酶技术在食品保鲜中的应用

生物酶在食品保鲜方面的应用

（食工0602 匡岳平061202029 08-10-4）

概述：本文从实例出发，对生物酶在食品保鲜中的应用做了概述，简单介绍了生物技术应用背景，着重介绍了生物酶的优点，并从化学反应的角度分析了生物酶在食品保鲜方面的作用机理。

关键词: 生物技术，生物酶，食品保鲜

生物酶技术应用背景

在食品保鲜技术方面，传统的保鲜技术面临巨大挑战，生物技术便是近年来的最具有发展前途的保鲜方法，比如生物防治、遗传改良、生物酶方法等等。与传统保鲜方法相比，生物技术在食品保鲜方面有很多优势：无污染，对环境友好;见效快，用量少；专一性好，不容易带来副作用。生物技术中，生物酶技术应用得最为成功

生物酶技术概述

生物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。生物酶普遍存在于动、植物和微生物中,通过采取适当的理化方法,将酶从生物组织或细胞以及发酵液中提取出来,加工成具有一定纯度标准的生化制品,从而可以批量地用于对食品保鲜的加工过程中。

生物酶保鲜技术是利用酶的催化作用,防止或消除外界因素对食品的不良影响,从而保持食品原有的优良品质与特性的技术。而且酶制剂除具有一般化学催化剂的特性外,与其他方法相比还具有以下独特优点:

(1) 无毒性。酶制剂本身无毒、无味、无嗅,不会损害食品的价值。

(2) 高度催化性。酶制剂有高度催化性,用低浓度的酶也能使反应迅速地进行, 1gα- 淀粉酶晶体在65 ℃条件下只需15 min ,就可使2 t 淀粉转化为糊精。

(3) 作用条件温和。酶制剂作用所要求的温度、pH 值等作用条件都很温和,不会损害食品的质量。例如用酸作催化剂催化水解淀粉成葡萄糖,需要在0. 25～0. 3 MPa 的蒸气压力和135～145 ℃的高温下才能进行,而用α- 淀粉酶,在pH值6. 0～6. 5 ,85～93 ℃便可把淀粉水解成糊精,再用糖化酶在pH值4. 5～5. 0 ,55～65 ℃条件下便可把糊精水解成葡萄糖

(4) 对底物专一性。酶制剂对底物有严格的专一性,添加到成分复杂的原料中不会引起不必要的化学变化。例如啤酒中的蛋白质可用蛋白酶去除,桔汁中的苦味成分柚甙可用柚甙酶分解而不影响风味。

(5) 加热可终止反应。必要时可用简单的加热方法就能使酶制剂失活,终止其反应,反应终点易于控制。

正是由于酶制剂进行食品保鲜具有上述独特优点,所以它广泛应用于各种食品的保鲜中,有效地防止了外界因素对食品造成的不良影响。某些酶可以通过除氧或抑制微生物的生长延长食品储存期。

目前应用较多的是溶菌酶、葡萄糖氧化酶、异淀粉酶和纤维素酶等。

生物酶技术应用实例

1.异淀粉酶

异淀粉酶能够专一性分解淀粉类物质中的α 糖苷键。大米、蚕豆、马

铃薯、麦芽和甜玉米等均发现有异淀粉酶存在。异淀粉酶现已应用于以淀粉为原料的食品生产。单独采用异淀粉酶, 可使支链淀粉变为直链淀粉。直链淀粉具有凝结成块, 易形成结构稳定的凝胶物性。因此, 可以作为强韧的食品包装薄膜。该薄膜对氧和油脂具有良好的隔绝性, 又因涂布展开性好, 故适合作为一些食

品的保护层。异淀粉酶处理谷物淀粉制成的直链淀粉, 也可以制成高质量的粉丝。

2.纤维素酶

纤维素酶根据其催化反应功能的不同可分为内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和葡聚糖苷酶。内切葡聚糖酶随机切割纤维素多糖链内部的无定型区,产生不同长度的寡糖和新链的末端。外切葡聚糖酶作用于这些还原性和非还原性的纤维素多糖链的末端,释放葡萄糖或纤维二糖。β-葡萄糖苷酶水解纤维二糖产生两分子的葡萄糖。

有些果蔬经过纤维素酶处理后, 细胞壁会发生膨胀、软化, 可提高可消化性和改进口感。马铃薯、胡萝卜等经纤维素酶处理, 干燥后再加水时具有复原性, 便于果蔬贮存与运输。

3.溶菌酶

溶菌酶又称胞壁质酶或N2乙酰胞壁质聚糖水解酶,可以水解细菌细胞壁肽聚糖的β21 ,4 糖苷键,导致细菌自溶死亡。溶菌酶的分子量14 000 左右,等电点10. 7～11. 0 ,其化学性质十分稳定,在pH 值1. 2～11. 3 剧烈变化时,其结构几乎不变,

故非常适合于各种食品的防腐。对革兰氏阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌等都有抗菌作用,而对没有细胞壁的人体细胞不会产生不利影响。能杀死肠道腐败球菌,增加抗感染力,同时还能促进婴儿肠道双歧乳酸杆菌增殖,

促进乳酪蛋白凝乳利于消化,所以是婴儿食品、饮料的优良添加剂。对人体完全

无毒、无副作用,具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤的功效,是一种安全的天然防腐剂。用溶菌酶处理食品,可有效地防止和消除细菌对食品的污染,起到防腐保鲜作用。因此溶菌酶现已在干酪、水产品、酿造酒、乳制品、肉制品、新鲜果蔬、豆腐、糕点、面条、及饮料等防腐保鲜中广泛应用。马美湖等的研究也证明溶菌酶对于控制细菌总数的增殖,减缓TVB2N 的上升具有极其重要的作用。

3. 1 在乳制品的保鲜与强化中的应用。目前,我国液态乳制品发展很快,溶菌酶应用于乳制品中可起到防腐的效果,尤其适用于巴氏杀菌奶,可有效地延长保存期。由于溶菌酶具有一定的耐高温性能,也可适用于超高温瞬间杀菌奶。添加剂

量为300～600 mg/ kg ,其方法为包装前添加,超高温瞬间杀菌奶也可以在杀菌前

添加。在干酪的生产中,添加一定量的溶菌酶,可防止微生物污染而引起的酪酸发酵,以保证干酪的质量。新鲜的牛乳中含有少量的溶菌酶,每100ml 约含13mg ,而

人乳中含有40 mg/ ml 溶菌酶。若在鲜乳或奶粉中加入一定量的溶菌酶,则不但有防腐保鲜剂的作用,而且可达到强化婴儿乳品的目的,有利于婴儿的健康。

3.2 水产品的保鲜。一些新鲜水产品(如:虾、鱼等) 在含甘氨酸(0. 1M) 、溶菌酶(0. 05 %) 和食盐(3 %) 的混合液中浸渍5 min 后沥去水分,保存在5 ℃的冷库中,9 d 后无异味、色泽无变化。

3.3 在低温肉制品中的保鲜应用。由湖南农业大学研制的HNsafety - 010 低温肉制品保鲜剂,专门适用于低温肉制品的保鲜。采用纯天然、安全、无毒、高