酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

1、百度文郵-讓每個(gè)人平零地捉升口我酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展班級：451103姓名：杜以政學(xué)號：酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展摘要:淺述了酶工程技術(shù),如酶的固左化技術(shù)的概念、性質(zhì)及應(yīng)用。介紹了酶工程在食品加 品保鮮和食品分析與檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對酶工程的作用和發(fā)展作出了展望。關(guān)鍵詞：酶工程生物酶催化食品工業(yè)是生物酶技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用首先是基因工程的 應(yīng)用，即以DNA重組技術(shù)或克隆技術(shù)為手段，實(shí)現(xiàn)動(dòng)植物、微生物等的基因轉(zhuǎn)移或DNA重 組，以改良食品原料或食品微生物。如利用基因工程技術(shù)改良食品加工的原料、改良微生物 菌種的性能、生產(chǎn)酶制劑、生產(chǎn)保健食品的有效成分等：其次

2、是細(xì)胞工程的應(yīng)用，即以細(xì)胞 生物學(xué)的方法，按照人們預(yù)定的設(shè)計(jì)，有汁劃地改造遺傳物質(zhì)和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，包括細(xì)胞融 合技術(shù)及動(dòng)植物大量控制性培養(yǎng)技術(shù)，以生產(chǎn)各種保健食品的有效成分、新型食品和食品添 加劑：再次是酶工程的應(yīng)用，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有高度催化活性和高度專一性的生物催化 劑，可應(yīng)用于食品生產(chǎn)過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。如纖維素酶在果汁生產(chǎn)、蔬菜汁生產(chǎn)、速溶茶生 產(chǎn)、醬汕釀造、制酒等食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛；最后是發(fā)酵工程的應(yīng)用，即采用現(xiàn)代發(fā)酵設(shè)備， 使經(jīng)優(yōu)選的細(xì)胞或經(jīng)現(xiàn)代技術(shù)改造的菌株進(jìn)行放大培養(yǎng)和控制性發(fā)酵，獲得工業(yè)化生產(chǎn)預(yù)左 的食品或食品的功能成分。食品加工方面斷的固定化技術(shù)的應(yīng)用固定化葡萄糖異構(gòu)酶在高

3、果糖漿生產(chǎn)中的應(yīng)用固定化匍萄糖異構(gòu)酶是世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的一種固左化酶,2973年就已應(yīng)用在工 業(yè)化生產(chǎn)，它可以用來催化玉米糖漿和淀粉生產(chǎn)髙甜度的高果糖糖漿4用淀粉生產(chǎn)高果糖 漿包含三步：(1)用淀粉酶液化淀粉;(2)用糖化酶將英轉(zhuǎn)化為匍萄糖，即糖化;(3)用匍萄糖異構(gòu)酶 將葡萄糖異構(gòu)為果糖。固左化酶用于水解牛奶中的乳糖牛奶中含有的乳糖。患乳糖酶缺乏癥的人飲用牛奶后 將導(dǎo)致不良后果。用乳糖酶可以將乳糖分解為組成乳糖的兩個(gè)單糖:半乳糖和匍萄糖。用固 定化乳糖酶反應(yīng)器可以連續(xù)處理牛奶，將乳糖分解，用于連續(xù)化生產(chǎn)低乳糖奶。該技術(shù)已于 1977年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。此外，乳糖在溫度較低時(shí)易結(jié)晶，用固定化乳糖酶

4、處理后，可以防止其在冰 淇淋類產(chǎn)品中結(jié)晶，改善口感，增加甜度。固左化乳糖酶還可以用來分解乳糖，制造具有葡萄糖 和半乳糖甜味的糖 果蔬加工中的應(yīng)用水果蔬菜加工中最常用的有果膠酶，纖維素酶，半纖維素酶，淀粉酶,阿拉伯糖酶等。英中果膠酶 已成為許多國家果汁、蔬菜汁加工的常用酶之一。利用果膠酶可以明顯提高果汁澄淸度，增 加果汁岀汁率，降低果汁相對黏度，提髙果汁過濾效果。果膠酶主要由滋生物來生產(chǎn)，人們通過 一系列誘變冇種技術(shù)，可以篩選優(yōu)良菌種3。隨著人們對天然健康食品的不斷需求，近年來, 采用果膠酶和其他的酶(如纖維素酶等)處理可以大大提髙岀汁率,簡化工藝步驟，并且可制得 透明澄淸的蔬菜汁。再經(jīng)過種種調(diào)

5、配就可以制成品種繁多的飲料食品，如胡蘿卜汁，南瓜汁, 番茄汁，洋蔥汁飲料等。葡萄糖氧化酶可用于果汁脫氧化,國內(nèi)外對其生產(chǎn)及固左化方法進(jìn)行 了深入的研究。特別是近年來，隨著匍萄糖酸鈣，匍萄糖酸鋅，葡萄糖酸鐵等匍萄糖酸系列產(chǎn)品 的興起，需求日益增加,因而開發(fā)性能優(yōu)良的固定化匍萄糖氧化酶用以氧化匍萄糖生產(chǎn)葡萄糖 酸具有實(shí)際意義。酶在烘烤食品方面，可以增大而包體枳，改善而包表皮色澤，改良而粉質(zhì)量，延緩陳變,提髙柔 軟度，延長保存期限。國外經(jīng)試驗(yàn)表明，向而粉中添加的淀粉酚，就可以使而粉變得完善，大大 改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量，因此國外都把而粉中的淀粉酶活力作為而粉質(zhì)量指標(biāo)之一。制作而包時(shí)，當(dāng) 而質(zhì)很硬或需要而團(tuán)具

6、有特別的柔韌性和延伸性時(shí)加入蛋白酚，能改善而團(tuán)物理性質(zhì)和而包 質(zhì)量，使而團(tuán)易于延伸，以較快速度成熟。在生產(chǎn)蛋糕過程中，雞蛋液是主要的關(guān)鍵原料，要求具 有良好的乳化性和持泡性，通過添加蛋白酶制劑可有效地改善雞蛋液乳化性和持泡性。脂肪 氧化酶添加于面粉中，可以使而粉中的不飽和脂肪酸氧化,同胡蘿卜素發(fā)生共扼氧化作用而將 而粉漂白。乳糖酶也用于加脫脂奶粉的而包制造中，它可以分解乳糖生成可發(fā)酵性的糖， 酶工程的發(fā)展在生物工程學(xué)科的發(fā)展中占有重要位置。21世紀(jì),生物科學(xué)與生物工程的發(fā)展 將進(jìn)步揭示生命的奧秘，在世界科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起主導(dǎo)和支柱作用。作為生物工程重要組 成部分的酶工程亦將飛速發(fā)展，前景廣闊。

7、生物酶在食品加工過程中的應(yīng)用取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。其在食品加工中所起的作用是雙 方而的，有些酶的反應(yīng)在加工中是不利的，特別是蛋白水解酶類，我們應(yīng)力圖避免;有些酶的反 應(yīng)是我們所希望的，如水果的成熟、芳香物質(zhì)的產(chǎn)生、果膠的分解等等。如何在生產(chǎn)中利用 酶的特性，以達(dá)到我們所期待的結(jié)果，同樣具有深遠(yuǎn)的意義。根據(jù)各類食品的不同特性,同時(shí)結(jié) 合不同酶制劑的特異效果，并很好地利用不同酶制劑之間,甚至酶制劑與苴他食品添加劑之間 的協(xié)同性,必然會給食品加工帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。國際上大的酶制劑公司廣泛采用基因工 程、蛋白質(zhì)工程、定向進(jìn)化的高新技術(shù)，大大提高了菌種產(chǎn)酶能力，增加了酶的穩(wěn)左性，提髙了 酶在各種環(huán)境中

8、的反應(yīng)效率6-7 a新工藝要求新的酶，隨著食品加工制作方法精細(xì)程度的提高，就應(yīng)不斷擴(kuò)充酶的種類，不斷 提高酶的純度。我國的酶制劑工藝起步晚,底子薄，雖然近年來發(fā)展很快,但我們也應(yīng)淸醒地看 到，目前酶制劑工業(yè)的發(fā)展還不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。我國的酶制劑與技術(shù)進(jìn)入國際 市場參與競爭還有相當(dāng)大的難度,我們還必須繼續(xù)學(xué)習(xí)，取人之長，緊跟國際酶工程技術(shù)的最 新發(fā)展，提高我國的酶工程技術(shù)。酶制劑涉及糧食加工、油脂加工、調(diào)味品工業(yè)、乳品工業(yè)、 特種營養(yǎng)食品制備等相關(guān)的企業(yè),是一個(gè)尚未很好開發(fā)但有廣闊前途的領(lǐng)域酶技術(shù)可以促使肉類嫩化。牛肉及其它質(zhì)地較差的肉（如老動(dòng)物肉），其結(jié)締組織和膠原 蛋白質(zhì)及單性蛋白

9、質(zhì)含量高而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。膠原蛋白是纖維蛋白，由副鍵連接成為具有很強(qiáng) 機(jī)械強(qiáng)度的組成，這種交聯(lián)鍵可分為耐熱和不耐熱兩種。幼動(dòng)物的膠原蛋白中，不耐熱交聯(lián) 鍵多，一經(jīng)加熱即行破裂，肉就顯得嫩：而老動(dòng)物的肉因耐熱鍵多，烹飪時(shí)軟化較難，因而 顯得肉質(zhì)粗糙，難以烹調(diào)，口感亦差。采用蛋白酶可以將肌肉結(jié)締組織中膠原蛋白分解，從 而成功地使肉質(zhì)嫩化。作為嫩化劑的蛋白酶可以分為兩類：最常用的是植物蛋白酶，如木瓜 蛋白酶、菠蘿蛋白酶、中華獗猴桃蛋白酶等：另一類是微生物蛋白酶，如米曲霉等。嫩化的 肉類品種從牛肉擴(kuò)大到豬肉、家禽等。工業(yè)上軟化肉的方法有兩種，一種是將酶涂抹肉的表 而或用酶液浸肉；另一種比較先進(jìn)的方法是在動(dòng)

10、物宰前用酶肌注，酶的軟化作用發(fā)生在貯罐 特別是烹煮加熱時(shí)。這項(xiàng)生物技術(shù)新成果對于改善肉類的質(zhì)地、增強(qiáng)肉制品的風(fēng)味，起到了 極大的作用。將廢棄蛋白，如雜魚、動(dòng)物血、碎肉等用蛋白酶水解，抽提英中蛋白質(zhì)以供 食用或做飼料，是增加人類蛋白質(zhì)資源的一項(xiàng)有效措施。其中一雜魚及魚干廢棄物的利用最 為晦目。海洋中許多魚類因苴色澤、外觀或味道欠佳等因，都不能食用，而這類水產(chǎn)卻高達(dá) 海洋水產(chǎn)的80%左右。在肉類食品生產(chǎn)中，添加少量的木瓜蛋白酶可以分解膠原蛋白,軟化肉 品;在而包生產(chǎn)中，淀粉酶可防上老化、改善風(fēng)味，脂肪氧化酶可漂白增香1，使英中絕大部分 蛋白質(zhì)溶解，經(jīng)濃縮干燥制成含氮量高、富含各種水溶性維生素的產(chǎn)品

11、，其營養(yǎng)不低于奶粉， 可摻入而包、面條等食用，或用作飼料，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。其他方而的應(yīng)用用酸性蛋白酶在PH中性時(shí)處理解凍魚類，可以脫腥。利用微生物酸性蛋白酶處理碎皮， 萃取后可得到可溶性膠原。這種可溶性膠原纖維遇鹽或洗衣粉時(shí)便再生析出，可制人造腸衣。 利用堿性蛋白酶水解動(dòng)物血脫色來制造無色血粉作為廉價(jià)而安全的補(bǔ)充蛋白質(zhì)資源已經(jīng)研 究成功，并已投入到工業(yè)化生產(chǎn)中。用匍萄糖氧化酶除去脫水蔬菜的糖分，可防止貯藏過程中發(fā)生褐變。瓶裝橘子汁貯藏時(shí)因 氧化而使色香味劣變，采用痢萄糖氧化酶、過氧化氫酶去氧，即可保持果汁原有的色香味。 水果冷凍保藏時(shí)，由于果實(shí)自身的酶作用而發(fā)酵變質(zhì)，也可用痢萄糖氧化酶保鮮

12、。飲料、 釀灑工業(yè)生產(chǎn)茶飲料最大的難題是變色和沉淀，即所謂冷渾現(xiàn)象。采用單寧酸酶處理是解決這一現(xiàn) 象的有效方法。由于茶乳酪沉淀的復(fù)雜性，將英他酶配合使用比只用一種單寧酸酶取得效果更為理想。如 加入萄糖氧化酶可消耗掉茶湯中的游離氧，因而避免了氧氣對茶湯風(fēng)味的破壞作用;加入果膠 酯酸酶增加其揮發(fā)性香氣化合物含量;加入溶菌酶可有效地防I匕和消除微生物污染，減少殺菌 不良?xì)馕兜漠a(chǎn)生和品質(zhì)的變化;加入多酚氧化酶可減輕速溶茶苦澀味，改善茶葉食品的色澤; 而以混合酶制劑纖維素酶、果膠酶、磷脂酶或原果膠酶、蛋白酶等在25-60下萃取茶葉, 可有效地萃取茶葉中脂溶性維生素，而V c的萃取率亦較髙7。加入木瓜蛋白

13、酶可作為沉渣 劑,使茶湯中的蛋白一單寧復(fù)合物沉淀，提髙產(chǎn)品澄淸度等 啤酒是以麥芽為原料，淀粉酶可液化、糖化淀粉、促進(jìn)酵母的生產(chǎn)，進(jìn)而生產(chǎn)啤酒、灑精等。 麥芽中含降解原料生產(chǎn)可發(fā)酵性物質(zhì)所必需的各種酶類。由于麥芽制造時(shí)，原料（大麥）中 淀粉呼吸損失，很不經(jīng)濟(jì)，因此釀灑廠常用大麥、大米、玉米等作為輔助原料來替代一部分 麥芽，以致引起酶活力不足，使糖化不能充分，蛋白質(zhì)降解不足，從而影響啤灑的收率與風(fēng) 味。采用微生物淀粉酶、蛋白酶、0淀粉酶、匍聚糖酶等酶制劑，可補(bǔ)充麥芽酶活力 不足的缺陷。特別是在用大麥作輔料或用發(fā)芽欠佳的麥芽時(shí)，由于其中含有粘性的匍聚 糖，使麥芽汁難過濾，況且由于B匍聚糖不溶于酒精，

14、從而在啤酒中生成沉淀而不易濾淸， 采用B匍聚酶處理就可使其分解而改善過濾操作。原料糖化時(shí)添加厲化酶可增加發(fā)酵度, 縮短糖化作用時(shí)間，可用于生產(chǎn)低熱量啤酒。采用中性蛋白酶可分解原料中蛋白質(zhì)以增加麥 芽汁中氨基酸含量，從而促進(jìn)酵母發(fā)酵。采用木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶或簽菌酸性蛋白酶則 可使啤酒澄淸，防止混濁，延長保存期。果酒釀造中采用酸性蛋白酶、淀粉酶、果膠酶可消除混濁或改善潰碎果實(shí)壓汁操作。 白 灑生產(chǎn)中采用糖化酶代替秋曲可提髙出灑率（2-7%）, Vj約糧食，簡化設(shè)備，節(jié)省廠房場地。酵母在面團(tuán)中，依靠面粉本聲淀粉酶和蛋白酶的作用生成麥芽糖和氨基酸來進(jìn)行繁殖個(gè)發(fā) 酵。目前歐美各國常添加斷進(jìn)行強(qiáng)化，用

15、酶活力髙的面粉制成的面包，氣孔細(xì)而分布均勻、 體積大、彈性好、色澤佳。而粉中添加u 淀粉酶，可調(diào)節(jié)麥芽糖生成量，使二氧化碳產(chǎn)生和面團(tuán)氣體保持力相平衡。 添加蛋白酶可促進(jìn)而筋軟化，增加伸延性，減少揉而時(shí)間和動(dòng)力，改善發(fā)酵效果。用蛋白酶 強(qiáng)化的而粉可防I匕糕點(diǎn)老化。糕點(diǎn)餡心常用淀粉為填料，添加用B 淀粉酶可改善餡心風(fēng)味: 而包制作中適當(dāng)添加脂肪酶可增進(jìn)而包的香味，這是因?yàn)橹痉涌墒谷橹形⒘康拇妓峄蛲?酸的甘油酯分解，從而生成$內(nèi)酯等香味物質(zhì)。制糖傳統(tǒng)制糖工業(yè)主要以甘蔗、甜菜為原料生產(chǎn)蔗糖。糖源不足、價(jià)格昂貴是制糖工業(yè)面臨的 第一大難題，而產(chǎn)品甜度不髙則是而臨的第二大問題（若以蔗糖甜度為100汁算

16、，則匍萄糖 只有73,而果糖則髙達(dá)174 ）,生物技術(shù)在這里發(fā)揮了英巨大作用。首先，食品科學(xué)家將糖源目標(biāo)轉(zhuǎn)移向來源充足、價(jià)格 低廉的淀粉。淀粉水解后可生成飴糖、麥芽糊精、匍萄糖、麥芽糖與麥芽糖醇、果糖、低聚 糖等食品原料，分別用以糖果、冰淇淋、飲料等各類食品的加工;蛋白酶可以生產(chǎn)天冬甜素, 這是一種非糖髙甜度甜味劑，已廣泛用于各類食品的生產(chǎn)11,12。最先應(yīng)用的是玉米淀粉， 繼而擴(kuò)大到谷類(玉米、粘玉米、髙粱等)，為了提髙產(chǎn)品的甜度，食品科學(xué)家使用匍萄糖 異構(gòu)酶成功地將匍萄糖轉(zhuǎn)化甜度遠(yuǎn)高于蔗糖的果糖，產(chǎn)品稱為髙果糖漿。和蔗糖相比，髙果 糖漿有許多優(yōu)點(diǎn):不易結(jié)晶;(2)髙甜度;易發(fā)酵;保濕性強(qiáng);

17、(5)低糖度;無色。所以在點(diǎn) 心制造業(yè)和冷飲生產(chǎn)業(yè)都受到歡迎13。葡萄糖轉(zhuǎn)化酶和磷酸葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)果糖的技術(shù) 可以用于大規(guī)模生產(chǎn)，取代蔗糖作為甜味劑。由于該項(xiàng)技術(shù)在各國得到廣泛應(yīng)用，國際市場糖 價(jià)大幅度下降14o目前可口可樂公司和百事可樂公司的飲料，都采用了該項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的果匍 漿作為原料25。高果糖漿第一代產(chǎn)品果糖含呈:占42%,繼而出現(xiàn)了果糖含量占55%、90% 的產(chǎn)品，其甜度也越趨增高。酶對食品工業(yè)發(fā)展的影響及其發(fā)展前景綜上所述，酶工程在食品工業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。隨著基因工程等新技術(shù)的發(fā)展，爾工 程應(yīng)用潛力有望進(jìn)一步發(fā)揮。展望末來，這種源于自然界自身的淸潔技術(shù)在尋找創(chuàng)新、有經(jīng) 濟(jì)效益

18、和利于環(huán)保的方法，為遍及全球的工業(yè)問題提供解決方案方而有著廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn)：1. 生吉萍，羅云波，申琳.脂氧合酶在食品貯藏加工中的作用J.食品科學(xué),1999(12):22-24.2. 文澤富.酶在柑桔加工中的應(yīng)用J .食品與機(jī)械,1992(5):31-33. 6 Smallwood,. 種茶產(chǎn)品 的生產(chǎn)工藝.歐洲專利,0381462 A 1,1984.3. 王元鳳，王登良,魏新林.酶技術(shù)在茶葉深加工中的應(yīng)用研究.飲料工業(yè),2000,6:18-22方元 超4. ，趙晉府.酶技術(shù)在茶飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用研究J .飲料工業(yè),1999(1):12-15.黃海丹.酶在食 品及飲料加工中的應(yīng)用J .

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