酶在食品加工和貯藏工程中的雙刃劍作用

1、酶在食品加工和貯藏中的雙刃劍作用 查找資料：王瑤、于子斐 Word制作：王如一、于海華 ppt制作：王茹、范露鴻 ppt講演：譚飛酶在食品加工貯藏中的雙刃劍作用 酶是由生物活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有特殊催化能力的蛋白質(zhì)，是一種高效生物催化劑。目前，在食品工業(yè)中廣泛采用酶來改善食品的品質(zhì)以及制造工藝，酶作為一類食品添加劑，其品種不斷增多。它在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用方興未艾。與以前的化學(xué)催化劑相比，酶反應(yīng)顯得更加溫和，這對避免食品營養(yǎng)的損失是很有利的。酶法貯藏作為一種新型的、無公害的保鮮技術(shù)具有非常廣闊的前景。酶法保鮮技術(shù)是利用生物酶德 高效催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，從而保持食品原有優(yōu)良品質(zhì)

2、和特性的技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于各種食品的保鮮。與此同時，食品在加工貯藏過程中，經(jīng)常會發(fā)生由于酶導(dǎo)致的變色現(xiàn)象，簡稱酶促褐變。一、 酶在食品加工中的應(yīng)用1、 酶在淀粉類原料加工中的應(yīng)用在淀粉類原料的加工中，應(yīng)用較多的酶是淀粉酶、糖化酶和葡萄糖異構(gòu)酶等。這些酶主要來源于細(xì)菌、霉菌和種子的發(fā)芽，在食品工業(yè)中用于制造葡萄糖、果糖、麥芽糖、糊精和糖漿等。在啤酒、白酒、黃酒、酒精及其谷氨酸等有機(jī)酸的生產(chǎn)中，酶主要用來處理發(fā)酵原料，使淀粉降解。2、 酶在蛋品工業(yè)中的應(yīng)用用葡萄糖氧化酶法祛除禽蛋中含有的微量葡萄糖，是酶在蛋品加工中的一項(xiàng)重要用途。葡萄糖的醛基會與氨基酸的氨基發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生褐變，損害食品的外觀和風(fēng)味

3、，同時使作為起泡劑的干蛋白的溶解度降低，起泡力和泡沫穩(wěn)定性下降。為了防止這種劣變的發(fā)生，必須將蛋品中所含有的葡萄糖除去。用葡萄糖處理蛋品，除糖效率高，周期短，產(chǎn)品質(zhì)量好，而且還可改善環(huán)境衛(wèi)生。3、酶在乳制品工業(yè)中的應(yīng)用 在乳品工業(yè)中，凝乳酶可用于制造干酪，過氧化氫酶可用于消毒，溶菌酶可用于生產(chǎn)嬰兒奶粉，人乳中含有大量的溶菌酶，而牛乳中則很少，將溶菌酶添加到牛乳及其制品中，可提高牛乳的營養(yǎng)價值，是牛乳人乳化。4、酶在面包焙烤中的應(yīng)用 面包生產(chǎn)的首要步驟即面團(tuán)的發(fā)酵。在面粉中添加-淀粉酶，可調(diào)節(jié)麥芽糖生成量，使二氧化碳產(chǎn)生的量和面團(tuán)氣體保持力相平衡。添加蛋白酶可促進(jìn)面筋軟化，增加伸延性，減少揉面時

4、間，改善面包發(fā)酵效果。乳糖酶也用于添加脫脂奶粉的面包制作。乳糖酶分解乳糖生成發(fā)酵性糖吧，可促進(jìn)酵母發(fā)酵，改善面包色澤。面粉中含有少量脂肪酶，可促進(jìn)脂肪分解，生成不飽和脂肪酸，脂肪酶還可使乳汁中微量的醇酸或酮酸的甘油酯分解，由這些游離酸生成內(nèi)酯或甲酮等有香味的物質(zhì)。因此，適當(dāng)使用脂肪酶可增加面包的香味。5、酶在肉類加工中的應(yīng)用 酶的用途主要是改善組織，嫩化肉類。蛋白酶的主要作用是分解肌肉結(jié)締組織的膠原蛋白。工業(yè)上軟化肉的方法有兩種，一種是將酶涂抹在肉的表面，或用酶液浸肉；另一種比較好的方法為動物屠宰前用酶肌肉注射，酶的軟化作用發(fā)生在貯罐中，特別是在烹煮加熱時。利用蛋白酶可生產(chǎn)可溶性的魚蛋白粉和魚

5、露等，用三甲基安氧化酶可使魚制品脫除腥味，從而使口味易于接受。6、 酶在果汁澄清中的應(yīng)用水果中含有大量的果膠。為了達(dá)到利于壓榨，提高出汁率，使果汁澄清的目的，在果汁的生產(chǎn)過程中廣泛使用果膠酶，主要包括原果膠酶、果膠酯酶和聚半乳糖醛縮酶。經(jīng)過果膠酶處理的果汁穩(wěn)定性好，可以防止在存放過程中產(chǎn)生渾濁。二、酶在食品貯藏中的應(yīng)用1、葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶用在魚類冷藏制品的保鮮，一方面是利用其氧化葡萄糖產(chǎn)生的葡萄糖酸，從而使魚制品表面M4降低，抑制了細(xì)菌的生長；另一方面是除去了氧，從而降低了脂肪氧化酶、多酚氧化酶的活力。利用葡萄糖氧化酶可防止蝦仁變色。如果將蝦仁在葡萄糖氧化酶&過氧化氫酶溶液中浸

6、泡一下，或?qū)⒚敢杭尤氲桨b的鹽水中，對防止蝦仁顏色的改變和酸敗的產(chǎn)生效果更好。用葡萄糖氧化酶除去脫水蔬菜的糖分，可防止貯藏過程中發(fā)生褐變。瓶裝橘子汁貯藏時因氧化而使色香味劣變，采用葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶去氧，即可保持果汁原有的色香味。水果冷凍保藏時，由于果實(shí)自身的酶作用而發(fā)酵變質(zhì)，也可用葡萄糖氧化酶保鮮葡萄糖氧化酶還能用在蛋白粉及蛋白片的生產(chǎn)中，一般是在蛋液中加入適量的葡萄糖氧化酶，不斷提供適量的氧氣，在適合的條件下處理一段時間，使葡萄糖完全氧化，從而防止葡萄糖的羰基與蛋白質(zhì)的氨基反應(yīng)而使蛋白質(zhì)品出現(xiàn)褐變、小黑點(diǎn)或使全蛋白粉溶解度下降等現(xiàn)象。另外，還有一個額外的優(yōu)點(diǎn)就是反應(yīng)中產(chǎn)生的過氧化氫有

7、一定的殺菌作用，可以降低產(chǎn)品中的細(xì)菌數(shù)，增加產(chǎn)品的衛(wèi)生可靠性。2、 溶菌酶 溶菌酶具有殺菌抗病毒和抗腫瘤細(xì)胞的作用。溶菌酶自身是一種無毒蛋白質(zhì)，但它能選擇性地分解微生物的細(xì)胞壁，從而使微生物因內(nèi)溶物滲出而死亡。溶菌酶對革蘭氏陽性菌、好氣性孢子形成菌、枯草桿菌及地衣型芽孢桿菌等都具有抗菌作用。其最適合溶菌作用的PH為67，溫度為50。溶菌酶對人體無害，安全性高，現(xiàn)已用在低度酒、香腸、奶油、糕點(diǎn)、面條、飲料及乳制品防腐保鮮中。 利用溶菌酶對水產(chǎn)品進(jìn)行保鮮，只要把一定濃度的溶菌酶溶液噴灑在水產(chǎn)品上，即可起到防腐保鮮效果。Myrrzs等研究了北極扇貝中溶菌酶的抗菌活性，在4時的酶活為37時酶活的55%

8、,顯示了溶菌酶的低溫有效性. 溶菌酶對熟制品也具有防腐作用，如魚丸、香腸、紅腸等肉類熟制品用含1%明膠、0.05%的溶菌酶液浸漬后再保存，可延長保質(zhì)期。還可用于糕點(diǎn)及飲料的防腐，奶油蛋糕是容易腐敗變質(zhì)的食品，加入溶菌酶具有一定的保藏作用。此外，溶菌酶還可應(yīng)用于PH6.07.5飲料的防腐，以及海產(chǎn)品及水產(chǎn)品的保鮮，如蝦、魚、蛤蜊等。溶菌酶還可以用于食品的活性包裝，可以固定在一些包裝紙上，應(yīng)用于醫(yī)院手術(shù)室及食品包裝。如用提取的蛋清溶菌酶配制2%3%的酶液噴灑于包裝紙上，或?qū)b紙浸入酶液23h，取出后在5060條件下烘干，用處理好的包裝紙包裝煮熟的大豆和新蒸的饅頭，結(jié)果用溶菌酶處理過的紙包裝可延長

9、將近一周的時間不變味，而且用普通的紙包裝一天就會變味發(fā)黏，可見用溶菌酶處理的包裝紙有廣泛的研究和應(yīng)用前景。3、 保護(hù)酶體系 保護(hù)酶系統(tǒng)的超氧化物歧化酶（SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)可有效地清除活性氧、自由基，保持體內(nèi)活性氧平衡。 CAT已經(jīng)被證實(shí)能夠防止果蔬在低溫冷藏時被凍傷CAT和POD可以把過氧化氫轉(zhuǎn)化為水和氧。最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)種子在被冷藏還沒出現(xiàn)凍傷時，CAD 和POD的活力都很高，這說明當(dāng)這些酶活力很高時可以使果蔬免遭凍傷。SOD可以把過氧化物陰離子轉(zhuǎn)化為沒什么毒害作用的化合物。最近的一些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，凍傷總是伴隨著高的567活度。這可能是和呼吸作用的速率有關(guān)系，

10、這種呼吸作用在新鮮的果實(shí)中比較強(qiáng)，這就表明SOD和果蔬的凍傷是沒關(guān)系的。 另外，保護(hù)酶還對果蔬的成熟衰老有作用。作為金屬酶，SOD對細(xì)胞具有重要的保護(hù)作用，可以防止細(xì)胞產(chǎn)生被有毒害作用的過氧根離子侵害。SOD能在植物衰老過程中清除組織中的活性氧，維持活性氧代謝平衡，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)，因而能夠延緩衰老。CAT能催化分解組織中高濃度過氧化氫從而使過氧化氫控制在較低水平，降低過氧化氫產(chǎn)生的過氧根離子對機(jī)體造成的危害。POD屬氧化還原酶，該酶活性與果實(shí)呼吸作用、乙烯生物合成以及衰老細(xì)胞活性有關(guān)。果蔬中的POD主要催化過氧化反應(yīng)，此反應(yīng)需要2個底物：過氧化物與氫供體。作為POD底物的過氧化物主要是過氧化氫，低

11、濃度過氧化氫可提高POD活性，而高濃度過氧化氫又反過來抑制POD活性，因此POD能夠催化組織中低濃度的過氧化氫而氧化其他底物，用以清除過氧化物和過氧化氫，降低過氧化氫對機(jī)體的侵害作用。上述三種酶協(xié)調(diào)一致即可使生物體內(nèi)的自由基維持在較低水平，從而防止自由基的毒害。4、 乳過氧化氫酶體系（LP）在奶類食品中的引用 采用乳過氧化物酶體系保存生鮮乳是迄今為止除了冷貯之外最有效的方法。不僅保鮮效果好、時間長、方法簡便易行、成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且對人體無害，不影響牛奶的成分和質(zhì)量。目前，此方法在國際上日益受到重視。遺憾的是，雖然LP體系是一種非常好的保鮮方法，但由于表達(dá)乳腺和植物重組酶的工作進(jìn)展不大，

12、LP系統(tǒng)還不能大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。所以目前實(shí)際中的應(yīng)用主要是能自發(fā)生產(chǎn)LP體系的食品，如奶制品，而對于不含LP系統(tǒng)的食品，其應(yīng)用受到限制。5、 其他酶在食品貯藏中的應(yīng)用 針對綠茶飲料渾濁沉淀的問題，在綠茶中可加入果膠酶，用來分解茶湯中的果膠沉淀物質(zhì)，同時可使茶葉在低溫下萃取，避免高溫對茶湯色澤和風(fēng)味的破壞。 面包在貯藏過程中會產(chǎn)生非常顯著的老化現(xiàn)象：表皮干裂、內(nèi)部組織變硬、易掉渣、風(fēng)味損失等，喪失了食用功能。面包老化主要是由于水分的損失、重新分配及結(jié)構(gòu)的變化所導(dǎo)致的。實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，適量添加木聚糖酶可延緩面包的老化，面包在貯藏7d后，其硬度和彈性沒有明顯的變化。木聚糖酶同樣可以應(yīng)用在饅頭、蛋糕等其它

13、小麥?zhǔn)称分?，通過改善面團(tuán)的持水性和面筋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善其品質(zhì),并延長其貨價期。 從廣義上說，酶技術(shù)就是指酶和細(xì)胞生物活化劑在產(chǎn)品生產(chǎn)和維護(hù)中的應(yīng)用；而從狹義上說，酶技術(shù)就是指酶在競爭性大規(guī)模生化反應(yīng)中的應(yīng)用。酶技術(shù)是一個跨學(xué)科的領(lǐng)域，它可以被應(yīng)用到食品、農(nóng)業(yè)、化學(xué)等各個方面。酶法保鮮技術(shù)因其所具有的鮮明特點(diǎn)而引起人們的關(guān)注，隨著基因工程、細(xì)胞固定化技術(shù)等的發(fā)展，酶制劑在食品保鮮中也將有著更廣闊的應(yīng)用前景。但目前酶法保鮮的應(yīng)用研究尚處于起步階段，在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題：比如必須考慮到產(chǎn)酶菌株的安全性問題；單一使用某種酶的抗菌譜比較窄，只能抑制某些細(xì)菌，或只適合于某些類型的食品；酶的制備價格比較

14、昂貴；某些酶的抗氧殺菌作用的發(fā)揮需要具備一定的條件，如很多氧化還原酶從理論上來說都可以把氧氣作為電子受體，去除氧而作為抗氧化劑使用，但往往需要特定的底物；或者某些酶的加入或催化底物、產(chǎn)物會對食品感官造成影響等。諸如此類的因素限制了酶在食品保鮮中的進(jìn)一步使用，所以仍需大力加強(qiáng)這方面的應(yīng)用研究。3、 食品在加工貯藏工程中的酶促褐變與防止 1、酶促褐變食品貯藏加工過程中，經(jīng)常會發(fā)生變色現(xiàn)象。其中主要是酶促褐變，酶促褐變是酚酶如PPO催化酚類物質(zhì)形成醌及其聚合物的結(jié)果。PPO普遍存在于水果蔬菜的新鮮組織中，它不僅有損于感官，且影響產(chǎn)品的運(yùn)銷，還可使產(chǎn)品的營養(yǎng)價值降低。2、 防止 食品發(fā)生酶促褐變需要有

15、3個條件，酚酶、氧、適當(dāng)?shù)姆宇愇镔|(zhì)，在某些瓜果中如檸檬、橘子、香瓜、西瓜等由于不含有酚酶，不能發(fā)生酶促褐變。  在控制酶促褐變的實(shí)踐中，除去底物的可能性極小，現(xiàn)實(shí)的方法主要從控制酶和氧兩方面入手，主要措施有：鈍化酶的活性；改變酶作用的條件；隔絕氧氣；使用抑制劑等。 常用的控制酶促褐變方法有： （1）加熱處理  因?yàn)槊甘堑鞍踪|(zhì)，加熱能使酚酶及其它的酶失活，加熱處理時間必須嚴(yán)格控制，要求在最短時間內(nèi)，既能達(dá)到鈍化酶的要求，又不影響食品原有的風(fēng)味。如蔬菜在冷凍保藏或在脫水干制之前需要在沸水或蒸汽中進(jìn)行短時間的熱燙處理，以破壞其中的酶，然后用冷水或冷風(fēng)

16、迅速將果蔬冷卻，停止熱處理作用，以保持果蔬的脆嫩。 （2）調(diào)節(jié)pH  多數(shù)酚酶最適宜的pH范圍是67之間，在pH為3以下時已無明顯活性，降低pH來防止果蔬褐變是果蔬加工常用的方法，常用的酸有檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸等。 檸檬酸對抑制酚酶氧化有雙重作用，既可降低pH，又可與酚酶輔基的銅離子絡(luò)合而抑制其活性，通常與抗壞血酸或亞硫酸聯(lián)用。蘋果酸是蘋果汁中的主要有機(jī)酸，它在蘋果汁中對酚酶的抑制作用比檸檬酸強(qiáng)得多。 抗壞血酸是十分有效的酶抑制劑，無異味，對金屬無腐蝕性，同時又有營養(yǎng)價值，它不僅能降低pH，同時還具有還原作用，能將醌還原成酚從而阻止醌的聚合

17、。 （3）用二氧化硫及亞硫酸鹽處理  二氧化硫、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉（低亞硫酸鈉）都是廣泛使用的酚酶抑制劑。在蘑菇、馬鈴薯、桃、蘋果加工中常用二氧化硫及亞硫酸鹽溶液作為護(hù)色劑。 二氧化硫氣體處理水果蔬菜，滲入組織快，但亞硫酸鹽溶液使用更方便。二氧化硫及亞硫酸鹽溶液在弱酸性（pH=6）條件下對酚酶的抑制效果最好。二氧化硫和亞硫酸鹽對褐變的抑制機(jī)理有幾種觀點(diǎn)， 有的認(rèn)為是抑制了酶，有的認(rèn)為是二氧化硫把醌還原成了酚，還有認(rèn)為二氧化硫和醌的加合防止了醌的進(jìn)一步聚合。用二氧化硫和亞硫酸鹽處理不僅能抑制褐變，還有一定的防腐作用，并可避免維生素C的氧化，但其特點(diǎn)是對色素（花青素）有漂白作用，腐蝕鐵罐內(nèi)壁，破壞維生素B1，有不愉快的味感和嗅感，濃度高時有礙健康。食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其殘留量不得超過0.05 g/kg（以二氧化硫計(jì)）。 （4）驅(qū)氧法  將