第七章 酶的安全评价

1.1 酶制剂作为食品添加剂进入食品的潜在危害
酶与其他混入酶制剂的蛋白质，作为外源蛋白质在随同食 品进入人体后，有可能引起过敏反应。虽然目前还极少见 这样的例子，但在新的酶制剂出现时必须以予考虑。 另外，来源于微生物的酶制剂也可能带有毒素，必须选择 那些不产生毒素的菌种来生产酶制剂，或检查每一批酶制 剂以确定其不含毒素。酶制剂作为食品添加剂使用时应符 合国家标准GB 2760《食品添加剂使用卫生标准》的规定。
1.4 酶作用的解毒反应
1.4.1 去除食品中的抗营养因子
植酸以钙、镁、和钾盐的形式存在于豆类和谷类中。 易于同膳食中的铁、锌和其他金属离子形成难溶的 络合物，因而使人体吸收这些元素变得困难。 植酸酶能催化植酸水解成磷酸和肌醇，显著降低植 酸的含量。
近年植酸酶还用于酿造和饲料工业，以改善原料中 磷的利用，以及用于去钾大豆蛋白食物的生产，成 为肾脏病人蛋白质的来源。
自从2002年4月瑞典斯德哥尔摩大学Margareta Tornqvist教授首次发现，在油炸或焙烤的马铃薯和谷 物类食品中存在具有神经毒性的潜在致癌物——丙烯酰 胺，有关丙烯酰胺的问题立即引起了全世界的广泛关注。 随后英国、美国、加拿大等发达国家也开展了相关研究。 许多国家和国际性机构对丙烯酰胺在食品中形成机理、 危害评估和消除方法等方面进行广泛而深入研究。
虽然在食品加工中营养组分的损失主要
由于非酶作用所引起，但是食品材料中 一些酶的作用也可能发生。例如：维生素的
降解
☆ 维生素的降解
（1）脂肪氧合酶催化胡萝卜素降解使面粉漂白，在其他 食品如一些蔬菜的加工过程中脂肪氧合酶也参与了 胡萝卜素的破坏过程。 （2）在一些用发酵方法加工的鱼制品中，由于鱼和细菌 中的硫胺素酶的作用，使这些食品缺少维生素B1。 （3）抗坏血酸是最不稳定的维生素，虽然抗坏血酸氧化 酶能催化抗坏血酸氧化生成脱氢抗坏血酸，当脱氢 抗坏血酸内酯进一步水解生成2,3-二酮古洛糖酸后， Vc的活性才完全丧失。
如动物体死后，其合成代谢停止，而分解 代谢加快，因此就会导致组织腐败，但这 可能也会改善某些食品原料的风味。在大 多数成熟的水果中，由于某些酶的增加， 会使得其呼吸速度加快，淀粉转变为糖， 叶绿素发生降解，细胞体积快速增加。这 些变化，对于水果风味的改善是有益的； 而对蔬菜来讲，叶绿素的降解则是有害的。
1.4.4 其他
有研究发现，α-葡萄糖基转移酶用于甜叶菊 加工，可以脱苦涩味；黄曲霉毒素B1经黄曲霉毒
素脱毒酶处理后毒性、致畸性极大降低。所有
这些都证明酶法解毒是一种安全、高效的解毒
方法，对食品无污染、有高度的选择性，且不
影响食品的营养物质。
2 、酶制剂的安全评价
对酶制剂产品的安全性要求，联合国粮农组织 （FAO）和世界卫生组织（WHO）食品添加 剂专家委员会（JECFA）早在1978年WHO第 2届大会就提出了对酶制剂来源安全性的评估 标准。
小块后彻底清洗，那么留在组织中的微量HCN在随后的烧煮
中就很容易挥发除去。
十字花科植物的种子以及皮和根含有葡萄糖芥苷， 葡萄糖芥苷属于硫糖苷，在芥苷酶作用下会产生对 人和动物体有害的甲状腺肿素，可用加热的方法使芥
苷酶失活。
因此，食品加工的条件必须按照终产物的物理化学性质而变化。
1.3 酶作用导致食品中营养组分的损失
第2节 酶与食品质量安全
其一，酶存在于所有的新鲜食品和发酵食品中。例如， 坚果、乳、奶油、干酪、新鲜水果和蔬菜、未烧煮的肉、 鱼和蛋中都富含各种酶类。当人们食用这些食品时，相 当数量的酶就摄入人体中。包括：动物、植物和微生物 来源的酶。在发酵和腌制食品中，干酪、酸奶、啤酒和 腌黄瓜，就含有微生物来源的酶。 其二，作为微生物来源的外源食品酶制剂，通常除了包 括酶蛋白本身以外，还含有微生物的代谢产物，以及添 加的保存剂和稳定剂。酶作为食品添加剂，应该考虑到 其卫生和安全方面的问题。
1.1 酶制剂作为食品添加剂进入食品的潜在危害
迄今为止，还没有充分的证据表明，用于食品 工业中的酶是有害于人体健康的。此外，在大 多数情况下，酶在加工中已失活，且在加工中 失活的酶经进一步的单元操作是否尚存在于食 品中，在很多情况下也是不确定的。目前尚未 明确标签上是否需要注明所添加的酶。
1.2 酶催化有毒物质的产生
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 等多于原料的前处理，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。
酶制剂作为食品添加剂的活性制剂，在食品 加工中发挥着重要作用，它的开发和利用代表 着食品添加剂应用技术的先进程度。随着酶制 剂在食品应用领域不断扩大，酶制剂的发展也 逐步从单一酶向复合酶过渡，新的固定化酶、 基因工程酶等新制剂也不断得到应用。
在生物材料中，酶和底物处在细胞的不同部位，
仅当生物材料破碎时，酶和底物的相互作用才
有可能发生，其次，湿度、pH、温度、辅酶和
金属离子等条件也是重要的。有时底物本身是
无毒的，在经酶催化降解后可能产生有害物质。
例如，
木薯含有生氰糖苷，虽然它本身并无毒，但是在内 源糖苷酶的作用下，产生氢氰酸。如果将木薯根切成
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。 不同的酶组合加工不同的多肽，如大豆肽、花 生多肽、动物多肽等。还有淀粉深加工用复合 酶分步反应生产低聚糖、异低聚糖已经成为大 工业化生产，为保健品行业提供新原料。
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。为儿童提高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。
目前与甘氨酸配合食使用的溶酶菌制剂，应 用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。 在低度酒中添加20mg/kg的溶酶菌不仅对酒的风 味无任何不良影响，还可防止产酸菌的生产 ， 同时受酒类澄清剂的影响很小，是低度酒类较 好的防腐剂，如日本就把溶酶菌用于清酒的防 腐。
乳制品保险牛乳中含有13mg/dl的溶酶菌， 在人乳中含量为40mg/ml。在鲜乳或奶粉中 加入一定量溶酶菌，不但可起到防腐作用， 而且还有强化作用，能增进婴儿健康。 海产品及水产品如虾、鱼和蛤蜊等在含甘 氨酸、溶酶菌和食盐的溶液中浸渍5min后， 沥干，在5℃下保存9d后，无异味、无色泽 变化。
生物技术的发展，通过基因工程手段改造部分微生物的基因，从而改 变酶蛋白的基本结构，达到强化酶在某方面功能特性目的的做法已成 为商业上成功的典范，同时，这种做法给食品酶的应用带来安全隐患。
对食品工业用酶制剂生产及应用进行安全卫生管 理，从而建立一套科学使用规范及酶制剂安全性 评价体系。
酶制剂是一类从动物、植物、微生物中提取具有 生物催化能力的蛋白质。具有高效性，专一性， 在适宜条件下具有活性。 酶制剂具有酶特性，主要作用是催化食品加工过 程中各种化学反应，改进食品加工方法。
☆ 酶法低乳糖牛乳的生产工艺
low-temperature / lactozym hydrolyzation technology低温 (乳糖酶）水解技术（LHT）一般是在40度左右用乳糖酶 将牛奶中的乳糖水解成葡萄糖和半乳糖，解决某些人群的
乳糖不耐症问题。
1.4.3 降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量
2.1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 2.2与油脂生产有关的酶制剂 2.3与蛋白质有关的酶制剂 2.4与面包生产有关的酶制剂
2.5与啤酒有关的酶制剂
3．1用于保藏 3．2提高食品质量和增加营养价值 3．3增加品种和方便性
3．4提高食品生产效率
淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史， 淀粉加工用酶所占比例达到15%，是酶制剂最 大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高， 并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提 到的是一系列新的酶制剂的发现和应用。
复合蛋白酶可嫩化肌肉，使肉制品鲜嫩可口， 谷氨酰胺转胺酶，用于鲜肉处理，可以通过催 化蛋白质分子之间发生的交联，改善蛋白质的 许多重要性能，如用该酶生产重组肉时，它不 仅可将碎肉粘结在一起，还可以将各种非肉蛋 白交联到肉蛋白上，明显改善肉制品的口感、 风味、组织结构和营养成份。
由淀粉酶、木聚糖酶、葡萄糖氧化酶和脂肪酶 等组成的面包、馒头等发酵面食专用复合酶，已 经广泛用于面食加工中。代表产品有面包改良剂， 通过加入各种酶制剂，是原料的耐搅拌性增强， 面团光滑、柔软，有效地缩短发酵时间，提高耐 醒发能力，入炉后有较好的膨胀效果，内部细腻、 气孔均匀，面包芯洁白、柔软，富有弹性，口味 醇香，体积大，冷却后不易收缩，有效地延长了 面包的老化周期及货架期。
1.4.2 水解牛乳中的乳糖
牛奶中所含的乳糖是一种双糖，因为分子太大， 要在小肠中消化成较小的葡萄糖及半乳糖才能穿 过肠壁进入血管中被吸收。但当小肠中的乳糖酶 未能发挥作用时，乳糖就在大肠内发酵，大约半 小时至2小时内出现胀气、腹痛、呕吐或拉肚子 等症状。乳糖不耐症是一种相当普遍的现象，特 别是亚洲人的乳糖酶缺乏发生率高达90%以上。
蛋白质在食品加工中，不仅具有营养的功 能还具有各种物理功能，提高这类功能将会 增加其附加值，要达到这个目的需要利用蛋 白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生 产氨基酸系列的调味品，就必须把蛋白质彻 底分解为氨基酸。
在崇尚天然追求健康的背景下，全世界 生产面包使用的酶制剂正逐年增加。使用 酶制剂可使面包更柔软，抑制淀粉老化， 延长保存期。现在面包厂为了改善揣好的 生面团中各成分的性质，使用了各种酶制 剂，主要是淀粉酶蛋白酶，半纤维素酶， 葡萄糖氧化酶，抗坏血酸氧化酶等。
在啤酒酿造工业中，为了达到改善麦汁的组 成和啤酒风味等目的都添加了酶制剂。双乙酰是 啤酒发酵中重要的风味物质，双乙酰浓度极稀时 有奶香味，但含量超过一定量时即有馊饭味。因 此，双乙酰含量的高低可视为判断啤酒发酵是否 成熟、评定啤酒品质好坏的一个重要因素。
溶酶菌现已广泛地被用作水产品、肉食品、 蛋糕、酒精、料酒、饮料以及日用化妆品的防 腐剂。由于食品中的羟基和酸会影响溶酶菌的 活性，因此，它一般与酒、植酸、甘氨酸等物 质配合使用。
酶制剂主要用于食品加工和制造业方面， 它在对提高食品生产效率和产量、改进产品 风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替 代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环 境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。
酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋 白质，因此作用条件非常温和。许多酶所 催化的反应从动植物最初生长时就开始了， 当它被作为食品时，其体内酶的催化作用 仍然继续进行着。
如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海 藻糖，改变了先前从酵母等食物中抽提的生 产方法，生产成本大大下降。这种糖不仅耐 酸、耐热、防龋齿，还可抑制蛋白质变性和 油脂酸败，市场日益扩大。
油脂是人类食品的主要营养成分之一，有 赋予食品不可缺少的风味，而且用酶法生产 有益健康的油脂的正逐步应用成熟，如用 DHA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料 所制作的食品销售额已达400亿日元。
1.4.3 降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量
目前，淀粉类食品在加工中丙烯酰胺的生成机 理的研究已有突破性进展；在食品贮藏和加工 方法方面，欧美和日本等国对食物加工前的保 存条件、加工温度对食品中丙烯酰胺含量的影 响进行了研究，并提出减少丙烯酰胺的方法， 如降低加工温度、体系pH值，减少原料中天门 冬酰胺的含量等。瑞士科学家Vass等研究发现 天门冬酰胺酶应用可降低薄脆饼干70％丙烯酰 胺含量，但作用机理还有待于进一步深入分析 和研究。
第七章 工业用酶制剂安全性评价
主要内容：
1. 食品酶制剂的概念来源与应用 2. 食品工业用酶制剂的安全性评价 3. 食品工业酶制剂的安全性管理
酶具有改善食品品质和加工性能的作用，酶在食品工
业中的应用日益深入和广泛，极大地促进了酶制剂工业的发展。
酶的来源及其性质也关乎食品质量安全，特别是随着