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1、第十章 酶在食品科学与工程中的应用,酶制剂用于食品加工的优点： 1）不会有任何有害的残留物质； 2）催化反应具有高度专一性和高效性，酶制剂用量小，经济上合算； 3）酶反应条件温和，营养成分损失少，易操作，能耗低； 4）提高食品质量； 5）改善食品风味、颜色等。,10.1 酶在淀粉类食品生产中的应用,10.1.1 酶在制糖工业中的应用 10.1.2 酶在焙烤食品中的应用 10.1.3 酶在面条加工中的应用 10.1.4 酶在啤酒生产中的应用,10.1.1 酶在制糖工业中的应用,采用-淀粉酶将淀粉液化成糊精，再利用糖化酶生成葡萄糖。 葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖，而得到含有葡萄糖和果糖的混
2、合糖浆，称为果葡糖浆（高果糖浆）。 葡萄糖异构酶生产果糖。,以淀粉为原料，通过不同的淀粉酶分解淀粉，还可以生产出饴糖、麦芽糊精、麦芽糖浆（三糖、四糖）、高麦芽糖浆（麦芽糖达60%）、麦芽糖、麦芽糖醇和果糖等甜味剂。,以淀粉为原料，通过酶转化法生产低聚麦芽糖、低聚异麦芽糖，具有原料来源广、价格低、人口香甜、风味独特等优点。,以淀粉为原料，经调乳、液化后，在液化液中添加真菌淀粉酶、葡萄糖苷转移酶进行糖化、转苷反应，经一定时间后，便产生以异麦糖、异麦芽三糖和潘糖为主要成分的糖液。 以玉淀粉为原料，在糊化时加人耐热-淀粉酶，采用脱支反应等手段改变淀粉原有的分子结构并重新晶，可以提高产品中抗性淀粉的含量
3、。,10.1.2 酶在焙烤食品中的应用,在焙烤食品中应用的酶制剂主要有淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、脂酶等. 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。,3、 葡萄糖氧化酶,6、谷氨酰胺转移酶 (TG),酶的协同作用 酶制剂的发展正逐步从单一酶向复合酶过渡，因复合酶制剂作用全面，可弥补单一酶的专一性，有利于食品生产中多种成分的配比。,戊聚糖酶或木聚糖酶与真菌淀粉酶结合使用时，能产生协同作用。一般来说，较高的纯木聚糖酶用量可使面团体积增大，但当用量过高时，面团就会变得太粘。 将木聚糖酶与少量的真菌淀粉酶结合使用时,就可采用较少分
4、量的-淀粉酶和木聚糖酶，制得较大体积和较好总体质量评分的面团，并避免发粘的问题。,脂酶不会使面团发粘，而且能够大大地改进面团的稳定性和面包瓤的结构，因此，木聚糖酶或淀粉酶与脂酶之间的协同作用，为改进面包质量提供了许多可行性。,葡萄糖氧化酶虽能使面团强度加大却会使之干硬，而高剂量的真菌淀粉酶则能赋予面团较好的延伸性，将这两种酶结合使用，就能产生协同作用。,工业化面条的加工中酶制剂的选用主要考虑面条的原料组成和加工工艺，以期最终达到改善品质的目的。,10.1.3 酶在面条加工中的应用,1 氧化酶 用于面制品加工中的氧化酶主要包括：葡萄糖氧化酶、半乳糖氧化酶、脂肪氧合酶和一些过氧化物酶 这些氧化酶由
5、于具有良好的氧化性，能够显著增强面团筋力，可望替代传统的化学氧化剂，如溴酸盐等。,葡萄糖氧化酶能消耗氧气催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸内酯，并释放出H2O2。 葡萄糖氧化酶作为一种商业酶制剂，能够改善面粉的加工性能，增强面团的筋力，被认为是较为理想的溴酸钾替代物之一。,葡萄糖氧化酶在面条加工中的作用机理为将葡萄糖氧化生成H2O2，从而将面筋蛋白中的-SH氧化为-S-S-，有助于面筋蛋白之间形成较好的蛋白质网络结构，在面条加工中的推荐用量为200300 U/ kg（面粉）。,脂肪氧合酶是一种氧化还原酶，在氧气的参与下，将顺、顺-1,4-戊二烯单元的不饱和脂肪酸（如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸）及酯氧化
6、，反应产生具有氧化能力的H2O2。 在面条制作中添加脂肪氧合酶，能将面筋蛋白中的-SH氧化为-S-S-，增强面团的筋力，同时消除面粉中蛋白酶的激活因子-SH，防止面筋蛋白水解。另外，通过偶合反应破坏胡萝卜素的双键结构，从而使面粉增白。,2 脂肪酶 加入脂肪酶能够获得乳化剂对面团的改善效果。在面条加工中，通过此酶的作用，可以使面粉中的天然脂质得到改性，形成脂质、直链淀粉复合物，从而防止直链淀粉在膨胀和煮熟过程中的渗出现象。,3 木聚糖酶 木聚糖酶能够水解戊聚糖，增加非淀粉多糖的水溶性，降低它们与水的结合力，这样就可以释放出大量的结合水。这些水可以提供给淀粉和面筋，使面团能够形成更好的面筋网络结构
7、，提高面团的机械加工性能，改善面条的品质。,4 诺帕酶 诺帕酶是由北美诺优酶制剂公司开发生产的一种可以提高东方面条和意大利式通心面条整体品质的专用酶制剂。,面粉在添加该酶后，可以增加60%以上的复合物，防止面条和通心面条中的淀粉在煮制时渗出，同时还可以提高面条或通心粉的咬劲，使面条在水煮过程中不粘连，不易断，表面光亮、滑爽。此外，还能减少面团上出现的斑点，提高面带压片或通心粉挤出的过程中产品颜色的稳定性。,5 面用改良剂 作为面用改良剂的酶制剂以转谷氨酰胺酶为主要成分，能改善面类的口感。该添加剂能够对形成的质地构造产生直接的影响，通过强化网络结构来增强其粘弹性，赋予面条良好的韧性。,10.1.
8、4 酶在啤酒生产中的应用,蛋白酶：降解啤酒的蛋白质组分，防止啤酒冷混浊，延长啤酒储藏期。 糖化酶：降解啤酒中的残留糊精，保证啤酒中最高的乙醇含量，增加糖度。 -葡聚糖酶：提高原料利用率，缩短过滤时间，增加啤酒产量，改善啤酒质量。 葡萄糖氧化酶：除氧，使口味好、澄清度高、风味稳定、保质期长；有利于控制啤酒中双乙酰含量，避免馊饭味。 复合酶：提高麦汁收率，节省糖化过滤时间，改善啤酒品质。,10.2 酶在蛋白类食品生产中的应用,10.2.1 酶在肉制品加工中的应用 10.2.2 酶在乳品加工中的应用,10.2.1 酶在肉制品加工中的应用,转谷氨酰胺酶(TG)的应用,1 肉块重组,2 肉丸、火腿、肉肠
9、,10.2.2 酶在乳制品加工中的应用,1 乳糖酶分解乳糖：提高乳糖消化吸收率，改善制品口味 2 凝乳酶制造干酪： 3 乳品杀菌消毒：牛奶中加溶菌酶，增加婴儿抗菌能力 4 除不良气味：巯基氧化酶可避免牛乳高温消毒产生的蒸煮味；胰蛋白酶可抑制乳脂肪因不利条件作用产生的乳氧化味。 5 生产豆乳：蛋白酶等,10.3 酶在果蔬类食品生产中的应用,10.3.1 提取果蔬汁 10.3.2 酶在果蔬加工上的新用途,水果蔬菜加工中最常用的酶: 果胶酶 纤维素酶 半纤维素酶 淀粉酶 阿拉伯糖酶等,10.3.1 提取果蔬汁,在提高果蔬出汁率方面应用最广泛的酶是果胶酶，其次是纤维素酶。,果胶酶： 可以有效地分解果肉
10、组织中的果胶物质，使果汁粘度降低，容易榨汁、过滤，从而提高出汁率。 纤维素酶：可使纤维素降解成分子量较小的纤维二糖和葡萄糖分子，破坏植物细胞壁，使细胞内容物充分释放，提高出汁率，提高可溶性固形物含量。,果汁膳食纤维,利用纤维素酶将柑桔皮渣酶解制取果肉饮料，其中粗纤维有50%转化为可溶性糖，另50%被水解为短链低聚糖，构成含果肉饮料的膳食纤维。,提高过滤速度和果汁澄清度,果胶酶应用于苹果酒生产中的榨汁工艺，可提高出汁率20%，澄清度可达90%以上。,复合酶系的作用,采用果胶酶和纤维素酶的复合酶系制取南瓜汁，可以大大提高南瓜的出汁率和南瓜汁的稳定性。,使用果胶水解酶来分裂细胞，分解果胶组织，另外果
11、胶水解酶还有使水果组织变软的作用，此法处理可以大幅度地提高压榨和过滤的效率，既可以节约能源，又可以提高出汁率。,色泽和风味的保护,果胶酶的利用可以大大提高柠檬、桔子、李子、葡萄和草莓等果汁的产量，同时可提高产品的贮藏稳定性、色泽和风味。,蔬菜汁加工中的应用,采用果胶酶和其他的酶（如纤维素酶等）处理蔬菜，大大提高了蔬菜的出汁率，简化了工艺步骤，并且可制得透明澄清的蔬菜汁。经酶处理的果汁比较稳定，可防止混浊。,用于果汁处理的果胶酶一般均是混合果胶酶，其中含有果胶酯酶、内切聚半乳糖醛酸酶、外切聚半乳糖醛酸酶、内切聚半乳糖醛酸裂解酶、外切聚半乳糖醛酸裂解酶、内切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶、外切聚甲基半乳糖
12、醛酸裂解酶。,固定化多酶系统（果胶酶、淀粉酶）,酶中包括降低果汁粘度、降解果实组织的酶，甚至包括除去果汁中淀粉的淀粉酶系统。,10.3.2 酶在果蔬加工上的新用途,1 增香、除异味 2 提取果胶 3 真空或加压渗酶法处理完整果蔬 4 去除酚类化物 5 提取蔬菜汁,1 增香、除异味,单萜类化合物是嗅觉最为敏感的芳香物质。 果蔬中大多数单萜物质均与吡喃、呋喃糖以键合态形式存在，并且在果蔬成熟后仍有大量这种键合态的萜类未被水解。 通过添加-葡萄糖苷酶可释放果蔬汁中的萜烯醇，增加香气。,脱 苦,酶制剂在柑桔果汁中可除去由柚皮苷和柠檬苦素类似物而引起的苦味。 添加柚皮苷酶可使柚皮苷水解成野黑樱素和鼠李糖
13、; 加入柠檬苷素脱氢酶可把柠檬苦素氧化成柠檬苦素环内酯，从而达到脱苦降苦的目的。,柑橘制品的脱苦,2 提取果胶,由枯草杆菌、黑曲霉、酵母、担子菌所生产的原果胶酶已被开发用于桔皮、苹果、葡萄皮、胡萝卜中果胶的提取。 用酶法提取果胶与酸热法相比工艺简单，无污染，成本低，产品质量除含糖量稍高外，无甚区别。,3 真空或加压渗酶法处理完整果蔬,（1）软化桔子，剥除桔皮 利用加压或真空浸渍果蔬，使果胶酶渗入细胞间隙或细胞壁中而起作用。此法已用于完整桔子的软化，桔皮容易剥除。,真空或加压渗酶法处理完整果蔬,（2）桃肉的硬化处理： 将果胶甲基酯酶与Ca2+渗入桃肉，可使罐头糖水桃子硬度提高4倍（因脱甲酯之果胶
14、可同Ca2+结合而增强硬度）。腌制蔬菜用此法处理可防止软化而保持脆性。 （3）脱苦处理 此法也用于桔皮之柚苷酶脱苦处理，脱苦率达81%。,4 去除酚类化物,澄清果汁经超滤过滤，浓缩后仍发生白色混浊，其原因就在于果汁中含有酚类化合物，可在过滤前用漆酶处理，使之氧化聚合成不溶性高分子而过滤去除。,酶在苹果汁中的应用效果,酶在茶饮料加工中的应用,5 提取蔬菜汁,采用纤维素酶等酶制剂开发出各种蔬菜制品，如蔬菜汁、千燥蔬菜粉末、速溶食品等。,10.3.3 酶在葡萄酿酒中的应用,1 果胶酶 改善压榨、过滤性能，促进果汁的澄清，从而提高原料的出汁率和出酒率。 2 蛋白酶 酸性蛋白酶能促进葡萄酒中的蛋白质的水解，从而防止葡萄酒中蛋白质混浊沉淀的发生，提高了葡萄酒的非生物稳定性。 3 花青素酶 分解葡萄酒中的游离的色素，在一定程度上能够防止红葡萄酒色素沉淀的产生，也可用于白葡萄酒的脱色。 4 固定化微生物,谢谢,