酶在食品和輕化工方面的應(yīng)用.ppt

酶在食品和輕化工方面的應(yīng)用 微班第二小組2012 11 30 一 酶在食品工業(yè)的應(yīng)用 1 酶法水解淀粉制糖2 酶法生產(chǎn)蛋白質(zhì)類食品3 食品的酶法保鮮4 酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用5 酶法生產(chǎn)食品添加劑 雙酶法是利用專一性很強(qiáng)的淀粉酶及糖化酶將淀粉水解為葡萄糖的方法 雙酶法可分兩步 第一步 利用 淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖 使淀粉的可溶性增加 此過程稱 液化 第二步 利用糖化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水解 轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?此過程稱 糖化 生產(chǎn)上這兩步分別稱為液化和糖化 由于在該過程中淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下進(jìn)行的 因此酶解法又稱為雙酶法或多酶法 1 酶法水解淀粉制糖及雙酶法 酶法水解淀粉制糖的工藝 工藝簡介如下 30 50 淀粉乳 調(diào)pH6 0 6 5 加入一定量的 淀粉酶 在80 90 保溫45min左右 若用耐熱性 淀粉酶 可用噴射器式反應(yīng)器在120 下經(jīng)20s 30s內(nèi)液化 得到葡萄糖當(dāng)量 DE值 為12 18的液化液 冷卻至60 左右 調(diào)節(jié)pH至4 5左右 保溫48h 72h 得到糖化液 DE95 96 用活性炭 離子交換劑脫色后 結(jié)晶或噴霧干燥為葡萄糖成品 發(fā)酵工業(yè)中 淀粉質(zhì)原料油雙酶法制得的淀粉糖液 就直接用于發(fā)酵 經(jīng) 淀粉酶輕度液化的液化液 用 淀粉酶和脫枝酶進(jìn)一步水解 可制成高或超高麥芽糖漿 還原糖含量DE值 100 干物質(zhì)含量 工業(yè)上用DE值 也稱葡萄糖值 表示淀粉糖的糖組成 糖化液中的還原糖含量 以葡萄糖計(jì)算 占干物質(zhì)的百分率稱為DE值 葡萄糖值 DE值 2 酶法生產(chǎn)蛋白質(zhì)類食品 以蛋白質(zhì)為主要成分或以蛋白質(zhì)為主要原料加工而成的食品 稱為蛋白質(zhì)類食品 如乳制品 蛋制品 肉制品和魚制品等 蛋白酶 催化蛋白質(zhì)完全水解生成20種氨基酸 制得氨基酸藥物 明膠是一種可溶于熱水的蛋白質(zhì)凝膠 以富含膠原蛋白質(zhì)的動(dòng)物的皮或骨等原料 在蛋白酶作用下 不溶性的天然膠原蛋白質(zhì)的三股螺旋結(jié)構(gòu)解體為單鏈 生成可溶性的明膠 干酪又叫奶酪 是乳中的酪蛋白凝固的高營養(yǎng)容易消化的食品 牛乳中的蛋白質(zhì)含有 酪蛋白 酪蛋白 k 酪蛋白 可保護(hù)蛋白質(zhì)膠體不凝固 三者比例為3 2 1 干酪生產(chǎn)是將牛奶用乳酸菌發(fā)酵制成酸奶 然后加凝乳酶水解k 酪蛋白水解為不溶性的副k 酪蛋白 在酸性條件下 鈣離子使副k 酪蛋白凝固 而另兩種本身對鈣離子不穩(wěn)定 又失去了保護(hù)作用 所以一起凝固 再經(jīng)切塊加熱壓榨熟化而成 乳品加工中的酶 過氧化氫酶 用于牛奶消毒 半乳糖苷酶 分解乳糖 脂肪酶 使黃油生香 溶菌酶 用于嬰兒奶粉防腐 采用溶菌酶進(jìn)行食品保鮮 不但效果好 而且還可避免其他加工方法帶來的不良影響 木瓜酶或菠蘿蛋白酶 浸泡肉質(zhì)使其軟嫩化 3 食品的酶法保鮮 葡萄糖氧化酶 是有效的除氧保鮮劑 將其和食品一起置于密閉容器中 葡萄糖與氧反應(yīng)而除去容器中的氧 防止氧化作用的發(fā)生 從而達(dá)到食品保鮮的目的 用于罐裝水果 防止氧化變質(zhì) 用于蛋制品 以保持蛋品的色澤和溶解性 4 酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用 柑橘果實(shí)含有苦味物質(zhì)柚苷和會(huì)使汁液變渾濁橙皮苷 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量 工業(yè)一般會(huì)用以下2種酶制劑來提高 柑橘酶 可以使柚苷水解為無苦味的柚配質(zhì) 7 葡萄糖苷和鼠李糖 橙皮苷酶 使橙皮苷水解為橙皮素 7 葡萄糖苷和鼠李糖 從而有效防止柑橘類罐頭制品出現(xiàn)白色渾濁 許多蔬菜含有花青素 在不同的pH值 有不同的顏色 與金屬離子反應(yīng) 呈紫色 在光照或高溫下 呈褐色 使用花青素酶可使其水解 以防變色 從而保證質(zhì)量 5 酶法生產(chǎn)食品添加劑 食品添加劑是為改善食品色 香 味等品質(zhì) 以及為防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化合物質(zhì)或者天然物質(zhì) 目前我國食品添加劑有23個(gè)類別 2000多個(gè)品種 包括酸度調(diào)節(jié)劑 抗結(jié)劑 消泡劑 抗氧化劑 漂白劑 膨松劑 著色劑 護(hù)色劑 酶制劑 增味劑 營養(yǎng)強(qiáng)化劑 防腐劑 甜味劑 增稠劑 香料等 采用酶法生產(chǎn)的酸味劑 乳酸 蘋果酸 甜味劑 果葡糖漿 阿斯巴甜 L 天冬氨酰 L 苯丙氨酸甲酯 是現(xiàn)在使用廣泛的甜味劑 鮮味劑 L 谷氨酸一鈉鹽 L 天冬氨酸 食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑 L 賴氨酸 L 色氨酸 L 甲硫氨酸 二 酶在輕化工業(yè)中的應(yīng)用 1 原料處理 1 發(fā)酵原料處理 2 紡織業(yè)原料的處理 3 皮革的脫毛和軟化 4 煙草原料的處理 5 造紙?jiān)虾图垵{的處理 2 輕化工產(chǎn)品生產(chǎn) 1 酶法生產(chǎn)L 氨基酸 2 酶法生產(chǎn)氨基酸 3 酶法生產(chǎn)核苷酸3 加酶輕化工產(chǎn)品 1 原料處理 1 發(fā)酵原料處理微生物發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)品很多 如酒精 酒類 抗生素 氨基酸等等 大多數(shù)以淀粉質(zhì)和餅粕等農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料 一些發(fā)酵生產(chǎn)菌不能直接利用這些原料 或需要較長時(shí)間 才能用到原料中的營養(yǎng)成分 故必須對原料進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?將原料中淀粉 纖維素等轉(zhuǎn)化為易利用的小分子物質(zhì) 目前發(fā)酵工業(yè)中對淀粉質(zhì)原料 已普遍采用雙酶法進(jìn)行水解制糖 餅粕類原料含蛋白質(zhì)豐富 但一般發(fā)酵微生物分解蛋白質(zhì)的能力較強(qiáng) 不另外用蛋白酶處理 含纖維素多的原料 可用纖維素酶處理 使纖維素水解為可發(fā)酵的葡萄糖 纖維素酶的研究和應(yīng)用受到國際上的普遍關(guān)注 已取得普遍進(jìn)展 但還有許多問題需要解決 含戊糖的植物原料 可用各種戊聚糖酶處理 使其水解為各種戊糖后用于發(fā)酵 2 紡織業(yè)原料的處理 淀粉酶 使淀粉適當(dāng)水解 粘度降低 胰蛋白酶 可在比較溫和的條件下催化絲膠蛋白水解 進(jìn)行生絲脫膠 木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶均有此作用 枯草桿菌蛋白酶 消除鱗狀物質(zhì) 還使毛料具有防縮水性 防止羊毛起球 形成毛氈 也易于染色 3 皮革的脫毛和軟化 現(xiàn)在普遍采用酶法脫毛處理 即采用細(xì)菌 霉菌 放線菌等微生物產(chǎn)生的堿性或中性蛋白酶 將毛與真皮連接的毛囊中的蛋白質(zhì)水解除去 從而使毛脫落 此外 脫毛處理后得到的原料皮 還要采用酸性蛋白酶和少量脂肪酶進(jìn)行皮革軟化 以除去原料皮上黏附的油脂和污垢 使皮革松軟 光滑 從而提高皮革制品的質(zhì)量 4 煙草原料的處理 煙草原料的處理主要有 用纖維素酶 半纖維素酶和果膠酶進(jìn)行煙梗和煙末的處理 可以提高煙草質(zhì)量 降低生產(chǎn)成本 用一定量的硝酸還原酶和蔗糖轉(zhuǎn)化酶處理煙草 可以增加香氣 用一定量的 淀粉酶 蛋白酶等進(jìn)行處理 可以促進(jìn)煙草內(nèi)部有機(jī)物的分解與轉(zhuǎn)化 使各組分的比例趨向協(xié)調(diào)和平衡 具有縮短發(fā)酵周期 協(xié)調(diào)煙草香氣 減輕刺激氣味 提高香氣質(zhì)量的作用 5 造紙?jiān)虾图垵{的處理 造紙?jiān)系睦w維中木質(zhì)素 會(huì)引起紙變黃褐色降低強(qiáng)度 嚴(yán)重影響紙的質(zhì)量 用木質(zhì)素酶 可以使木質(zhì)素水解而除去 脂肪酶 處理木屑或紙漿中的甘油三磷酸酯 瀝青 還可得副產(chǎn)品甘油 紙漿漂白是造紙過程中的重要環(huán)節(jié) 采用木聚糖酶 xylanase 半纖維素酶 木質(zhì)素過氧化物酶 ligninperoxidase 等進(jìn)行漂白 不僅減輕了環(huán)境污染程度 而且使紙的強(qiáng)度和光澤得以改善 纖維素酶 對再生紙進(jìn)行處理 則可顯著降低成本 2 輕化工產(chǎn)品生產(chǎn) 1 酶法生產(chǎn)L 氨基酸L 氨基酸是人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的原料 因而L 氨基酸在醫(yī)學(xué)和食品工業(yè)上有很重要的意義 酶在氨基酸工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有兩個(gè)方面 一是用于?；?DL 氨基酸的光學(xué)拆分 二是用于合成氨基酸 用化學(xué)法合成氨基酸時(shí) 常常生成DL混合型氨基酸 利用氨基酰化酶只水解?；?L 氨基酸 不水解 D 氨基酸的立體專一性 用氨基?；覆粚ΨQ地水解?；?DL 氨基酸 則產(chǎn)生L 氨基酸和?；?D 氨基酸 這兩種產(chǎn)物的溶解度有很大的差異 因此 很容易用結(jié)晶法從混合物中分離得到L 氨基酸 余下的酰化 D 氨基酸可以用消旋酶消旋 即轉(zhuǎn)化成?；?DL 氨基酸 然后 繼續(xù)光學(xué)拆分 直到幾乎全部的?；?DL 氨基酸變成L 氨基酸為止 利用化學(xué)法合成結(jié)構(gòu)簡單的化合物為氨基酸的前體 采用酶法合成一些發(fā)酵法和化學(xué)合成法尚難解決的氨基酸 如L 賴氨酸 L 色氨酸 L 苯丙氨酸 L 丙氨酸 L 天冬氨酸 L 半胱氨酸等 2 酶法生產(chǎn)有機(jī)酸 3 酶法生產(chǎn)核苷酸核苷酸在食品和醫(yī)藥等方面有重要用途 可利用多種酶進(jìn)行生產(chǎn) 例如 用橘青霉或產(chǎn)黃青霉素生產(chǎn)的5 磷酸二酯酶水解核糖核酸 RNA 生產(chǎn)各種5 核苷酸 用腺苷酸脫氨酶水解AMP生成5 鳥甘酸等 用核苷酸磷酸化酶 催化AMP生成ADP和ATP等 3 加酶輕化