酶工程在食品方面的应用
第三章酶工程在食品工业中的应用
（一）酶提取的主要方法
1.盐溶液提取 2.酸溶液提取 3.碱溶液提取 4.有机溶剂提取
1.盐溶液提取
2.酸溶液提取
3.碱溶液提取
4.有机溶剂提取
（二）酶提取过程的注意事项
1. 温度 为了防止酶的变性失活, 提取时温度不宜高。特别是采用有机溶剂提取时, 温度应
控制在-10℃。有些酶对温度的耐受性较高, 如酵母醇脱氢酶、细菌碱性磷酸 酶、胃蛋白酶, 可在37℃或更高一些温度下提取。 2. pH 提取时溶液的pH值应该远离酶的等电点, 可增加酶的溶解度。除了酸溶液提取或 碱溶液提取, 提取时溶液的pH 不宜过高或过低, 以防止酶的变性失活。 3. 提取液的体积 提取液的用量增加, 可提高提取率, 但是过量的提取液, 使酶浓度降低, 对进一步 的分离纯化不利, 故提取液的用量一般为含酶原料体积的3-5倍, 可一次提取。 4. 添加保护剂 在酶提取过程中, 为了提高酶的稳定性, 防止酶变性失活, 可以加入适量的酶作用 底物, 或其辅酶, 或加入某些抗氧化剂等保护剂。
第三章酶工程在食品工 业中的应用
2024年7月15日星期一
第一节 酶工程的概况
一、酶工程发展历史 二、酶的基本概念、分类与命名 三、酶的活力测定 四、微生物发酵产酶 五、酶的提取与分离纯化 六、酶与细胞固定化 七、酶分子修饰 八、酶反应器及反应操作控制
一、酶工程发展历史
二、酶的基本概念、分类Байду номын сангаас命名
六、酶与细胞固定化
七、酶的分子修饰
八、酶反应器
1.常见的酶反应器类型和特点 2.酶反应器的选择和使用 3.酶反应器使用中应注意的问题
1.常见的酶反应器类型和特点
2.酶反应器的选择和使用
3.酶反应器使用中应注意的问题
现代生物技术在食品工程中的应用
T logy科技食品科技按照技术研究与应用形式的不同，可将现代生物科学分为细胞工程、生物酶工程、蛋白质工程及基因工程等几种类型。
现代生物科学在食品生产各个环节的应用形式不同，为保障食品安全，在技术应用的过程中，相关企业与科研单位应在全面、深入认识各项生物技术特征的基础上，及时掌握前沿技术研究成果，为食品产业的创新化、多元化发展提供技术方面的支持。
1 现代生物技术在食品工程中的应用1.1 生物酶工程在食品生产与加工过程中，运用生物酶可有效提升食品的转化速率，增强生产效率，如在果汁、速溶茶等饮品的生产中应用生物酶，可提升产品的生产率。
生物酶技术可应用于产品外包装、添加剂生产领域，应大力推广。
以生物酶在调味产品生产中的应用为例，通过合理添加啤酒复合酶，可有效改善食品的营养结构、提升食品口感和促进肠胃消化等，对提高食品生产品质有着重要作用。
1.2 基因工程生物基因技术在食品领域的研究应用不断深化，在提升食品生产质效、降低生产成本和延长食品保存周期方面有显著成效。
生物基因技术应用优势具体表现为3个方面：①控制食品生产与加工的成本。
利用基因技术可不断创新现有的食品生产模式，降低食品产业生产原料、能源的损耗，同时，促进食品生产种类的多元化开发；②全面提升食品生产与加工的质效。
如在农作物种植环节，部分生物酶会对作物生长产生抑制影响，通过基因工程改造可科学控制酶的含量，为作物的健康成长提供保障。
在养殖产业中，利用基因改造技术可对家猪不同阶段的体重进行控制，对于贯彻落实科学养殖目标具有重要意义；③基因工程可使食品进行有效的发酵反应，提升发酵成效。
食品受菌种类型的影响，产生的发酵反应和需要的发酵周期存在差异。
如酱油、酸奶在发酵的过程中需不同的生物菌种，为有效提升发酵效果，运用基因技术对食品中酶的比例进行控制，可提升产品的抗氧化性能，从而延长食品的保存周期，增加食品风味[1]。
1.3 蛋白质工程蛋白质工程能改变生物原本的性状，或基于原有蛋白质基础性质生产具有新功能的新型蛋白质产品，改善凝乳酶、纤维素酶等的使用性质，为创新食品生产技术、推广蛋白质酶的使用和改善食品生产质量等提供技术支持。
酶技术在食品工业中的应用
酶技术在食品工业中的应用酶技术是一种利用酶作为催化剂来改变物质结构和性质的技术。
在食品工业中，酶技术被广泛应用于食品加工和生产中，能够提高食品品质、改善生产工艺、增加生产效益。
本文将从食品加工、食品保鲜和食品安全三个方面介绍酶技术在食品工业中的应用。
一、酶技术在食品加工中的应用1. 面粉加工：面粉中的淀粉不能直接被人体消化吸收，酶技术可以通过添加淀粉酶将淀粉分解为可被人体消化的糖类，提高食品的可消化性和营养价值。
2. 果汁加工：果汁中的果胶会使果汁浑浊不清，酶技术可以通过添加果胶酶降解果胶，使果汁更加清澈透明。
3. 面包加工：酵母在发面过程中产生的酶可以将面粉中的淀粉分解为糖类，产生二氧化碳使面团发酵膨胀，从而制作出松软可口的面包。
二、酶技术在食品保鲜中的应用1. 果蔬保鲜：酶技术可以通过添加抑制酶活性的物质来延缓果蔬中酶的活性，从而延长果蔬的保鲜期。
2. 肉类保鲜：酶技术可以通过添加抑制菌落生长的酶来防止肉类快速腐败，延长肉类的保鲜期。
3. 酒类酿造：酒类酿造中，酶技术可以通过添加酒精酶来促使酒精的生成，同时添加其他酶来提高酿造效率和产品质量。
三、酶技术在食品安全中的应用1. 食品检测：酶技术可以用于快速检测食品中的有害物质，如添加抗生素、农药残留等。
通过添加特定的酶底物和检测试剂，可以快速检测出食品中是否存在有害物质。
2. 食品鉴别：酶技术可以利用酶的特异性来鉴别食品中的成分。
例如，通过检测食品中特定酶的活性，可以判断食品中是否掺入了非法添加物。
3. 食品加工控制：酶技术可以用于控制食品加工过程中的酶活性，确保食品的安全性。
通过合理控制酶的使用量和加工条件，可以避免食品中的酶活性过高或过低，从而保证食品的质量和安全性。
酶技术在食品工业中的应用非常广泛。
通过合理利用酶技术，可以改善食品的品质、提高生产效益、延长食品的保鲜期，并确保食品的安全性。
随着科技的不断发展，相信酶技术在食品工业中的应用将会越来越广泛，为人们提供更加安全、健康的食品。
酶工程技术在食品添加剂生产中的应用_范伟平
《食品工业科技》Science and Technology of Food Industry1997.No.6酶工程技术在食品添加剂生产中的应用范伟平 欧阳平凯 吴 月(南京化工大学生物工程与科学系,南京210009)摘要 酶工程技术广泛应用于食品添加剂生产,不断开发新酶源,研制新产品,固定化酶反应器使生产连续化,设备小型化,生产成本降低,产品易纯化,收率提高。
酶工程技术在这个生产领域显示了很大的使用价值和应用潜力。
关键词 酶工程 食品添加剂1 前言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。
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应用化、固定化酶反应器的推广应用,促进了食品添加剂新产品的开发,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。
本文对酶工程技术在食品添加剂生中应用推广情况作一概要介绍。
2 研制新酶源,调控酶特性,开发功能性食品添加剂近年来在发达国家,酶工程技术加快了新酶源的开发,使功能性食品添加剂,如营养调味剂,低热量的甜味剂,食用纤维和脂肪替代品等发展迅速。
例如目前国际市场上比较引人注目的新型低聚糖,但过去因为没有高效特异性产三糖以上的生产用酶,所以低聚糖一直难以走上市场。
八十年代末,日本陆续开发了具有生成代聚糖特异性,以微生物为来源的酶,促进了低聚糖纯品生产技术快速进入实用化,使品种繁多的新产品相继在市场上出现。
单是麦芽低聚糖(M OS)的酶源就开发了十几种。
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。
低聚糖的品种不断翻新:如低聚半乳糖、低聚乳果糖、低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、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、徐云开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。
酶工程在食品加工方面的应用
酶工程在食品加工方面的应用酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。
酶工程技术广泛应用于食品添加剂生产，不断开发新酶源，研制新产品，固定化酶反应器使生产连续化，设备小型化，生产成本降低，产品易纯化，收率提高。
本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展，展示酶工程在食品加工方面的应用进展，并对其未来前景进行了展望。
1、酶工程在甜味剂生产中的应用应用海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。
从中国土样中筛选分离得到能产生淀粉转化为海藻糖的酶菌柱，并利用该菌柱生产的酶进行淀粉合成海藻糖。
产物海藻糖在反应混合物中的含量可达48%。
科学家研究了在不易破壁取得胞内海藻糖合酶的情况下，采用渗透处理细胞技术生产透性化细胞酶，并获得了较高的酶活力。
海藻糖还可由海藻糖合酶将麦芽糖直接转化为海藻糖，在海藻糖的工业生产中有着良好的应用前景。
2、酶工程在调味剂生产中的应用在日本和美国利用酶水解蛋白制取的营养型调味剂和氨基酸复配调味品占调味剂市场很大的比重。
其销售量已超过传统调味剂的数倍。
用酶法提取的米糠蛋白的溶解性、起泡性、乳化特性和营养性等蛋白功能特性上表现出良好性能，不仅可以作为食品中的营养强化剂，还可以作为食品中的风味增强剂3、酶工程在食品抗氧剂生产中的应用采用低浓度的乙醇、氨基酸和溶菌酶复酶添加入食品的杀菌防腐的方法越来越受到人们的重视，并在食品加工业中广泛推广。
随着近年来酒精需求量的上升，固定化细胞技术应用于酒精工业生产方面的研究也变得非常活跃。
日本协和发酵公司的固定化酵母连续发酵系统，半衰期可长达3个月，酒精产值接近理论值，已进入工业生产阶段。
4、在乳制品中的应用乳糖是存在于哺乳动物乳汁中的一种双糖，甜度和溶解度均较低，饮食中的乳糖可提高人体对Ca，P，Mg和其他必需微量元素的吸收，但其在小肠里不能被直接吸收，必须通过小肠内乳糖酶水解才能被人体消化吸收。
5、在培烤食品中的应用酶在烘烤食品方面，可以增大面包体积，改善面包表皮色泽，改良面粉质量，延缓陈变，提高柔软度，延长保存期限。
酶工程技术在食品工业中的应用
3、拓展应用领域：酶工程技术的运用领域将不断扩大，除了传统的食品加工 和制造领域外，还将在保健品、医药、环保等领域得到更广泛的应用。
4、食品安全与质量控制：利用酶工程技术建立更加快速、准确、灵敏的食品 安全检测方法和技术，提高食品质量安全水平。
5、适应环保要求：在酶工程技术的运用过程中，应注重环保和可持续发展， 减少对环境的污染和资源浪费。
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关键词：酶工程技术、食品工业、食品加工、食品改性、质量检测、蛋白质工 程技术、基因工程技术。
酶工程技术在食品工业中的应用
1、食品加工
酶工程技术在食品加工方面具有广泛的应用。例如，在奶制品行业，酶工程技 术可以用来水解乳糖，降低乳糖含量，使产品更加适合糖尿病患者食用。此外， 在肉类加工中，酶工程技术可以嫩化肉质，提高产品的口感和品质。
应用前景展望
随着科技的不断进步和人们健康意识的提高，酶工程技术在食品工业中的应用 前景十分广阔。未来，酶工程技术将在以下几个方面得到进一步发展：
1、开发新的酶制剂：随着生物技术的不断发展，将会有更多具有特殊功能的 酶被发现和开发出来，为食品工业提供新的加工助剂和添加剂。
2、提高生产效率：通过基因工程等手段对酶进行改造和优化，提高其催化效 率和稳定性，降低生产成本，从而提高酶工程技术的生产效率和经济效益。
2、食品改性
酶工程技术还可以用于食品改性。例如，通过使用特定的酶，可以破坏食物中 的某些成分，从而改变食物的口感、营养价值等。此外，酶还可以将果蔬加工 成具有特殊风味的食品，如柑橘类水果罐头中添加柚皮苷酶，可降解果胶，提 高产品的口感和透明度。
3、食品质量检测
酶工程技术也可以应用于食品质量检测。例如，在食品安全检测方面，酶联免 疫分析技术（ELISA）利用酶与抗体或抗原的反应，可快速检测食品中残留的 农药、兽药、毒素等有害物质。
酶工程在食品工业中的应用
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单击输入目录标题 酶工程技术的概述 酶工程技术在食品加工中的应用 酶工程技术在食品安全和质量控制中的应用 酶工程技术在食品添加剂和配料生产中的应用 酶工程技术在未来食品工业中的应用前景
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酶工程技术的概述
酶的定义和性质
酶是一种生物催化剂，能够加速生 物化学反应的进行
酶制剂在食品检测中的应用：如酶联免疫吸附试验（ELISA），用于食品中过敏原、毒素、微 生物等的检测
酶制剂在食品保鲜中的应用：如葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等，用于食品的保鲜和保质
酶 制 剂 在 食 品 品 质 改 良 中 的 应 用 ： 如 谷 氨 酰 胺 转 氨 酶 （ TG a s e ） ， 用 于 改 善 食 品 的 口 感 和 品 质
酶工程技术在食品添加剂和配 料生产中的应用
酶在食品添加剂和配料生产中的主要作用
提高食品添加剂和配料的稳定性 提高食品添加剂和配料的生物活性 降低食品添加剂和配料的生产成本 提高食品添加剂和配料的安全性
酶工程技术在食品添加剂和配料生产中的具体应用案例
酶解技术：利用酶解技术将蛋白质、淀粉等大分子物质分解成小分子物质， 如氨基酸、糖等，用于生产食品添加剂和配料。
缩短生产周期。
提高食品品质：酶工程技术 可以提高食品的营养价值、 口感、色泽等品质。
绿色环保：酶工程技术可以 减少生产过程中的污染，降
低对环境的影响。
酶工程技术在食品加工中的应 用
酶在食品加工中的主要作用
提高食品品质：酶可以改善食品的口感、色泽、香气等品质
提高食品生产效率：酶可以加速食品加工过程，提高生产效率
酶工程技术在食品加工中的优势和局限性
优势：提高食品品质，降低生产成本，提高生产效率 局限性：酶的稳定性差，易受环境影响，需要精确控制 优势：提高食品的营养价值，改善食品的口感和色泽 局限性：酶的活性受到限制，需要精确控制酶的用量和反应条件
酶在食品方面的应用
2.酶在蛋白质类食品生产方面的应用
以蛋白质为主要成分或原料加工而成的食品称为蛋白质类食品，在 生产过程中主要应用的酶有蛋白酶和乳糖酶等。
蛋白酶
动物蛋白酶 植物蛋白酶 微生物蛋白酶
水解蛋白 氨基酸 明胶 奶酪 低乳糖奶（乳糖酶）
3.酶在果蔬类食品生产方面的应用
• 果蔬类食品是指以各种水果或蔬菜为主要原料加工而成的食品
3.酶在甜味剂生产中的应用
• 嗜热菌蛋白酶催化天冬氨酸和苯丙氨酸反应生成天本肽（天本肽 是一种常用的甜味剂）
• 葡萄糖基转移酶生产帕拉金糖 • 果聚糖蔗糖酶生产低聚果糖 • Β-葡萄糖醛酸苷酶生产单葡萄糖醛酸基甘草皂苷
4.酶在乳化剂生产中的应用
• 食品乳化剂是使食品中互不相溶的液体形成稳定的乳浊液的一类 食品添加剂，目前国内外最普遍使用的乳化剂是甘油单脂及其衍 生物和大豆磷脂等。 脂肪酶
柑橘制品去除苦味（柚苷酶） 柑橘罐头防止白色浑浊（橙皮苷酶） 果蔬制品的脱色（花青素酶） 果汁生产（果胶酶） 果酒生产（果胶酶 蛋白酶）
三.酶在食品添加剂生产方面的应用
• 食品添加剂是指为改善食品品质和色，香，味，以及为防腐和加 工工艺需要而加入食品中的化学合成或天然物质
酸味剂
食
增味剂
品
甜味剂
添 加
乳化剂
剂
增稠剂
强化剂
1.酶在酸味剂生产中的应用
• 酸味剂：以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂。在食品中添 加一定量的酸味剂可以可以给人们一种爽快的刺激感，起到增加 食欲的效果，有利于钙的吸收，有一定的防止微生物污染的作用
• 目前广泛采用酶法生产的酸味主要有乳酸和苹果酸 1）采用乳酸脱氢酶，催化丙酮酸还原为乳酸 2）采用2-卤代酸脱卤酶，催化2-氯丙酸水解生成乳酸 3）采用延胡索酸酶催化反丁烯二酸水和，生成苹果酸
酶工程原理及其在食品工业中的应用
6．连接酶（合成酶）(Ligase or Synthetase)
❖ 合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、CO、C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应 必须与ATP分解反应相互偶联。
酶 ❖ 酶催化的反应: ❖ 谷氨酸 + 丙酮酸 -酮戊二酸 + 丙
氨酸
工业酶制剂的命名和分类
分类： 碳水化合物酶、蛋白质酶、酯酶和其他酶 如 α－淀粉酶 高转化率糖化酶（葡萄糖淀粉酶）
一些习惯归类： 1、动物酶、植物酶、微生物酶 2、胞内酶和胞外酶 3、溶液酶和固定化酶
二、酶制剂的生产
1.包括菌种的来源、产酶菌种的分离、筛 选、育种和酶的发酵生产等。
4.超滤
借助于超滤膜将不同相对分子质量的物 质分离的技术，是在一定的正压力或负压 力驱动下，将料液强制通过一定孔径的超 滤膜，部分小分子的溶质和溶剂透过膜而 成为超滤液，而大分子的酶和蛋白质等物 质被截留，从而达到分离纯化的目的，也 可用于酶液的浓缩和脱色。超滤膜截留的 颗粒直径范围为2～200nm，相当于相对 分子质量1000～500000。
1、固体培养发酵
培养基以麸皮、米糠等为主要原料加入其它营养成 分，经灭菌、接产酶菌株，在一定条件下发酵，目 的获得淀粉酶和蛋白酶，如酒曲生产。
2、液体深层发酵
液体培养基，在发酵容器中，经灭菌、冷却接入产 酶细胞，在一定条件下发酵，是目前酶生产的主要 方法。
3、固定化细胞发酵
三、微生物细胞的破碎
胞外酶：能分泌透过细胞壁到细胞外部的 酶。
❖ A + B + ATP + H-O-H ===A B + ADP +Pi
酶工程技术在食品生产中的应用
酶工程技术在食品生产中的应用一、酶工程介绍酶工程为一门基于生物技术的学科，是指利用生物催化剂—酶或微生物、真菌等代谢过程扩大应用范围的一种新型技术。
随着酶的广泛应用，酶工程也逐渐从理论研究转化为应用研究并逐步发展成为实用技术，目前，酶工程技术已经广泛应用于许多生物科技领域，包括食品生产领域。
二、酶在食品生产中的应用酶是一种催化剂，其作用是加速化学反应，从而促进化学反应的进行。
在食品生产领域中，酶被广泛应用于各种食品及其制品的加工和处理中，从而提高食品的品质和口感。
1. 乳制品领域乳制品是一类含有丰富营养的食品，其中最常见的就是牛奶和奶酪。
在乳制品制造过程中，酶常被用来酶解牛奶蛋白和乳糖，这样可以大大提高乳制品的品质和口感。
同时，酶还可以在制作奶酪时用来对牛奶进行发酵和凝固，从而促进奶酪的形成。
2. 面食领域面食是我国传统的主食之一，其主要成分为面粉、水和食盐。
在面食的制作过程中，酶被广泛应用于酶解面粉中的淀粉和蛋白质。
这样可以使面团更软、更有弹性，面食口感更佳。
此外，酶还可以用于改良黏性韧性面团，可塑性好，耐压力强，更耐拓展性，从而增强面团的稳定性和机械性能。
3. 果蔬领域果蔬制品是我国饮食中不可或缺的食品，其主要成分为水和膳食纤维。
在果蔬制品加工过程中，酶被广泛应用于果汁的提取和澄清、果泥的制作以及蔬菜的加工等环节。
通过使用适当的酶，可以有效地去除果汁中的浊物和悬浮物，使得果汁口感更佳。
此外，酶还可以用来防止果蔬的褐变和质变，延长果蔬的保质期。
4. 饮料领域饮料是指各种口感好的、含有丰富营养成分的饮品。
在饮料的制作过程中，酶被广泛应用于饮料的发酵、澄清和浓缩等环节。
通过使用适当的酶，可以有效地促进饮料中的发酵，使得饮料口感更加醇厚。
此外，酶还可以用来澄清饮料中的浊物和悬浮物，并进行浓缩操作，提高饮料的品质和口感。
总之，酶工程技术在食品生产领域中的应用十分广泛，通过合理选择和应用酶，可以有效提高食品的品质和口感，同时促进食品的发酵、酶解、澄清和浓缩等过程，从而实现食品加工的自动化和高效化。
酶工程在食品中的应用
3.4 在焙烤食品行业中的应用
在焙烤食品行业中应用最多的酶制剂是α-淀 粉酶、蛋白酶和葡萄糖氧化酶等。尤其在面 包生产过程中使用这些酶制剂可以增大面包 体积、提高面包心柔软度、改善面包色泽， 显著增强面团筋力，使面团不粘有弹性；醒 发后，面团洁白有光泽，组织细腻；烘烤后 ，体积膨大、气孔均匀、有韧性、不粘牙。 同时随着葡萄糖氧化酶用量的增加，面包抗 老化效果也随之增加，并且效果显著好于溴 酸钾。
作用
分解柚皮苷脱除苦味 分解橙皮苷防止白色浑浊 用于果汁和果酒的澄清
纤维素酶
葡萄糖氧化酶 溶菌酶
促进果汁的提取与澄清
防止氧化、延长保存期 防止细菌污染
果胶酶是水果加工中最重要的酶，应用果胶 酶处理破碎果实，可加速果汁过滤，促进澄 清等，如杨辉等将果胶酶应用于苹果酒生产 中的榨汁工艺，可提高出汁率20%，澄清度可 达90%以上。而且应用复合酶系作用效果更加 明显，如秦蓝等采用果胶酶和纤维素酶的复 合酶系制取南瓜汁，大大提高了南瓜的出汁 率和南瓜汁的稳定性。
酶工程在食品中的应用
报告内容
1 2
酶工程技术概述 食品工业中的酶制剂
3 酶工程在食品中的应用 4
展望
1 酶工程技术概述
酶工程是生物技术的一个重要组成部分，指
在一定的生物反应器内，利用酶的催化作用 ，进行物质转化的技术，可应用于食品生产 过程中物质的转化。在食品工业中应用的酶 工程技术，主要是指利用各类酶的催化作用 ，促使生物细胞与细胞器中产生人类所需的 各类食品加工原料，尤其是各种食品添加剂 。
• 葡萄糖氧化酶（Glucose oxidase）在食品保鲜与包 装中表现突出的作用是除氧，延长食品保质期。利 用葡萄糖氧化酶除氧是一种理想的方法，葡萄糖氧 化酶具有非常专一性理想的抗氧作用，它可预防和 阻止氧化变质的发生与发展。如在啤酒加工过程中 加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧 和瓶颈氧，阻止其氧化变质。葡萄糖氧化酶又具有 酶的专一性，不会对啤酒中的其他物质产生作用。 因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化，保持啤酒风味 ，延长保质期方面表现出显著的效果。
酶工程
工程技术在食品工业中的应用及发展趋势摘要：酶工程是现代生物技术的重要组成部分。
酶作为生物催化剂 ,具有高催化效率 ,专一性强 ,反应条件温和及酶活性可以调控。
而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应用化、固定化酶反应器的推广应用，促进了食品添加剂新产品的开发，产品品种增加，质量提高，成本下降。
还有些酶本身就是保健食品重要的功效成分，如超氧化歧化酶(sod)、溶菌酶、l一天冬酰胺酶等，为食品工业带来了巨大的社会经济效益。
关键词：酶工程固定化葡萄糖酶一、酶工程技术的原理酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分。
酶工程又称酶反应技术, 就是指在一定的生物反应器内, 利用生物酶作为催化剂, 使某些物质定向转化的工艺技术, 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,以及生物传感器等。
二、酶工程的结构根据酶工程研究和解决问题的手段不同，可将酶工程分为化学酶工程和生物酶工程两大类。
在食品行业中，这两类酶工程的应用都很广泛。
1、化学酶工程化学酶工程亦称初级酶工程，是指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用。
它主要是由酶学原理与化工技术相互渗透和结合而形成的一门科学技术。
2、生物酶工程生物酶工程是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术结合的产物，亦称高级酶工程。
主要包括3个方面：一是用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）；二是修饰酶基因产生遗传修饰酶（突变酶）；三是设计新酶基因，合成自然界不曾有的酶（新酶）。
（1）非水相介质中的酶反应近年来，酶在非水相介质中催化反应的研究，成为酶工程的一项新的重要内容。
如蛋白水解酶类，在非水相中能催化肽键的形成，利用这一发现，便可利用蛋白酶在非水介质的催化特性，合成某些肽类物质，用于制药和食品添加剂。
（2）酶反应器和酶传感器1）酶反应器酶反应器是完成酶促反应的装置。
其研究内容包括：酶反应器的类型及特性；酶反应器的设计、制造及选择等。
酶工程在食品工业中的应用
酶工程在食品工业中的应用一、酶的用途表：酶用于食品加工酶的用途反响酶水解淀粉消费葡萄糖淀粉+H2O → 葡萄糖糖化酶α-淀粉酶水解RNA消费 5'-IMP及5'-GMP • RNA+H2O →5'-AMP+5'- GMP+5'-UMP+5' - CMP• 5'-AMP+H2O→5'-AMP+NH3 •磷酸二酯酶• AMP 脱氨酶用Plaste in 反响修饰蛋白质肽 + 蛋氨酸乙酯→ 肽 - 蛋氨酸木瓜酶消弭桔汁苦味•柚苷 +H2O → 鼠李糖 + 柚配质-7- 葡糖苷(2) 柚配质-7-葡糖苷→葡萄糖+柚配质•柚苷酶•黄酮化合物糖苷酶消费果葡糖浆D-葡萄糖→D-果糖葡萄糖异构酶添加甜菜糖收率棉子糖 +H2O →半乳糖 + 蔗糖蜜二糖酶(α-半乳糖苷酶 )分解牛奶及乳清中乳糖乳糖 + 水→D-半乳糖 + 葡萄糖β- 半乳糖苷酶消弭食品中残留 H2O2 H2O2+ H2O2→O2+ 2H2O 过氧化氢酶分别鱼碎肉废水中油和蛋白质蛋白质、油、聚丙烯酸钠、水→肽氨基酸、油聚丙烯酸碱性蛋白酶啤酒廓清蛋白质→肽木瓜酶桔子脱囊衣半纤维素〔高分子〕→半纤维素〔低分子〕粥化酶改良谷物淀粉收率淀粉、半纤维素、蛋白质〔高分子〕→淀粉、肽、半纤维素〔低分子〕半纤维素酶、果胶酶提高饲料效率淀粉、半纤维素、纤维素→肽、纤维、半纤维粥化酶消费干酪酪素→肽内肽酶消费干酪用脂肪酶增香脂肪→脂肪酸脂肪酶改良面团淀粉→糊精α-淀粉酶消费环糊精环糊精葡萄糖转移酶消弭大豆腥臭• RCHO+NAD+H2O → RCOOH+NADH• RCHO+H2O+O2→ RCOOH+H2O2•醛脱氢酶•醛氧化酶消弭桔子汁柠碱柠碱酶二、酶在食品工业的运用图：现代已用微生物消费食品1、酶用于淀粉糖的消费以淀粉为原料，经α—淀粉酶和葡萄糖淀粉酶催化水解，得D—葡萄糖，将它经过固定化D—葡萄糖异构酶柱完成由D—葡萄糖至D—果糖的转化，再经过精制、稀释等手腕，即可失掉不同种类的高果糖浆。
酶工程在食品工业中的应用
酶工程在食品工业中的应用陈文伟1 刘晶晶2(1食品科学教育部重点实验室(南昌大学) 2江苏常熟理工学院食品系) 摘 要:酶工程是现代生物技术的重要组成部分。
酶作为生物催化剂,具有高催化效率,专一性强,反应条件温和及酶活性可以调控。
本文介绍了酶工程在食品添加剂和功能食品成分开发中的应用。
关键词:酶工程,食品添加剂,功能食品成分Application of Enzyme Engineering in Food IndustryChen Wen w ei1,Liu Jingjing2(The Key Laboratory of Food Science of MOE,Nanchang University;The Food Science Department,Changshu University)Abstract:Enzyme engineering is an important composing part of modern biotechnologies.As biocatalysts,enzyme is characterized in high catalytic efficiency,high specificity,mild reactive conditions and controllable activity.The applica2 tion of enzyme engineering in the development of food additive and functional food com ponents is reviewed in present article.K ey w ords:Enzyme engineering,Food additive,Functional food com ponents 酶工程是生物技术的一个重要组成部分,指在一定的生物反应器内,利用酶的催化作用,进行物质转化的技术。
酶在食品工业中的应用与前景
酶在食品工业中的应用与前景文生135-1 冯文强201390512123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，是利用酶的特异催化功能，将一种物质转化为另一种物质的技术，即将生物体内具有特定催化作用的酶类或细胞、细胞器分离出来，在体外借助工业手段和生物反应器进行催化反应来生产某种产品的工程技术。
当前酶制剂的生产，主要依靠从微生物发酵液或细胞中提取有用的酶类，如——淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶以及用于重组DNA技术的各种工具酶等。
这些酶类已被广泛用于食品加工、纺织、制革、医药、加酶洗涤剂生产和基因工程中。
生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用。
目前已有几十种酶成功地用于食品工业。
例如，葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品的品质与风味等。
应用的酶制剂主要有——淀粉酶、糖化酶（又称淀粉葡萄糖苷酶）、蛋白酶、葡萄糖异构酶、果胶酶、脂肪酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶等。
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。
与此同时,酶工程产业也在快速发展。
1998年全世界工业酶制剂销售额高达16亿美元,预计到2008年,销售额将达到30亿美元。
近年来随着酶技术的发展,酶技术在食品工业中得到了广泛地应用。
1 酶在食品工业中的重要作用近年来，采用酶工程还成功地将淀粉加工成饴糖、麦芽糖、高麦芽糖浆、麦芽糊精、偶联糖（一种甜味环糊精）等各类淀粉糖产品，它们在食品工业中均起重要作用。
例如：麦芽糖在缺少胰岛素的情况下也可被肝脏吸收，而不致引起血糖水平的升值，故可供糖尿病患者食用；由麦芽糖还原成的麦芽糖醇为发热量最低的甜味剂，可供糖尿病、高血压、肥胖病人食用。
麦芽糊精无臭、无味、无色、吸湿性低、粘度高、溶解时分散性好，国外食品工业中都用它来改善食品风味；糖果工业中用它调节糖度，并阻止蔗糖析晶和吸湿；饮料工业中用它作为增稠剂、泡沫稳定剂，还用于粉末饮料制造，以加速干燥；制造固体酱油、汤粉时用它增稠并延长保质期，因它不易吸湿结块。
酶在酿造食品中的应用
摘要本文介绍了食品中常用的酶及其特性，酶在酿造食品领域的应用，其中包括在白酒、啤酒、果酒、酱油以及醋的酿造过程中的应用，并展望酶制剂在食品领域的发展前景。
关键词：酶；酿造食品；应用ABSTRACTThis article describes the food enzymes and their characteristics, the application of enzymes in brewing food, including liquor, beer, wine, soy sauce, and vinegar brewing process, and look forward to the prospects for the development of the enzyme preparation in the field of food.Key words: enzyme; Brewing Food; Application目录1. 前言 (5)2. 食品中常用的酶及其特性 (6)3.酶在酿造食品方面的应用 (7)3.1酶解技术在酿酒领域的应用 (7)3.1.1酶解技术在酿造白酒过程的应用 (7)3.1.2酶解技术在酿造啤酒过程的应用 (7)3.1.3酶解技术在酿造果酒过程的应用 (8)3.2酶解技术在酿造酱油过程中的应用 (8)3.3酶解技术在酿造食醋过程中的应用 (9)4.展望 (10)5.参考文献 (11)1.前言酶是由生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂，能够参与和促进活体细胞内的各种化学、生化反应。
酶具有极高的活性和高度专一性，可在常温、常压和温和的酸碱条件下，高效地进行催化反应，因而受到重视并得到广泛应用。
今天，工业化用酶已涉及医药、食品、饮料、酿造、饲料、纺织、洗涤、造纸、皮革及废水处理等众多领域[1]。
酶制剂作为一种生物催化剂，具有高度的专一性和极高的催化效率。
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浅谈酶工程及其在食品领域中的应用摘要：酶工程是现代生物技术的重要组成部分。
酶作为生物催化剂,具有高催化效率,专一性强,反应条件温和及酶活性可以调控。
本文介绍了酶工程和酶在食品领域中的应用，并对酶工程技术研究应用前景做了整体展望。
关键词：酶工程，固定化，食品1.酶和酶工程1.1简述酶和酶工程酶是由生物体产生的具有催化活性的蛋白质.它能特定地促成某个化学反应而本身却不参加反应,且具有反应率高、反应条件温和、反应产物污染小、能耗低、反应容易控制等特点.这些特点比传统的化学反应具有较大的优越性.【1】酶工程技术是现代五大生物工程技术之一，是利用酶或者微生物细胞、动植物细胞、细胞器等所具有的某些功能，借助于工程学手段来提供产品或服务于社会的一门科学技术。
酶工程技术的应用范围很广，主要包括酶的分离和提取、各类酶的开发和生产、固定化技术的研发、酶反应器的研制等几个方面【2】1.2酶的来源、提取、分离和纯化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。
酶是蛋白质，因此一切蛋白质的分离原则都应该遵行。
酶作为特殊的蛋白质，最重要的原则是纯化过程中一定要保持其活性。
酶的分离纯化化学方法一般很据酶的分子量、等电点、疏水性等生化性质，选择相应的沉淀、盐析、层析方法。
1.3酶的生产微生物种类多,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,故酶大多有微生物生产。
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。
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。
此外,运用基因工程技术,提高葡萄搞异构酶,纤维素酶,糖化酶等酶活力的研究也取得了一定的成绩。
【4】基因工程的克隆流程包括:目的基因的获得、将目的基因克隆到合适的质粒载体;、将重组质粒转染细胞和表达产物的检测。
其中，目的基因的获得主要有三条途径:以含有目的的基因的生物DNA 中获得、以DNA作为目的基因和用化学方法合成目的基因。
在宿主体系的选择方面，目前在食品级酶的生产中,原核生物一般选用枯草杆菌、地衣芽抱杆菌、乳酶链球菌、嗜热链球菌等。
真核生物一般以酵母和哺乳动物细胞作宿主细胞。
【16】1.4 固定化酶1.4.1固定化酶简介酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，进行特有的催化反应，并可回收及重复利用的技术。
酶的化学本质是蛋白质，其最大弱点是不稳定性，对酸、碱、热及有机溶液容易发生酶蛋白的变性作用，从而降低或失去活性。
而且酶往往在溶液中进行反应，反应以后会残留在溶液系统中不易回收，造成最终产品生化分离提纯操作上的麻烦。
加之酶反应只能分批进行，难于连续化、自动化操作。
这大大地阻碍了酶工程的发展应用为克服上述缺点，要将游离酶固定化后进行应用。
固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶，用人工方法固定在载体上。
由于固定化酶的运动被化学或物理的方法限制了，能将其从反应介质中回收，所以它原则上能在批量操作或连续操作中重复使用酶。
固定化酶技术是酶工程的核心，它使酶工程提高到一个新水平。
【6】1. 4.2吸附法吸附法是通过非特异性物理吸附法或生物物质的特异吸附作用将酶吸附在炭、有机聚合物、玻璃、无机盐、金属氧化物或硅胶等材料上。
该方法又分为物理吸附法和离子吸附法。
此法简便，且酶变性的可能性较小。
但是在酶和载体结合具有弱键的本质，在使用过程中易解吸，又由于载体具有非特异性吸附剂的本质，因此可能同时吸附除酶以外的其他物质【18】【5】1.4.3包埋法将酶或酶菌体包埋在多孔载体中使酶固定化的方法,称为包埋法。
包埋法分为网格型和微囊型两类,其制备工艺简便且条件较为温和、可获得较高的酶活力回收。
包埋法专用的载体主要有:明胶、聚酰胺、琼脂、琼脂糖、聚丙烯酰胺、光交联树脂、海藻酸钠、火棉胶等。
包埋法根据载体材料和方法的不同,可以分为凝胶包埋法和微胶囊包埋法。
凝胶包埋法是将酶或酶菌体包埋在各种凝胶内部的微孔中,制成一定形状的固定化酶的方法。
微胶囊包埋法是将酶包埋在高分子半透膜中,制成微胶囊固定化酶的方法。
【7】1.4.4交联法交联法是借助双功能基团试剂使酶蛋白分子之间或微生物细胞之间发生交联,聚合成网状结构,而制成固定化酶的方法。
应用较多的载体有戊二醛、己二胺,异氰酸盐,氨基硅烷等。
本法在固定化酶中应用较多,如美国诺伏实验室有限公司用戊二醛交联法已能大量生产固定化葡萄糖异构酶。
【8】1.4.5酶反应器的研制为了提高固定化颗粒的强度,改善固定化颗粒的传递特性,调节固定化颗粒的比重,减少固定化过程中的活性损失,国内外酶学者进行不懈地努力,近一、二十年代来有关这方面的报道大量涌现。
目前用食品添加剂生产中的生物反应器有:连续搅拌全混反应器、气升式和鼓泡式反应器、填充床反应器、流化床反应器、中空纤维膜反应器、转盘式生物反应器、筛板式反应器、交叉流动反应器、循环床反应器等等,品种繁多。
由于生物反应物系理化性质复杂各异,迄今为止还没有一种通用的理想的反应器。
譬如搅拌反应器,由搅拌产生的较大的剪切力,常常会破坏固定化细胞。
气升式反应器中气泡容易凝并而造成气含率不足的现象,而填充床的传质系数和传热系数较低,容易产生给排气体不足的现象。
膜反应器成本高,而且当细胞浓度高时,常常会引起膜破裂,反应液需预处理等等。
总之,生物反应器的结构设计还不断地被改进以适应生产工艺需要。
【12】2,。
酶在食品领域的应用2.1 酶制剂在焙烤行业的应用酶制剂可替代溴酸钾。
溴酸钾是一种面粉强筋剂，也是致癌有害物。
使用葡萄糖氧化酶、真菌淀粉酶、木聚糖酶、脂肪酶、糖基水解酶和谷氨酰胺转移酶等多种酶共同作用于面团，可全面提升面制品品质，达到甚至超过使用溴酸钾的效果。
【19】酶制剂可使生物增白，如在面制品中使用脂肪酶，可代替化学增白剂，改善面制品内部的白度和组织结构，提高馒头表面的光亮度和白度，实现生物法增白。
酶制剂可延长面制品货架期，如使用麦芽糖淀粉酶可延缓面包、馒头等面制品老化现象；【20】酶制剂可提供安全食品，如淀粉类食品在高温（>120 ℃）烹调下容易产生丙烯酰胺，使用适当的酶制剂处理淀粉类食物原料，在加工过程中可减少丙烯酰胺生成，不会影响食品原有风味，保证食品安全。
【9】2.2固定化酶在茶叶加工中的应用茶饮料质量的提高，一方面是通过去除异味，提高适口性；另一方面是通过提高营养价值，提高人体对有益成分的吸收率。
目前，固定化酶法已经开始应用于茶饮料中，并从上述两方面取得了良好的效果。
例如，固定化的单宁酶和果胶酶。
单宁酶是一种水解酶，可以水解没食子酸单宁中的酯键和缩酚酸键。
将单宁酶应用于茶叶饮料可以改善茶饮料的品质。
据报道用固定化的单宁酶处理红茶，可提高茶汤中可溶性铁和钙的含量。
若在绿茶加工中使用单宁酶，可以部分消除夏秋茶苦涩味道，可提高茶饮料品质。
果胶酶是作用于果胶质的D-半乳糖醛酸残基之间的糖苷键，使高分子的聚半乳糖醛酸降解为小分子物质。
茶叶中的水溶性果胶与茶叶的品质密切相关。
目前，国内外已有许多这方面的研究成果。
【10】2.3酶工程在酿酒工业中的应用啤酒以其特有的“麦芽的香味、细腻的泡沫、酒花的苦涩、透明的酒质”为人们所喜爱。
由于啤酒含有丰富的氨基酸和维生素, 因此被称为“液体面包”。
如果在生产啤酒过程中加入α- 乙酰乳酸脱羧酶能催化α- 乙酰乳酸直接形成羧基丁酮, 可缩短发酵周期, 减少双乙酰含量。
啤酒稳定性是指啤酒保质、保鲜的能力，也就是在保质期内不会发生混浊, 不产生杂味, 保持口味纯正的能力。
啤酒不稳定大致可分为生物混浊和非生物混浊两种。
非生物混浊在啤酒混浊是主要的, 而非生物混浊中蛋白质引起的混浊又是主要的, 约占90%以上。
添加酸性蛋白酶和葡萄糖氧化酶可以解决非生物混浊。
木瓜蛋白酶(啤清)或菠萝蛋白酶分解啤酒中的蛋白质。
葡萄糖氧化酶的主要作用是除去啤酒中的溶解氧, 阻止啤酒因为氧化而变质, 并阻止啤酒老化味产生。
加了该酶后, 其除氧效果好、速度快、无异味, 这对于提高啤酒稳定性, 保持啤酒原有风味有很好的效果。
【11】2.4 酶在环境治理方面的应用[31,35]当前,环境污染已经成为制约人类社会发展的重要因素。
我国每年排出大量废水(416亿t)、废气和烟尘(2 000万t),以及固体废弃物(1 000亿t),污染规模达到相当严重的地步。
微生物在环境治理方面发挥了十分巨大的作用,人们研究的用于环境治理的酶包括如下几类:(1)处理食品工业废水,如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂肪酶、乳糖酶、果胶酶、几丁质酶等; (2)处理造纸工业废水,如木聚糖酶,纤维素酶、漆酶等;(3)处理芳香族化合物,如各种过氧化物酶、酪氨酸酶、萘双氧合酶)等;(4)处理氰化物,如氰化酶、腈水解酶、氰化物水合酶等;(5)处理有机磷农药,如对硫磷水解酶、甲胺磷降解酶等;(6)处理重金属,如汞还原酶、磷酸酶等;(7)其他,如能够完全降解烷基硫酸酯和烷基乙基硫酸酯,以及部分降解芳基磺酸酯的烷基硫酸酯酶等。
可以预期,随着人们研究工作的深入,酶必将在食品、造纸、石油化工、纺织、印染、冶金、制药、农药、煤炭、采矿、电镀、橡胶等各种工业废水,以及生活污水的治理中发挥越来越大的作用。
【14】3 酶工程技术研究应用前景酶工程的发展在生物工程学科的发展中占有重要位置。
21世纪,生物科学与生物工程的发展将进一步揭示生命的奥秘,在世界科技和经济发展中起主导和支柱作用。
作为生物工程重要组成部分的酶工程亦将飞速发展,前景广阔。
酶工程不仅在食品领域大有作为，在其他领域也发挥了很大作用。
21世纪酶工程的发展主题是【17】:新酶的研究与开发,酶的优化生产,酶的高效应用。
除采用常用技术外,借助基因组学和蛋白质组学的最新知识,借助DNA重排和细胞、噬菌体表面展示技术进行新酶的研究与开发,目前最令人瞩目的新酶有核酸类酶、抗体酶和端粒酶等。
充分发挥酶的催化功能、扩大酶的应用范围、提高酶的应用效率是酶工程应用研究的主要目标,要采用固定化、分子修饰和非水相催化等技术实现酶的高效应用,将固定化技术广泛用于生物芯片、生物传感器、生物反应器、临床诊断、药物设计、亲和层析以及蛋白质结构和功能的研究,使酶工程技术在各工业中发挥更大的作用。
【15】。