酶在食品加工中的应用

6.葡萄糖氧化酶

第五章 酶在食品加工中的应用
葡萄糖氧化酶在有氧的条件下将葡萄糖氧化，并伴 有过氧化氢的生成。 传统的观点认为，葡萄糖氧化酶可氧化面筋蛋白中 的-SH键，从而加强了面筋蛋白间三位空间的网状 结构。过氧化氢进一步氧化-SH，生成二硫键（S-S-），从而增强了面筋网络。可显著增强面团 筋力，使面团不粘，更有弹性和韧性。 同时随着葡萄糖氧化酶添量的增加，面包抗老化效 果也随之增加，并且效果显著于溴酸钾。葡萄糖氧 化酶作为一种面粉改良剂有望得到广泛的应用。






葡萄糖聚合度 7~8 16 21 28 34 41 61 120 330
与碘液呈色 无色 淡红色 红色 红紫色 紫色兰 紫色 兰色 兰色 兰色
最高吸收波长（nm） 480 510 540 560 580 600 620 630
第五章 酶在食品加工中的应用
连续（喷射）液化法

异构化作用，开链葡萄糖分子中 的醛基转变成酮基，得到果糖；
第五章 酶在食品加工中的应用
3.饴糖、麦芽糖等生产中的应用

饴糖是以高粱、米、大麦、粟、玉米等淀粉质的粮食为原 料，经发酵糖化制成的食品，主要含麦芽糖，有软、硬之 分，软者为黄褐色粘稠液体；硬者系软饴糖经搅拌，混入 空气后凝固而成。
第五章 酶在食品加工中的应用

α -淀粉酶: 麦芽α - 淀粉酶、真菌α - 淀粉酶和细菌α - 淀粉酶。
淀粉分解限 度% 35 35 48 48 48 40 主要水解产物 耐热性 ℃(处理15‘） 65~80 75~90 55~70 55~70 50~60 适宜pH 5.4~6. 0 5.0 4.9~5.2 4.9~5.2 3.6 5.3
复合低聚糖
有机酸、有色物质等
第五章 酶在食品加工中的应用
酶法生产葡萄糖

淀粉→ 调浆→ 酶法喷射液化→ 酶法糖化→ 脱色 → 过滤→ 离子交换→ 真空浓缩→ 液体葡萄糖→
固体葡萄糖
第五章 酶在食品加工中的应用
液化
淀粉液化常用的酶

α-淀粉酶：作用于淀粉分子内的α-1，4糖苷键（不能水解α- 1，6 糖苷键），使糖苷键断裂，相对分子质量逐渐变小，依次变为糊精、 低聚糖，所以也称内切淀粉酶。



第五章 酶在食品加工中的应用
二、酶在制糖工业中的应用
1.葡萄糖生产 2.果葡糖浆生产中的应用 3.糊精、麦芽糊精生产中的应用 4.环状糊精生产中的应用

第五章 酶在食品加工中的应用
1.葡萄糖生产
葡萄糖生产方法 1.酸解法 2.酶解法（双酶法）√ 3.酸酶结合法

3.脂肪氧合酶
几种植物中脂肪氧合酶的相对活力
植物 相对活力/% 大豆 100 绿豆 48 豌豆 35 小麦 2 花生 1

大豆粉是一种很好的脂肪氧合酶来源。在一些面包中（如 港式面包）通常以大豆粉或脱脂大豆粉的形式添加，添加 量约为0.5~3.0%。
第五章 酶在食品加工中的应用
脂肪氧合酶

脂肪氧合酶在焙烤工业中起着重要作用 有显著延缓老化作用。因脂肪酶能将甘油三酯分解为单或双油酯。该 酶在氧化不饱和脂肪酸时产生氢过氧化物，氢过氧化物进一步氧化面 筋蛋白中的-SH，生成二硫键（-S-S-），并能诱导蛋白质分子聚合， 使蛋白质分子更大，从而增强面团的搅拌耐力。 脂肪氧合酶能催化面粉中的不饱和脂肪酸发生氧化，生成芳香的羰基 化合物而增加面包风味。 脂肪氧化酶添加于面粉中，可以使面粉中不饱和脂肪酸氧化，同胡萝 卜素发生共轭氧化作用，而将面粉漂白，这有利于制造白色面包。
酶法生产 大米或糯米粉浆18~20Be, pH6.0~6.5,加α-淀粉酶，85~90℃ 反应，至碘颜色消失，冷却至62 ℃，加β-淀粉酶，保温10h，饴糖 中麦芽糖含量达60~70%。
第五章 酶在食品加工中的应用
淀粉酸水解
淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生着： 水解反应、 复合反应、分解反应；
淀粉
盐酸 高温、高压、
葡萄糖
复合二糖
5‘-羟甲基糖醛
复合反应： 葡萄糖分子间经1-6 糖苷键结合成龙胆二 糖（有苦味）、异 麦芽糖和其他低聚糖 （合称复合低聚糖）。 分解反应： 葡萄糖→羟甲基糠醛 →有机酸、色素等。

第五章 酶在食品加工中的应用
戊聚糖酶

面粉中约含有1%不溶性五碳聚糖，它可导致面包体积减小，并使面 包瓤粗糙，因此加人戊聚糖分解酶使五碳聚糖水解，从而改善面包的 品质。 由于消费偏爱，在一些国家全小麦面包是生产的一种主要类型。应用 不同的纤维原料会出现生产和品质问题。这是由于不同的纤维原料有 不同的束水性能，导致面团的吸水速率和吸水量产生差异。戊聚糖可 用来矫正这些差异以及解决与生产高纤维面包相关的质量问题。 正因如此，全小麦面包和高纤维面包也许会成为戊聚糖酶应用的一个 主要领域。 在其他焙烤制品的生产中几乎没有应用戊聚糖酶的报道。


第五章 酶在食品加工中的应用
谷氨酰胺转氨酶

在高纤维面包制作过程中，高比例的纤维含量破坏了面团中淀粉、面 筋和戊聚糖等成分的平衡，降低了面团的可焙烤性。加入TGase， 可提供面团的稳定性，在使用机械分割、成型时效果更好。 TGase可提高面筋蛋白的吸水量，在蒸煮过程中有更多水分释放给 淀粉，同时使面团不粘，有利于机械加工。 TGase还可在其他焙烤中，如蛋糕、蓬松油酥点心、饼干和面包糠 等，防止焙烤后的塌陷，并增大体积。 增加脆度，并使脆度持久。 TGase可降低油炸圈的吸油率，加TGase 0.1U/g面粉含脂肪由 18.2%降低到13.8%。脆度同时提高。


淀粉受到α-淀粉酶的作用后，遇碘呈色很快反应，如下表现：
蓝→紫→红→浅红→不显色(即碘原色) 糊精是若干种分子大于低聚糖的碳水化合物（一般含2~10葡萄糖单 位的为低聚糖） 。糊精具有旋光性，还原性，能溶于水，不溶于酒 精。与碘作用，聚合度不同颜色不同。
第五章 酶在食品加工中的应用
葡萄糖聚合度与碘液的呈色


作用于面筋将其分解成相对分子量较小的物质，从而 降低面团的黏度，使黏性适中并缩短面团调制时间。
蛋白酶

第五章 酶在食品加工中的应用
蛋白酶添加到面粉中，使面团中的蛋白质在一定程 度上降解成肽和氨基酸，导致面团中的蛋白质含量 下降，面团筋力减弱，满足了饼干、曲奇、比萨饼 等对弱面筋力面团的要求。
第五章 酶在食品加工中的应用

1.淀粉酶 2.蛋白酶 3.脂肪氧合酶 4.戊聚糖酶 5.脂肪酶


6.葡萄糖氧化酶
7.乳糖分解酶 8.谷氨酰胺转氨酶 9.混合酶 这些酶制剂的使用可以增大面包体积，改善面表皮色泽，改良面粉质量，延 缓陈变，提高柔软度，延长保存期限等。
第五章 酶在食品加工中的应用
1.淀粉酶
降温至糖化温度
第五章 酶在食品加工中的应用
第五章 酶在食品加工中的应用
喷射液化

（1）调浆。保持淀粉浓度为17°Beˊ，用Na2CO3。调至pH5.0～7.0，加
入耐高温的a-淀粉酶，料液搅拌均匀后用泵把粉浆打人喷射液化器。 （2）喷射液化。预热喷射器及层流罐至100℃，然后进行喷射液化，温度 105～110℃维持15～30min。 （3）高温处理。通过第二只喷射器将料液加热至135～140℃以上，并通过 维持罐保持3～5min、135℃以上热处理，可达到三个目的：第一灭酶，第二 使蛋白质凝固，第三使淀粉分散。
饴糖工艺
细菌α-淀粉酶 ↓
精制淀粉 糖化液 → → 淀粉乳 加热沉淀 → → 酶液化 过滤 → → 液化淀粉 浓缩 → → 糖化 制品 →
粉碎麦芽
→ 酶液



添加麦芽：0.3~0.5% 温度：55~60℃ 搅拌：20min 作用时间：5h 分解率：35% 灭酶：90 ℃ 加沉淀剂、加热、过滤 真空浓缩：水分含量16%




（4）真空闪急冷却。经过冷却处理，料液温度从145℃降至95～97℃。温,至糖化温度。
第五章 酶在食品加工中的应用
糖化

加糖化酶：（10×104UmL）0.75~1L/t淀粉。 60˚C pH4.5维持30~48h.转化率97~98%。 除胶：加1%糖量的膨润土，硅藻土过滤机。 脱色：活性炭脱色。 离子交换：提纯。


浓缩：30%浓缩到75%。
结晶：浓缩至85%~90%，加入晶种，于 40~50℃下结晶，降温至10~25 ℃放置72h。 制粉：切削法或喷雾干燥。 糖化时间32小时，用无水酒精检验无糊精存在 时，糖化结束，然后将pH调整至4.8-5.0，维 持20分钟灭酶

第五章 酶在食品加工中的应用
2.果葡糖浆生产中的应用


7.乳糖分解酶

第五章 酶在食品加工中的应用
乳糖酶也用于加脱脂奶粉的面包制造中，它可以分 解乳糖生成可发酵性的糖，促进发酵。 所分解的半乳糖则可参与着色反应，改善面包色泽。 用量一般为加入奶粉量的0.006%以下。

第五章 酶在食品加工中的应用
8.谷氨酰胺转氨酶（TGase）

为了满足顾客对面包新鲜度的要求，面团经常被深度冷冻 或延迟发酵，需要面团在贮藏了几天后焙烤。这样耗时的 面团制备过程与焙烤过程就相互分开。 但深度冷冻对面团有负面影响，TGase通过共价交联作 用使面筋网络结构的冻融稳定性提高。共价交联使网络结 构的强度增大。 TGase为天然蛋白质，替代某些化学氧化剂如溴酸钾、 偶氮甲酰胺等，许多国家禁止使用化学氧化剂。




2. 蛋白酶


第五章 酶在食品加工中的应用


目前在焙烤工业中使用的蛋白分解酶有: 霉菌蛋白酶、 细菌蛋白酶 植物蛋白酶。 其中 以霉菌蛋白酶应用的最为广泛，而且研究的也最彻底。
第五章 酶在食品加工中的应用
蛋白酶

作用：
不是破坏二硫键，而是断开形成面筋的三维网状结构。
蛋白酶的作用主要表现在面团发酵过程中。使面粉中 的蛋白质降解为肽、氨基酸，以供给酵母氮源，促进 发酵。 发酵初期酵母可用面粉中的含氮化合物，后期氮源不 足时可利用酶分解的含氮化合物。
酶的来源
枯草杆菌 (液化型) 枯草杆菌 (耐热型) 朱曲霉 黑曲霉 根霉 麦芽
糊精麦芽搪30% 葡萄搪6% 糊精、麦芽搪 葡萄糖 麦芽搪50% 麦芽搪50% 麦芽搪50% 麦芽搪
淀粉酶

第五章 酶在食品加工中的应用
α-淀粉酶是一种内切酶，水解α - 1，4葡萄糖苷键，它能分解直链淀粉 (约占淀粉中的26%)变成糊精。真菌α -淀粉酶水解淀粉的终产物主要以 麦芽糖为主且不含大分子极限糊精，使淀粉分子变小，面团粘度下降。 使面团中酵母可利用的糖量增加，促进酵母的代谢。大多数面粉仅含少量 发酵糖(1%、2%)。 产生还原糖，有利于增加面包的风味、表皮色泽，并改善面包的纹理结构， 增大面包体积。 在面包粉中添加适量的α-淀粉酶，还可使面包体积提高10%左右，这是 因为烘烤面包时，α-淀粉酶水解部分淀粉，生成糊精和糖，降低了面团粘 度，导致面团膨胀率提高，焙烤后面包体积增大，面包心柔软度变好。 另外，α-淀粉酶在降解面团中的淀粉时有少量糖产生，有利于促进焙烤时 糖和蛋白质的“美拉德反应”，形成褐色的“类黑色素”，使面包上色更 好。

调浆(配料)—— 泵 —— 喷射泵(一次喷射）——层流罐——喷射泵
(二次喷射） ——闪蒸器冷却——维持罐——薄板换热器
工艺控制要点：


淀粉乳浓度33%左右
加耐高温α-淀粉酶（2×104UmL）0.5~0.6L/t淀粉。 pH6.0~6.5


一次喷射液化105˚C
保温 40~60min 二次喷射液化135˚C，停留8min。


第五章 酶在食品加工中的应用
4.戊聚糖酶

机理没有定论。

已研究戊聚糖酶对小麦面粉和黑麦面粉(戊聚糖含量分别 为6%和9%)中的戊聚糖的作用。戊聚糖能结合水使产 品烘烤后硬化(面包的干硬)，而戊聚糖酶具有消除戊聚糖 和防干硬的特性。
半纤维素酶是戊聚糖酶的一个丰富的来源，且在所进行的 长寿面包试验中已显示出抗干硬的良好特性。
第五章 酶在食品加工中的应用
第一节 酶在粮油食品加工中的应用 第二节 酶在蔬果加工中的应用 第三节 酶在动物性食品加工中的应用
第五章 酶在食品加工中的应用
第一节 酶在粮油食品加工中的应用
一、酶在烘烤食品加工中的应用 二、酶在制糖工业中的应用

第五章 酶在食品加工中的应用
一、酶在烘烤食品加工中的应用