酶在食品工业中的应用

酶在食品工业中的应用

摘要：

酶是由活细胞产生的( 除个别酶己人工合成) 具有催化功能的一类蛋白质。由于酶来源于生物体的活细胞，因此酶又被称为生物催化剂。凡是有生命的地方几乎都有酶，都需要酶。酶和生命活动密切相关，它几乎参与了所有的生命活动、生命过程。对于酶的认识，从一开始就是与人类的生活和生产实践密切相关的。在人类历史上，酶的应用已逾几千年，对于酶在食品中应用可追溯到距今4000 多年前我国的龙山文化时期。

关键词：酶、食品工业、应用

目前，世界上已知的酶有2000多种。从动物、植物或微生物生物体中提取的具有酶活力的酶制品，称酶制剂。但动物和植物生长周期长，成本高，又受地理、气候、季节等因素的影响而不适宜于大规模生产酶制剂。目前，工业上应用的酶大多采用微生物发酵法生产。近年来，随着基因工程技术的快速发展，为提高酶产量和新品种的开发开辟了新途径。酶制剂广泛应用于食品、纺织、造纸、制药、发酵、医学、化学分析和临床诊断等各个领域。目前已制备的酶制剂近百种，已有工业化生产的约50余种，在食品工业中常用的20 多种。

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。首先，酶的催化反应具有高度专一性和高效性，酶制剂用量小，经济上合算; 再次，酶的反应条件温和，营养成分损失少，易操作，能耗低。因此，酶工程技术在食品的各个领域得到了广泛应用，如制糖业、酿造业、肉类工业、焙烤业，以及乳品工业和果蔬加工业等。

酶制剂在食品工业中的作用概括为利于食品的保存，防止食品的腐坏变质; 改善食品的感官性状; 保持或提高食品的营养价值; 利于食品生产中提高提取速度和产量，降低生产成本。

酶在果汁生产中的应用

在果汁加工中，酶处理多用来提高果汁的出汁率、澄清果汁、脱除苦味物质、降低非酶褐变、测定有机酸以及增香作用。

目前，我国天然果汁饮料的产量逐年增加，市场和消费者对产品品质提出了更高的要求，其中酶制剂在果汁饮料生产上将发挥越来越重要的作用。用于果汁加工的酶主要有果胶酶、纤维素酶、α- 淀粉酶、糖化酶和溶菌酶等多种类型，其主要作用是提高产品得率、防止产品沉淀、改善产品品质和防腐杀菌等。

在果汁生产中果胶物质是影响果汁澄清和混浊的主要因素，利用果胶酶能有效的控制果汁的澄清和混浊。

酶在干酪加工中的应用

凝乳酶对干酪的品质具有重要影响。干酪是一种营养价值较高的食品，它含有丰富的营养成分，蛋白质和脂肪的含量相当于原料乳含量的l0倍左右。研究表明，多吃干酪可促进儿童和青少年生长发育，抗龋齿，防止妇女和老人骨质疏松，保护视力，养颜护肤，并有利于维持人体肠道内正常菌群的平衡和稳定，增进消化功能，防止腹泻和便秘。干酪加工过程受很多因素的影响，其中凝乳酶对干酪的品质具有重要影响。

凝乳酶是干酪制造过程中起凝乳作用的关键性酶，同时凝乳酶对干酪的质构形成及干酪

特有风味的形成有非常重要的作用。干酪加工中添加凝乳酶的主要目的是促使牛乳凝结，为排除乳清提供条件。凝乳酶与酪蛋白的专一性结合使牛乳凝固。凝乳酶对酪蛋白的凝固可分为2个过程：酪蛋白在凝乳酶的作用下，形成副酪蛋白，此过程称为酶性变化；产生的副酪蛋白在游离钙的存在下，在副酪蛋白分子问形成“钙桥”，使副酪蛋白的微粒发生团聚作用而产生凝胶体。此过程称为非酶变化。这两个过程的发生使酪蛋白凝固和酸凝固不同。酶凝固时，钙和磷酸盐并不从酪蛋白微球中游离出来。在实际操作中，凝乳酶凝乳过程的两个阶段有重叠现象，无法明显区分。

酶在蛋白质类食品生产方面的应用

蛋白质是食品中的主要营养成分之一。以蛋白质为主要成分或以蛋白质为主要原料加工而成的食品称为蛋白质类食品，如乳制品、肉制品、水产制品、植物蛋白制品等。随着人们生活水平不断提高，对蛋白质类食品品质提出更高要求；而生物工程技术发展，尤其是酶工程技术发展为食品加工和品质改良提供有利工具。由于蛋白质类食品富含蛋白质，所以在蛋白质类食品加工中主要使用的酶为蛋白酶，同时赋予食品特殊风味和良好品质的酶有脂肪酶、乳糖酶、转谷氨酰胺酶等。

酶在啤酒生产的应用

啤酒工业用糖化酶可增加发酵度、缩短糖化时间。啤酒是以麦芽为原料，淀粉酶可液化、糖化淀粉、促进酵母的生产，进而生产啤酒、酒精等。麦芽中含降解原料生产可发酵性物质所必需的各种酶类。由于麦芽制造时，原料（大麦）中淀粉呼吸损失，很不经济，因此酿酒厂常用大麦、大米、玉米等作为辅助原料来替代一部分麦芽，以致引起酶活力不足，使糖化不能充分，蛋白质降解不足，从而影响啤酒的收率与风味。

采用微生物淀粉酶、蛋白酶、β—淀粉酶、β—葡聚糖酶等酶制剂，可补充麦芽酶活力不足的缺陷。特别是在用大麦作辅料或用发芽欠佳的麦芽时，由于其中含有粘性的β—葡聚糖，使麦芽汁难过滤，况且由于β—葡聚糖不溶于酒精，从而在啤酒中生成沉淀而不易滤清，采用β—葡聚酶处理就可使其分解而改善过滤操作。

原料糖化时添加糖化酶可增加发酵度，缩短糖化作用时间，可用于生产低热量啤酒。采用中性蛋白酶可分解原料中蛋白质以增加麦芽汁中氨基酸含量，从而促进酵母发酵。采用木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶或霉菌酸性蛋白酶则可使啤酒澄清，防止混浊，延长保存期。

酶在豆类食品生产中的应用

大豆蛋白营养价值较高，其中必需氨基酸含量在植物蛋白中较为合理，并有良好的胶凝、乳化、起泡能力，但大豆蛋白在使用过程中存在着在等电点易沉淀、粘度随浓度增高而迅速升高等不利因素。研究发现，用酶改性来改善大豆蛋白的理化性质效果较好。木瓜蛋白酶适用于大豆蛋白改性，但水解效率较低、易失活，为充分发挥木瓜蛋白酶的水解效率，添加半胱胺酸、亚硫酸钠、异VC钠等添加剂对其起到保护作用。

在传统的豆腐制作工艺中，采用加热法使大豆蛋白质展开。而在酶法凝固工艺中，木瓜蛋白酶在特定水解条件下，其体系中游离氨基和蛋白质表面疏水性发生变化。在豆腐凝胶形成过程中，首先是大豆蛋白质适当展开，使原本处于蛋白质分子内部的-SH、-S-S-和疏水性氨基酸暴露，然后通过蛋白质分子间的相互作用使蛋白质聚集形成凝胶。

利用木瓜酶的酶促反应，可把食品中的大分子的营养物质（如蛋白质、脂肪、麦芽糖、纤维素等）水解成小分子物质（如氨基酸或多肽等）。可制成营养蛋白食品、胶水、高级口服液、膨化食品等。由于酶促反应的专一特性，使得应用木瓜酶制剂的食品加工过程中副产品极少，更便于产品的提纯和简化工艺步骤（如回收副产品，制造新的食品，提高提取的速

度和产量，改进风味和食品质量等）。此外，还有反映条件温和、催化效率高、安全性高、在生产过程中不产生腐蚀性物质和毒物等特殊的优越性。

可以看出酶制剂在食品工业的应用是很广泛的，随着食品工业的发展，酶制剂的应用领域在不断拓宽。

酶作为一种食品添加剂，与传统改良剂相比，具有显著优越性。第一，它不会有任何有害残留物质；第二，酶的催化反应具有高度专一性和高效性，且用量少，经济上合算；第三，酶反应条件温和、易操作、能耗低；同时可避免因剧烈操作所造成营养成分损失。但由于酶的开发在技术上要求较高，加上我国在这方面研究起步较晚，应用到食品加工方面酶制剂十分有限。在开发多样化的蛋白质类食品新制品的现今，酶的需求也是多样化的。

今后，随着基因程的应用，酶的潜力有望进一步发挥。展望未来，我们可以从酶学里找到既又环保的方法，来解决食品工业和工业原料处理等方面的问题。酶在食品生产和原料处理方面有着广阔的应用前景。