食品加工中重要的酶

(some important enzymes in food processing)

      食品工业中重要的酶主要是水解酶及氧化还原酶。

一、水解酶

 1. α-淀粉酶

    也称液化型淀粉酶,能使淀粉不规则地水解。它存在于动物的唾液、胰脏及植物的麦芽中。此外,霉菌和细菌也产生此酶。钙对其有活化作用,其最适PH5-7,最适温度约40℃,一些细菌淀粉酶则达70℃。此酶在啤酒制造及面包品质改良上很重要,终产物为麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖。

2. b-淀粉酶

  能将淀粉从非还原端起,每次水解下一个麦芽糖单位。在各种植物组织中均可见,尤以大麦芽中为多,其热稳定性低于α-淀粉酶。

 3.葡萄糖淀粉酶

  从淀粉的非还原端起,每次水解下一个葡萄糖单位,终产物为葡萄糖和糊精,用于制糖等。最适PH=4-5,最适温度50-60℃。

  淀粉酶对天然存在的完整淀粉粒作用较困难,应将淀粉粒糊化,破坏其结构后,对淀粉酶的作用才比较敏感。

 从1960年开始,酶制剂被允许进入淀粉糖行业并全面生产新产品后,淀粉糖行业从此发生了反天地覆的变化。酶制剂在此行业上的成功应用为其在其他行业的应用提供了一个很好的范例。
           
   下列图表举例说明了三种不同的酶制剂在将淀粉转化成不同产品时使怎样被使用的?

starch products via acid and enzyme processing

      现通过α-淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖异构酶,将玉米粉转化成含葡萄糖50%、果糖42%、其它糖8%的反应物,称为高果糖浆或果葡糖浆。它的甜度与蔗糖相当,因此,在饮料、食品生产中大量应用。现在,一些发达国家高果糖浆的年产量已达几百万吨。

 4. 果胶酯酶

    能把果胶酯酸分解为果胶酸和甲醇,它存在于霉菌、细菌和植物中,以柑桔类水果和蕃茄中含量为多。

 5. 果胶酶

  能把多聚半乳糖醛酸(果胶酸)的α-14-苷键水解。许多微生物及成熟水果中均有存在。此酶与水果、蔬菜的软化有关,它对果汁和果酒有澄清作用。

 6. 脂肪酶

  能把油脂(甘油三酸脂)水解为甘油和脂肪酸的酶。最适PH为5.0—8.6。许多含脂食品如牛奶、奶油等的变质常常是由于其中所含脂肪酶的作用使游离脂肪酸增加所致。

 7. 转化酶

  能把蔗糖水解为α-D-葡萄糖和β-D-果糖,其产物称转化糖,最适PH为4.5-5.0。转化糖比蔗糖难结晶,常用于糖浆、人工蜂蜜等制造业。

 8. 蛋白酶

  能把蛋白质的肽链切断。木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等植物蛋白酶可用于肉的软化和防止啤酒混浊等,霉菌蛋白酶用于面包工业以改良面筋性质。

  不同蛋白酶切断的肽键部分不相同,如胃蛋白酶切断芳香族氨基酸,胰蛋白酶切断碱性氨基酸等。牛乳的酪蛋白若用胰蛋白酶分解则产生强烈苦味,这是因生成物为胰岛素和苯丙氨酸之故,若用羧肽酶分解,则无苦味。奶酪的品种多,味微苦,就与不同的酶解产物有关。

    嫩肉粉中的蛋白酶制剂,是用木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶或米曲霉蛋白酶制成的。我们知道,肌肉组织中含有胶原蛋白,胶原蛋白是一种纤维蛋白,这种蛋白质的分子中由于存在着交联键而使肌肉具有很强的机械强度。交联键分为两种:一种具有耐热的特性;另一种具有不耐热的特性。幼小畜禽肌肉中的胶原蛋白里不耐热的交联键比较多,这种交联键一经加热就会断裂,所以,幼小畜禽的肌肉烹调后很容易软化。而年老畜禽肌肉中的胶原蛋白里耐热的交联键比较多,这种交联键经过加热不易断裂,所以,年老畜禽的肌肉烹调后不容易软化。用嫩肉粉处理年老畜禽的肌肉(通常是将嫩肉粉的浆液涂抹在肉块的表面或浸泡肉块),可以使这类肌肉中的胶原蛋白水解,使肌肉变软并且易于烹调。

二、氧化还原酶

 1. 葡萄糖氧化酶

  使葡萄糖和O2作用生成葡萄糖酸,由霉菌产生,用于除去蛋白中的微量葡萄糖和果汁等中的溶解O2

 2. 儿茶酚氧化酶

  使酚类与O2作用,是水果,蔬菜等褐变的主要原因。广泛分布于植物界。

 3. 抗坏血酸氧化酶

  能把抗坏血酸分解为脱氧抗坏血酸。广泛存在于植物中。

 4. 脂氧化酶

  能使亚油酸等不饱和脂肪酸和O2作用生成不饱和脂肪酸的过氧化物,最适PH约为6.3,与油脂的氧化败和胡萝卜素的破坏有关。

 

  固定化酶:将酶固定在不溶性载体上,可提高酶活及其稳定性,同时还易于回收、可重复使用,使酶在工业化连续生产中的使用成为可能。固定化酶的制备包括以下几种方法:吸附法,利用各种固体吸附,将酶或含有酶的菌体吸附在其表面上而使酶固定化;包埋法,将酶或含有酶的菌体包埋在多孔的载体中使酶固定化;结合法,选择适宜的载体,使之通过共价键或离子键与酶结合在一起,制成固定化酶;热处理法,将含酶细胞在一定温度下加热一定时间,使酶固定在载体内。

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