复合酶制剂在食品工业中的应用范文Word下载.docx
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木聚糖酶
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木聚糖酶是一种戊聚糖酶，面粉中存在着非淀粉多糖戊聚糖，在面粉中添加木聚糖酶，能使水不溶性戊聚糖增溶，可提高面筋网络弹性，增强面团稳定性，改善加工性能，改进面包瓤结构，增大面包体积。
因面粉中水不溶性戊聚糖对面包品质有消极影响，它使面包体积减小，面包瓤质构变差，面包品质恶化。
而水溶性戊聚糖则对面包品质起到积极作用。
戊聚糖酶对水不溶性戊聚糖增溶作用，一定程度上减小了水不溶性戊聚糖消极影响，改善了面团操作性能及面团稳定性，增大了成品体积，提高了成品质量。
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葡萄糖氧化酶
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葡萄糖氧化酶在氧气存在条件下能将葡萄糖转化为葡萄糖酸，同时产生过氧化氢。
过氧化氢是一种很强氧化剂，能够将面筋分子中巯基（－SH）氧化为二硫键（－S－S－），从而增强面筋强度。
提高面团延展性、增大面包体积，可取代对人体有致癌作用溴酸钾KBrO4。
在面条生产中，葡萄糖氧化酶有助面筋蛋白之间形成较好蛋白质网络结构，增加面条咬劲。
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脂肪酶食品伙伴个性空间qvWHw8h~
脂肪酶能水解脂肪成单酰甘油和二酰甘油，单酰甘油能与淀粉结合形成复合粉，从而延缓淀粉老化，在面包使用脂肪氧化酶，使面包增白，改善风味。
在面条面团中使用脂肪酶，可使天然脂质得到改性，生成脂质和淀粉复合物，可防止直链淀粉在膨胀和煮熟过程中渗出，减少面团上出现斑点。
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植酸酶
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植酸其化学结构为肌醇六磷酸酯，由于分子中含有6个磷酸基团，具有强大络合能力。
植酸与蛋白质，钙、锰、铁等无机盐和维生素等螯合，使它们不能被利用，限制了面粉中无机盐活性。
使用植酸酶，可使面团中植酸水解，解除其螯合，消除抗营养因子，提高面粉中营养物质利用率，生产出面包含有较高活性无机盐，易为人体吸收。
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脂肪氧合酶食品伙伴个性空间,O）ISQ5K6R
大豆脂肪氧合酶（Lipoxygenase）对面粉中具有戊二希1，4双键油脂发生氧化，形成氢过氧化物。
氢过氧化物氧化蛋白质分子巯基（-SH）形成二硫键（-S-S-）并能诱导蛋白质分子聚合，是蛋白质分子变得更大，从而增强面筋作用。
脂肪氧合酶可通过偶合反应破坏类胡萝卜双键结构，从而起到漂白面粉，改善面粉色泽作用。
而脂肪氧化酶催化亚油酸生成过氧化物，可改善面包香气，为面包增香。
由此可见，脂肪氧合酶兼具强筋和增白功效，可减少或替代强筋剂溴酸钾及漂白剂过氧化苯甲酰用量。
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转谷氨酰胺酶食品伙伴个性空间3`7x）?
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微生物转谷氨酰胺酶（MTGase）能催化食品蛋白质中（如大豆蛋白、奶蛋白、鸡蛋蛋白及小麦蛋白等）ε-Lys与γ-谷酰基分子内或分子间交联聚合，从而改善各种蛋白质功能性质，如营养价值、质地结构、口感、贮存期等。
加入MTGase食品蛋白质发生聚合作用及凝胶化作用，通过改变其理化性质（如粘弹性、凝胶化作用、乳化性、起泡性等）可能会影响许多食品质量。
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小麦面粉中麦醇溶蛋白及高分子量麦谷蛋白是MTGase作用良好底物，可促进面筋中ε-Lys与γ-谷酰基间交联，生成面筋中G—L键，从而加强面筋网络结构。
与L—抗坏血酸相比，MTGase是一种更有潜力焙烤改良剂，添加很少剂量MTGase就会使面团性质发生明显改变。
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蛋白酶食品伙伴个性空间i[O!
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饼干专用粉要求面团有较大韧性、塑性及较小弹性，一般使用低蛋白含量低筋粉。
在饼干生产中，添加蛋白酶可有效软化面筋，在饼干生产中添加蛋白酶，使面筋链被蛋白酶水解，面粉便变为弱力粉，可降低面粉筋力，降低面团弹性，使生产饼干疏松、易干燥、并可防止饼干收缩变形。
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制作面包时适量添加蛋白酶会使面团中多肽和氨基酸含量增加，亮氨酸和苯丙氨酸是形成香味中间产物，多肽则是潜在滋味增强剂、氧化剂、甜味剂或苦味剂，适量添加有利于改善面包皮颜色和面包香气口味；
但过量蛋白酶会使面团变粘，导致面包质量下降。
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此外甘露聚糖酶能提高面包结构，环糊精葡萄糖苷转移酶能使面包心软化。
磷酸脂酶A1能将卵磷脂转化为溶血卵磷脂，它是一种有效天然乳化剂。
日本三井公司已上市销售磷脂酶A1，用于改质卵磷脂，用于面包、糕点生产和油脂制造。
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目前DSMBakeryIngredients经营产品有制粉专用酶制剂15种，糕点点心—包括苏打饼、饼干和威化饼等专用酶制剂10种以及面包改良剂和预配粉用酶13种。
其中有以半纤维素酶为主体和添加了淀粉酶、葡萄糖氧化酶及蛋白质酶复配酶制剂，也有制面包改良剂“费埃尔米扎伊姆”HS2000——也是一种半纤维素酶，有改良面团稳定性和增大制品容积效果；
还有焙烤用酶制剂SFX，这是一种混合型酶制剂，主要用于防止面包老化。
这些酶制剂市场人气很好。
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二、果蔬汁加工、果酒生产食品伙伴个性空间3FU+L,Ah+TH
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果胶酶应用与果蔬汁加工已有多年历史，可有利于压榨，提高出汁率，并可使处理后果汁澄清、稳定。
果胶酶本身就是一种复合酶，包括果胶酯酶（PE），聚半乳糖醛酸酶（PG），聚甲基半乳糖醛酸酶（PMG），聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL），聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）等，工业生产中应用果胶酶制剂不仅仅含有一种酶活性，而是多种酶复合体，含有数量不同各种果胶分解酶。
为了提高果胶酶破壁效果，目前大多果胶酶均为复合酶制剂，如含有纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、阿拉伯聚糖酶及蛋白酶等。
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果蔬汁是果蔬加工业最重要产品之一。
果胶普遍存在于果蔬组织中。
用果蔬原料生产果蔬汁，果胶对果蔬汁得率、质量等有很大影响。
生产过程中，普遍应用果胶酶，果胶酶可提高果蔬汁出汁率，可促进果蔬汁澄清。
含有纤维素酶和半纤维素酶果胶酶制剂，可使果实脱皮，如柑桔囊衣、大蒜膜衣，莲子肉衣等。
葡萄糖氧化酶可用于除去果蔬汁、罐头食品、果蔬干制品中氧气，防止产品氧化变色，延长商品保存期。
还有一些果品加工专用酶制剂：
柚苷酶水解柑桔中柚皮苷，脱去苦味；
橙皮苷酶水解橙皮苷，防止柑桔罐头出现白色沉淀等。
如诺维信公司生产浆果专用酶，包含浸渍果浆所需要专门果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶，能分解可溶性果胶及果蔬细胞壁，降低果浆粘度，提高榨汁性能，减少果渣和减少榨汁时间，提高生产力。
此外日本龟甲万公司还经营一种绿原酸酯酶应用在果汁、蔬菜汁防止褐变和降低咖啡苦味，可以减少为防止褐变维生素C添加量，形成了更接近于自然原有风味，市场发展顺利。
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果酒生产中使用酶制剂主要有果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和风味酶等，有利于榨汁、澄清和过滤等作业，并可以在透明度、稳定性、营闭养成分、色泽和风味等方面改善果酒质量。
例如果胶酶复配纤维素酶，可更有效破坏细胞壁，提高了出汁率，缩短了压榨时间。
在发酵前果汁澄清中，果胶酶复配淀粉酶、蛋白质，可将易造成浑浊果胶物质、淀粉、蛋白质彻底水解，有利于汁液澄清和果酒提高过滤性能。
萜烯类化合物是形成水果风味主要成分，这些萜烯化合物与糖形成糖苷而呈无芳香气味风味前提物。
在发酵过程中或在葡萄酒贮存过程中都很稳定，添加风味酶可将风味物质释放出来，从而显著加葡萄酒风味，风味酶主要有D-葡萄糖苷酶、α-L-鼠李糖苷酶、α-L-呋喃型阿拉伯糖苷酶和D-芹菜糖苷酶。
如果在果浆或果汁中加入一定量果胶酶和蛋白酶，果胶酶能水解果胶物质破坏细胞结构，蛋白酶则能破坏液泡膜，从而释放出花青素等色素物质。
用于红葡萄酒酿造时可在发酵时将果胶酶和蛋白酶与酵母一起加入，可增加色素提取，改善果酒色泽。
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此外在茶饮料及绿茶饮料生产中，复合酶制剂具有明显优势。
由于纯茶饮料中茶成分高，茶汤浓度大，茶汤中主要成分之间容易氧化、络合，造成茶汤色泽褐变,形成浑浊、沉淀，影响其外观品质。
采用β-环状糊精、果胶酶、木瓜蛋白酶与单宁酶协同作用，可有效防止沉淀。
单宁酶（tannase）是一种水解酶，可以催化水解单宁中酯键与和缩酚酸键，该酶可以将五倍子单宁水解生成没食子酸和葡萄糖；
单宁酶能切断儿茶酚与没食子酸酯键，释放没食子酸阴离子又能同多酚类其他氧化产物竞争咖啡碱，成分子量较小水溶物，从而降低茶汤浑浊度，茶汤透光率随着酯型儿茶素减少在不断增大；
木瓜蛋白酶可促使蛋白质与单宁类物质形成沉淀；
添加果胶酶可分解果胶类物质生成单糖。
研究发现采用β-环状糊精、果胶酶、木瓜蛋白酶与单宁酶协同抗沉淀效果达显著水平，葡萄糖氧化酶与单宁酶协同抗沉淀有效果且差异性达到极显著水平。
日本龟甲万公司和我国南宁一公司已有商品化丹宁酶产品。
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总之，复合酶制剂用于食品加工，可弥补单一酶制剂不足，并有协同增效作用，是今后食品酶制剂一大发展方向。
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木聚糖酶食品应用功能
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中国农业大学食品科学与营养工程学院
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木聚糖是自然界中继纤维素之后含量第二丰富再生生物质资源,是最具代表性半纤维素,占半纤维素1/3~1/2。
它存在于陆生植物细胞壁中,几乎植株所有部位都含有它。
木聚糖酶是木聚糖水解酶系中最关键水解酶。
木聚糖酶从动物、植物、微生物中均可获得,以微生物为主。
现在已知能够产生木聚糖酶微生物包括细菌、曲霉和木霉等。
由于大多数木聚糖是一种结构复杂具有高度分枝异质多糖,含有许多不同取代基,因而木聚糖生物降解需要一个复杂酶系统,其中多种组分通过相互协同作用来降解木聚糖,所以木聚糖酶是一组酶,而非一种酶。
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最近十几年,随着生物技术不断发展和进步,特别是基因工程技术和蛋白质工程技术广泛应用后,对木聚糖酶了解更加深入,已经分离出多种木聚糖酶基因,并已工业生产多种木聚糖酶产品。
木聚糖酶在饲料工业、制浆造纸工业、食品工业、能源工业中都显示出广阔应用前景,已经引起科学家们广泛关注。
现就木聚糖酶食品应用功能进行论述。
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1木聚糖酶在酿酒工业中功能
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1.1利用木聚糖酶提高淀粉酶活力,提高酒精产率
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在酿酒行业中,作为原料粮食淀粉层外围有纤维素和木聚糖等半纤维素包围,从而影响到对淀粉利用率。
目前,对纤维素酶利用研究较多,而半纤维素酶应用尚处于初级阶段。
利用木聚糖酶作用于半纤维素层,降低物料粘度,可以有利于淀粉酶作用于淀粉层,提高淀粉利用率,增加酒精产率。
目前,对于适合某类酒酿造木聚糖酶生产菌还缺少针对性筛选,产酶过程优化及酶类提纯方面也少有研究,故其应用成本较高,尚未有工业化应用于酒类酿造过程。
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1.2木聚糖酶提高酒液澄清度
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我国是啤酒生产大国,啤酒业对国民经济发展有重要影响。
啤酒生产原料中由于β-葡聚糖和木聚糖含量较高,造成麦汁过滤困难,酒液混浊,啤酒滤膜堵塞等问题。
为解决这些问题需要大量资金和技术投入,这样就增加了啤酒生产成本。
而木聚糖酶可以和β-葡聚糖酶协同作用,从而解决滤膜堵塞问题,可提高酒液澄清度,降低酿酒成本。
对酒液澄清,目前研究较多是自然静置、过滤、加悬浮澄清剂等物理过滤方法,添加絮凝澄清助剂等,并且在加入过程中用量或时间控制不当会严重影响澄清效果,而且除了会影响酒体本身稳定性外,还会带来新不稳定因素;
对于目前应用多种过滤机还需经常更换过滤材料,费时、费力,并且严重影响产品质量和产量。
而一些酶制剂应用,由于其活化前处理工艺复杂,成本偏高,澄清效果也未达到理想状态。
木聚糖酶应用于酒液澄清是一个有潜在应用价值研究方向。
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2在小麦面食工业中功能食品伙伴个性空间5M4Z_y6h{
木聚糖酶在食品工业中应用主要是在小麦改良方面。
就面包而言,木聚糖酶添加主要在制作过程及防止老化这两方面起着积极作用。
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2.1在面包制作过程中作用
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许多试验观察得出,适量添加木聚糖酶面团弹性显著增强;
切分、搓团、成型时易于操作;
面团形成时间和稳定时间明显缩短;
醒发后面团体积明显增加;
烘烤后面包不仅表皮颜色适中且硬度下降;
而且质地洁白、组织细腻、气孔均匀;
入口松软且有咬劲。
这是因为用于制作面包改良剂中有葡萄糖氧化酶存在,它能产生大量氧化剂,使面粉中AX产生氧化胶凝作用,胶凝强度会随着WEAX增加而增强,这会使面团凝聚力增强,弹性增加,延伸性下降。
随着木聚糖酶添加,WUAX降解为WEAX,可以明显缩短面团形成时间和稳定时间。
面包品质优劣主要由产气能力和持气能力决定,由于木聚糖酶添加使得WEAX水解为木糖、木二糖等,为酵母生长提供了碳源,使面团产气能力大大增强;
同时,WUAX降解为WEAX,导致黏度更高WEAX含量显著增加,WEAX包裹在CO2气泡液膜周围,增加了面筋—淀粉膜强度和延伸性,优化了面筋网络,使焙烤时气泡不容易破裂,且CO2扩散离开面团速度减慢,提高了面团持气能力。
木聚糖酶通过提高面团产气和持气能力,最终使面包体积增加,而且使面包组织细腻、气孔均匀且口感良好。
另外,优化了面筋网络,能更有效减缓面包皮水分挥发,最终导致了面包皮硬度下降。
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2.2在面贮藏过程中作用食品伙伴个性空间ei,Gp0b/B2hlp
面包在贮藏过程中会产生非常显著老化现象:
表皮干裂、内部组织变硬、易掉渣、风味损失等,丧失了食用功能。
面包老化主要是由于水分损失、重新分配及结构变化所导致。
试验观察发现,适量添加木聚糖酶可延缓面包老化,面包在贮藏7d后,其硬度和弹性没有明显变化。
这是由于随着木聚糖酶添加,使得WUAX降解为WEAX,导致黏度更高WEAX量显著增加,提高了面包在贮藏过程中持水性,优化了面筋网络,从而阻碍了水分损失和重新分配,稳定了面包组织结构。
以上是以面包为例对木聚糖酶在小麦食品中应用机理作以简要说明。
木聚糖酶同样可以应用在馒头、蛋糕等其它小麦食品中,通过改善面团持水性和面筋结构进而改善其品质,并延长其货价期。
我国年消费面粉8000万t。
可见,木聚糖酶在小麦食品加工中有着非常大应用潜力食品伙伴个性空间bR!
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3在果汁生产中功能
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新鲜蔬菜、水果是富含维生素营养食品,一般可直接食用,但要加工成婴儿食品、膏状物、干燥蔬菜粉末和速溶食品等,主要是利用其嫩软组织中所有物质。
而这些物质通常被一层坚硬细胞壁所包围,成熟细胞壁主要是由纤维素、半纤维素、果胶等物质组成。
常见生产方法是将果蔬榨汁或将它们浸泡取汁。
再进行冷冻干燥或直接喷雾等。
这样一方面被纤维素、半纤维素果胶包裹淀粉蛋白质、油脂、色素、精油、香料、维生素不能充分提取,如果采用蒸煮、酸碱等法,使组织柔化来充分提取,会使维生素等遭到破坏,色香味发生变化,很不合理;
另一方面可溶性木聚糖、果胶都是粘性物质,会造成提取液粘度过大给后来浓缩干燥等带来困难。
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如果采用含有纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶酶制剂来处理,则可在极温和条件下使组织柔化,使细胞破壁,将有效物质充分提取出来,同时大大地降低提取液粘度,而粘度降低,可使生产中浓缩或干燥效率成倍提高,也相应降低生产成本,在果汁生产过程中,特别是用超滤方法来生产浓缩苹果汁,单独使用果胶酶是不够,往往在这种酶中添加一定比例木聚糖酶,来分解其中阿拉伯木聚糖,这样可提高超滤浓缩速度,减少膜清洗次数,明显地提高生产效率和产品质量。
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果蔬细胞壁是由果胶、纤维素和木聚糖等半纤维素组成网状结构,可阻止细胞内溶物渗出,彻底水解果胶是提高出汁率关键。
过去,人们对果胶结构认识只是直链平滑结构。
认为只要有一定果胶酶即可将果胶水解。
但后来发现只用这样酶彻底水解果胶并不那么容易。
尤其是使用这样果浆酶提高水果出汁率达不到预期效果。
因此,复合酶制剂应运而生。
作为一种果浆酶,它不但要有主要果胶酶活性,分解果胶主干,还应含有一定半纤维素酶活性（木聚糖酶、鼠李聚半乳糖醛酸酶等）,能水解果胶中分支区域,进一步裂解植物细胞壁,提高水果出汁率。
而且,复合型酶制剂还在降低果汁中果胶含量;
减少澄清工艺中果胶酶用量;
改善果浆结构、降低粘度;
易于固液分离;
缩短作用时间等方面有较好应用。
因为,虽然果浆酶通常是用来提高水果出汁率,但同时,由于果浆酶分解了水果中果胶和半纤维素等物质,也降低了果汁粘度,从而加速了果汁流出速率,使得压榨时间缩短,亦即提高了压榨机生产效率。
而且部分木聚糖等半纤维素在酶作用下被分解成可溶性水分,增加了果汁中可溶性固形物含量,这也使得出汁率得以提高。
果浆酶过去往往较多应用在苹果、梨等水果当中,随着人们对健康水平要求不断加深,一些营养极为丰富全面果蔬越来越受到人们青睐,如香蕉、胡萝卜及南瓜等,但由于往往含有大量淀粉及NSP,使得它们成品汁过于粘稠,出汁率低而不宜用于果汁饮料生产。
多被加工成果粉、果片、果酱等产品。
现在一些企业已经将果浆酶成功应用在这些果蔬制汁工艺中,且取得了很好效果。
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