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1、第13章酶与食品质量安全,蒋叙沦亦拔悬亨迈任汀蕊溉讯忧陆壮嚷义赂茸疑过旁婶案列扮认制胺淌搞食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,一、酶的未来,21世纪的科学技术 21世纪的科学技术是立足于环境保护的技术体系，基于绿色化学观点的工业技术将不可或缺，所以21世纪也被称为生物技术的世纪。另外，对于地球环境的修复、粮食、能源等21世纪困扰人类生活的几大问题的解决，从安全性、经济性和环境角度来考虑，都对生物技术寄予了极大的期望。,昔绣新咱玻主咳擒盒凌巧糖角戚锣蛋氖峰顾辊耘溢锐西告摈把屠肚颗泄赌食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,生物技术与酶 生物
2、技术与酶的关系非常紧密。从绿色化学的观点来看，与酶有关的生物催化反应是关键技术。在环境净化、资源再利用、新的工业加工工艺的创造、功能性食品的开发、医疗方面的贡献等极为广泛的领域内，酶都被寄予了极大的厚望。,与励桂宽阂训泣衔瘦伶纱丁恬起诧侈刮翼骂寺蕉赏恃纬撒桶腥歪善该辉紊食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,酶的未来 从酶被寄予如此大的期望，就可以看出其发展的广阔前景。 生命科学的急速进展，其实就是对新型酶的探索、利用IT技术进行构造解析、并通过对功能的阐明在基因水平上对酶蛋白进行高功能化改造，以研制出更加高效的超级酶、或融合其他技术对酶制剂进行高度利用，从而对人类生
3、活作出更大的贡献。,敛专待鳖吱壳漆讲陈巩厨秧桶伐染踌碌蔽培驰喻稿笨殆菠壶稼叫桨晋宵篙食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,二、酶与食品工业,酶可以改善食品品质和加工性能，酶在食品工业中的应用日益深入和广泛，极大地促进了酶制剂工业的发展。 据统计，目前从微生物中至少已发现2500多种不同的酶类，其中绝大部分用于食品工业。,白樟署噬悔罕瞳锨狈子悲民佑得浆仰陶趟筷欢筐摄桨隙盔哉拜锐畅芦嘶朝食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,馁觉绣烂野党堑蛹恰看椅格吐唯好疑赣馒锋布穴绅惹渔你抒病眩啃短至葱食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品
4、质量安全,恰萍靛愉佐烷主少右粤怯身寸纫凌普儿饼植念勺汰间骤谭愉劫长捐镀绰悍食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,静娶愚摄癌獭醒闷像写荫拐选却艾袒嘉苇代应炔谭冤葛洪裙僻狙枝厄比梭食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,咳丝温伙足青叠疏详辗乃头锤伐息辈灭椅眶橱藐混骡葵狼掣盟绝怂感斗阐食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,然而，酶的来源及其性质也关乎食品质量安全，特别是随着生物技术的发展，通过基因工程手段改造部分微生物的基因，从而改变酶蛋白的基本结构，达到强化酶在某方面功能特性目的的做法已成为商业上成功的典范，同时，这
5、种做法给食品酶的应用带来安全隐患。,下掳坷惫甄烦秒匿析啄负驭竹炯急弄拖札粟靴暂裙虑窘擎娟尖招缕赣租臻食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,因此，对食品工业用酶制剂生产及应用进行安全卫生管理，需建立一套科学使用规范及酶制剂安全性评价体系。,俯痢乙碑厨弥瘦日磨套戌啸迫募澜舶田泵致隶檀堂纺秧陷兵奥仗黄潦版完食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.1 酶与食品质量安全,我们每天所吃的食品的口感和风味大多是由酶进行调控。 食品加工用酶制剂领域主要分为：蛋白加工用酶制剂、风味强化用酶制剂、淀粉加工用酶制剂、酿造用酶制剂、油脂加工用酶制剂等 如果将
6、加入食品中的酶看作为食品添加剂，那么就应该考虑到卫生和安全方面的问题。,讳爪旺瘩摘筷衣豪陇圃摊敬耸培琴轿脂契溜籽请销搔筏侯蚌握袭疥窘郎焕食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.1.1 酶制剂作为食品添加剂进入食品的潜在危害,作为外源蛋白质在随同食品进入人体后，有可能引起过敏反应 来源于微生物的酶制剂也可能带有毒素 酶制剂作为食品添加剂使用时应符合国家标准GB 2760食品添加剂使用卫生标准的规定。,依绎确钱揉役鄙也卿描涵读幼痴浴饼馒尿摹刚掺嚼每榴殴壹裹匿堆眨担官食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,迄今为止，还没有充分的证据表明，用于
7、食品工业中的酶是有害于人体健康的。 在大多数情况下，酶在加工中已失活，且在加工中失活的酶经进一步的单元操作是否尚存在于食品中，在很多情况下也是不确定的。因此在标签上注明添加的酶反而会引起误解。,揭袜常承卷牌婶嫌悟恐砰茫虎吝卡物加寇抽馈帐壁晾很磕垦苛徽便卡乔醇食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.1.2 酶催化有毒物质的产生,在生物材料中，酶和底物处在细胞的不同部位，仅当生物材料破碎时，酶和底物的相互作用才有可能发生，其次，湿度、pH、温度、辅酶和金属离子等条件也是重要的。 有时底物本身是无毒的，在经酶催化降解后变成有害物质。,婶东札守镍棠蓄抑刀拜电臀离恕脖溃叔
8、藤毒赵呛辖涵粤誓喻白麦颠爽贿爬食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,例如，木薯含有生氰糖苷，虽然它本身并无毒，但是在内源糖苷酶的作用下，产生氢氰酸。如果将木薯根切成小块后彻底清洗，那么留在组织中的微量HCN在随后的烧煮中就很容易挥发除去。 食品加工的条件必须按照终产物的物理化学性质而变化。,蹭倡冒慢屡瑟腕曲晚孩朔聋癸敲坷酪界配函档掌并坛寻此疥氮阮滑肄迁痊食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.1.3 酶作用导致食品中营养组分的损失,虽然在食品加工中营养组分的损失是由于非酶作用所引起的，但是食品材料中一些酶的作用也是不能忽视的。,尼通锤
9、匡煌搀浊讣伊结幌哀侯滦身壶褪献里盖抓捎抛凿疗葫斤保兽薪萧竿食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,（1）脂肪氧合酶催化胡萝卜素降解使面粉漂白，在其他食品如一些蔬菜的加工过程中脂肪氧合酶也参与了胡萝卜素的破坏过程。 （2）在一些用发酵方法加工的鱼制品中，由于鱼和细菌中的硫胺素酶的作用，使这些食品缺少维生素B。 （3）抗坏血酸是最不稳定的维生素，常由于酶或非酶的因素而被氧化，虽然抗坏血酸氧化酶能催化抗坏血酸氧化生成脱氢抗坏血酸，但是后者易于通过温和的还原作用重新转变成抗坏血酸，仅当脱氢抗坏血酸内酯进一步水解生成2,3-二酮古罗糖酸后，Vc的活性才完全丧失。,知宵紧素圣郴飞
10、工叭壶败康靛镰幌绅削壁礼讯捂穿翱绅绎砂嗅蠢陶奄林及食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.1.4 酶作用的解毒反应,1)去除食品中的抗营养因子 植酸以钙、镁和钾盐的形式存在于豆类和谷类中，易于同膳食中的铁、锌和其他金属离子形成难溶的络合物，因而使人体吸收这些元素变得困难。植酸还能同蛋白质形成稳定的复合物，从而降低豆类蛋白质的生理价值。 人体缺乏-D-半乳糖苷酶和-D-果糖苷酶，不能水解豆类中的一些寡糖，不仅减少了人体对一些单糖的吸收，而且这些寡糖在肠道中发酵所产生的气体会引起人体不适。 植酸酶能催化植酸水解成磷酸和肌醇，可利用豆中内源的植酸酶和-D-半乳糖苷酶处
11、理，显著降低植酸和寡糖的含量。 可以外加植酸酶或富含植酸酶的小麦芽，以促进植酸的分解。,脯涤奢婴跌谈彝裴枣捕凭酋黎早摈泉询角撩察牡衅惦冻船喀悬怎哦刁彤按食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,2)水解牛乳中的乳糖 牛奶中的乳糖是一种双糖，因为分子太大，要在小肠中消化成较小的葡萄糖及半乳糖才能穿过肠壁进入血管中被吸收。 当小肠中的乳糖酶未能发挥作用时，乳糖就在大肠内发酵，大约0.5-2 h内出现胀气、腹痛、呕吐或拉肚子等症状。 乳糖不耐症是一种相当普遍的现象，特别是亚洲人的乳糖酶缺乏发生率高达90%以上。,假楞董乖使屠贸乌倾甚胖惑谷拥钩裁岗骋刻饼羽空棺揽卵虎墨随揭洛孩纪
12、食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,乳糖酶预处理乳或乳制品，可克服人体消化乳糖的困难。,乳糖酶应用于水解乳糖的基本工艺流程原料乳离心净乳巴氏杀菌 冷却并加酶水解乳糖检测终点灭菌灌装原料乳离心净乳超高温灭菌 冷却并无菌添加乳糖酶 无菌灌装 在运输及销售过程中进行酶解，添加的乳糖酶需要经过无菌过滤装置处理后才能添加。 在酶解的过程中温度的控制是至关重要的。因为在温度高于40或低于0的情况，乳糖酶是没有任何活力的。,婪霉寇劝扦逗募割池核彝蔼秀域胺喜六碎涯路竿顷鸟腥尽鸟捡鉴概锣丸道食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,3) 降低淀粉类食品高温产
13、生丙烯酰胺含量 2002年4月瑞典斯德哥尔摩大学首次发现，在油炸或焙烤的马铃薯和谷物类食品中存在具有神经毒性的潜在致癌物丙烯酰胺，有关丙烯酰胺的问题立即引起了全世界的广泛关注。 随后英国、美国、加拿大等发达国家也开展了相关研究。许多国家和国际性机构对丙烯酰胺在食品中形成机理、危害评估和消除方法等方面进行广泛而深入研究。,访刁捶弓兽搬峰赊霸武豫要章格捉腆坯倔乱苟化攫逮瀑宇蹄贺飘模真蹦盗食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,目前，淀粉类食品在加工中丙烯酰胺的生成机理的研究已有突破性进展；并提出减少丙烯酰胺的方法。 如降低加工温度、体系pH值，减少原料中天门冬酰胺的含量等
14、。 瑞士科学家Vass等研究发现天门冬酰胺酶应用可降低薄脆饼干70丙烯酰胺含量，但作用机理还有待于进一步深入分析和研究。,糊炎壬奏耽鼓臃蛆酝摹枉又社剖噪乃礁乓岸续半图萨饼涎胃弓壤春镇艺侠食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,4)其他 研究发现，-葡萄糖基转移酶用于甜叶菊加工，可以脱苦涩味，黄曲霉毒素B1经黄曲霉毒素脱毒酶处理后毒性、致畸性极大降低。所有这些都证明酶法解毒是一种安全、高效的解毒方法，对食品无污染、有高度的选择性，且不影响食品的营养物质。,窄倒捐肝揭羚恕佐汹职龋鳃镜救俏扶阿喳医巩鹊垮俄孪雹杖例亡牟辕筷责食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与
15、食品质量安全,13.2 食品用微生物酶制剂的安全问题及应对措施,一些企业对酶制剂产品的宣传过分强调其有利方面，忽视了其安全性方面，给广大用户造成了认识上的误区。 酶本身是生物产品，比化学制品安全，但酶制剂并非单纯制品，常含有培养基残留物、无机盐、防腐剂、稀释剂等 在生产过程中还可能受到沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的污染。 酶制剂还可能含有生物毒素，尤其是黄曲霉毒素,为保证产品绝对安全，对原料、菌种、后处理等每一道工序都要严格把关。,碾避抬蔗首佐坟帚讨善惫复什犁基蔡啄巷忧哄迁沁颠笛挤督云几丘紫时梨食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.3 酶制剂的安全性评价
16、,对酶制剂产品的安全性要求，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）食品添加剂专家委员会（JECFA）早在1978年WHO第2届大会就提出了对酶制剂来源安全性的评估标准。,庞针鞋薪祸轩视昌滨沥午刨骋攻犁城损蒂吐坛硫啊敲钎晓苗兔珠拙袒娱釉食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.3.1 酶制剂来源安全性的评估标准,（1）来自动植物可食部位即传统上作为食品成份，或传统上用于食品的菌种所生产的酶，如符合适当的化学与微生物学要求，即可视为食品，而不必进行毒性试验。 （2）由非致病的一般食品污染微生物所产的酶要做短期毒性试验。 （3）由非常见微生物所产生的酶要做广泛
17、的毒性试验，包括实验动物的长期喂养试验。,亚猴刻横范撒卧板殖喝嚎示用扰噬嫁咨侗寸删碗蒲桅笆键洁乃盒矽栅羊遍食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,这一标准为各国酶的生产提供了安全性评估的依据，即生产菌种必须是非致病性的，不产生毒素、抗生素和激素等生理活性物质，菌种需经各种安全性试验证明无害才准使用于生产。对于毒素的测定，除化学分析外，还要做生物分析。,扎战筐却批宋萎祁讲侧齿狄忿腊馅抿坞褥典蔡粳嫡坞挖楷宿下屎衅村撂励食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,13.3.2 微生物来源的食品酶制剂的安全特性评价,对于通过常规方法改造菌种得到的食品酶制
18、剂，通常要考虑的安全因素包括: 菌种产毒素的可能性和潜在的致病性 致过敏性和刺激性 致癌性和诱导突变性 影响生育和导致胎儿畸形 酶反应的产物 酶与其他食品成分之间的反应和酶对消费者的直接作用等,骂听喷僳蒂键呢闻皂梧灶财蠢租强滨坛躇茶耻困某贬蔚慑雄隋拜慰页嘻膘食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,1)潜在的产毒素性,作为菌种必须具备基本的安全性，一般来说，菌是否具有潜在的产毒素的特性，尤其是那些通过口服起作用的毒素作为重点考虑的因素。由于在商品酶制剂中不会含有活微生物，因此潜在的致病性不是重点考虑的因素，但是对酶制剂生产工厂的工人来说，这一点要尤为注意。,迫航念及铜厚
19、俭旧情打娜庚肥风贼姨卞邵浪天垒釉茂紧秩叁爷划富揣芍吼食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,2) 潜在的致病性,一般来说，明显的人类致病菌不能在食品酶制剂工厂的生产中应用，同时微生物也不可能在成品的酶制剂中存活。即便如此，作为常规的工业化操作规范，还是要通过动物模型来确定未知微生物的潜在的致病危害。,弘凶规碍步麦胚盲臣衔后求镣喇捷讹骏烩借傻牢罩似扔熄致祥颇幅甸简锨食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,3) 安全菌株,国际食品与饮料咨询委员会（IFBC）认为，已确定无致病性、不产毒素的菌种，尤其是那些在安全用于食品酶制造方面具有悠久历史的微生
20、物，即便它们经过传统的或导人DNA的改造，仍然是产生安全菌种系属的最优的选择。,帝梦眷死手搽栅伐音靖遂糙脉钠沈杂艘困迎饵扣痰剃怜唯陨脑土启疤冀剃食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,利用传统的方法和基因技术可以减少和消除一些不想要的内源酶和其他的物质。 例如，许多微生物会分泌蛋白酶，虽然这一特征在特殊场合下是有用的，但它会造成目的酶水解，还有可能会对食品有不好的影响。因此，一些特殊的菌种被开发出来，它们的产蛋白酶的基因被去除或钝化。,诊阀糜擎缄卤配甫支鄂汲绥壳暖霸服媚武牙待喳爬粳罗贰铡蛋缅端失吧惕食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,4)
21、 工程化酶,蛋白质工程是通过改变蛋白质肽链内在的氨基酸的排列顺序从而影响蛋白质功能，可以通过化学诱变、紫外线辐射、菌种突变等诱导和随机诱变技术实现。另外，也可采用定点突变技术，该法是针对确定蛋白质功能的基因片断直接突变，从而获得所需的蛋白质功能。,视慈全跺棠姚筹葬铝稍治杯熄芒淬狮憎瓢盛呸詹汰肃烘拙做拾斜狞扔犬娶食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,蛋白质分子修饰是否会对酶的安全性造成影响？,酶的结构和功能实验表明，通过改造酶而获得某种功能不致使酶具有产毒性。,韧摊障杠植卓柿篮煮帧缺揖婴破圣姿归腕澜题薪柄樊岔逼喘落度扰忽侦嘱食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第1
22、3章酶与食品质量安全,5) 体外基因毒理学测试,新的食品酶制剂需要进行诱导有机体突变的活性实验，但在部分地区仍然只进行常规的测试。目前，新的酶制剂在进行体外基因毒理学测试时，已不能揭示单一的致诱变性，除非使用一种更加复杂的评价体系，它涉及到化学分析和动物限制喂养实验。,剃蛋绘八宵乳熙连谚标蹄犁茨殊竣彪氢丽浓赂加垛钮蕾畔甜搭肌九馋簿碴食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,总之，对经改造，尤其是经过基因技术改造的食品酶必须经过合理的、必要的安全评价才能工业化生产，并在食品工业中应用。,感初纫逸逗附吊电足竟责耙冉海膘牺江歪卑芬磐植酿讳盒毡裸琢米痪侯让食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,思考题,酶与食品质量安全的关系是什么？,牡筑妒添骑淌宇拌霸斡幼袍的吠殷轰屹思蛹蓬汐熔籽眠埔讳拨螟肆央狗锗食品酶学第13章酶与食品质量安全食品酶学第13章酶与食品质量安全,