面粉改良剂中酶制剂的应用及最新发展趋势

面粉改良剂中酶制剂的应用及最新发展趋势

1 应用在面粉改良中的主要酶制剂

1.1 淀粉酶

淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括α-淀粉酶(包括真菌α-淀粉酶和细菌α-淀粉酶)、β-淀粉酶、麦芽糖淀粉酶和糖化酶，常用的有α-淀粉酶和麦芽糖淀粉酶。

1.1.1 真菌α-淀粉酶[1-13]真菌α-淀粉酶简称FAA，来源于米曲霉，是第一个应用于面包制作的微生物酶。由于传统使用的麦芽的淀粉酶含量不稳定，而且含有蛋白水解酶，所以不适合在工业化生产中应用。相比之下，真菌α-淀粉酶具有更稳定的活性且不含蛋白酶活性，因此在工业上的应用更为广泛。

真菌α-淀粉能水解直链淀粉和支链淀粉的α-1，42糖苷键生成麦芽糊精和麦芽糖。其最适pH值为4.0-5.0，最适温度为50-60℃。

实践应用结果表明，真菌α-淀粉酶作为面粉改良剂添加到面粉中后，主要起到以下几个作用：在面团中，大多数淀粉以结晶状态存在，淀粉酶不能分解天然状态的淀粉。然而在制粉过程中，部分淀粉颗粒被破坏形成破损淀粉。在加入真菌α-淀粉酶的情况下，这些破损淀粉颗粒被水解成麦芽糖(淀粉酶能内切直链淀粉成糊精，而糊精又在淀粉内切酶的作用下降解成麦芽糖)。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。

在面包中添加真菌α-淀粉酶可以使面包变得柔软，能够增强面团的延展性以及持气的能力，麦芽糖能被酵母利用产生CO2，从而使面包体积增大，糊精的存在使得面包纹理疏松，同时对改良面包外皮色泽有良好的效果，能出炉后制

成感觉良好的面包。实验还表明：真菌淀粉酶(FAA)能够降低小麦粉的粉质特性指标，提高而团的拉伸性能，它对馒头的作用效果较显著，能改善馒头的质量、风味、弹性和体积。

1.1.2 细菌α-淀粉酶细菌α-淀粉酶一般是耐热的枯草杆菌α-淀粉酶，在作用机理上与真菌α-淀粉酶有一定的差别。同样以可溶性淀粉作底物时，真菌α-淀粉酶的水解最终产物主要是麦芽糖和麦芽三糖；而细菌α-淀粉酶的最终产物主要是短链糊精。两者的性质差异也很大。其最适pH值为5.0，最适温度为80-90℃。

细菌α-淀粉酶具有防腐抗老化的能力，其机理是此酶能将淀粉分解生成分子量低的分支淀粉、干涉支链淀粉的重结晶。产生的糊精会干涉面包中膨胀淀粉粒与蛋白质网络结构的相互作用，而且支链淀粉和支链淀粉中裂开的键有助于支链淀粉-脂肪复合物的形成。

在面包的制备过程中，细菌α-淀粉酶的热稳定性较高，使得在烘焙中仍具有活性，从而使可转化的淀粉也相对较多。并且在烘焙中，淀粉糊化后更易水解，这会给面包成品质量带来不良影响。因此，在面包的烘焙中，要根据面包和烘焙的类型，控制好淀粉酶的添加量。

同时由于在烘焙时仍具有一定的酶活性，产生过多的可溶性糊精，结果使得成品发黏而不适合在面包加工中大量使用。但与真菌α-淀粉酶相比，它能产生很好的抗老化效果。而且对面包的弹性和口感都要优于真菌α-淀粉酶，因此小规模的使用及如何解决其耐高温特性而造成最终产品发黏的问题是十分重要的。

1.1.3 麦芽糖淀粉酶烘焙类面制品作为消费品，有其一定的货架期(保鲜期)，超过之后，容易因老化(也就是淀粉回生)造成品质下降，引起不必要的经济损失，为此人们不断研究各种添加剂以延长面包的货架寿命，在最大程度上降低

经济损失。而麦芽糖淀粉酶则具有这种独特的抗老化作用，它能水解淀粉，生成α-麦芽糖和一小部分的糊精，从而保持面包的弹性、松软、新鲜。

麦芽糖淀粉酶是一种经基因工程改良的枯草杆菌深层发酵而来的经纯化而得的新型酶制剂，它能够延缓面包的老化过程，延长烘焙食品的货架期，同时也不会影响面团的加工性能。它在烘焙过程中，仅作用于面粉中的淀粉，使其产生小分子量的糊精，并被利用来防止淀粉和蛋白之间的相互作用而引起烘焙制品老化。麦芽糖α-淀粉酶的耐热性处于真菌α-淀粉酶和细菌α-淀粉酶之间，只有在淀粉糊化温度下才表现出高度的活性，因此它不会改变面团的布拉班德特性。在烘焙过程中仍能起作用，并在烘焙的最后阶段被灭活。所以也不会导致淀粉的过度分解。真菌α-淀粉酶或细菌α-淀粉酶过量会导致面团发黏，耐热型细菌α-淀粉酶如果添加过量，那么面包在烘焙过程中就会出现塌缩，而且在贮存过程中也会出现面包心发黏，麦芽糖淀粉酶则减少了这种现象的发生。另外麦芽糖淀粉酶对于面包的柔软度和弹性也有一定的影响。

1.1.4 糖化酶糖化酶又称淀粉α-1，42糖苷酶(编号EC3.

2.1.3)常用名为葡萄糖淀粉酶。是一种外切酶，作用于淀粉或糖原时，此酶能从淀粉两端水解出葡萄糖，从糖链的非还原性末端开始，以葡萄糖为单位，逐一切断α-1，42糖苷键，并使葡萄糖发生构型转换，从α型转变成β型。也能缓慢水解α-1，62糖苷键，转化成葡萄糖。该酶作用直链淀粉的产物几乎全部是葡萄糖，作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，62糖苷键的寡糖。

糖化酶主要由霉菌和根霉产生的，在正常使用浓度下溶入水，最适pH 值为4.0-4.5，最适温度为58-60℃。此酶的耐酸性较好，在25℃，pH3.0下，活力稳定而不降低。

此酶水解出来的葡萄糖能参加美拉德反应，使面包增加色泽和风味，同时也可以应用于冷冻面团中，使得面团中的酵母能在深度冷冻面团中很快起作用。

1.2 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶的系统命名为β-D-葡萄糖氧化还原酶，编号为EC1.1.3.4，最先于1928在黑曲霉和灰绿青霉中发现，一般由黑曲酶生产而得。

葡萄糖氧化酶的作用机理是在有氧参与的条件下，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化成δ-D-葡萄糖内酯，同时产生过氧化氢，生成的过氧化氢在过氧化氢酶的作用下，分解成H2O和[O]。葡萄糖氧化酶具有高度的专一性，他只对葡萄糖分子C1上的β-羟基起作用，而且它具有较宽的pH范围，pH值在3.5-7.0内，酶活力稳定，可耐受的温度范围也较宽，30-60℃温度范围内，温度变化对酶活性影响不大。

面筋蛋白由麦谷蛋白和麦醇溶蛋白组成，面筋蛋白中的半胱氨酸是面筋的空间结构和面团形成的关键。蛋白质分子间的作用取决于二硫键(-S-S-)的数目和大小。二硫键可在分子内形成(麦醇溶蛋白)，也可以在分子间形成(麦谷蛋白)。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氢基(-SH)氧化为二硫键(-S-S-)，从而增强面筋的强度。一般情况下，面团中有许多暴露的-SH键，这些巯氢基很容易氧化。据报道，在葡萄糖氧化酶的作用下，面粉和面团水溶性部分的-SH键含量明显下降。葡萄糖氧化酶能显著的改善面粉的粉质特性，延长稳定时间，减小弱化度，提高评价值，改善面的拉伸特性，增大抗拉伸阻力，改善面粉的糊化特性，提高最大黏度，降低破损值，可形成更耐搅拌、干而不黏的面