2017-03-13
酶是指具有生物催化功能的高分子物質。酶是生物催化劑,本身不參加反應,酶絕大部分是蛋白質。酶的來源主要是動物,植物和微生物發酵。

酶與食品的關係
在食品加工中,較好地保持食物的色、香、味和結構是很重要的。 因此, 在加工過程中要避免引起劇烈的化學反應。 酶的作用條件非常溫和,因此,它是最適合用於食品加工的催化劑。 對食品科技工作者來說,如何合理地利用酶和控制酶, 是值得認真研究和掌握的重要課題。酶在食品保藏和加工中起著非常重要的作用。 許多酶所催化的反應從作物最初生長時就開始了。 當它被採集作為食品時, 生物體內酶的催化作用仍然繼續進行著。動物體死後,其合成代謝停止。 而分解代謝加快,因此就會導致組織腐壞。但是,這也並不一定完全是件壞事,因為它可能會改善某些食品原料的風味。在大多數成熟的水果中,由於某些酶的增加,會使得呼吸速度加快,澱粉轉變為糖,葉綠素發生降解,細胞體積快速增加。這些變化,對於水果風味的改善是有益的;而對蔬菜來講, 葉綠素的降解則是有害的。

酶在食品工業中的重要作用
近年來,採用酶工程還成功地將澱粉加工成飴糖、麥芽糖、高麥芽糖漿、麥芽糊精、偶聯糖(一種甜味環糊精) 等各類澱粉糖產品,它們在食品工業中均起重要作用。例如:脂肪酶在乳製品的增香、魚片脫脂、食用油加工、洗滌劑添加酶、皮革毛皮絹紡脫脂、製藥、化工合成、汙水處理、工具酶等[7]多種用途。而麥芽糖在缺少胰島素的情況下也可被肝臟吸收,而不致引起血糖水準的升值,故可供糖尿病患者食用;由麥芽糖還原成的麥芽糖醇為發熱量最低的甜味劑,可供糖尿病、高血壓、肥胖病人食用。麥芽糊精無臭、無味、無色、吸濕性低、粘度高、溶解時分散性好,國外食品工業中都用它來改善食品風味;糖果工業中用它調節糖度,並阻止蔗糖析晶和吸濕;飲料工業中用它作為增稠劑、泡沫穩定劑,還用於粉末飲料製造,以加速乾燥;製造固體醬油、湯粉時用它增稠並延長保質期,因它不易吸濕結塊。偶聯糖用於食品中不易引起蛀牙,作為食品添加劑用以乳化、穩定、發泡、保香脫苦等
 
1、酶用於澱粉糖的生產
以澱粉為原料,經α—澱粉酶和葡萄糖澱粉酶催化水解,得D—葡萄糖,將它通過固定化D—葡萄糖異構酶柱完成由D—葡萄糖至D—果糖的轉化,再通過精製、濃縮等手段,即可得到不同種類的高果糖漿。
 
2、酶用於甜味劑的生產
    澱粉糖均以澱粉為原料進行生產,其甜度增加有限,所以從根本上解決食糖短缺問題應生產甜度高而又不以澱粉為原料的甜味劑。國外大量生產的阿期巴甜(APM)就是一種高甜度的甜味劑。阿期巴甜(天門冬醯丙氨酸甲酯)是二肽甜味劑,其甜度是蔗糖的200倍。過去是以L—天冬氨酸與L —苯丙氨酸為原料用化學法合成。現在日本採用酶法合成新工藝,可用價格較低的DL—苯丙氨酸為原料,且產品都是α—型體(β—型體有苦味),使生產成本下降 30% 。

3、酶用於乳品加工
(1)乾酪生產
    全世界生產乾酪所耗牛奶達1億多噸,占牛奶總產量的1/4。乾酪生產的第一步是將牛奶用乳酸菌發酵製成優酪乳,然後加凝乳酶水解K-酪蛋白,在酸性條件下,鈣離子使酪蛋白凝固,再經切塊加熱壓榨熟化而成。
(2)分解乳糖
    牛奶中含有4.5%的乳糖。乳糖是一種缺乏甜味且溶解度很低的雙糖,難於消化。有些人飲奶後常發生腹瀉、腹痛等病,其原因即在於此。而且由於乳糖難溶于水,常在煉乳、冰淇琳中呈砂狀結晶析出,從而影響食品風味。將牛奶用乳糖酶處理,使奶中乳糖水解為半乳糖和葡萄糖即可解決上述問題。
(3)黃油增香
 乳製品特有香味主要是加工時所產生的揮發性物質(如脂肪酸、醇、醛、酮、酯以及胺類等)所致。乳品加工時添加適量的脂肪酶可增加乾酪和黃油的香味。將增香黃油用於奶糖、糕點等食品,可節約黃油用量,提高風味
(4)嬰兒奶粉
人奶與牛奶區別之一在於溶菌酶含量的不同。奶粉中添加卵清溶菌酶可防止嬰兒腸道感染。

4、酶用於肉類和魚類加工
(1)改善組織、嫩化肉類
    酶技術可以促使肉類嫩化。牛肉及其他質地較差的肉(如老動物肉),結締組織和肌纖維中的膠原蛋白質及彈性蛋白質含量高且結構複雜。膠原蛋白質是纖維蛋白,同副鍵連接成為具有很強機械強度的組成,這種交聯鍵可分成耐熱的和不耐熱的兩種。幼動物的膠原蛋白中,不耐熱交聯鍵多,一經加熱即行破裂,肉是得嫩;而老動物的肉因耐熱鍵多,烹煮時軟化較難,因而肉質顯得粗糙,難以烹調,口感亦差。採用蛋白酶可以將肌肉結締組織中膠原蛋白分解,從而使肉質嫩化。作為嫩化劑的蛋白酶可以分為兩類:最常用的一類是植物蛋白酶,另一類是微生物蛋白酶。
(2)轉化廢棄蛋白
    將廢棄的蛋白、如雜魚、動物血、碎肉等用蛋白酶水解,抽提其中蛋白質以供食用或用作飼料,是增加人類蛋白質資源的一項有效措施。其中以雜魚及魚廠廢棄物的利用最為矚目。海洋中許多魚類因其色澤、外觀或味道欠佳等原因,都不能食用,而這類水產卻高達海洋水產的80%左右。採用這項生物技術新成果,使其中絕大部分蛋白質溶解,經濃縮乾燥可製成含氮量高、富含各種水溶性維生素的產品,其營養不低於奶粉,可摻入麵包、麵條中等食用,或用作飼料,其經濟效益十分顯著。
(3)其他方面的應用
    用酸性蛋白酶在pH值呈中性條件下處理解凍魚類,可以脫腥。現今開發利用鹼性蛋白酶水解動物脫色來製造無色血粉,作為廉價而安全的補充蛋白資源,這一技術已用於工業化生產。

5、酶用於果蔬加工
(1)水果罐頭加工
    製作桔子罐頭時需除桔瓣囊衣,過去使用堿處理法,耗水量大,又費工時。現採用黑麯黴產生的半纖維素酶、果膠酶和纖維素酶的混合物,可很好地除去桔瓣囊衣,而避免上述缺點。桔子罐頭常發白色渾濁,這是同桔肉中橙皮苷造成的。採用橙皮苷酶,可將橙皮苷水解成為水溶性的橙皮素,從而消除桔子罐頭的白濁現象。桃果實含有紅色花青素,罐藏時同金屬離子作用而呈紫褐色。採用花青素酶處理桃醬、葡萄汁等,即可脫色而提高經濟價值。這是因為花青素酶可以水解花青色素,使之變為無色物質。
(2)柑桔類脫苦
    柑桔類脫苦問題歷來是果品加工中的一大問題。桔子中的檸檬苦素是引起桔汁產生苦味的原因,利用球形節桿菌固定化細胞的檸檬酶處理即可消除苦味。
(3)果汁加工
    水果中均含有果膠物質。果膠的重要特性之一,就是在酸性和高濃度的糖存在時,即可形成凝膠。這一性質是製造果凍、果醬的基礎。但在果汁加工上,卻造成了壓榨、澄清的因難。現採用果膠酶處理破碎的果實,即可加速果汁過濾和促進澄清。
(4)水果蔬菜保藏
    用葡萄糖氧化酶除去脫水蔬菜的糖分可防止貯藏過程中發生褐變。瓶裝桔汁貯藏時因氧化而使色香味變劣,採用葡萄糖氧化酶、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,由於果實自身的酶作用而發酵變質,也可用葡萄糖氧化酶保鮮。


6、酶用於焙烤食品
    麵粉中添加α-澱粉酶可調節麥芽糖的生成量,使二氧化碳產生和麵團氣體保持力相平衡。添加蛋白酶可促進麵筋軟化,增加延伸性,減少揉面時間和動力,改善發酵效果。用蛋白酶強化的麵粉制通心粉制通心麵條,延伸性好,風味佳。用β-澱粉酶強化麵粉可防止糕點老化。糕點餡心常以澱粉為填料,添加β-澱粉酶可以改善餡心風味。糕點製作使用轉化酶可使蔗糖水解為轉化糖,從而防止糖漿析晶。麵包製作中適當添加脂肪酶可增進麵包的香味,這是因為脂肪酶可使乳脂中微量的醇酸或酮酸的甘油酯分解,從而生成δ-內脂或甲酮等香味物質。
 
7、酶用於釀酒
    啤酒是以麥芽為原料,經糖化發酵而成的酒精飲料。麥芽中含有發酵所必需的各種酶類。採用微生物澱粉酶、蛋白酶、β-澱粉酶、β-葡聚酶等酶製劑,可補充酶活力的不足。
果酒釀造中採用酸性蛋白酶、澱粉酶、果膠酶可消除渾濁,改善破碎果的榨汁操作。
白酒生產中採用糖化酶代替麩曲可使出酒率提高2%~7%,這既能節約糧食,又可簡化設備,節省廠房。


幾種食品工業常見的酶
1.a-澱粉酶
廣泛分佈於動物(唾液、胰臟等 )植物(麥芽、山萮菜)及微生物 。a-澱粉酶具有液化作用和糖化作用,在飲料工業中常常用作甜味劑。在冷飲中,使冷飲黏度降低,流動性增高,保證高澱粉冷飲的口感。在面製品行業中作為安全、高效的改良劑,可改良麵包品質。另外耐高溫 a-澱粉酶作為一種新型液化酶製劑,大量應用於發酵行業,其熱穩定性是由蛋白質本身的熱穩定性決定的,所以廣泛應用於啤酒釀造和酒精工業等
 
2.木瓜蛋白酶
木瓜酶是一種運用很廣泛的植物蛋白酶,純天然,安全無毒素,在食品加工業中應用廣泛,屬於食品添加劑,已在啤酒釀造和肉類嫩化等行業被普遍應用。
    利用木瓜酶的酶促反應,可把食品中的大分子的營養物質(如蛋白質、脂肪、麥芽糖、纖維素等)水解成小分子的氨基酸或多肽等,有助消化,易於人體吸收,十分適合體弱或消化系統疾病患者的營養需要,更利於老人、兒童、病人的消化吸收;木瓜酶能有效轉化肉質湯料,用於生產高級方便食品。可製成肉類嫩化劑、酒類澄清劑、餅乾松化劑、高級口服液、保健食品、營養食品等。
 
3.果膠酶
 
果膠酶是指分解植物主要成分—果膠質的酶類。果膠酶廣泛分佈於高等植物和微生物中。果膠酶在食品工業的應用在於果汁果酒澄清,果蔬汁提取,水果和蔬菜的浸解、液化,生產單細胞果汁和菜汁,果實脫皮等方面
 
4.胃蛋白酶
胃蛋白酶(英文名稱:Pepsin)是一種消化性蛋白酶,由胃部中的胃粘膜主細胞所分泌


5.脂肪酶
脂肪酶廣泛存在於動物植物和微生物中。在乳品中的應用主要是在乾酪生產中,用於加速乾酪的成熟,縮短成熟時間,提高生產效率。現在的乾酪生產一般都是同時添加蛋白酶和脂肪酶,以促進乾酪的成熟,使乾酪產生出其特有的風味。此外,還可將脂肪酶添加到奶油中,以增加奶油的風味。
 
6.b-澱粉酶
又稱澱粉β-1,4-麥芽糖苷酶,是澱粉酶類中的一種,廣泛存在於大麥、小麥、甘薯、大豆等高等植物以及芽孢桿菌屬等微生物中。是啤酒釀造、飴糖(麥芽糖漿)製造的主要糖化劑
 
7.凝乳酶
凝乳酶存在於動物(哺乳動物胃液),植物和微生物。食品工業主要用在於乳酪加工

酶的清真關鍵點
1.如果酶是直接從動物提取,那麼該動物清真的動物時該酶作為清真的酶使用
2.如果是酶是微生物發酵提取,那麼關鍵點在於培養基。用到的培養基沒有包含非清真的情況之下,該酶才能作為清真的酶。