酶在食品中的应用

酶在食品中的应用

人类对酶的应用可以追溯到几千年前。在对酶的不断认识过程中，我们给酶下了一个科学的定义:酶是由生物活细胞产生的、具有高效和专一催化功能的生物大分子。食品酶学是酶学的基本理论在食品科学和技术领域中应用的科学，主要研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构、作用规律以及食品储藏、加工和食用品质的影响，食品级酶的生产及其在食品储藏、加工环节的应用理论与技术。

食品用酶，从早期的酿造、发酵食品开始，至今已广泛应用到各种食品上。随着生物科技进展，不断研究、开发出新的酶制剂，已成为当今新的食品原料开发、品质改良、工艺改造的重要环节。在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺，酶作为一类食品添加剂，其品种不断增多。它在食品领域中的应用方兴未艾。与以前的化学催化剂相比，酶反应显得特别温和，这对避免食品营养的损失是很有利的。

酶制剂在食品行业中的应用主要体现在以下几个方面:

1. 有利于食品的保藏，防止食品腐败变质。例如:目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂，应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。如溶菌酶用于

pH6.0,7.5的饮料和果汁的防腐。乳制品保鲜新鲜牛乳中含有13毫克/100毫升的溶菌酶，人乳中含量为40毫克/毫升。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶菌酶，不但可起到防腐作用，而且有强化作用，增进婴儿健康。

2. 改善食品色香味形态和质地。如，花青素酶用于葡萄酒生产，起到脱色作用;复合蛋白酶嫩化肌肉，使肉食品鲜嫩可口;在肉类香精生产中常用的风味酶就是一种复合酶，使最终反应达到风味化要求。

3. 保持或提高食品的营养价值。通过多种蛋白酶的作用生产多功能肽及各种氨基酸已经是营养保健行业常见的加工方法。

4. 增加食品的品种和方便性。如用纤维素酶及果胶酶处理过的槟榔，使硬组织软化，方便食用，提高适口性，更便于咀嚼。为儿童提供各种酶解后的动植物天然食品，通过纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等多种酶作用，去除不易吸收的成分，提高营养价值，更适合婴幼儿的营养吸收。

5. 有利于食品加工操作，适应生产的机械化和自动化。丹宁酶消除多酚类物质，去除涩味并消除其形成的沉淀。蛋白酶用于饼干减筋，生产酥性饼干。纤维素酶、果胶酶常用于榨果汁、豆油等对于原料的前处理，通过对果胶和纤维素的降解来解决加工难度，提高出油、出汁率。

6. 专一性生产加工需求。最典型的就是成熟的酶法淀粉深加工、酶法肉类提取物及酶法酵母提取物的大规模生产。由淀粉酶、蛋白酶、各种转化酶等组成的专一性酶解技术使这些农副产品深加工得于实现，并产生高付加值的食品原料。

7. 去除食品中的不利成分。双乙酰还原酶去除啤酒中的双乙酰。过氧化氢酶去除牛乳中的过氧化氢。柚苷酶用于柑橘汁的脱苦。

8. 保护食品中的有效成分，稳定食品体系。过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶合用，用于稳定柑橘萜烯类物质。 -半乳糖苷酶用于牛乳中，预防粒状结构;冷冻时稳定蛋白质;提高炼乳稳定性。

9. 提高食品的价值。酯酶用于交酯化反应，从低价值的原料中制造高价值的三酰甘油酯。

因为酶催化反应的专一性与高效性，在食品加工中酶的应用相当广泛，用得最多的是水解酶，其中主要是碳水化合物的水解酶;其次是蛋白酶和脂肪酶;少量的氧化还原酶类在食品加上中也有应用。日前，食品加工中只有少数几种酶得到应用。

以下介绍几种酶在食品领域中的应用。

1 超氧化物岐化酶

自从1969年Mccord和Fridorich首次从牛红细胞中提出超氧化物歧化酶(SOD)以来，人们对机体中产生O2以及氧的毒性研究日益深化。

目前已开发SOD的主要功能食品有强化SOD牛奶、酸牛乳、冰淇淋、SOD绞股

蓝口服液和SOD功能饮料等。

1.1 SOD功能饮料——保存SOD活性的天然大蒜饮料

大蒜是SOD含量较高的天然植物，因此直接利用大蒜来生产SOD的功能饮料成为可能。其关键的工艺步骤是脱蒜臭味和保护SOD的活性，实验表明比较理想的办法是采用冷冻干燥法除去蒜臭味，SOD的保存率高。经处理过的大蒜，取出洗净后用2%柠檬酸水溶液进行磨浆，添加柠檬酸是为了抑制在上述处理过程中未被钝化

的酶。磨浆后过滤得滤液，经合理调配最后用高温瞬时法进行杀菌。另据报道，金针菇发酵液，可提高体内SOD的水平从而达到抗衰老的作用。动物实验表明，在饲喂金针菇发酵饭后，能使红细胞SOD活性增加32.0%，现已证明该发酵液配制的功能饮料具有抗癌、增智、防衰老等功用。

1.2 强化SOD牛奶

由于牛奶中SOD的含量低于人乳中SOD的水平，前者每ml中含3.2单位(u)，后者每ml中含7.1单位(u)，因此在牛奶中添加SOD使牛奶中的SOD水平与人乳相近具有重要的意义。目前已上市的SOD强化牛奶和冰淇淋为试产品，批量正式投产还要解决好关键的工艺操作。

2 脂肪酶

2.1 脂肪酶在面类食品加工中的应用

面类制品的食感主要与小麦粉中的蛋白质、淀粉、脂肪等有关，特别是通过蛋白质的定向和形成网眼结构产生弹性，增加面的黏弹性。在面类食品加工中，以手工方式沿着压延方向进行多方面揉压，或是以机械方式沿着单一方向进行长时间的压延，都会增加面的弹性、提高面类食品的质量，但采用上述两种方法比较耗时。

在面类食品生产时，可以将溶解有脂肪酶的水直接加入面粉中，然后在常温下放置一段时间进行压延处理。与添加蛋白质和多糖类等面粉改良剂相比，添加脂肪酶后产品品质会得到大幅度提高。具体表现在以下三方面:(1)增加并保持弹性。(2)提高成品率。(3)面皮的改良。

2.2 脂肪酶在食用油脂工业上的应用

2.2.1 酶促油脂水解

将油脂与水一起在催化剂作用下生成脂肪酸和甘油的反应叫油脂水解反应，它在脂肪酸与肥皂工业上被广泛应用。传统的油脂水解反应使用无机酸、碱及金属氧化物等化学物质作为催化剂，需要高温、中高压、长时间及设备耐腐蚀的条件，其成本高、能耗大、操作安全性差，而且产物脂肪酸颜色深或生热聚合，不适用于热敏性油脂，如含共轭酸的油脂、易发生共轭化的油脂、易发生脱水的含油脂鱼油等。

2.2.2 酶促酯交换

将一种酯与另一种脂肪酸或醇或酯混合并伴随酰基交换生成新酯的反应叫酯交换反应。这是油脂工业常用来进行油脂改性的一种重要手段。传统的酯交换工艺采用的是化学方法，但会产生许多副产品。如果用非特异性脂肪酶来催化甘三酯的酯交换，也会得到与化学法酯交换类似的结果。目前，日本、英国已有了以棕榈油中间分提物为原料经酶促改性制取类可可脂的小规模生产。我国近年来对特有的油脂资源——乌桕脂和茶籽油经酶促改性制类可可脂有较多研究，目前正在探索其产业化道路。

2.3 脂肪酶在乳品工业中的应用

脂肪酶应用于乳酯水解，包括奶酪和奶粉风味的增强、奶酪的熟化、代用奶制品的生产、奶油及冰淇淋的酯解改性等。脂肪酶作用于乳酯并产生脂肪酸，能赋予奶制品独特的风味。脂