酶工程在食品工业中的应用

酶工程在食品工业中的应用

专业：生物工程姓名：班级：生物工程二班学号：

内容摘要：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

正文：

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。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。

酶工程包括自然酶的开发及应用,固定化酶、固定化细胞、多酶反应器(生物反应器) 、酶分子的修饰改造及酶传感器等,广泛应用于食品加工的许多领域,本文简要介绍酶工程在食品添加剂和功能食品成分开发中的应用。

一、酶工程在食品添加剂开发中的应用

1、在甜味剂中的生产应用：海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。张

海平和杨静[1 ]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 %。薛璐和马莺[2 ]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。

林勤保研究了低热量葡聚糖的制备工艺,发现用α- 淀粉酶和真菌淀粉酶水解得到的产品色泽好,并且易于喷雾干燥,是很好的一种水解处理

得到低热量葡聚糖的方式。

低聚木糖是一种具有多种保健功能的食品添加剂,主要以富含半纤维素的原料经一定的加工方式制得。石波和李里特研究了以玉米芯为原

料,采用质量分数2 %的NaOH 溶液进行预处理,通过sp1E - 86 菌株生产的木聚糖酶酶解制备低聚木糖。其考察了不同酶解反应时间条件下低聚木糖产物平均聚合度的变化情况,并用TLC 法测定出研究所得的产物是以木糖、木二糖为主的低聚木糖产品。

甜菊苷是一种非营养型功能性甜味剂。甜菊苷具有轻微的苦涩味,通过酶法改质后可除去苦涩味从而改善风味。酶处理方法是在甜菊苷溶液中加入葡萄糖基化合物,采用葡萄糖基转移酶处理,生成葡萄基甜菊苷。

甘草中所含的甜味物质甘味物质甘草苷是一种功能性甜味剂,具有补脾益气、解毒保肝、润肺止咳的功效。甘草苷经β- 葡糖苷酸酶处理,生成单葡糖苷酶基甘草酸,其甜度为甘草甜素的 5 倍,是高甜度的甜味剂和解毒剂

2、在调味剂中的生产应用：李祥、罗仓学和彭小平、杨宁以啤酒废酵

母为原料,添加蛋白酶和葡聚糖酶,经过脱苦、自溶等工序而制成的酵母抽提物,富含多种氨基酸,具有强烈的增鲜效应及醇厚浓郁的肉香味,风味、质量达到国外同类产品的先进水平。

刘雄、阚健全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、在营养强化剂中的生产应用：SOD 具有抗氧化、抗辐射和抗衰老的功效,

是一种颇受关注的酶。目前SOD 主要从动物血液中分离纯化得到。由于血液中含有大量的杂蛋白,分离纯化工艺复杂,因此难以达到要求。从天然植物中分离纯化SOD ,又受到地理环境和气候条件等影响,难以满足需要。张毅,李弘剑[10 ]从大蒜的外植体中诱导、选育得到优良的大蒜细胞,再通过大蒜细胞培养进行SOD 生物合成及其调节控制的研究。结果表明果胶酶等生物刺激剂可明显提高SOD 的生成率,这为大蒜细胞SOD 的工业化生产打下了基础。邓尚贵、章超桦[11 ]研究了以价廉的相手蟹、翡翠贻贝、马氏珍珠贝和青鳞鱼为原料,采用双酶法(枯草杆菌中性蛋白酶和胃蛋白酶) 水解它们的蛋白质,经减压浓缩或喷雾干燥制作水产HAP (水解运动蛋白产物) 的工艺。结果表明四种水产原料的蛋白质水解度分

别为4314 %、8210 %、8216 %和9316 %;并且用双酶法研制的水产HAP 使用方便、价廉物美,具有独特的海鲜风味和特殊的营养保健功能,是一种营养保健型的食品添加剂。橘皮苷是一种营养添加剂,具有降低血压、抗过敏和强化毛细血管壁等作用,但其在水中的溶解度极低。在橘皮苷中加入糊精,采用环糊精葡聚糖转移酶处理,生成水溶性的酶改性橘皮苷。

4、在香味剂中的生产应用：浓香型曲酒是以己酸乙酯为主体香,中科院成

都生物研究所“RMZ”酶研究组与曹雪芹家酒厂科研所合作,将“RMZ”

酶工程技术应用在曹雪芹家酒厂,利用“RMZ”香酯酶催化生物合成己酸乙酯,研制出一种优质、浓香型曲酒。

实验室利用微生物酶类生产香兰素的研究也有报道：例如利用黑曲霉胺氧化酶和大肠杆菌单胺氧化酶氧化香草胺生产香兰素;还研究了用固定化胺氧化酶连续生产香兰素,并预计黑曲霉胺氧化酶连续生产香兰素的技术将应用于工业生产中。利用脂肪氧转化丁子香酚和异丁子香酚生产香兰素,用异丁子香酚作为底物时,转化产量约为100- 150mg/ g。

顺- 3 - 己烯醇和反- 2 - 己烯醇具有新鲜、青香气息,采用从豆类提取的脂肪氧合酶或均质的植物组织如莴苣叶可将亚油酸转化成顺- 3 - 己烯醇和反- 2 - 己烯醇[15～16 ] 。

张文启报道酶法奶类香精是以稀奶油或奶油为原料,通过脂肪酶或接入某种微生物,使乳脂肪分解,从而得到增强许多倍的乳香原料。广州百花香料股份有限公司采用酶法水解黄油,生产系列奶类或乳化牛奶香精,取得了良好的经济效益。

5、在乳化剂中的生产应用：许剑秋采用酶法生产工艺,以饴糖生产下脚料为

原料,酸性蛋白酶生产米蛋白,生产的米蛋白可作为食品工业上优质的乳化剂。李和平、李梦琴采用玉米麸质粉为主要原料,经α- 淀粉酶液化、水解、脱色脱臭及干燥制得新型食品添加剂玉米蛋白发泡粉,所得产物的蛋白质含量为6318 % ,得率达5314 %。

二、在功能成分开发中的应用

1、活性多糖：甲壳素经细菌(或真菌) 中的甲壳素脱乙酰酶处理可制取得到

壳聚糖。动物软骨经木瓜蛋白酶处理提取硫酸软骨素。猪小肠粘膜(肠衣