復合酶制劑在食品工業(yè)中的應用

復合酶制劑在食品工業(yè)中的應用酶制劑作為一類綠色食品添加劑，用于改善食品品質(zhì)和食品制造工藝，其應用已越來越普遍，品種也不斷增多。為了達到理想的酶制劑應用效果，并幫助酶制劑客戶有效方便地使用酶制劑，酶制造商針對不同的食品加工應用領域特點，已經(jīng)開發(fā)出各種專用復合酶制劑，把幾種酶制劑混合使用往往有協(xié)同增效作用，還可減少單一酶的使用量，其在食品中的應用方興未艾，現(xiàn)就復合酶制劑在食品工業(yè)中的研究與應用作一簡單介紹。一、面粉加工小麥、玉米、大麥、高粱、燕麥、養(yǎng)麥等谷物主要成分是淀粉，其次是蛋白質(zhì)，在其面食品（包焙烤食品、面條、餅干等）加工中主要使用淀粉酶和蛋白酶，同時木聚糖酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、脂肪氧化酶、植酸酶等可賦予谷物食品特殊的風味、良好的品質(zhì)以及增加營養(yǎng)，因此復合型酶制劑是面粉改良劑首選。1、真菌a-淀粉酶真菌*淀粉酶由米曲霉或黑曲酶產(chǎn)生，它能從淀粉分子內(nèi)部切開a-1,4鍵生成各種寡糖，在長時間作用下，還可切開這些寡糖a-1,4鍵而生成麥芽糖，故又稱麥芽糖生成酶。在面團發(fā)酵食品制作過程中，適量加入真菌a-淀粉酶，面粉中的淀粉被水解成麥芽糖，麥芽糖又在酵母本身分泌的麥芽糖酶作用下，水解成葡萄糖供酵母利用，從而為酵母的發(fā)酵提供足夠的糖源作為營養(yǎng)物質(zhì)，使面包變得柔軟，增強伸展性和保持氣體的能力，容積增大，出爐后制成觸感良好面包。2、木聚糖酶木聚糖酶是一種戊聚糖酶，面粉中存在著非淀粉多糖戊聚糖，在面粉中添加木聚糖酶，能使水不溶性戊聚糖增溶，可提高面筋網(wǎng)絡的彈性，增強面團穩(wěn)定性，改善加工性能，改進面包瓢的結構，增大面包體積。因面粉中的水不溶性戊聚糖對面包的品質(zhì)有消極影響，它使面包體積減小，面包瓢質(zhì)構變差，面包品質(zhì)惡化。而水溶性戊聚糖則對面包品質(zhì)起到積極作用。戊聚糖酶對水不溶性戊聚糖的增溶作用，一定程度上減小了水不溶性戊聚糖的消極影響，改善了面團的操作性能及面團的穩(wěn)定性，增大了成品體積，提高了成品的質(zhì)量。3、葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶在氧氣的存在的條件下能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸，同時產(chǎn)生過氧化氫。過氧化氫是一種很強的氧化劑，能夠?qū)⒚娼罘肿又械氖呋?SH）氧化為二硫鍵（-S-S-），從而增強面筋的強度。提高面團延展性、增大面包體積，可取代對人體有致癌作用的漠酸鉀KBrO4。在面條生產(chǎn)中，葡萄糖氧化酶有助面筋蛋白之間形成較好的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡結構，增加面條的咬勁。4、脂肪酶脂肪酶能水解脂肪成單酰甘油和二酰甘油，單酰甘油能與淀粉結合形成復合粉，從而延緩淀粉的老化，在面包使用脂肪氧化酶，使面包增白，改善風味。在面條面團中使用脂肪酶，可使天然脂質(zhì)得到改性，生成脂質(zhì)和淀粉復合物，可防止直鏈淀粉在膨脹和煮熟過程中滲出，減少面團上出現(xiàn)斑點。5、植酸酶植酸其化學結構為肌醇六磷酸酯，由于分子中含有6個磷酸基團，具有強大的絡合能力。植酸與蛋白質(zhì)，鈣、錳、鐵等無機鹽和維生素等螯合，使它們不能被利用，限制了面粉中無機鹽的活性。使用植酸酶，可使面團中植酸水解，解除其螯合，消除抗營養(yǎng)因子，提高面粉中營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，生產(chǎn)出面包含有較高活性的無機鹽，易為人體吸收。6、脂肪氧合酶大豆脂肪氧合酶（Lipoxygenase）對面粉中具有戊二希1，4雙鍵的油脂發(fā)生氧化，形成氫過氧化物。氫過氧化物氧化蛋白質(zhì)分子的蔬基（-SH）形成二硫鍵（-S-S-）并能誘導蛋白質(zhì)分子聚合，是蛋白質(zhì)分子變得更大，從而增強面筋的作用。脂肪氧合酶可通過偶合反應破壞類胡蘿卜的雙鍵結構，從而起到漂白面粉，改善面粉色澤的作用。而脂肪氧化酶催化亞油酸生成的過氧化物，可改善面包的香氣，為面包增香。由此可見，脂肪氧合酶兼具強筋和增白的功效，可減少或替代強筋劑漠酸鉀及漂白劑過氧化苯甲酰的用量。7、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶微生物的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（MTGase）能催化食品蛋白質(zhì)中（如大豆蛋白、奶蛋白、雞蛋蛋白及小麥蛋白等足-Lys與Y-谷?；肿觾?nèi)或分子間的交聯(lián)聚合，從而改善各種蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，如營養(yǎng)價值、質(zhì)地結構、口感、貯存期等。加入MTGase的食品蛋白質(zhì)發(fā)生聚合作用及凝膠化作用，通過改變其理化性質(zhì)（如粘彈性、凝膠化作用、乳化性、起泡性等）可能會影響許多食品的質(zhì)量。小麥面粉中的麥醇溶蛋白及高分子量的麥谷蛋白是MTGase作用的良好底物，可促進面筋中s-Lys與y-谷?；g的交聯(lián)，生成面筋中G-L鍵，從而加強面筋網(wǎng)絡結構。與L一抗壞血酸相比，MTGase是一種更有潛力的焙烤改良劑，添加很少劑量的MTGase就會使面團性質(zhì)發(fā)生明顯改變。8、蛋白酶餅干專用粉要求面團有較大的韌性、塑性及較小的彈性，一般使用低蛋白含量的低筋粉。在餅干生產(chǎn)中，添加蛋白酶可有效軟化面筋，在餅干生產(chǎn)中添加蛋白酶，使面筋鏈被蛋白酶水解，面粉便變?yōu)槿趿Ψ?，可降低面粉筋力，降低面團彈性，使生產(chǎn)的餅干疏松、易干燥、并可防止餅干收縮變形。制作面包時適量添加蛋白酶會使面團中多肽和氨基酸含量增加，亮氨酸和苯丙氨酸是形成香味的中間產(chǎn)物，多肽則是潛在的滋味增強劑、氧化劑、甜味劑或苦味劑，適量添加有利于改善面包皮的顏色和面包的香氣口味；但過量蛋白酶會使面團變粘，導致面包質(zhì)量下降。此外甘露聚糖酶能提高面包的結構，環(huán)糊精葡萄糖苷轉(zhuǎn)移酶能使面包心軟化。磷酸脂酶A1能將卵磷脂轉(zhuǎn)化為溶血卵磷脂，它是一種有效的天然乳化劑。日本三井公司已上市銷售磷脂酶A1，用于改質(zhì)卵磷脂，用于面包、糕點生產(chǎn)和油脂制造。目前面粉用酶制劑15種，糕點點心一包括蘇打餅、餅干和威化餅等*劑10種以及面包改良劑和預配粉用酶13種。其中有以半纖維素酶為主體和添加了淀粉酶、葡萄糖氧化酶及蛋白質(zhì)酶的復配酶制劑，也有制面包改良劑”費埃爾米扎伊姆"HS2000——也是一種半纖維素酶，有改良面團穩(wěn)定性和增大制品容積的效果；還有焙烤用酶制劑，這是一種混合型酶制劑，主要用于防止面包老化。這些酶制劑的市場人氣很好。二、果蔬汁加工、果酒生產(chǎn)果膠酶應用與果蔬汁加工已有多年歷史，可有利于壓榨，提高出汁率，并可使處理后的果汁澄清、穩(wěn)定。果膠酶本身就是一種復合酶，包括果膠酯酶（PE），聚半乳糖醛酸酶（PG），聚甲基半乳糖醛酸酶（PMG），聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL），聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）等，工業(yè)生產(chǎn)中應用的果膠酶制劑不僅僅含有一種酶活性，而是多種酶的復合體，含有數(shù)量不同的各種果膠分解酶。為了提高果膠酶的破壁效果，目前大多果膠酶均為復合酶制劑，如含有纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶、阿拉伯聚糖酶及蛋白酶等。果蔬汁是果蔬加工業(yè)最重要的產(chǎn)品之一。果膠普遍存在于果蔬組織中。用果蔬原料生產(chǎn)果蔬汁，果膠對果蔬汁得率、質(zhì)量等有很大影響。生產(chǎn)過程中，普遍應用果膠酶，果膠酶可提高果蔬汁的出汁率，可促進果蔬汁的澄清。含有纖維素酶和半纖維素酶的果膠酶制劑，可使果實脫皮，如柑桔囊衣、大蒜的膜衣，蓮子肉的衣等。葡萄糖氧化酶可用于除去果蔬汁、罐頭食品、果蔬干制品中的氧氣，防止產(chǎn)品氧化變色，延長商品保存期。還有一些果品加工*劑：柚苷酶水解柑桔中的柚皮苷，脫去苦味；橙皮苷酶水解橙皮苷，防止柑桔罐頭出現(xiàn)白色沉淀等。果酒生產(chǎn)中使用的酶制劑主要有果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶和風味酶等，有利于榨汁、澄清和過濾等作業(yè)，并可以在透明度、穩(wěn)定性、營閉養(yǎng)成分、色澤和風味等方面改善果酒的質(zhì)量。例如果膠酶復配纖維素酶，可更有效破壞細胞壁，提高了出汁率，縮短了壓榨時間。在發(fā)酵前果汁的澄清中，果膠酶復配淀粉酶、蛋白質(zhì)，可將易造成渾濁的果膠物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)徹底水解，有利于汁液的澄清和果酒的提高過濾性能。萜烯類化合物是形成水果風味的主要成分，這些萜烯化合物與糖形成糖苷而呈無芳香氣味的風味前提物。在發(fā)酵過程中或在葡萄酒的貯存過程中都很穩(wěn)定，添加風味酶可將風味物質(zhì)釋放出來，從而顯著加葡萄酒的風味，風味酶主要有D-葡萄糖苷酶、a-L-鼠李糖苷酶、a-L-呋喃型阿拉伯糖苷酶和D-芹菜糖苷酶。如果在果漿或果汁中加入一定量的果膠酶和蛋白酶，果膠酶能水解果膠物質(zhì)破壞細胞結構，蛋白酶則能破壞液泡膜，從而釋放出花青素等色素物質(zhì)。用于紅葡萄酒的釀造時可在發(fā)酵時將果膠酶和蛋白酶與酵母一起加入，可增加色素提取，改善果酒的色澤。此外在茶飲料及綠茶飲料生產(chǎn)中，復合酶制劑具有明顯優(yōu)勢。由于純茶飲料中茶的成分高，茶湯濃度大，茶湯中主要成分之間容易氧化、絡合，造成茶湯色澤褐變，形成渾濁、沉淀，影響其外觀品質(zhì)。采用B-環(huán)狀糊精、果膠酶、木瓜蛋白酶與單寧酶協(xié)同作用，可有效防止沉淀。單寧酶(tannase)是一種水解酶，可以催化水解單寧中的酯鍵與和縮酚酸鍵，該酶可以將五倍子單寧水解生成沒食子酸和葡萄糖;單寧酶能切斷兒茶酚與沒食子酸的酯鍵，釋放的沒食子酸陰離子又能同多酚類其他氧化產(chǎn)物競爭咖啡堿，成分子量較小的水溶物，從而降低茶湯