2017-2018學(xué)年高中生物第三章酶的制備及活力測3.2酶在食品加工中的應(yīng)用1素材中圖版選修1

1、3.2酶催化劑在食品加工中的應(yīng)用淺談幾種酶催化劑在食品加工中的應(yīng)用摘要：主要介紹了超氧化物分解酶催化劑、脂肪酶、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、纖維素酶、溶血工作團(tuán)隊(duì)、葡萄糖氧化酶等6種酶催化劑在食品加工的應(yīng)用。牛鼻子字：酶催化劑食品加工應(yīng)用程序現(xiàn)在，食品工業(yè)為了改善食品的品質(zhì)和制造技術(shù)，廣泛采用了酶催化劑，酶催化劑作為食品添加劑的一種，品種在增加。 在食品領(lǐng)域的應(yīng)用很盛行。 酶促反應(yīng)比傳統(tǒng)的化學(xué)催化劑特別溫和，有利于避免食品營養(yǎng)損失。 下面介紹幾種酶催化劑在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。1超氧化物分解酶催化劑自1969年Mccord和Fridorich首次從牛血紅細(xì)胞中提出超氧化物歧化酶(SOD )以來，人們對機(jī)體產(chǎn)生O2

2、及氧的毒性研究日益深化。目前，SOD的主要功能食品有：增強(qiáng)的SOD牛奶、酸牛奶、冰淇淋雪花膏、SOD斯托南非蘭特藍(lán)口服液和SOD功能飲料等。1.1儲存SOD功能飲料sod活性的天然大蒜飲料由于大蒜是SOD含量較高的天然植物，因此就可以直接利用大蒜生產(chǎn)SOD的功能飲料。 實(shí)驗(yàn)表明，其重要工藝步驟為大蒜臭的去除和SOD的活性保護(hù)，用凍干法去除大蒜臭是理想的，SOD保存率高。 處理過的大蒜在提取、清洗后用2%的檸檬酸水溶液拉力賽化，添加檸檬酸的目的是為了抑制上述處理過程中不被鈍化的酶催化劑。 過濾研磨過的拉力賽后液，合理調(diào)配后用高溫瞬間法殺菌。 此外，據(jù)報道金針菇發(fā)酵液可以提高體內(nèi)SOD的水平，達(dá)到

3、抗衰老作用。 動物實(shí)驗(yàn)表明，給予金針菇發(fā)酵食后，血紅細(xì)胞SOD活性可增加32.0%，目前該發(fā)酵液制備的功能飲料具有抗癌、增智、抗老化等作用。1.2強(qiáng)化SOD牛奶牛奶中的SOD含量低于人乳中的SOD水平，前者每毫升含有3.2單位(u )，后者每毫升含有7.1單位(u )，因此在牛奶中添加SOD使牛奶中的SOD水平接近人乳有重要意義。 現(xiàn)在發(fā)售的SOD強(qiáng)化牛奶和冰雪花膏是原型，批量生產(chǎn)正式開始，必須解決重要的技術(shù)操作。二脂肪酶2.1脂肪酶在面條食品加工中的應(yīng)用面條制品的口感主要與小麥面粉中的蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等有關(guān)，特別是由于蛋白質(zhì)的取向和形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生彈性，面條的黏彈性增加。 在面條食品的加

4、工中，用手工作業(yè)沿壓延方向進(jìn)行多方面的揉搓壓延，或機(jī)械性地對單向式進(jìn)行長時間壓延的話，面條的彈性增加，面條食品的品質(zhì)提高，不過，這些個2個方法花費(fèi)時間。 在面條食品生產(chǎn)時，可以把溶解了脂肪酶的水直接加入小麥面粉，在常溫下放置有會兒進(jìn)行壓延處理。 與添加蛋白質(zhì)和多糖體等小麥面粉改良劑相比，添加脂肪酶產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高。 具體表現(xiàn)為： (1)增加和維持彈性的三個面向。 (2)提高成材率。 (3)皮革的改良。2.2脂肪酶在食用油脂工業(yè)中的應(yīng)用2.2.1酶催化劑促進(jìn)油脂的水解作用使油脂與水一起在催化作用下生成脂肪酸和甘油的反應(yīng)稱為油脂水解作用反應(yīng)，廣泛應(yīng)用于脂肪酸和肥皂工業(yè)。 傳統(tǒng)的油脂水解作用反應(yīng)使用

5、無機(jī)酸、堿及金屬氧化物等化學(xué)物質(zhì)作為催化劑，需要高溫、中高壓、長時間及設(shè)備耐腐蝕的條件，其成本高，能源消費(fèi)大，操作安全性差，且生成物脂肪酸顏色深或發(fā)熱聚合，適用于熱敏性油脂，例如含有共軛酸的油脂、容易脫水的油脂2.2.2促進(jìn)酶催化劑酯類化合物交換將一個酯類化合物和其他脂肪酸或者酒精或者酯類化合物混合，隨著?；瘜W(xué)基的交換生成新的酯類化合物的反應(yīng)叫做酯類化合物交換反應(yīng)。 這是油脂工業(yè)常用的進(jìn)行油脂改性的重要手段。 傳統(tǒng)的酯類化合物交換工藝采用化學(xué)方法，但會產(chǎn)生很多副產(chǎn)品。 用非特異性脂肪酶催化甘油三酯的酯類化合物交換，可得到與化學(xué)法酯類化合物交換類似的結(jié)果。 現(xiàn)在，日本、英吉利以棕櫚油中間成分提

6、取物為原料，促進(jìn)了酶催化劑變性，并進(jìn)行了制造類可可脂的小規(guī)模生產(chǎn)。 我國近年來對特有的油脂資源烏索脂和茶籽油的酶催化劑促進(jìn)變性可可脂進(jìn)行了許多研究，目前正在探索產(chǎn)業(yè)化的道路。2.3脂肪酶在乳品工業(yè)中的應(yīng)用脂肪酶用于乳酯類化合物的水解作用，包括增強(qiáng)奶酪和配方奶粉的風(fēng)味、奶酪的成熟、替代磨粉機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)、雪花膏和冰淇淋雪花膏的酯類化合物分解變性等。 脂肪酶作用于乳酯類化合物產(chǎn)生脂肪酸，可賦予乳制品獨(dú)特的風(fēng)味。 脂肪酶釋放的短碳鏈脂肪酸(C4C6 )使產(chǎn)品具有獨(dú)特的乳風(fēng)味，而釋放的中碳脂肪酸(C10C14 )使產(chǎn)品具有肥皂般的風(fēng)味。 另一方面，脂肪酸由于參與微生物那樣的反應(yīng)，因此追加了甲基酮類、風(fēng)味

7、酯類化合物類、乳酯類化合物類等新的風(fēng)味物質(zhì)。三轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(簡稱TG酶催化劑)廣泛分布于自然段，含有人體、高級動物、部分植物和微生物，是催化酰基化學(xué)基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的酶催化劑。 通過蛋白質(zhì)分子間形成共價鍵，可以催化蛋白質(zhì)分子的聚合和交聯(lián)。 由于該酶催化劑的作用特殊，在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。3.1改變食品的結(jié)構(gòu)TG酶催化劑具有架橋蛋白質(zhì)分子的能力，因此能夠使食品小分子結(jié)合。 例如，結(jié)合低價值的肉、魚肉的東鱗西爪原料，在酶催化劑的作用下，改變它們的結(jié)構(gòu)、形狀、特性，為云同步制作多種食品，大大提高它們的市場價值，如制作各種魚醬、漢堡包、肉卷、鯊魚的鰭仿制品等，提高食品營養(yǎng)價值。3.2加

8、強(qiáng)食品的持水力香腸和奶酪等果凍狀食品經(jīng)TG酶催化劑處理，可形成大量的分子間共價鍵，在溫度變化和機(jī)械沖擊下，仍然有較強(qiáng)的持水力，不易脫水收縮。3.3減少食品對健康的危害傳統(tǒng)的肉類加工技術(shù)，通常添加大量的鹽和磷酸，以提高持水力、一貫性和品質(zhì)。 最近，由于健康的需要，少鹽和少磷酸的食物得到了廣泛普及，但其質(zhì)量和物理性質(zhì)并不如人意。 加入TG酶催化劑和干酪素酸鹽可以解決這些個問題。 因?yàn)楦衫宜厮猁}在TG酶催化劑的作用下變得更加粘稠，起到膠的作用。4纖維素酶纖維素酶是水解作用纖維復(fù)合酶催化劑的定徑套，是生物催化劑，具有分解植物細(xì)胞里肌肉的功能。 纖維素酶的用途極其廣泛，可用于以植物或植物種子為原料的加工

9、業(yè)。 纖維素酶廣泛應(yīng)用于動物飼料、紡織、食品加工、污水處理、中藥飲片有效成分提取等行業(yè)，能有效改善產(chǎn)品品質(zhì)、提高產(chǎn)量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。如果在水果和蔬菜的加工中用纖維素酶適當(dāng)?shù)靥幚?，可以使植物組織軟化膨潤，提高消化性和口感。纖維素酶由于處理大豆促進(jìn)脫皮，破壞細(xì)胞貼壁，將其中所含的蛋白質(zhì)、油脂完全分離，提高從大豆和豆?jié){中提取優(yōu)質(zhì)水溶性蛋白質(zhì)和油脂的獲得率，從而降低成本，縮短時間，提高產(chǎn)品品質(zhì)。特技表演內(nèi)茶易于使用，可以叫做其他飲料，要求在特技表演內(nèi)后不要留渣。 生產(chǎn)上常用的熱水萃取法提取茶葉中的有效成分。 用沸水浸泡和酶催化劑法結(jié)合，既可以縮短提取時間，又可以提高水溶性差的茶單寧、咖啡因等的提

10、取率，保持茶葉原有的顏色、香、味。利用纖維素酶制備單細(xì)胞球蛋白質(zhì)的方法主要有兩種：一種是用纖維素酶等水解作用纖維素里肌肉，然后再由微生物制備單細(xì)胞球蛋白質(zhì)，另一種是直接利用纖維分解菌如纖維蛋白原等發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞球蛋白質(zhì)。5溶血工作團(tuán)隊(duì)溶血工作團(tuán)隊(duì)又稱細(xì)胞貼壁質(zhì)酶催化劑或n乙酰細(xì)胞貼壁質(zhì)聚糖水解作用酶催化劑(LZ )，1922年英吉利的細(xì)菌學(xué)家A.Fleming在人的眼淚和唾液中發(fā)現(xiàn)并命名。 廣泛存在于鳥、家禽的卵清，在哺乳動物的淚液、唾液、血漿、尿、乳汁和組織(肝腎等)細(xì)胞球中，其中卵清中含量最豐富，人乳、淚、唾液中的LZ活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于卵清中溶血工作團(tuán)隊(duì)的活力。5.1 LZ在乳制品中的應(yīng)用對LZ

11、添加到奶酪等乳制品中的影響進(jìn)行了廣泛的研究。 Bakfi和Wolfe的研究表明，LZ添加到乳中類似于凝乳酶，會引起干酪素的分解。 Kisz等人認(rèn)為LZ會增加乳蛋白質(zhì)的消化。 Panfil等人證實(shí)，LZ量增加時，在CaCl2中乳凝固的時間變短。 Edam奶酪的正丁酸污染問題不適合人們食用這種奶酪。 解決問題的方法很多，用H2O2、硝酸鹽或Lz抑制正丁酸是很好的方法。 Wassenfall等人發(fā)現(xiàn)，加工Edam奶酪時加入LZ(500單位/m1即0.6%的雞蛋清)對加工沒有任何影響，對奶酪的感官品質(zhì)有明顯的改善作用。5.2 LZ在肉制品中的應(yīng)用Akashi對向各種腸類中添加LZ后的防腐作用進(jìn)行了一系

12、列研究，加熱處理后發(fā)現(xiàn)了LZ、NaCl和NaNO2三者結(jié)合(3%NaCl、12.5ppmNaNO2和50200ppmLZ )的防腐效果比LZ或naclnano 將溶血工作團(tuán)隊(duì)用于海產(chǎn)品保藏實(shí)驗(yàn)，取得了較好的效果，Akashi還綜述了溶血工作團(tuán)隊(duì)作為食品保存劑的應(yīng)用，指出了LZ應(yīng)用過程中可能存在的許多問題，包括LZ消化過程中的抗變態(tài)反應(yīng)和抗原性問題.6葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase GOX )； ECl.1.3.4 )系統(tǒng)的抗微生物作用主要是因?yàn)樯傻腍2O2具有細(xì)胞球毒性。 當(dāng)然形成的葡糖酸會引起pH的降低，也有抗菌作用。 GOX系統(tǒng)為食品防腐劑的抗微生物效果報道不同，

13、Tiina和Sandholm的研究表明，GOX系統(tǒng)能抑制嬰兒沙門氏菌屬、金黃色葡萄球菌和瓦斯氣體發(fā)生劑莢膜梭菌等多種致病菌的生長。 GOX系統(tǒng)對全液卵中革蘭陰性和陽性菌也有顯著的抑制作用。 但是，將GOX系統(tǒng)應(yīng)用于接種假孢霉素屬和鼠傷寒沙門氏菌的鳥類，但未發(fā)現(xiàn)其抑制了這些個腐敗菌的生長。 不同微生物對GOX系統(tǒng)的易感性取決于產(chǎn)生H2O2清除劑的能力，如過氧化氫酶、谷維醇肽和抗壞血酸等。 GOX系統(tǒng)不是作為食品防腐劑，而是廣泛應(yīng)用于食品加工，這是因?yàn)槭称烽L期暴露于過氧化氫環(huán)境中，食品脂肪酸容易失敗。食品工業(yè)使用的酶催化劑種類很多，在這里只介紹了幾個，總之，開發(fā)多種多樣的食品全新產(chǎn)品和云同步，對酶

14、催化劑的需求也是多樣化的。 今后，隨著新酶催化劑的發(fā)現(xiàn)、基因工程及蛋白質(zhì)工程科學(xué)的發(fā)展，可用于食品的酶催化劑也將有新的進(jìn)展，酶催化劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景將進(jìn)一步拓展。 藍(lán)參考文獻(xiàn)1唐傳核、彭志英.酶催化劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀.山西食品工業(yè)，2002，1:13-152劉慧清、李宏高.酶催化劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用.農(nóng)產(chǎn)品加工，2005，7:41-433楊錦才.超氧化物分解酶催化劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用.鹽城工業(yè)學(xué)學(xué)報，1999，(12)2:30-324周秀琴.酶催化劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用.今天的科學(xué)技術(shù)，1993，3:8-95吳秋明、葉興干等.脂肪酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用.糧食加工和食品機(jī)械，2004，11:71-72王曉、韓利英等.轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用.食品工業(yè)技術(shù)，2003，24 (3):86-88張明霞、段長青等.纖維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用和展望.釀酒技術(shù)，2005，4:99-1008閏訓(xùn)友、劉志敏等.纖維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展.食品工業(yè)科學(xué)技術(shù)，2004，25 (10 ):87-