食品用酶制剂的生产及其应用

食品用酶制剂的生产及其应用

摘要：本文对食品用酶制剂发展现状进行基本介绍，阐述了食品用酶制剂的生产技术和基本要求；以及酶制剂在食品中的应用,还对食品用酶制剂的发展前景作了展望。

Abstract：On the development status of food enzymes used in this paper basic introduction describes technical and basic requirements of food enzymes used in the production and application of enzyme in food and also prospect of food enzymes.

关键词:酶制剂；食品；生产；应用

1食品用酶制剂

从生物（包括动物、植物、微生物）中提取的具有生物催化能力的物质，辅以其他成分，用于加速食品加工过程和提高食品产品质量的制品，称为食品用酶制剂。食品工业用酶制剂在生产使用时必须符合国家有关质量标准，酶制剂的剂型可以是液体的，亦可以是固体的[1] 。

2食品用酶制剂的发展现状

我国食品工业酶制剂质量和产量都和国外的差距很大。在国外已工业化应用的许多食品酶,国内还尚未生产;即使已在食品工业应用的酶,既无卫生要求,亦无产品质量标准;同一种酶制剂在一般工业和食品行业同时使用。目前,国内所用的酶制剂提取、纯化方法都采用盐析法。许多酶制剂在生产时,连发酵液中的菌体、残渣都未经除去,就直接盐析,或喷雾干燥,这显然不符合食品卫生法的要求,不能令人满

意。

3食品用酶制剂的生产技术

3.1粗酶制剂的生产技术

3.1.1提取分离法产酶技术

提取分离法产酶技术主要包括细胞破碎、酶的提取、酶的粗分离和酶的精制等技术环节。

细胞破碎

机械破碎法：捣碎法、珠磨法、匀浆法

物理破碎法：超声波破碎法、冻融法

化学破碎法：有机溶剂渗透法、表面活性剂渗透法

酶溶法

酶的抽提

酶的抽提是指在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程，也称为酶的提取。该过程实际上经常是在细胞破碎时已经同时进行。

抽提方法稀盐法：0.02~0.5mol/L

稀酸法: pH不能太低；

稀碱法：pH不能太高；

有机溶剂法：适用结合酶；

双水相萃取法

酶的粗分离：过滤分离，沉淀分离，离心分离

3.1.2微生物发酵法产酶技术

酶的微生物发酵生产方式有两种，一种是固体发酵法，另一种是液体发酵法。

固体发酵法固体发酵法是利用麸皮和米糠为主要原料，添加谷糠、豆饼等，加水搅拌成半固体状态，供微生物生长和产酶，主要用于真菌来源的商业酶的生产。其中用米曲霉生产淀粉酶，以及用曲霉和毛霉生产蛋白酶在中国和日本已有悠久的历史。固体发酵法操作简单，但条件不容易控制。

液体发酵法液体发酵法又分液体表面发酵和液体深层发酵法两种。其中液体深层发酵法是现在普遍采用的方法。我国酶制剂、抗菌素、氨基酸、有机酸和维生素等发酵产品均采用此种方法。

3.2食品用酶制剂的精制

目前,固体型酶制剂的精制方法,常用的是有机溶液沉淀法,丹宁沉淀法、淀粉吸附法和离子交换法等。

(一)有机溶剂沉淀法

用得最多的溶剂是乙醇和丙酮。由于有机溶剂的加入使蛋白质的空间结构发生改变,使一些疏水键暴露于表面,并与有机溶剂结合成疏水层,从而使蛋白质沉淀下来。这一机理表明过浓的有机溶液或过高的温度都可能使蛋白质变性或使酶失活。因此,其操作温度一般低于5℃。该法由于流程简短,收率较高,故国外普遍采用。【2】

(二)丹宁沉淀法

丹宁属多元酚物质,其分子中的很多羰基、羟基,在一定条件下能和蛋白质分子的肽键,羧基、氨基,借助氢键、酯键或盐键结合【3】,

从而形成大颗粒沉淀。但这种酶和丹宁的沉淀物,还必须借助于其他物质,如PVP(聚乙烯氮戊环酮),聚乙二醇、聚环氧乙烷、甘油油酸醋等,才能获得进一步的分离。由于上述这些物质能与丹宁生成树脂状或复合物沉淀,而使酶游离到上层清液。采用该法,可使酶浓缩10倍以上,其质量可达到食品级,甚至药用酶的要求。

(三)吸附法

采用经特殊处理的淀粉,从发酵液中提取a一淀粉酶,是一种比较经济而有效的方法,因作为吸附剂的淀粉,可当作填充剂留在酶中。此外,活性氧化铝、高岭土等的土类都可用作酶的吸附剂。白土类吸附剂,一般在弱酸性条件下能吸附酶或蛋白质,在中性或碱性条件下则解吸,从而达到分离。

(四)离子交换法

离子交换法的基本原理和吸附法是相同,工业上多采用改变pH值法。由于该法选择余地较大,预计今后应用前景广阔。

4.食品用酶制剂的要求

世界卫生组织(W.H.0)和联合国粮农组织(F.A.O),在日内瓦联合议定了食品工业用酶制剂的质量标准。对酶制剂原料,酶制剂生产过程以及最终产品的要求。

酶制剂生产过程的规定:

(1)生产菌种必须严格限制。美国食品及药物管理局宣布,除枯草杆菌、米曲霉菌,黑曲霉菌、啤酒酵母和脱壁酵母为安全菌株外,其它菌株生产酶,必须经过它的鉴定和批准,获得世界各国公认。

(2)酶的发酵液或抽提液,必须经过滤或分离,发酵残渣不允许留在食品中,残留的细菌要控制在允许范围内。

(3)食品中不允许加入作为盐析剂的硫酸按类和作为填充料的硫酸钠等水溶性无机盐。因为这类盐一旦进入食品就不能从食品中分离出来,但食盐除外。发酵时作为营养添加的盐类,在发酵终了时,必须全部利用或所剩甚微。

(4)不能用于食品的物质,禁止加入食品酶制剂中,例如非食品用杀菌剂、防腐剂等。

(5)食品酶制剂中,可以含有色素、多糖类杂质和少量杂蛋白,也可以有不妨碍其工艺效果的其它杂质酶。

5食品用酶制剂的应用

5.1 酶制剂在焙烤行业的应用

酶制剂在烘焙行业中广泛应用广泛，酶制剂可替代溴酸钾，溴酸钾是一种面粉强筋剂，也是致癌有害物。使用葡萄糖氧化酶、真菌淀粉酶、木聚糖酶、脂肪酶、糖基水解酶和谷氨酰胺转移酶等多种酶共同作用于面团，可全面提升面制品品质，达到甚至超过使用溴酸钾的效果，与溴酸钾相比，酶制剂更加健康，更符合当今社会人们对食品的要求。酶制剂可使生物增白，如在面制品中使用脂肪酶，可代替化学增白剂，改善面制品内部的白度和组织结构，提高馒头表面的光亮度和白度，实现生物法增白。酶制剂可延长面制品货架期，如使用麦芽糖淀粉酶可延缓面包、馒头等面制品老化现象[4]；酶制剂可提供安全食品，如淀粉类食品在高温（>120 ℃）烹调下容易产