复合酶制剂在食品工业中的应用范文知识分享

江南大学生物工程学院余晓斌酶制剂作为一类绿色食品添加剂，用于改善食品品质和食品制造工艺，其应用已越来越普遍，品种也不断增多。

为了达到理想的酶制剂应用效果，并帮助酶制剂客户有效方便地使用酶制剂，酶制造商针对不同的食品加工应用领域特点，已经开发出各种专用复合酶制剂，把几种酶制剂混合使用往往有协同增效作用，还可减少单一酶的使用量，其在食品中的应用方兴未艾，现就复合酶制剂在食品工业中的研究与应用作一简单介绍。

一、面粉加工小麦、玉米、大麦、高粱、燕麦、荞麦等谷物主要成分是淀粉，其次是蛋白质，在其面食品（包焙烤食品、面条、饼干等）加工中主要使用淀粉酶和蛋白酶，同时木聚糖酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、转谷氨酰胺酶、脂肪氧化酶、植酸酶等可赋予谷物食品特殊的风味、良好的品质以及增加营养，因此复合型酶制剂是面粉改良剂首选。

真菌α-淀粉酶真菌α-淀粉酶由米曲霉或黑曲酶产生，它能从淀粉分子内部切开α-1，4键生成各种寡糖，在长时间作用下，还可切开这些寡糖α-1，4键而生成麦芽糖，故又称麦芽糖生成酶。

在面团发酵食品制作过程中，适量加入真菌α-淀粉酶，面粉中的淀粉被水解成麦芽糖，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，从而为酵母的发酵提供足够的糖源作为营养物质，使面包变得柔软，增强伸展性和保持气体的能力，容积增大，出炉后制成触感良好面包。

木聚糖酶木聚糖酶是一种戊聚糖酶，面粉中存在着非淀粉多糖戊聚糖，在面粉中添加木聚糖酶，能使水不溶性戊聚糖增溶，可提高面筋网络的弹性，增强面团稳定性，改善加工性能，改进面包瓤的结构，增大面包体积。

因面粉中的水不溶性戊聚糖对面包的品质有消极影响，它使面包体积减小，面包瓤质构变差，面包品质恶化。

而水溶性戊聚糖则对面包品质起到积极作用。

戊聚糖酶对水不溶性戊聚糖的增溶作用，一定程度上减小了水不溶性戊聚糖的消极影响，改善了面团的操作性能及面团的稳定性，增大了成品体积，提高了成品的质量。

葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶在氧气的存在的条件下能将葡萄糖转化为葡萄糖酸，同时产生过氧化氢。

过氧化氢是一种很强的氧化剂，能够将面筋分子中的巯基（－SH）氧化为二硫键（－S－S－），从而增强面筋的强度。

提高面团延展性、增大面包体积，可取代对人体有致癌作用的溴酸钾KBrO4。

在面条生产中，葡萄糖氧化酶有助面筋蛋白之间形成较好的蛋白质网络结构，增加面条的咬劲。

脂肪酶脂肪酶能水解脂肪成单酰甘油和二酰甘油，单酰甘油能与淀粉结合形成复合粉，从而延缓淀粉的老化，在面包使用脂肪氧化酶，使面包增白，改善风味。

在面条面团中使用脂肪酶，可使天然脂质得到改性，生成脂质和淀粉复合物，可防止直链淀粉在膨胀和煮熟过程中渗出，减少面团上出现斑点。

植酸酶植酸其化学结构为肌醇六磷酸酯，由于分子中含有6个磷酸基团，具有强大的络合能力。

植酸与蛋白质，钙、锰、铁等无机盐和维生素等螯合，使它们不能被利用，限制了面粉中无机盐的活性。

使用植酸酶，可使面团中植酸水解，解除其螯合，消除抗营养因子，提高面粉中营养物质的利用率，生产出面包含有较高活性的无机盐，易为人体吸收。

脂肪氧合酶大豆脂肪氧合酶(Lipoxygenase)对面粉中具有戊二希1，4双键的油脂发生氧化，形成氢过氧化物。

氢过氧化物氧化蛋白质分子的巯基（-SH）形成二硫键（-S-S-）并能诱导蛋白质分子聚合，是蛋白质分子变得更大，从而增强面筋的作用。

脂肪氧合酶可通过偶合反应破坏类胡萝卜的双键结构，从而起到漂白面粉，改善面粉色泽的作用。

而脂肪氧化酶催化亚油酸生成的过氧化物，可改善面包的香气，为面包增香。

由此可见，脂肪氧合酶兼具强筋和增白的功效，可减少或替代强筋剂溴酸钾及漂白剂过氧化苯甲酰的用量。

转谷氨酰胺酶微生物的转谷氨酰胺酶（MTGase）能催化食品蛋白质中(如大豆蛋白、奶蛋白、鸡蛋蛋白及小麦蛋白等)ε-Lys与γ-谷酰基分子内或分子间的交联聚合，从而改善各种蛋白质的功能性质，如营养价值、质地结构、口感、贮存期等。

加入MTGase的食品蛋白质发生聚合作用及凝胶化作用，通过改变其理化性质(如粘弹性、凝胶化作用、乳化性、起泡性等)可能会影响许多食品的质量。

小麦面粉中的麦醇溶蛋白及高分子量的麦谷蛋白是MTGase作用的良好底物，可促进面筋中ε-Lys与γ-谷酰基间的交联，生成面筋中G—L键，从而加强面筋网络结构。

与L—抗坏血酸相比，MTGase是一种更有潜力的焙烤改良剂，添加很少剂量的MTGase就会使面团性质发生明显改变。

蛋白酶饼干专用粉要求面团有较大的韧性、塑性及较小的弹性，一般使用低蛋白含量的低筋粉。

在饼干生产中，添加蛋白酶可有效软化面筋，在饼干生产中添加蛋白酶，使面筋链被蛋白酶水解，面粉便变为弱力粉，可降低面粉筋力，降低面团弹性，使生产的饼干疏松、易干燥、并可防止饼干收缩变形。

制作面包时适量添加蛋白酶会使面团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间产物，多肽则是潜在的滋味增强剂、氧化剂、甜味剂或苦味剂，适量添加有利于改善面包皮的颜色和面包的香气口味；但过量蛋白酶会使面团变粘，导致面包质量下降。

此外甘露聚糖酶能提高面包的结构，环糊精葡萄糖苷转移酶能使面包心软化。

磷酸脂酶A1能将卵磷脂转化为溶血卵磷脂，它是一种有效的天然乳化剂。

日本三井公司已上市销售磷脂酶A1，用于改质卵磷脂，用于面包、糕点生产和油脂制造。

目前DSM Bakery Ingredients经营的产品有制粉专用酶制剂15种，糕点点心—包括苏打饼、饼干和威化饼等专用酶制剂10种以及面包改良剂和预配粉用酶13种。

其中有以半纤维素酶为主体和添加了淀粉酶、葡萄糖氧化酶及蛋白质酶的复配酶制剂，也有制面包改良剂“费埃尔米扎伊姆”HS2000——也是一种半纤维素酶，有改良面团稳定性和增大制品容积的效果；还有焙烤用酶制剂SFX，这是一种混合型酶制剂，主要用于防止面包老化。

这些酶制剂的市场人气很好。

二、果蔬汁加工、果酒生产果胶酶应用与果蔬汁加工已有多年历史，可有利于压榨，提高出汁率，并可使处理后的果汁澄清、稳定。

果胶酶本身就是一种复合酶，包括果胶酯酶（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，工业生产中应用的果胶酶制剂不仅仅含有一种酶活性，而是多种酶的复合体，含有数量不同的各种果胶分解酶。

为了提高果胶酶的破壁效果，目前大多果胶酶均为复合酶制剂，如含有纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、阿拉伯聚糖酶及蛋白酶等。

果蔬汁是果蔬加工业最重要的产品之一。

果胶普遍存在于果蔬组织中。

用果蔬原料生产果蔬汁，果胶对果蔬汁得率、质量等有很大影响。

生产过程中，普遍应用果胶酶，果胶酶可提高果蔬汁的出汁率，可促进果蔬汁的澄清。

含有纤维素酶和半纤维素酶的果胶酶制剂，可使果实脱皮，如柑桔囊衣、大蒜的膜衣，莲子肉的衣等。

葡萄糖氧化酶可用于除去果蔬汁、罐头食品、果蔬干制品中的氧气，防止产品氧化变色，延长商品保存期。

还有一些果品加工专用的酶制剂：柚苷酶水解柑桔中的柚皮苷，脱去苦味；橙皮苷酶水解橙皮苷，防止柑桔罐头出现白色沉淀等。

如诺维信公司生产的浆果专用酶，包含浸渍果浆所需要的专门的果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶，能分解可溶性果胶及果蔬细胞壁，降低果浆粘度，提高榨汁性能，减少果渣和减少榨汁时间，提高生产力。

此外日本龟甲万公司还经营一种绿原酸酯酶应用在果汁、蔬菜汁防止褐变和降低咖啡苦味，可以减少为防止褐变的维生素C添加量，形成了更接近于自然的原有风味，市场发展顺利。

果酒生产中使用的酶制剂主要有果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和风味酶等，有利于榨汁、澄清和过滤等作业，并可以在透明度、稳定性、营闭养成分、色泽和风味等方面改善果酒的质量。

例如果胶酶复配纤维素酶，可更有效破坏细胞壁，提高了出汁率，缩短了压榨时间。

在发酵前果汁的澄清中，果胶酶复配淀粉酶、蛋白质，可将易造成浑浊的果胶物质、淀粉、蛋白质彻底水解，有利于汁液的澄清和果酒的提高过滤性能。

萜烯类化合物是形成水果风味的主要成分，这些萜烯化合物与糖形成糖苷而呈无芳香气味的风味前提物。

在发酵过程中或在葡萄酒的贮存过程中都很稳定，添加风味酶可将风味物质释放出来，从而显著加葡萄酒的风味，风味酶主要有D-葡萄糖苷酶、α-L-鼠李糖苷酶、α-L-呋喃型阿拉伯糖苷酶和D-芹菜糖苷酶。

如果在果浆或果汁中加入一定量的果胶酶和蛋白酶，果胶酶能水解果胶物质破坏细胞结构，蛋白酶则能破坏液泡膜，从而释放出花青素等色素物质。

用于红葡萄酒的酿造时可在发酵时将果胶酶和蛋白酶与酵母一起加入，可增加色素提取，改善果酒的色泽。

此外在茶饮料及绿茶饮料生产中，复合酶制剂具有明显优势。

由于纯茶饮料中茶的成分高，茶汤浓度大，茶汤中主要成分之间容易氧化、络合，造成茶汤色泽褐变,形成浑浊、沉淀，影响其外观品质。

采用β-环状糊精、果胶酶、木瓜蛋白酶与单宁酶协同作用，可有效防止沉淀。

单宁酶(tannase) 是一种水解酶，可以催化水解单宁中的酯键与和缩酚酸键，该酶可以将五倍子单宁水解生成没食子酸和葡萄糖；单宁酶能切断儿茶酚与没食子酸的酯键，释放的没食子酸阴离子又能同多酚类其他氧化产物竞争咖啡碱，成分子量较小的水溶物，从而降低茶汤的浑浊度，茶汤的透光率随着酯型儿茶素的减少在不断增大；木瓜蛋白酶可促使蛋白质与单宁类物质形成沉淀；添加的果胶酶可分解果胶类物质生成单糖。

研究发现采用β-环状糊精、果胶酶、木瓜蛋白酶与单宁酶协同抗沉淀效果达显著水平，葡萄糖氧化酶与单宁酶协同抗沉淀有效果且差异性达到极显著水平。

日本龟甲万公司和我国南宁一公司已有商品化丹宁酶产品。

总之，复合酶制剂用于食品加工，可弥补单一酶制剂的不足，并有协同增效作用，是今后食品酶制剂的一大发展方向。

木聚糖酶的食品应用功能中国农业大学食品科学与营养工程学院张彬林炜尚卓木聚糖是自然界中继纤维素之后含量第二丰富的再生生物质资源, 是最具代表性的半纤维素, 占半纤维素的1/3~1/2。

它存在于陆生植物的细胞壁中,几乎植株的所有部位都含有它。

木聚糖酶是木聚糖水解酶系中最关键的水解酶。

木聚糖酶从动物、植物、微生物中均可获得,以微生物为主。

现在已知的能够产生木聚糖酶的微生物包括细菌、曲霉和木霉等。

由于大多数木聚糖是一种结构复杂的具有高度分枝的异质多糖,含有许多不同的取代基,因而木聚糖的生物降解需要一个复杂的酶系统,其中多种组分通过相互协同作用来降解木聚糖,所以木聚糖酶是一组酶,而非一种酶。

最近十几年,随着生物技术的不断发展和进步,特别是基因工程技术和蛋白质工程技术的广泛应用后,对木聚糖酶的了解更加深入,已经分离出多种木聚糖酶基因,并已工业生产多种木聚糖酶产品。

木聚糖酶在饲料工业、制浆造纸工业、食品工业、能源工业中都显示出广阔的应用前景,已经引起科学家们的广泛关注。