海七星
酶制剂是一类比较特殊的食品添加剂，主要成分是具有各种催化活性的酶蛋白。酶制剂是食品添加剂中发展迅速的行业，作为一种食品添加剂，与传统的化学法，如酸法、碱法加工食品相比，酶技术具有显著的优越性，一是酶本身无毒、无味、无嗅，不会影响食品的安全性和食用价值；二是酶具有高度催化性，低浓度的酶也能使反应快速进行；三是酶作用时所要求的温度、pH值等条件温和，不会影响食品质量；四是酶有严格的专一性，在成分复杂的原料中可避免引起不必要的化学变化；五是酶反应终点易控制必要时通过简单的加热方法就能使酶制剂失活，终止其反应。因此，酶工程技术在食品的各个领域得到了广泛应用，如在食品制造、品质改良、提高产品附加值等方面。1．酶制剂在食品加工上的应用利用凝乳酶生产奶酪，淀粉酶可液化、糖化淀粉，促进酵母菌的生长，进而生产啤酒、酒精，如果利用棕榈油与硬脂酸进行酶交酯化，就可制得类似可可脂的产品—类可可脂或代可可脂。通过不同的淀粉酶分解淀粉，可以生产出麦芽糊精、麦芽糖浆、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。用橙皮苷酶和橙皮苷反应可以生产橙皮素—F—葡萄糖苷二氢查耳酮，其是对人体安全的甜味剂，甜度为蔗糖的70～100倍[1]。酶制剂还可以用于异麦芽低聚糖、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。酶制剂在起酥油和人造奶油的生产方面也有很好的应用。以大豆油为原料氢化生产出来的人造奶油会产生反式酸，已证明其对人体有害。利用酶制剂进行酯交换生产则可以避免产生反式脂肪酸，目前已有企业开始利用此技术进行不含反式脂肪酸的人造奶油的生产[2，3]。2．酶制剂在食品保鲜中的应用酶制剂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品质。酶制剂本身的一系列特性使其在食品保鲜中的应用较其他方法有优势。目前应用较多的是葡萄糖氧化酶和溶菌酶的保鲜技术。葡萄糖氧化酶对食品有多种作用，作为在食品保鲜及包装中最大的作用是除氧，延长食品的保鲜保质期。很多食品，尤其是生食品，其保藏过程中或加工过程中，氧的存在使其保鲜受到很大影响，除氧是食品保藏中的必要手段。很多除氧方法效果都不佳，从选择抗氧剂的特性来说，利用葡萄糖氧化酶除氧是一种理想的方法。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，而且不会对啤酒中的其他物质产生作用。因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化、保持啤酒风味、延长保质期有显著的效果 
酶工程在食品工业中的应用 一、酶的用途 表：酶用于食品加工酶的用途 反应 酶 水解淀粉生产葡萄糖 淀粉+H2O → 葡萄糖 糖化酶α-淀粉酶 水解RNA生产 5'-IMP及5'-GMP • RNA+H2O →5'-AMP+5'- GMP+5'- UMP+5' - CMP • 5'-AMP+H2O→5'-AMP+NH3 • 磷酸二酯酶 • AMP 脱氨酶 用Plaste in 反应修饰蛋白质 肽 + 蛋氨酸乙酯 → 肽 - 蛋氨酸 木瓜酶 消除桔汁苦味 • 柚苷 +H2O → 鼠李糖 + 柚配质 -7- 葡糖苷 (2) 柚配质-7-葡糖苷 →葡萄糖+柚配质 • 柚苷酶 • 黄酮化合物糖苷酶 生产果葡糖浆 D-葡萄糖 →D-果糖 葡萄糖异构酶 增加甜菜糖收率 棉子糖 +H2O →半乳糖 + 蔗糖 蜜二糖酶 (α-半乳糖苷酶 ) 分解牛奶及乳清中乳糖 乳糖 + 水 →D-半乳糖 + 葡萄糖 β- 半乳糖苷酶 消除食品中残留 H2O2 H2O2+ H2O2 →O2+ 2H2O 过氧化氢酶 分离鱼碎肉废水中油和蛋白质 蛋白质、油、聚丙烯酸钠、水→肽氨基酸、油聚丙烯酸 碱性蛋白酶 啤酒澄清 蛋白质 →肽 木瓜酶 桔子脱囊衣 半纤维素（高分子）→半纤维素（低分子） 粥化酶 改进谷物淀粉收率 淀粉、半纤维素、蛋白质（高分子） →淀粉、肽、半纤维素（低分子） 半纤维素酶、果胶酶 提高饲料效率 淀粉、半纤维素、纤维素 →肽、纤维、半纤维 粥化酶 生产干酪 酪素 →肽 内肽酶 生产干酪用脂肪酶增香 脂肪 →脂肪酸 脂肪酶 改良面团 淀粉 →糊精 α-淀粉酶 生产环糊精 环糊精葡萄糖转移酶 消除大豆腥臭 • RCHO+NAD+H2O → RCOOH+NADH • RCHO+H2O+O2→ RCOOH+H2O2 • 醛脱氢酶 • 醛氧化酶 消除桔子汁柠碱 柠碱酶 二、酶在食品工业的应用 图：古代已用微生物生产食品1、酶用于淀粉糖的生产 以淀粉为原料，经α—淀粉酶和葡萄糖淀粉酶催化水解，得D—葡萄糖，将它通过固定化D—葡萄糖异构酶柱完成由D—葡萄糖至D—果糖的转化，再通过精制、浓缩等手段，即可得到不同种类的高果糖浆。 图:酶将玉米或小麦等作物中的淀粉转化为糖2、酶用于甜味剂的生产 淀粉糖均以淀粉为原料进行生产，其甜度增加有限，所以从根本上解决食糖短缺问题应生产甜度高而又不以淀粉为原料的甜味剂。国外大量生产的阿期巴甜（APM）就是一种高甜度的甜味剂。阿期巴甜（天门冬酰丙氨酸甲酯）是二肽甜味剂，其甜度是蔗糖的200倍。过去是以L—天冬氨酸与L —苯丙氨酸为原料用化学法合成。现在日本采用酶法合成新工艺，可用价格较低的DL—苯丙氨酸为原料，且产品都是α—型体（β—型体有苦味），使生产成本下降 30% 。 3、酶用于乳品加工 （1）干酪生产 全世界生产干酪所耗牛奶达1亿多吨，占牛奶总产量的1/4。干酪生产的第一步是将牛奶用乳酸菌发酵制成酸奶，然后加凝乳酶水解K-酪蛋白，在酸性条件下，钙离子使酪蛋白凝固，再经切块加热压榨熟化而成。 （2）分解乳糖 牛奶中含有5%的乳糖。乳糖是一种缺乏甜味且溶解度很低的双糖，难于消化。有些人饮奶后常发生腹泻、腹痛等病，其原因即在于此。而且由于乳糖难溶于水，常在炼乳、冰淇琳中呈砂状结晶析出，从而影响食品风味。将牛奶用乳糖酶处理，使奶中乳糖水解为半乳糖和葡萄糖即可解决上述问题。 （3）黄油增香 乳制品特有香味主要是加工时所产生的挥发性物质（如脂肪酸、醇、醛、酮、酯以及胺类等）所致。乳品加工时添加适量的脂肪酶可增加干酪和黄油的香味。将增香黄油用于奶糖、糕点等食品，可节约黄油用量，提高风味 （4）婴儿奶粉 人奶与牛奶区别之一在于溶菌酶含量的不同。奶粉中添加卵清溶菌酶可防止婴儿肠道感染。 4、酶用于肉类和鱼类加工 （1）改善组织、嫩化肉类 酶技术可以促使肉类嫩化。牛肉及其他质地较差的肉（如老动物肉），结缔组织和肌纤维中的胶原蛋白质及弹性蛋白质含量高且结构复杂。胶原蛋白质是纤维蛋白，同副键连接成为具有很强机械强度的组成，这种交联键可分成耐热的和不耐热的两种。幼动物的胶原蛋白中，不耐热交联键多，一经加热即行破裂，肉是得嫩；而老动物的肉因耐热键多，烹煮时软化较难，因而肉质显得粗糙，难以烹调，口感亦差。采用蛋白酶可以将肌肉结缔组织中胶原蛋白分解，从而使肉质嫩化。作为嫩化剂的蛋白酶可以分为两类：最常用的一类是植物蛋白酶，另一类是微生物蛋白酶。 （2）转化废弃蛋白 将废弃的蛋白、如杂鱼、动物血、碎肉等用蛋白酶水解，抽提其中蛋白质以供食用或用作饲料，是增加人类蛋白质资源的一项有效措施。其中以杂鱼及鱼厂废弃物的利用最为瞩目。海洋中许多鱼类因其色泽、外观或味道欠佳等原因，都不能食用，而这类水产却高达海洋水产的80%左右。采用这项生物技术新成果，使其中绝大部分蛋白质溶解，经浓缩干燥可制成含氮量高、富含各种水溶性维生素的产品，其营养不低于奶粉，可掺入面包、面条中等食用，或用作饲料，其经济效益十分显著。 （3）其他方面的应用 用酸性蛋白酶在pH值呈中性条件下处理解冻鱼类，可以脱腥。现今开发利用碱性蛋白酶水解动物脱色来制造无色血粉，作为廉价而安全的补充蛋白资源，这一技术已用于工业化生产。 5、酶用于果蔬加工 （1）水果罐头加工 制作桔子罐头时需除桔瓣囊衣，过去使用碱处理法，耗水量大，又费工时。现采用黑曲霉产生的半纤维素酶、果胶酶和纤维素酶的混合物，可很好地除去桔瓣囊衣，而避免上述缺点。桔子罐头常发白色浑浊，这是同桔肉中橙皮苷造成的。采用橙皮苷酶，可将橙皮苷水解成为水溶性的橙皮素，从而消除桔子罐头的白浊现象。桃果实含有红色花青素，罐藏时同金属离子作用而呈紫褐色。采用花青素酶处理桃酱、葡萄汁等，即可脱色而提高经济价值。这是因为花青素酶可以水解花青色素，使之变为无色物质。 （2）柑桔类脱苦 柑桔类脱苦问题历来是果品加工中的一大问题。桔子中的柠檬苦素是引起桔汁产生苦味的原因，利用球形节杆菌固定化细胞的柠檬酶处理即可消除苦味。 （3）果汁加工 水果中均含有果胶物质。果胶的重要特性之一，就是在酸性和高浓度的糖存在时，即可形成凝胶。这一性质是制造果冻、果酱的基础。但在果汁加工上，却造成了压榨、澄清的因难。现采用果胶酶处理破碎的果实，即可加速果汁过滤和促进澄清。 图：酶在果汁制造过程中分解纤维（4）水果蔬菜保藏 用葡萄糖氧化酶除去脱水蔬菜的糖分可防止贮藏过程中发生褐变。瓶装桔汁贮藏时因氧化而使色香味变劣，采用葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶去氧即可保持果汁原有的色香味。水果冷冻保藏时，由于果实自身的酶作用而发酵变质，也可用葡萄糖氧化酶保鲜。 6、酶用于焙烤食品 面粉中添加α-淀粉酶可调节麦芽糖的生成量，使二氧化碳产生和面团气体保持力相平衡。添加蛋白酶可促进面筋软化，增加延伸性，减少揉面时间和动力，改善发酵效果。用蛋白酶强化的面粉制通心粉制通心面条，延伸性好，风味佳。用β-淀粉酶强化面粉可防止糕点老化。糕点馅心常以淀粉为填料，添加β-淀粉酶可以改善馅心风味。糕点制作使用转化酶可使蔗糖水解为转化糖，从而防止糖浆析晶。面包制作中适当添加脂肪酶可增进面包的香味，这是因为脂肪酶可使乳脂中微量的醇酸或酮酸的甘油酯分解，从而生成δ-内脂或甲酮等香味物质。 图：酶使面包更松软且保存更长久7、酶用于酿酒 啤酒是以麦芽为原料，经糖化发酵而成的酒精饮料。麦芽中含有发酵所必需的各种酶类。采用微生物淀粉酶、蛋白酶、β-淀粉酶、β-葡聚酶等酶制剂，可补充酶活力的不足。 果酒酿造中采用酸性蛋白酶、淀粉酶、果胶酶可消除浑浊，改善破碎果的榨汁操作。 白酒生产中采用糖化酶代替麸曲可使出酒率提高2%~7%，这既能节约粮食，又可简化设备，节省厂房。
