食品酶工程论文

湖南农业大学课程论文

学院：食品科技学院班级：XXXX级食科3班姓名： X X X 学号：XXXXXXXXXXXX 课程论文题目：淀粉酶在食品行业的用途

课程名称：食品酶工程

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淀粉酶在食品行业的应用

学生：X X X

(食品科技学院XXXX级食科3班，学号XXXXXXXXXXXXX)

摘要：酶工程是现代生物工程的一个分支，是当今最具有发展前景的学科之一。酶工程工业在我国起步虽晚，但发展很快，从六十年代中期起步，至今短短的三十多年，已初步建成了完整的酶工业，产品已被广泛用于味精、淀粉糖、酿造、啤酒、食品、纺织、洗涤剂、有机酸以及医药等行业。酶制剂的应用，促进了这些行业的发展，反过来人们也逐步认识了酶制剂，促进了酶工业自身的发展。

淀粉酶为重要的酶制剂，是酶制剂中用途最广、用量最大的一种。在食品加工工业中，它用于面包生产中的面团改良；啤酒生产中供糖化及分解未分解的淀粉；婴幼儿食品中用于谷类原料的预处理；酒精生产中用于糖化和分解淀粉；果汁加工中用于淀粉的分解和提高过滤速度。还广泛用于糖浆制造、饴糖生产、蔬菜加工、粉状糊精生产、葡萄糖制造业中。在医药工业可用作辅助消化药。另外，还可用于纺织印染工业。

关键词：淀粉酶食品应用

一、淀粉酶在焙烤食品中的应用

随着人民生活水平的日益提高和食品工业的不断发展，人们对面粉的品种和品质提出了愈来愈高的要求。面粉生产企业为适应市场新的需求，近年来陆续开发生产了各类专用面粉，在生产面包、馒头等制作发酵食品的专用面粉时，除面粉的面筋、灰分、粗细度、粉质曲线稳定时间等常规质量指标外，面粉工作者越来越关注面粉的α—淀粉酶活性。理论与实践表明：面粉的α—淀粉酶活性，直接影响到面粉的发酵力和发酵食品的质量，特别是低糖主食面包。一般情况下，正常季节收获的小麦加工的面粉中α—淀粉酶的含量普遍不足，国外面粉生产企业通常的做法是在生产这类面粉时，添加麦芽粉或真菌α—淀粉酶，用来提高面粉中α—淀粉酶的活性，以改善和提高发酵食品的质量。

麦芽粉是在适当的温度和水分下使大麦或小麦发芽、干燥后加工成粉。其酶活性较低，添加量为面粉的0.2～0.4％，因粘性较大，在实际应用中混合均匀较为困难。而真菌α—淀粉酶是一种高浓度、高活性、易流动的粉末，其酶活性为

麦芽粉的40～50倍，添加量小，操作方便。在美国、英国、加拿大等大多数欧美国家中，真菌α—淀粉酶已完全代替麦芽粉作为面粉α—淀粉酶的增补剂，广泛地添加在面包专用面粉中。近年来，在我国面粉生产企业中，真菌α—淀粉酶已逐步得到推广与应用，并取得了良好的经济与社会效益。

真菌α－淀粉酶对热不稳定，在烘烤的过程中易失活，与葡萄糖淀粉酶可以共同控制产品还原糖的含量，进而影响产品的质量，如颜色等。α－淀粉酶可降低产品黏度，改善产品的加工性能，最终使产品松软，体积增大。焙烤过程中，淀粉胶凝，蛋白质变性形成刚性结构并释放水到淀粉凝胶中去。如果α－淀粉酶活力过高，烘烤过程前期过量淀粉水解，则会导致面包黏性增强，体积较小。真菌α－淀粉酶在75℃时失活，所以不会产生上述情况，会使面包的货架期延长两倍。面包制作中，α－淀粉酶的加入、调粉时间及醒发时间会对面包质量及货架期有一定的影响。研究结果表明：酶的加入会增大面包体积，但加入α-淀粉酶似乎对降低调粉时间和醒发时间无影响。α－淀粉酶不能水解完整的淀粉颗粒。酵母发酵的过程中也依赖于β－淀粉酶产生的还原糖，进而通过美拉德反应产生良好的风味和色泽。

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。

来自米曲霉的α-淀粉酶，可在焙烤、淀粉工业、酒精酿造和果汁工业中按生产需要适量使用。来自淀粉液化杆菌的α-淀粉酶，可在淀粉、酒精、焙烤制品、酿造生产中，按生产需要适量使用。来自地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶，可在酿造、酒精、淀粉生产中，按生产需要适量使用。来自枯草芽孢杆菌的α-淀粉酶，可在淀粉、焙烤生产中，按生产需要适量使用。

二、淀粉酶在啤酒行业的用途

啤酒是一种具有独特的苦味和香味﹐营养成分丰富的饮料﹐它含有各种人体所需的氨基酸及多种维生素如维生素B﹐菸酸﹐泛酸以及矿物质等。啤酒的原料为大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉质辅助原料(玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等)和糖类辅助原料等。

啤酒生产过程是一个产酶、用酶及灭酶的过程，啤酒酿造中的很多工艺条件都是依据酶的特性来决定的。将现代酶技术与传统啤酒酿造技术相结合，不仅对稳定和提高啤酒质量有益，而且对降低生产成本、弥补麦芽质量缺陷、增加花色品种、增加效益都大有好处。

酶制剂种类很多，功效不一，使用在啤酒生产过程中的工序也不一样，目前啤酒生产常用酶制剂有耐高温α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、复合酶、α-乙酰乳酸脱羧酶、溶菌酶等。

啤酒制作中的α-淀粉酶，只可作用于淀粉分子内任意α-键，且从分子链的内部进行，故又称内淀粉酶，属于内切酶。在水溶液中α-淀粉酶能使淀粉分子迅速液化，产生较小分子的糊精，故也被称为液化酶。α-淀粉酶作用于直链淀粉，分解产物为6～7个葡萄糖单位的短链糊精及少量的麦芽糖和葡萄糖，糊精还可以进一步水解。按理论最终产物为87%的α-麦芽糖和13%的葡萄糖。α-淀粉酶作用于支链淀粉只能任意水解α-1，4键，但不能分解α-1，6键也不能绕过α-1，6键。作用接近α-1，6键时速度放慢，其分解产物为α-界限糊精、麦芽糖和葡萄糖。常用的α-淀粉酶有耐高温α-淀粉酶, 真菌α-淀粉酶。

啤酒生产中常用的耐高温α-淀粉酶一般由地衣芽孢杆菌产生，pH在5.0～7.0内较稳定，尤以pH=6.0为佳，作用淀粉的最适温度为90℃。中温α-淀粉酶也应用到啤酒生产中。单独使用耐高温α-淀粉酶比单独使用中温α-淀粉酶麦芽糊精收率高，透光率也较大，但黏度较高，将两者结合起来使用则可互相弥补不足，得到很好的效果。在啤酒生产中，α-淀粉酶它会分解淀粉，水解成麦芽糖，麦芽糖又在酵母本身分泌的麦芽糖酶作用下，水解成葡萄糖供酵母利用，从而可提高麦芽汁的可发酵性。而且在糖化过程中，糊化时应用α-淀粉酶，其用量应控制在6单位/克大米就可以达到最佳效果，加量太大，则容易在糖化过程中造成α、β-淀粉酶比例失调，麦汁中非还原糖含量高，造成发酵度低，最终使啤酒口感不爽，有甜腻味。

三、淀粉酶在柠檬酸中的用途

高温α－淀粉酶是诸多酶类中的普通一员，近年来它已被广泛应用于淀粉制糖的诸多行业，特别是我国柠檬酸行业应用最多。

耐高温α－淀粉酶的通性，即它是由活细胞产生的生物催化剂，它和其他催化剂相比，具有专一性、高效率和反应条件温和特点，同时酶本身又是蛋白质，它具有蛋白质一般通用性，如紫外线、热、表面活性剂、重金属盐及酸碱变性剂等也会使酶失活。

耐高温α一淀粉酶的作用底物是淀粉，它在适宜的条件下，可以在淀粉分子内部任意切割α-1，4键，而使淀粉迅速降解，失去粘性，变成麦芽糖、葡萄糖和糊精等，这个过程通常被称之为淀粉的液化。淀粉液化能否合格，是柠檬酸行业的一个重要技术关键。

近年来，耐高温α－淀粉酶问世，绝大多数柠檬酸厂立即以耐高温α－淀粉酶取代中温淀粉酶，其理由是，因为以薯干粉为原料大容量发酵，投料时间长，升温慢，特别是当遇蒸汽不足时，升温更缓，料液pH逐步下降，当酶加入后，底物pH已降至中温α－淀粉酶的适应pH以外，使中温α－淀粉酶由于淀粉酶失活，液化难以彻底而影响发酵。耐高温α－淀粉酶由于适应pH范围宽就不受影响，即使底物pH降至pH5，液化仍能正常进行，不影响发酵失活。因此使用耐高温α－淀粉酶按柠檬酸行业的常规操作，就可以保证液化彻底，发酵成功。

四、结论

α-淀粉酶已经成为工业应用中最为重要的酶之一，并且大量的微生物可以用以高效生产淀粉酶，但是酶的大规模商业化生产仍然局限于几种特定的真菌和细菌中。对于高效的α-淀粉酶的需求越来越多，这可以通过对现有酶的化学改良或者通白质工艺改良得到。得益于现代生物技术的发展，α-淀粉酶在制药方面的重要性日益凸显。当然，食品和淀粉工业仍然是主要市场，α-淀粉酶在这些领域的需求仍然是最大的。

参考文献：

[1] 王文君. 食品化学. 中国农业出版社. 第七章酶.第226页

[2] 徐彩凤. 酶工程. 中国轻工业出版社. 第36页

[3] 郭勇、郑穗平 . 酶学. 华南理工大学出版社. 第112页

[4] 罗贵明. 酶工程. 化学工业出版社. 第76页