酶制剂在食品中的应用和展望

武汉生物工程学院高等教育自学考试毕业论文论文题目:酶制剂在食品工业中的应用和展望指导老师:任俊专业:准考证号：作者姓名:答辩时间：2012-6-182012年月日目录摘要………………………………………………………………………………………….2关键词……………………………………………………………………………………….21.酶制剂在食品工业中的应用……………………………………………………………..21.1酶制剂在蛋白质工业中的应用…………………………………………………………21.2酶制剂在油脂工业中的应用…………………………………………………………...31.3酶制剂在啤酒工业中的应用…………………………………………………………...41.4酶制剂在面条加工中的应用……………………………………………………………61.5酶制剂在果蔬加工中的应用……………………………………………………………72.展望…………………………………………………………………………………….….8参考文献…………………………………………………………………………………......9致谢…………………………………………………………………………………………10酶制剂在食品工业中的应用和展望学号：姓名：专业：摘要：本论文主要阐述了酶制剂在蛋白质工业、油脂工业、啤酒工业、果蔬加工和面条加工中的应用，并对它的应用前景做了展望。关键词：酶制剂；蛋白质工业；油脂；啤酒工业；展望引言酶是一种由活细胞产生的具有生物催化反应能力的蛋白质催化剂，在动物体内消化与新陈代谢过程中起着重要的作用。酶的基本功能是其催化活性，通过与底物结合，降低反应活化能，提高反应速度。饲料中的营养物质、抗营养因子的分解反应都是靠酶来催化完成的。酶技术可以为工业问题提供很多解决方法。例如，它可以提高生产率，提高产品质量，把无用的副产品减至最少，减少环境污染。1、酶制剂在食品工业中的应用1.1酶制剂在蛋白质工业中的应用古老的酸碱等化学法处理动、植物蛋白原料时，由于条件苛刻，常伴有氯丙醇等有害副产物产生。酶技术不仅为食品加工开辟了新途径，且以其专一性、温和性、高效性区别于酸碱等水解法，确保食品的健康安全。蛋白质由多肽、氨基酸单体组成，自身不具有鲜味，如果变成氨基酸单体，鲜味就会呈现出来。多肽还具有保健性、乳化性、黏胶性，多肽和氨基酸均有良好的溶解性。肉制品加工：提高肉类副产品附加值肉类副产品，如骨头、碎肉、油渣等，有很高的蛋白含量，但在目前市场条件下，多作为廉价饲料，附加值体现不出来，而且带来环保问题。利用酶技术加工为蛋白提取物，具有高蛋白低脂组成、良好风味、良好的功能特性(胶黏性)，可以应用于中西式肉制品、肉味香精、方便面调味包、汤料和休闲食品等，使产品附加值大为提高。复合风味蛋白酶具有脱苦功能，可以确保蛋白提取物的良好风味[1]。乳制品及乳制品饮料降解牛奶中的乳糖：乳的营养已为大家所认知，但亚洲人群70%~80%缺乏乳糖酶，不适宜饮用牛奶。应用乳糖酶降解牛奶中的乳糖，生产出低乳糖牛奶，可以满足乳糖不耐受人群的营养需要。奶油增香：:动物胃来源的凝乳膏可用于奶油增香，但凝乳膏对健康有危害性，已被禁用。用生物脂肪酶可作为凝乳膏的替代品。提高乳品饮料中植物蛋白溶解性：植物蛋白在应用中有溶解性不够的问题，加入蛋白酶可以提高植物蛋白的溶解性，若与动物蛋白配合使用，可以实现全营养。调味品酿造酱油:按照传统工艺生产酿造酱油，发酵时间约为3个月至半年，如果使用酶制剂，可以缩短发酵时间，还能改善产品的风味。调配酱油：一般添加酸水解植物蛋白，这也是其氨基酸鲜味的来源。但是，酸水解植物蛋白易产生致癌物氯丙醇，设备损耗也比较大。蛋白酶水解植物蛋白温和，无致癌物产生。酶法水解是替代酸水解很好的方法，但由于成本明显高于酸水解，尚未广泛推广。酱类食品/方便面调味包：利用蛋白酶将酵母蛋白质水解为氨基酸，生产酵母抽提物，可用于酱类食品、调味包等，可呈现良好的风味。保健品以大豆为原料的保健食品：利用酶技术，可进一步提高大豆异黄酮生理活性，可以提高从大豆中提取低聚糖的得率，而大豆低聚糖有防治便秘、降低心血管疾病发病率的功能;利用蛋白酶对蛋白质结构改性，可有效获取大豆肽。大豆肽应用于运动食品、老年食品、病人食品中，可作为蛋白补充剂，起到瞬间补充能量的作用。1.2酶制剂在油脂工业中的应用在油脂工业中，酶的使用处于早期发展阶段，越来越多的商品酶已经开发出来，而且其工业化应用正开始迅速发展。酶技术替代传统脱胶用酶制剂进行物理法精炼脱胶，在保证质量的前提下，其经济性远优于化学碱炼方法[2]。酶制剂脱胶广泛应用于各种植物油，如菜子油、大豆油、葵花子油等等。磷脂酶LecitaseNovo用于油脂脱胶:植物油精炼脱胶是油脂生产必须经过的重要工序，其对油脂的稳定性、感官质量起到重要的作用。目前，用新的酶法脱胶技术，脱胶过程只需要1.5%的水，而传统脱胶需要15%的水;酸法脱胶不产生皂脚，可省略处理皂脚的后续工序，成本更加低廉，产品更加稳定，减少环境污染;化学法或物理法脱胶产生的副产品磷脂由于难提纯，常作为废品处理，而酶法脱胶可得到优质的粗磷脂，为进一步的磷脂精制或深加工提供了良好的前提条件。酶法脱胶提供了经济节约、高效稳定、绿色环保的新选择。酶技术用于油脂改造脂肪酶LipozymeTLIM用于油脂性能改造:棕榈油通过酶的内酯化用用与硬脂酸发生反应所得到的脂肪与可可脂有相似的性质。脂肪酶应用于人造黄油的生产中，天然油脂的熔点、扩散性、保质期和营养价值都可以被改变。通过特性改造，可以得到多种多样的黄油。天然食用油脂是三酯，经脂肪酶降解，可得到甘油二酯(DAG)。DAG可在小肠内消化吸收，并作为能源消耗掉，不会再形成脂肪。这项新技术在日本已被成功地应用于食用油的生产，目前国内也有企业已开始着手研究。应用于油脂生产工业的酶制剂脂肪酸在油脂化工中的新应用:用于个人护理品、涂料等的酯类合成;合成生物柴油等;含甲基酯的脂肪酸。脂肪酶在食品中的新应用:蛋黄酱，通常蛋黄酱一经加热就凝聚，通过酶技术，保持溶解状态，扩大应用;香料和调味品。世界不同区域磷脂酶用于油脂脱胶的情况不平衡，欧洲、美洲、印度应用较快，我国是油脂消耗大国，极具发展市场。在美国，脂肪酶LiPozymeTLIM的应用越来越快;在日本，花王公司使用LipozymeRMIM生产出可防止体内脂肪积累的烹调油Econa，为产品性能(甘油二酯，预防脑血管疾病)的提高带来了丰厚的增值;脂肪酸LipozymeCALB被用于酯合成;目前，最广泛使用的是脱胶用的磷脂酶LecitaseNovo。1.3酶制剂在啤酒工业中的应用随着中国啤酒市场的不断发展和变化，越来越多的啤酒生产厂商逐步认识到酶制剂在提高啤酒质量，降低生产成本和改进生产效率方面的作用，从而推动了酶制剂在啤酒工业上的应用。消费者对啤酒质量的要求是新鲜、清爽、低热量、泡沫丰富、口味纯正、清澈透明。而在啤酒酿造中应用酶制剂，可以协助实现上述要求。耐高温淀粉酶可以保证辅料的收率；保证糖化的正常进行；灵活的糖化工艺;提高糖化过程生产运作的稳定性；更好地利用麦芽中其他的酶；对发酵度有微小的提高；低酶制剂成本(10元/吨辅料);提高大米使用量，使啤酒口感更清爽。提高啤酒发酵度(干啤酒的生产)高效淀粉糖化酶可把原料淀粉和糊精分解成为葡萄糖，一般方法不到70%，使用这一方法可以提高到80%[3]。酶制剂:AMG300L，Fungamyl800L，Pro-mozyme200。应用于糖化或发酵。投料时加入糖化锅，或与冷麦汁一起加入发酵罐中。可以极大限度地水解糊精成葡萄糖，葡萄糖被酵母利用发酵成酒精，从而提高啤酒的最终发酵度;降低啤酒热量，口感清爽，适合特殊消费群体。加速啤酒成熟控制啤酒中双乙酰含量在啤酒发酵过程中，酵母菌会产生双乙酰，双乙酰超标会使啤酒口味不好。降低双乙酰含量不但可以改善啤酒口味，还可以缩短生产过程。1.4酶制剂在面条加工中的应用世界上已知的酶制剂有5000多种，工业化酶制剂有近200种，常用的有30多种据不完全统计，我国行业内26家酶制剂企业总产量达27.2万吨，2002年比1999年增长8.8%，产销率达95%。酶作为一种食品加工助剂，与传统的改良剂相比，具有显著的优越性。首先不会残留任何有害物质;其次酶的催化反应具有高度专一性和高效性，用量小，经济性合算;第三酶反应条件温和，易操作、能耗低，同时可以避免剧烈操作条件下所造成的营养成分损失。但由于我国在这方面的研究较晚，应用到粮食加工方面的酶制剂很有限。目前，实际应用到面粉和面包品质的改良的酶制剂仅有两种，即淀粉酶和蛋白酶。随着酶制剂的不断发展和对粮食加工食品研究的深入，将合适的酶制剂应用到粮食加工上，将具有广阔的应用前景。消费者对天然食品的追求，化学改良剂的使用受到了很多限制。我国学者对现在使用的一些对人体健康有害的添加剂已进行多次讨论，呼吁尽快禁用。例如溴酸钾在面粉改良中已有80多年的使用历史，现在许多国家均已禁用。建议我国尽早在食品加工中禁止使用溴酸钾。在面条的生产中，一般要加入一定量的添加剂，来改善面条的品质，同时提高其商品价值。目前，使用的面条品质改良剂如增白剂、氧化剂、面筋增强剂等大多是由化学改良剂组成，存在安全隐患。最近，在全国范围内发现一些食品加工厂在米面制品加工过程中加入“吊白块”。据广西南宁市卫生防疫站对该市米粉污染吊白块情况检测，结果表明被检样品86份，46份检出吊白块，检出率53.5%，可谓触目惊心[4]。吊白块属细胞原浆毒，对人体细胞功能损害较大，在国际上被列为能引起致癌的物质之一。吊白块易溶于水，添加米面制品中吊白块受热分解为甲醛和二氧化硫，这两种物质对人体都有毒性，尤其是甲醛对人体毒性大，国家有关部门已经规定含有吊白块的食品禁止生产和销售。为什么添加吊白块?加入吊白块的米粉(面条)韧性好、弹性强、不易断裂和煮烂、色泽白、表面感观好。这就要求科研工作者研制天然安全的添加剂来满足市场需求，酶制剂是一种比较好的选择，下面是几种能够用于面条加工中的酶制剂。氧化酶:用于面制品中的主要包括氧化还原酶: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等，它们对面筋结构和面团流变学性质有一定影响，目前应用研究较多的是葡萄糖氧化酶和脂肪氧合酶。这些氧化酶由于具有良好的氧化性，能够显著增强面团筋力，可以替代传统的化学氧化剂，如溴酸盐等。葡萄糖氧化酶(EC1.2.3.4，Glucoseoxidase，GOD，β-D-葡萄糖)氧化还原酶消耗氧气催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸内酯，并释放出H2O2，广泛应用于蛋白脱糖、食品除氧及葡萄糖定量分析等，也是迄今为止生物传感器领域最主要的工具酶。在食品工业上有广泛的用途，去葡萄糖、脱氧、杀菌和测定葡萄糖含量等。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，能增强面团的筋力，可作为一个较为理想的溴酸钾替代物。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。脂肪氧合酶(Lipoxygenase，EC1.1.3.1:13)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，反应产生的H2O2具有氧化能力，它能作用于食品中各种不同的组分。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，防止面筋蛋白的水解。另外，通过偶合反应破坏掉胡萝卜素的双键结构，从而使面粉增白。实验结果表明:既能使面粉增白，又能增强面团的筋力。因此脂肪氧合酶可望替代现用的面粉增白剂过氧化苯甲酰。小麦粉中脂肪氧合酶活力很低，且主要存在于胚乳和效应中，但在大豆、扁豆和豌豆中脂肪氧合酶活性很高，因此可添加一些脂肪氧合酶活性高的豆粉来改善面条品质。转谷氨酰胺酶(Transglu-taminase，EC2.3.2.13)为蛋白质-谷氨酰胺-谷氨酰基转移酶，可通过催化转酰