧，阻止啤酒氧化变质出现老化味。除氧效果好、速度快、无异味，对保持啤酒的稳定性和风味有一定的效果，优于碳酸氢钠和异维生素C钠，使用量2~5g/100L。⑺α-乙酰乳酸脱羧酶双乙酰的含量是影响啤酒风味的重要指标，它是啤酒发酵过程中酵母菌产生的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸脱羧而生成的，当双乙酰的含量达到高峰值后逐渐降低，但降低的速率受很多因素的影响。贮藏啤酒中控制双乙酰含量在0.1mg/L以下。控制双乙酰方法：控制麦汁中α-氨基氮添加酶制剂√提高啤酒成熟温度或调控成熟时间第20页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节酶在酒类生产中的应用二、酶在白酒、黄酒中的应用酶在大曲白酒中的应用酒糟↑原料→粉碎→配料→蒸馏糊化→出甑→加曲、糖化酶、酵母→入窖发酵↑↓酒醅取酒使用糖化酶作用：大曲的用量可从传统工艺的25%下降为20%。糖化酶用量为原料的0.1~0.12%，缩短发酵时间，由40d缩短为30d。降低酒糟淀粉的含量，从8.9~9.1%降至6.2~6.5%。提高出酒率9.7~11.8%第21页,共26页，2024年2月25日，星期天第二节酶在调味品生产中的应用一、酱油、醋二、酶法生产鲜味剂第22页,共26页，2024年2月25日，星期天第二节酶在调味品生产中的应用一、酶在酱油、醋生产中的应用1.酱油生产米曲霉种曲盐水↓↓豆粕、麸皮→润水→蒸料→制生产曲→发酵→淋油→调兑→灭菌→成品↓酱渣蛋白酶用于酱油生产中的强化增香米曲霉种曲↓豆粕、麸皮→润水蒸料→制生产曲→中温发酵→高温发酵→淋头油→头渣加蛋白酶等成品←灭菌←兑油←淋二油、三油←高温发酵←低温发酵←

酱油中的鲜味主要来自于氨基酸钠盐，添加蛋白酶可补充米曲霉产生的蛋白酶不足，尤其是酸性蛋白酶，有利于蛋白质降解，提高鲜味，并提高原料的利用率。第23页,共26页，2024年2月25日，星期天第二节酶在调味品生产中的应用一、酶在酱油、醋生产中的应用酱油生产中酶法液化应用新工艺利用酶法液化淀粉糖浆添加在酱醅中发酵可以提高酱油的成品率，降低成本。

高温淀粉酶、氯化钙↓米→加水浸泡→清洗→磨浆→调浆→液化→降温→冷却→糖化→糖化液+

米曲霉种曲↓豆粕、麸皮→润水蒸料→制生产曲→发酵→养坯→淋头油→养坯→淋二油→养坯