[理学]食品酶学-第12章1-2-酶在食科与工程中应用
酶工程技术在食品中的应用
酶工程技术在食品中的应用
生物工程是现代科技的一项高新技术，酶工程是生物工程中最重要的组成部分。自从1906年人类发现了用于液化淀粉生产乙醇的细菌淀粉酶以来，经过几十年的发展，酶制剂已经广泛地应用于食品加工、纺织、洗涤剂、饲料、医药等行业，给这些行业带来了新的生机和活力。酶是具有生物催化能力的蛋白质，其催化反应具有高效性和专一性。国际生物化学联合会把酶分成六大类---氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类。本文将简要介绍几种常用于食品加工中的酶的特性及其作用机理。简而言之，酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。
一、酶工程技术简介
1.酶制剂的生产来源
酶制剂的生产酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取，例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜，胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。它们大多数由微生物生产，这是因为微生物种类多，几乎所有酶都能从微生物中找到，而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养，繁殖快，产量高，故可在短时间内廉价地大量生产。近年来，随着基因工程技术的迅速发展，又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。基因工程技术的最大贡献在于，它能按照人们的意愿构建新的物种，或者赋予新的功能。虽然目前基因工程
中图版生物选修1第二节酶在食物加工中的应用
酶在食物加工中的应用
【课标要求】
探讨酶在食物制造方面的应用
【知识梳理】
背景知识
一、未成熟果实较硬的缘故：果胶含量，果肉细胞结合得很。
二、果胶酶的作用：（1）它能把果胶质分解成，使果肉细胞，因此果实由硬变软。（2）它能使果汁中的不溶性果胶，可溶性果胶的下降，使果汁易于澄清和过滤，能够提高出汁率。
3、阻碍果胶酶活性的因素：最适温度摄氏度，最适PH范围，金属离子Fe3+、Ca2+、Zn2+
等金属离子对酶有作用。
4、果胶酶制取方式：
实践案例：不同浓度果胶酶对澄清苹果汁得率的阻碍
一、制备苹果汁
二、配制不同浓度的酶液：不同浓度的果胶酶溶液在实验中起作用，这种对照称为。
3、降解苹果汁：此实验中果胶酶的最适温度为45摄氏度，最适PH为。培育24小时。
4
五、记录结果
六、在那个实验中，除果胶酶的用量外，阻碍果胶酶得率的缘故有：、、、。
7、结果分析：计算澄清苹果汁的得率：R=
探讨活动：
一、制作天然调味剂
小鱼、虾、鸡、鸭的下脚料含有多种，经加热变性后在酸性蛋白酶的作用下，可分解成多种，作为天然调味剂。
二、果胶酶对澄清果汁得率阻碍的进一步探讨
在实验中，要遵循原则，分清和，温度转变
的应该一致，PH变化的也应该一致。
【温习指要】
一、学法指导：本节课应初步学会酶的应用。学会酶解反映的具体操作，并运用所学知识和方式使酶促反映应用于食物加工。本节课的酶的利用方式和酶促反映技术的知识应引发重视，在高考选择题和实验题中都有可能表现。
二、疑难解析：
进行实验程序设计时，应遵循一些大体原则，（1）单因子变量原则，即操纵其他因素不变，只改变其中某一变量，观看其对实验结果的阻碍；（2）平行重恢复则，即操纵某种因素的转变幅度，在一样条件下重复实验，观看其对实验结果阻碍的程度；（3）设置对照原则，即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。
酶在食科与工程中应用
第2节 酶在食品储藏保鲜中的应用
我国目前每年生产的果蔬从田间到餐桌损失率高 达25%～30%，年损失近800亿元人民币 。
发达国家果蔬损失率则普遍控制在5%以下，美国 果蔬在保鲜物流环节的损耗率仅有1%～2%。
如何尽可能地保留食品原有的品质特性始终是食 品加工 、运输和贮存过程中的一个重要问题
品的营养。
提高食品质量，许多酶制剂可作为食品原料的品质改良剂 改善食品风味、颜色等，而且不会引起食品结构、物理状
态和风味等的变化。
第1节 酶在淀粉类食品生产中的应 用
淀粉类食品是指含大量淀粉或以淀粉为主要原料加工而成 的食品，是世界上产量最大的一类食品。
主要应用酶：α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉 酶、葡萄糖异构酶等。
(1)多肽链中赖氨酸残基的ε-氨 基：形成蛋白质分子内和分子间 的ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸异肽键 (图a)，使蛋白质分子发生交联 ，从而改变食物的质构，改善蛋 白质的溶解性、起泡性、乳化性 等许多物理性质；
(2)伯胺基：形成蛋白质分子和小分子伯胺之间的连接(图b)， 利用该反应可以将一些限制性氨基酸引入蛋白质以提高其营养 价值； (3)水：当不存在伯胺时，水会成为酰基受体，其结果是谷氨酰 胺残基脱去氨基生成谷氨酸残基(图c)，该反应可用于改变蛋白 质的等电点及溶解度。
三、酶在面条加工中的应用
传统面条生产中的添加剂(改善面条品质，提高商 业价值) 化学改良剂：增白剂、氧化剂、面筋增强剂等
食品酶学课后思考题
绪论
1.酶的概念：生物活细胞产生的，具有高效和专一催化功能的生物大分子。
2.酶的特性：（1）催化效率高（2）专一性高（3）酶活力可被调节控制（4）易
失活（5）酶的代谢活力与辅酶、辅基和金属离子等相关。
3.酶学：研究酶的性质、酶的作用规律和作用原理，酶的生物学功能及酶的应用
的一门科学。
4.食品酶学：研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构和作用规律以及对食品
储藏、加工和食用品质的影响，食品级酶的生产及其在食品储藏、加
工等环节的应用理论和技术。
第二章酶
1.酶的分类：（1）氧化还原酶类（2）转移酶类（3）水解酶类（4）裂合酶类（5）
异构酶类（6）合成酶类。
2.酶的组成：
3.活性中心：酶与底物结合在酶分子表面的特定区域称为活性中心。
4.必须基团：酶分子活性中心的结合基团和催化基团统称为必须基团。（维持酶
活性中心应有的空间构象所必需的基团称为酶活性中心以外的必需
基团）。
5.酶原激活：在酶原分子靠近N端的一个或几个特定的肽键断裂，引起酶分子构
象变化，进而形成酶的活性中心。
6.酶促反应动力学：研究酶促反应的速度及其影响因素。影响因素包括：底物浓
度、酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。
7.米氏常数的意义：1 等于酶促反应速度为最大反应速度一半时底物浓度。
2 近似的表示酶与底物的亲和力
3 酶的特征性常数
4 值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。
8.酶抑制剂：凡是能降低酶促反应速度，但不引起酶分子变性失活的物质统称为
酶的抑制剂。
9.同工酶：催化反应相同，但是酶的结构和组成不同。
10.多酶体系：几种酶彼此嵌合形成的复合体，如脂肪酸合成酶复合体。
酶学在食品加工中的应用研究
酶学在食品加工中的应用研究
在食品加工中，酶学是一门十分重要的科学，可以提高食品的品质和加速食品的加工过程。酶学在食品加工中的应用研究得到了广泛关注，在各个领域都有着很大的发展前景。
1. 酶学基础知识
酶学是研究酶的化学反应机理、结构、性质和功能等方面的一门学科。酶是生物体内一种特殊的大分子催化剂，它们能够使化学反应在生物条件下具有较高的速率和特异性。酶学研究的领域非常广泛，不仅在生物医学、生物工程等领域有着重要的应用，而且在食品工业、纺织工业、医药工业等方面也有着广泛的应用。
2. 酶学在食品加工中的应用
2.1 酶制剂的应用
酶制剂是指用生物技术从微生物、植物、动物中提取一定酶活力的复合制剂。它们可以对食品进行催化作用，改变食品的物理性质、化学性质和生物性质等。常用的制剂包括淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、乳清蛋白酶等。
2.2 酶法提取
酶法提取是一种非常常用的方法，可以从食品中提取一些重要的成分，例如蛋白质、淀粉、果胶等。这种方法不需要经过很复杂的处理，且提取的过程比传统的方法更为简便、快速。
2.3 酶法改性
酶法改性是指利用酶类对食品成分进行改变，使其具有新的物理和化学性质的一种方法。常见的改性包括脱酸、酸解、酶解等，这些改性可以使食品更易于加工和消化吸收。
3. 未来发展方向
未来的食品加工中，酶学还将发挥更加重要的作用。随着生物技术和食品加工技术的快速发展，酶学的研究和应用也将更加广泛和深入。根据市场发展的需求，酶学将继续研究和应用新的酶类制剂，同时还将开展更多的酶法提取和酶法改性等方法的应用。
酶工程技术在食品工业中的应用
酶工程技术在食品工业中的应用摘要: 介绍了现代酶工程基本技术，酶制剂在食品加工中的应用现状，以及最新研究近况。酶工程作为一项高新技术将为食品工业的发展起重要推动作用。关键词: 酶工程;生物酶;食品工业。酶工程技术是利用酶和细胞或细胞器所具有的催化功能来生产人类所需产品的技术，包括酶的研制与生产，酶和细胞或细胞器的固定化技术，酶分子的修饰改造，以及生物传感器。酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质旧。其催化作用的条件要求非常温和，可在常温、常压下进行，又有可调控性，食品工业是应用酶工程技术最早和最广泛的行业。近年来，由于固定化细胞技术、固定化酶反应器的推广应用，促进了食品新产品的开发，产品品种增加，质量提高，成本下降，为食品工业带来了巨大的社会经济效益。80年代末，日本陆续开发了具有生成低聚糖特异性，以微生物为来源的酶，促进了低聚糖纯品生产技术快速进人实用化，使品种繁多的新产品相继在市场上出现。日本自从1988年异构乳糖生产以来，几乎每年向市场推出新的商品[1]。低聚糖的品种不断翻新:如低聚半乳糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚麦芽糖、大豆低聚糖、低聚龙胆糖等等。国内相继开始了这方面的研究，无锡轻工业学院金其荣、徐云发利用了根霉菌产生的高温低聚糖酶、制备了一种新型低聚糖浆，与国内外生产的淀粉糖浆和低聚糖不同，具有甜味纯正、口感厚实的特点[2]。1酶工程基本技术1.1酶制剂的生产来源酶制剂的生产酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取，例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜，胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。它们大多数由微生物生产，这是因为微生物种类多，几乎所有酶都能从微生物中找到，而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养，繁殖快，产量高，故可在短时间内廉价地大量生产。近年来，随着基因工程技术的迅速发展，又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。基因工程技术的最大贡献在于，它能按照人们的意愿构建新的物种，或者赋予新的功能。虽然目前基因工程还未形成大规模的产业，但是它作为一种改良菌种，提高产酶能力，改变酶性能的手段，已受到了人们的极大关注。例如利用改良的过氧化物酶能够在高温和酸性条件下脱甲基和烷基，生产一些食品特有的香气因子。基因工程菌生产a一淀粉酶是目前人们研究最多的课题，美国CPC国际公司的Moffet研究中心，已成功地采
食品酶学第12章课件内容
食品酶学
第一章酶学概论
酶学<Enzymology）：是研究酶的结构、性质，酶的反应机理和作用机制，酶的生物学功能及应用的一门科学。
第一节酶学与酶项目发展简史
一、酶学研究简史
1. 不自觉的应用：酿酒、造酱、制饴、治病
夏禹时代<距今4千年）—酿酒
公元十世纪—豆类制酱(豆豉、豆酱>、制饴糖
2. 酶学的产生: 消化与发酵现象
<1）消化
1777年，意大利物理学家Spallanzani 的山鹰实验。将一块生肉塞进一个上面布满许多孔眼的金属小管子里，迫使山
鹰吞下小管。一段时间后，小管依然完好无损，但是管中的肉不见了，只留下
一些淡黄色的液体。
1822年，美国外科医生Beaumont 研究食物在胃里的消化。为19岁的法籍加拿大人圣马丁治疗枪伤，在圣马丁的胃部和体表之间遗留下一个
永久性的瘘管，吃饭后会有液体从瘘管中流出来。博蒙特请圣马丁住在他家里
，从瘘管中吸取胃液，观察它对各种食物的作用。
❖19世纪30年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。
❖胃是靠酶来消化食物的，胃本身也是由蛋白质组成的，那么酶为什么没有将胃消化掉呢？
<2）发酵
❖ 1684年，比利时医生Helment提出
ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素<酵素）。
❖
1833年，法国化学家Payen和Person用酒精处理麦芽抽提液，得到淀粉酶<diastas e）。
用酒精处理麦芽抽提液，分离出一种能溶于水和稀酒精、不溶于浓酒精、对热不稳定
的白色无定形粉末。这些粉末像麦芽本身一样，能将胶状的淀粉转化成糖，主要是麦芽糖。把它与淀粉共同加热到65～70℃，淀粉迅速分解为糊精，加热到100℃，它则会失去对淀粉的水解作用。
食品酶学整理
食品酶学整理
绪论
酶的分类和命名
一、根据酶催化的化学反应性质分类
(1)氧化还原酶类：AH2 ＋B === A＋BH2
(2)转移酶类：A－R＋B ==== A＋B－R
(3)水解酶类：A－B ＋H OH ==== A OH ＋BH
(4)裂合酶类：裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。
(5)异构酶类：催化各种同分异构体的相互转化
(6)连接酶类：A + B + ATP + H-O-H ===A ? B + ADP +Pi
二、根据酶的来源和作用底物分类
(1)动物酶
又可将酶在动物细胞内所处位置划分，如唾液淀粉酶、胰蛋白酶等
(2) 植物酶
又可以按植物种类划分，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等
(3) 微生物酶
又可按微生物种类划分，如细菌淀粉酶、霉菌淀粉酶
酶的国际系统命名法
以酶所催化的整体反应为基础，明确标明酶作用的底物及催化反应的性质。当酶作用的底物有两个时，要同时列出，并以“：”分开。若其中一种底物为水，则可省略。
比如：L－抗坏血酸＋1/2 O2 L－脱氢抗坏血酸＋H2O
习惯命名：抗坏血酸氧化酶
系统命名：L－抗坏血酸:氧氧化还原酶
酶编号：EC 1.10.3.3
酶应用知识解决生活问题
1.人感冒发烧时，常食欲不佳，体力不支，原因是什么？温度过
高降低酶的活性
2.采取什么水可使加酶洗衣粉达到最佳洗涤效果？温水
3.口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?酶具有专一性
4.冰箱冷藏食物可保鲜的原理是什么？温度低，酶的活性降低，从而食物细胞的呼吸作用减弱
5胃蛋白酶为何不分解胃？有胃粘膜保护
《食品酶学》教学大纲.docx
《食品酶学》教学大纲
课程名称：食品酶学
英文名称：Food Enzymology
课程编号：07320204
课程类别：专业必修课程
适用对象：生物食品技术专业（三年制普通专科）
总学时数：72学时
学分：4
先修课程：
替代课程：无
（-）课程简介
本课程主要内容包括酶学基本理论和酶在食品加工及保藏中的应用两部分，理论部分主要包括酶的分离纯化及动力学研究，应用部分主要介绍了酶在食品工业中的应用。另外，对今年来发展很快的固定化酶和酶在食品分析中的应用也作了较详细的介绍，并概述了有关酶的安全和毒理方面的问题。
（二）课程目的要求
课程的设置主要面向生物食品技术专业的学生，食品加工和保藏的一门重要的理论专业课，本课程主要从食品加工和保藏的角度介绍酶学的基本理论和酶的实际应用；使学生对食品加工和保藏过程中由酶引起的理化性质变化有一个基本的、全面的了解。
（三）课程内容：
第一章绪论（3学时）
教学目的和要求：本章主要介绍酶的简短历史、一般特征、分类和命名及酶学对食品科学的重要性。
重点和难点：要求学生掌握酶的一般特征以及酶学对食品科学的重耍性。
教学内容：
1.1酶学研究简史
1.2酶的一般特征
1.3酶的分类和命名
1.4酶学对食品科学的重要性
第二章酶的生产与分离纯化（6学时）
教学目的和要求：本章主要介绍国内外酶制剂工业生产及应用现状，酶的发酵技术，酶的分离纯化，酶分离纯化的评价，酶的剂型与保存。
重点和难点：酶的发酵技术，酶的分离纯化。
教学内容：
2.1酶的发酵技术
2.2酶的分离纯化
2.3酶分离、纯化的评价
2.4纯化过程实例
2.5酶的剂型与保存
酶学---酶在食品方面应用
(2)柑橘罐防止白色浑浊头
柑橘中的橙皮苷因为其溶解度小，因 此，柑橘罐头之中会出现白色浑浊。
橙皮苷
橙皮苷酶
鼠李糖+橙皮素-7-葡萄糖苷
橙皮苷酶：鼠李糖苷酶，催化鼠 李L糖O苷G键O水解
（3）果蔬制品的脱色
许多果蔬中含有花青素，花青素在不同的环境下 容易变色。
花青素酶
花青素酶
Ca2+
葡萄糖异构化酶
混合糖液
脱色，精制，浓缩
葡萄糖 + 果糖 = 果葡糖浆
（3。）饴糖、麦芽糖的生产
大米，糯米
大麦芽
麦芽糖浆
大麦芽中的α—淀粉酶和β—淀粉酶是催化的真 正原因。
β—淀粉酶：催化淀粉水解产生麦芽糖的淀 粉水解酶。其反应机理：
淀粉分子非还原端
α—1，4—葡萄糖苷键
沃尔登转位反应
LOGO
影响其溶解性，从而影响其产
品质量。
传统方法
接种乳酸菌进行蛋白质脱糖
比 较
应用葡萄糖氧化酶进行脱糖处理
现今方法
3、食品保鲜灭菌
微生物的污染会引起食品的变质、腐 败。
tradition 加热，添加防腐剂
溶菌酶：催化细菌细胞壁中的肽 多糖水解，达到灭菌目的
now
酶在食品生产方面的应用 1、酶在淀粉类食品生产方面的应用
2、酶在蛋白质类食品生产方面的应用 蛋白酶：水解蛋白质的酶。
26食品酶学-教学大纲
《食品酶学》教学大纲
课程编号：021330026
课程名称：食品酶学
总学分：2 总学负荷：56 自主学习：28
课内总学时数：28
先修课：食品酶学是一门应用性课程，以《食品加工工艺学》、《食品化学》、《食品生物化学》和《食品微生物学》等课程等为基础。
一、部分说明
1、课程性质：为食品科学与工程专业和生物工程（食品方向）学生所设置的选修课。
2、教学目标及意义
《食品酶学》课程的教学目的是向相关专业学生讲授酶在食品行业中的作用、使用原理、使用方法和工业化应用情况。教学意义是通过本课程教学，使学生对食品酶学有比较全面、客观地进行了解和认识，认清酶在食品中的重要作用，为学生在今后的工作实践或从事相关科学研究打下良好的基础。
3、教学内容及要求
本课程安排在学生完成《食品化学》、《食品生物化学》、《食品微生物学》等有关基础和专业课程之后。《食品酶学》课程的教学内容要注意与以上课程的衔接，尤其是与《食品微生物学》的紧密结合。本课程教学内容主要包括酶学基本理论和酶在食品加工及保藏中的应用两部分，理论部分主要包括酶的分离纯化及动力学研究，应用部分主要介绍了酶在食品工业中的应用。另外，对今年来发展很快的固定化酶和酶在食品分析中的应用也作了较详细的介绍，并概述了有关酶的安全和毒理方面的问题。
4、教学重点、难点
本课程教学重点：掌握酶的一般特征，酶的发酵及分离纯化方法，酶活的测定以及影响酶活的因素。
课程的教学难点主要是正确理解并掌握酶在食品工业上的应用。
5、教学方法与手段
在理论教学方法上采取课堂讲授为主，辅以多媒体课件、视频教学、现场实验操作
酶在食品工业中的应用
• 在转氨酶作用下进行，实际上是移换反应，酮基和氨基的 对调，可逆反应。 <1>细胞内的转氨酶种类很多，多数都是“谷Ⅹ转氨酶”， 也就是以α-酮戊二酸为氨基受体的转氨反应，是AA的氨基 主要处理方式。其中谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性最高： Glu + 草酰乙酸 ←---→ Asp + α-酮戊二酸 Glu + 丙酮酸 ←---→ Ala + α-酮戊二酸 <2>转氨酶都需要磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺为辅酶（VB6 的衍生物），它们是氨基的载体。 <3>转氨酶是胞内酶，以肝脏、心脏含量最高，血液中极 少，当肝脏病变时，细胞通透性增大，转氨酶就滲出细胞 外，进入血液中，使得血液中转氨酶的活性大大提高，这 就是诊断肝炎的原理。
凝胶。据此，可以生产低糖果冻或果酱。
生产上采用的制法有酸法、碱法、酶法。
• B．果胶的其它特性 ．
• a. 原果胶经酸，酶，碱可水解为果胶，果胶不溶于丙酮和 乙醇等有机溶剂。根据此特点工业上用来提取果胶。 • b. 原果胶在加热作用下酯化度和聚合度下降，因而可用热 力去皮。 • c. 制作澄清的果汁和果酒时，要求原料中果胶的含量要低 些，因果胶含量高易引起汁液混浊。 • d. 在腌制食品的加工中，对于果胶含量较多的原料，可运 用钙盐、铝盐来置换果胶的氢离子，生成不溶性的钙盐和 铝盐，来增加原料的脆度以及耐煮制性。
食品酶学的研究与应用
食品酶学的研究与应用
随着人们对健康饮食的追求增加，越来越多的人意识到食品酶学的重要性。食
品酶学是食品科学中的一个重要分支，是研究食品生产中的酶解反应，及其对食品质量和保质期的影响的学科。它不仅研究了酶的来源、性质和组成，还探讨了酶的作用机制和应用，对保障食品产业的持续发展有着十分重要的意义。
一、食品酶学的研究
1. 酶的来源
酶是一种生物催化剂，能加速化学反应的速度，提高反应的选择性和效率。在
食品生产中，酶一般来源于微生物、植物和动物。其中，微生物酶因其提纯易、研发周期短和生产成本低等优点，越来越成为了食品生产中的主要来源。
2. 酶的性质和组成
食品生产中，常用的酶主要有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、纤维素酶等。各种酶的性质和组成因其来源和结构的不同而异。研究不同酶的特性是食品酶学研究的重点之一。
3. 酶的作用机理
酶的催化作用，是通过颠覆静态的化学平衡，使化学反应呈现出一定的速率，
从而达到加速反应，提高效率的目的。在食品酶学领域的研究中，探讨不同酶的作用机理，从而实现酶的应用和改造。
二、食品酶学的应用
1. 食品酶用于食品加工
食品加工中，酶作为催化剂，可以加速化学反应的速度，提高反应的效率和产
品的质量。例如，在酿造啤酒的过程中，酶可以将复杂的淀粉分解成糖并与酵母发酵，制成美味可口的啤酒。
2. 食品酶用于食品保存
酶还可以被用于食品的保存和保鲜。通过添加适量的酶，可以改变食品的成分，降低水分活性和微生物活性，延长食品的保质期。例如，在面包制作过程中，添加适量的酶可以促进面团的发酵，制成口感更佳的面包。
中图版高中生物选修2 1.2.2酶工程和食品加工_学案1
酶工程与食品加工
【学习目标】
1．利用基因工程技术生产酶的方法；
2．酶在食品生产中的应用。
【学习重难点】
酶在食品生产中的应用。
【学习过程】
课中学习
1．酶
（2）酶的类型
简述酶的类型。
（3）酶的优缺点
优点：
缺点：
2．酶制剂的生产
（1）酶制剂的概念。
（2）酶催化有哪些特点？
3．酶在食品生产中的应用
举例说说酶在食品生产中的应用。
通关检测
判断题
1．酶大多数是蛋白质。（）
2．酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用。（）3．酶的活性随温度的升高而不断升高。（）
4．每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。（）
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4、面包制作过程中相关的酶类
α－淀粉酶 β－淀粉酶 蛋白酶 乳糖酶 脂氧化酶(漂白天然色素) 纤维素酶、半纤维素酶、溶菌酶(保质期相 关)
5、面包酵母中酶的改良
第一个采用基因工程改造的食品微生物为面包酵母。由于 把具有优良特性的酶基因转移至该菌中，因此使该菌含有
的麦芽糖透性酶(maltose permease)及麦芽糖酶
淀粉的液化和糖化均在酶作用下进行，又称双酶法(double enzyme hydrolysis method)。
水
双酶法制糖工艺流程图
蒸汽
淀粉 碱液 氯化钙 ª -淀粉酶
回流
15 4 6 55 3 6 7 8 9 11 10
12
1 2
13 16 14 17
Hale Waihona Puke Baidu18
1-调浆配料槽 2，8-过滤器 3，9，14，17-泵 4，10-喷射加热器 5-缓冲器 6-液化层流罐 7-液化液贮罐 11-灭酶罐 12-板式换热器 13-糖化罐 15-压滤机 16-糖化暂贮槽 18-贮糖槽
塑性几个方面。好面筋的标准是弹性好，延伸性大，易于成型。
3、面粉中的酶类
小麦中的酶对面粉的贮存和面包的生产起着一定的作用。 这些酶主要有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和氧化酶，以淀粉 酶和蛋白酶的作用最大。 淀粉酶主要包括α－淀粉酶和β－淀粉酶，通常面粉中β －淀粉酶足够，而α－淀粉酶含量不足，需要额外人工加 入（添加剂）。淀粉酶可以把淀粉水解成供酵母利用的糖 ，促进发酵。 蛋白酶将蛋白质分解成多肽和氨基酸，提高面包的色、香 、味。 国外都把面粉中的淀粉酶活力为面粉质量指标之一。
酶、葡萄糖异构酶等。
淀粉可以通过酶水解作用生成糊精、低聚糖、麦芽糊精和
葡萄糖等产物，这些产物又可进一步转化为其他产物。
一、酶在制糖工业中的应用 二、酶在焙烤食品中的应用 三、酶在面条加工中的应用
一、酶在制糖工业中的应用
1、双酶法生产葡萄糖
(1)工艺流程
液化：用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖。 糖化：用糖化酶（又称葡萄糖淀粉酶）将糊精和低聚糖转化为葡萄糖。
提高食品质量，许多酶制剂可作为食品原料的品质改良剂
改善食品风味、颜色等，而且不会引起食品结构、物理状 态和风味等的变化。
第1节 酶在淀粉类食品生产中的应 用
淀粉类食品是指含大量淀粉或以淀粉为主要原料加工而成 的食品，是世界上产量最大的一类食品。
主要应用酶：α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉
3、酶法生产高果糖浆
•果葡糖浆是用葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖，而 得到含有葡萄糖和果糖的混合糖浆。 •葡萄糖异构酶生产果糖的技术可用于大规模生产果糖而取代 蔗糖作为甜味剂。 •目前世界上淀粉糖的产量已达1000多万t，其中有一半是果 葡糖浆。
果葡糖浆的生产工艺流程
4、啤酒发酵大麦糖浆的生产
也为酵母提供食物。
小麦中的蛋白质（含量8％～16％）是构成面团中面筋的主要成分， 在面包生产中起着重要作用。它由四种蛋白质构成：即麦谷蛋白、麦 胶蛋白、麦球蛋白以及麦清蛋白，其中麦胶和麦谷蛋白是形成面筋的 主要成分，两种合计占蛋白质总量的80％左右。麦胶蛋白富于延伸性 ，而麦谷蛋白富于弹性。面筋的含量可以反应面粉品质的好坏，而面 筋质量则决定了面包的好坏。面筋的性能主要包括延伸性、弹性和可
二、酶在焙烤食品中的应用
1、面包配方原料
基本原料：面粉、酵母、水 和食盐，辅料是：砂糖、油 脂、乳粉、改良剂以及其他 乳品、蛋、果仁等。
2、面粉主要成分
面粉的主要成分有淀粉、蛋白质、脂肪、水、矿物质以及少量的维生 素和酶类。
面粉中绝大部分成分是淀粉，约占75％，是由直链淀粉和支链淀粉组
成的。淀粉在酸和酶的作用下，水解成糊精、高糖、麦芽糖和葡萄糖 ，参与美拉德反应和焦糖化反应，赋予面包良好的色泽和风味，同时
1、酶制剂的选用
面条的原料主要为粮谷原料，化学组成主 要为淀粉和蛋白质，以及少量的非淀粉碳 水化合物和脂质等。 工业化面条的加工和成型方法主要为压延 法和挤压法。 酶制剂的选用主要考虑面条的原料组成和 加工工艺。
2、氧化酶
主要包括：葡萄糖氧化酶、半乳糖氧化酶、脂肪 氧合酶和一些过氧化物酶等 对面筋结构和面团流变学性质有一定影响，可望 替代传统的化学氧化剂，如溴酸盐等。 葡萄糖氧化酶在面条加工中的作用机理为将葡萄 糖氧化生成H2O2，从而将面筋蛋白中的-SH氧化为 -S-S-，有助于面筋蛋白之间形成较好的蛋白质网 络结构。
第12章 酶在食品科学工 程中的应用
食品加工过程中，如何保持食品的 色、香、味是非常重要的问题。
酶制剂用于食品加工中的优点：
酶制剂本身具有安全性,不会有任何有害的残留物质。酶 来自于自然，来自于生命体，如微生物、植物、动物，它 是一种蛋白质。
酶的催化反应具有高度专一性和高效性。 酶的反应条件温和，对营养物质损伤低，因此可以保证食 品的营养。
(maltase)的含量比普通面包酵母高，在面包加工中所产 生的二氧化碳气体量也较高，从而制造出膨发性能良好、 松软可口的面包产品。
三、酶在面条加工中的应用
传统面条生产中的添加剂(改善面条品质，提高商 业价值) 化学改良剂：增白剂、氧化剂、面筋增强剂等 如：溴酸钾 (禁止使用) 吊白块（ NaHSO2· CH2· 2H2O ），可使面条韧性 好、弹性强、不易断裂和煮烂、色泽白、表面感 观好。易受热分解为甲醛和二氧化硫，这两种物 质对人体都有毒性。(禁止使用) 天然安全的添加剂---酶制剂
酶
作用条件
水解位置
水解次序 水解产物
液化 淀粉酶
pH6.0-7.0 85-90℃
1，4糖苷键
无先后次 葡萄糖、麦芽糖、 序 麦芽三糖、异麦芽 糖、低聚糖 从非还原 葡萄糖 性末端开 始
糖化 糖化酶
pH 4.0-5.0 50-60℃
1，4和1，6 糖苷键
问题
是否液化时间越长越好？ 液化之后为何要做灭酶处理？
2、酶法生产超高麦芽糖浆 以淀粉为原料经α-淀粉酶和β-淀粉酶作 用形成麦芽糖，麦芽糖含量的不同而有不 同的名称，如饴糖、麦芽糖浆、高麦芽糖 浆及超高麦芽糖浆等。 糖化时添加脱支酶水解支链淀粉的α-1,6 糖苷键，使之产生更多的麦芽糖。
酶法生产超高麦芽糖浆工艺流程
问题： α-淀粉酶液化程度的控制？ β-淀粉酶和脱支酶加入时间？