酶制剂ppt

第九章酶制剂笫一节概述•一.概念•（EnzymePreparations）•从生物（包括动物、植物、微生物）中提取的具有生物催化能力的物质，辅以其他成分，用于加速食品加工过程和提高食品产品质量的制品，称为酶制剂。二.酶制剂的特性1.是生物细胞原生质合成的具有高度催化活性的蛋白质，因其来源于生物体，因此通常被称作“生物催化剂”。2.酶具有催化的高效性、3.专一性4.作用条件温和等优点，三.食品工业的美容师越来越得到重视，被广泛应用于食品加工，在提高产品质量、降低成本、节约原料和能源、保护环境等方面产生了巨大的社会效益和经济效益。四.酶制剂的分类•(一)酶制剂来源1.动、植物中提取酶制剂2.利用微生物发酵法生产酶制剂•利用微生物发酵法生产酶制剂来源，远远优于从动、植物中提取酶制剂，现已成为工业用酶制剂的主要来源。(二)按酶的结构和性质分类•1.淀粉酶类•2.蛋白酶类•3.脂肪酶类•4.纤维素酶类•5.其他酶类五.酶制剂安全评价•虽来源于生物，但通常使用的不是酶的纯品，制品中的有关组分（包括产酶生物如微生物的某些代谢产物，甚至是有害的物质）有可能在使用时随着食品而被摄入，从而影响人体健康，•因此，必须对酶制剂包括生产酶制剂的菌种进行安全评价。六生产酶制剂所用的载体、稀释剂和加工助剂•应是通常食用或许可使用的物质，•酶制剂本身应符合一定的规格标准。笫二节主要的酶制剂•α-淀粉酶、•高温α-淀粉酶、•β-淀粉酶、•异淀粉酶、•糖化酶、•葡萄糖异构酶、•果胶酶、•改性蛋白酶、•细菌中性蛋白酶、•β-葡聚糖酶、•木瓜蛋白酶、•菠萝蛋白酶（一）木瓜蛋白酶Papain•是从木瓜果实中提炼而得的纯天然生物酶，简称木瓜酶；•木瓜蛋白酶对动植物蛋白、酯、酰胺等有非常强的水解能力，是一种广谱酶制剂。•纯木瓜蛋白酶系由212个氨基酸组成的单链蛋白质，•相对分子质量为23406。•制品可含有木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶和溶菌酶等不同的酶。•水解蛋白质能力强，但几乎不能分解蛋白胨。•广西南宁庞博生物工程有限公司生产的木瓜蛋白酶活力最高可以达到350万，•是国内木瓜蛋白酶生产中唯一可达到此酶活力的厂家，性状•为乳白色至微黄色粉末，具有木瓜特有的气味，稍具有吸湿性。•易溶于水、甘油，不溶于一般的有机溶剂，•最适作用温度65℃，•最适作用pH5.0，•等电点为8.75。用途酶制剂•木瓜蛋白酶具有酶活高、热稳定性好及天然卫生安全等特点，可广泛用于食品、医药、日化、饲料、皮革及纺织等行业，提高产品质量与档次，降低成本。•Ⅰ食品工业：利用木瓜蛋白酶的酶促反应，可把食品中大分子的蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，可制成肉类嫩化剂、酒类澄清剂、饼干松化剂、保健食品、高级口服液等，提高食品的营养价值，更有利于消化吸收。•Ⅱ医药工业：含木瓜蛋白酶的药物，可起到消炎、利胆、止痛、助消化的功效，进一步研究表明亦可治疗妇科病、青光眼、昆虫的叮咬等。••Ⅲ纺织工业：羊毛的防缩：用木瓜蛋白酶处理过的羊毛，其抗张度比常规方法高，毛线手感柔软，收缩性为0；还可用于蚕的脱胶和蚕丝的精炼。•Ⅳ皮革工业：利用木瓜蛋白酶制成皮的脱毛剂，鞣制皮革，经本品鞣制的皮革，毛孔细致光亮。•Ⅴ饲料工业：加入饲料配方中或直接与混合饲料混合饲喂，可提高蛋白质的利用率和降低饲养成本，还可利用本品水解蛋白，开发新的蛋白源。•Ⅵ化妆品加入含蛋白质和油脂的化妆品中，可起到保健、清洁皮肤、促进血液循环的作用。•Ⅶ此外还可加入洗涤剂的配方中，辅助除去蛋白质为主的污点，加牙膏、漱口水、牙粉等配方中可清洁口腔，除去牙垢和牙结石，与其它溶剂配合可制成隐形眼镜的清洁消毒剂以及感光胶片银的回收等。使用方法1.使用条件:•本品耐热性强，可在50～60℃时使用，70～80℃时活力急剧下降，82～83℃失活。•在pH低于4且温度上升时，也会迅速不可逆地失活。•Fe2+、Cu2+、氧化剂对其活性影响很大。•制品中水分大于7%时，活力降低很快。2.啤酒澄清•实际使用可用于啤酒澄清（水解啤酒中的蛋白质，避免冷藏时产生混浊），•使用量0.5～5mg/kg；3.在动、植物蛋白食品加工方面•用于蛋白质水解产物和高蛋白饮料，可提高产品质量和营养价值，提高产品消化吸收率；•在酱油酿造中加入本品和其他酶，可提高产率和氨基酸含量；•在制造啤酒麦芽汁时，加入本品和其他酶，可减少麦芽的用量，降低成本，使用量为0.1%。4.乳制品•本品可作凝乳酶的代用品和干酪的凝乳剂。5.肉类嫩化剂•肉类嫩化（水解肌肉蛋白中的胶原蛋白），使用量为宰前注射0.5～5mg/kg；腌制配方为：•2%商品木瓜蛋白酶、•15%葡萄糖、•2%味精以及食盐等6.饼干、糕点松化•用于饼干、糕点松化，可代替亚硫酸盐，既有降筋效果，又提高了安全性，可使产品疏松，降低碎饼率。用量•用于水解动、植物蛋白，饼干，肉、禽制品，可按生产需要适量使用。毒性•LD50小鼠口服584mg/kg(bw)(雄性)；小鼠口服926mg/kg(bw)(雌性)。•2.GRASFDA-21CFR184，1585。•ADI无需规定（FAO/WHO，1994）。•推荐品牌诺维信公司（二）固定化葡萄糖异构酶•ImmobilizedGlucoseIsomerase•制法用米苏里游动放线菌AC—81—2、嗜热链霉菌M1033等微生物发酵法生成的酶经固定化制得。性状•近白色或浅棕黄色颗粒，柱状或条状。•最适作用温度60℃，适用温度30～75℃。•最适作用pH7.0～7.5，适用pH6.0～8.0。•最高活性在反应系统中需要有Mg2+及Co2+。其最适浓度分别为10-2mol/L和10-3mol/L。•可溶于水，但不溶于乙醇、氯仿和乙醚。用途•酶制剂使用方法•1.Co2+、Mg2+对本品有激活作用；山梨醇和甘露醇对本品有强抑制作用。2.果葡糖浆生产•果葡糖浆生产一般应在60℃下进行，如温度过高，除酶易受热而失活，糖分也可受热分解，产生有色物质。3.实际使用参考：丹麦NOVO公司推荐的连续生产果葡糖浆的工艺条件为（使用该公司产品Q型Sweet-zyme）1.底物浓度35～45%DS；2.葡萄糖含量93%～97%；3.进口处pH8.2(25℃)；4.温度61℃；5.MgSO4·7H2O添加量，每升糖浆0.1g。用量•用于制造果葡糖浆，可按生产需要适量使用。毒性•1.LD50小鼠口服大于15g/kg(bw)。•2.GRASFDA-21CFR184.1372。•3.ADI容许〔来自米苏里游动放线菌（Actinoplanesmissouriensis）、凝结芽孢杆菌（Bacilluscoagulans）、橄榄色链霉菌（Streptomycesolivaceous；Streptomycesolivochromogenes）、锈赤霉链霉菌（Streptomycesrubiginosus）的固定化葡萄糖异构酶，FAO/WHO，1994〕。对来自凝结芽孢杆菌和锈赤霉链霉菌的非固定化葡萄糖异构酶，不能提出ADI。而对紫黑链霉菌（Streptomycesviolaceoniger）葡萄糖异构酶的ADI，无需规定（FAO/WHO，1994）。•推荐品牌诺维信公司（三）α-淀粉酶α-Amylase•能水解淀粉分子中的α-1,4-葡萄糖苷键。•将淀粉切断成长短不一的短链糊精和少量的低分子糖类，•从而使淀粉糊的黏度迅速下降，即起“液化”作用，所以该酶又称液化酶。性状•米黄色、灰褐色粉末。•作用温度范围60～90℃，•最适作用温度60～70℃，•作用pH范围5.5～7.0最适pH6.0。•Ca2+可提高酶活力的稳定性。用途•酶制剂使用方法1.影响活力因素•Ca2+、Na+对酶活力稳定性有提高作用。•工业上液化操作调节NaCl浓度在6g/L左右时，效果较好。•此外Mg2+、K+和Cl-、SO42-等适量存在时，对酶有活化作用，而Fe3+、Hg2+、Cu2+、Zn2+等有抑制作用。2.实际使用：•用于面包生产中的面团改良（如降低面团黏度、加速发酵进程、增加糖含量、缓和面包老化）；•用于婴幼儿食品中谷类原料的预处理；•用于果汁加工中淀粉的分解，以加快过滤速度。在饴糖生产中的应用：•先将大米用水浸泡约4～6h，•用水洗净后磨浆，制成16～17°Bé的淀粉浆，•调pH至6.2～6.4，加入0.2%CaCl2(按原料重量计)，•将该酶调浆后加入淀粉浆中，每克原料用酶6u，搅拌，85～90℃液化20min左右，•液化液煮沸后冷却至65℃左右，加大麦芽糖化剂，于60～65℃糖化3h。大麦芽糖化剂用量为2%（按原料重量计算），•过滤:糖化结束后•蒸发:•浓缩:42°Bé，即成饴糖。用量1.来自米曲霉的α-淀粉酶，可在焙烤、淀粉工业、酒精酿造和果汁工业中按生产需要适量使用。2.来自嗜酸性普鲁士兰杆菌的α-淀粉酶，可在淀粉、酒精、焙烤制品、酿造生产中，按生产需要适量使用。3.来自淀粉液化杆菌的α-淀粉酶，可在淀粉、酒精、焙烤制品、酿造生产中，按生产需要适量使用。4.来自地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶，可在酿造、酒精、淀粉生产中，按生产需要适量使用。5.来自枯草芽孢杆菌的α-淀粉酶，可在淀粉、焙烤生产中，按生产需要适量使用。毒性•1.LD50小鼠口服7375mg/kg(bw)。•2.致突变作用本品在体内无明显蓄积作用，无致突变作用。•3.ADI无需规定（来自枯草芽孢杆菌的α-淀粉酶。FAO/WHO，1994）。•推荐品牌诺维信公司（四）糖化酶•Glucoamylase•(Amyloglusidase)•别名•糖化淀粉酶、•淀粉糖化酶•能从淀粉链的非还原性末端切开α-1,4和α-1,6键，从而使淀粉水解成葡萄糖。性状•黄褐色粉末或棕黄色液体，•作用温度55～60℃，最适温度58～60℃，•作用pH4.0～5.0，最适pH4.5。用途•酶制剂使用方法1.本品耐酸性较好，在25℃、pH3时活力稳定；55～60℃时活力最高；60℃、30min以上时活力降低显著；80℃以上活力全部消失2.用于白酒、酒精生产•先将原料粉碎，打浆，•用α-淀粉酶液化、蒸煮，•将醪液冷却至60℃，加入用水调匀的糖化酶，•用量80～100u/g原料，于58～60℃糖化即可。3.味精生产•双酶法制糖也常使用本品用量•来自黑曲霉的糖化酶可在淀粉生产、酿造、果汁加工中按生产需要适量使用。毒性•1.LD50小鼠口服11700mg/kg(bw)。•2.致突变试验本品在体内无明显蓄积作用，无致突变作用。•3.ADI无需规定（来自黑曲霉的糖化酶。FAO/WHO，1994）。•推荐品牌诺维信公司（五）果胶酶Pectinase•果胶甲酯酶、果胶裂解酶、果胶解聚酶的复合物。•可分别对果胶质起解脂作用，产生甲醇和果胶酸。水解作用产生半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛酸。性状•浅黄色粉末，无结块•液体果胶酶制剂为棕褐色，允许微混或有少许凝聚物。•易溶于水。•作用温度10～60℃，最适温度45～50℃。•作用pH为3.0～6.0，最适pH为3.5。•Fe2+、Cu2+、Zn2+、Sn2+对此酶有抑制作用。用途•酶制剂使用方法1.使用时应注意:•多酚物质对该品有抑制作用，•病原菌、腐败菌产生的某些代谢产物亦有抑制作用，2.•本品可将果胶质分解而使果汁黏度降低，破坏胶体保护作用，从而提高出汁率，加快和加强澄清作用。•具体使用，由于果汁的性质不同，大量生产前先进行50～100mL小试，以确定其最适用量。•酶的用量视底物所含果胶的多少而定，通常用量:•每吨葡萄汁60～100g；•苹果汁，100～200g。•25℃条件下，4～8h即可澄清，•若45℃条件下，则仅需2～4h。3.用于莲子脱内衣、蒜脱内膜、橘子脱囊衣•酶液pH3.0，•温度50℃，•搅拌0.5～1h即可。•过滤后酶液可反复使用。用量•本品可用于果酒、果汁、糖水橘子罐头（去囊衣），可按生产需要适量使用。毒性•1.LD50小鼠口服21.5g/kg(bw)。•2.致突变试验小鼠骨髓细胞染色体畸变试验、小鼠骨髓微核试验，均无致突变作用。•3.ADI无需规定（FAO/WHO，1994）。•推荐品牌诺维信公司（六）葡聚糖