第十章食品酶制剂

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 食品酶制剂,第十章 食品酶制剂,Enzyme preparations,熟悉常用食品酶制剂的品种,掌握常用食品酶制剂的性质、使用及注意事项,酶,是一种具有生物催化性的蛋白质，是一种生物催化剂。,具有,催化反应温和、作用高度专一,和,催化效率高,的特性。,从生物中提取出的具有酶的特性的制品，称为,酶制剂,。,具有酶的高效性和专一性，且使用方便，比单纯的酶,更容易获得和用于工业实际,。,专用于食品加工的酶制剂称为,食品酶制剂,。,食品酶制剂概述,酶催化作用特点,条件温和：,催化反应一般都在温和的PH值、温度条件下进行，不需要高温、高压、强酸、强碱、高速搅拌等剧烈条件，对生产容器和设备材料的要求低。,反应专一：,具有高度的专一性和选择性。一种酶只能用于一种反应物、或一类化合物、或一定的化学键、或一种异构体，催化一定的化学反应并生成一定的产物，所以其反应选择性好、副产物少，便于产物提纯和工艺简化。,高效性能：,催化效率高，比一般化学催化剂要高出10,7,10,13,倍。,酶的种类,1.按来源：,动物：凝乳酶、胃蛋白酶,植物：木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶,微生物：淀粉酶、蛋白酶、溶菌酶、果胶酶,2.按,催化反应类型,：,氧化还原 转移酶 水解酶,裂解酶 异构酶 合成酶,食品中常用的酶制剂,水解淀粉、糖,原,和,它们的,降解中间产物的酶类，广泛存在于动植物组织和微生物中，是工业酶制剂中具有广泛用途的酶制剂之一。,淀粉酶,按酶的水解方式分为,:,淀粉酶,葡萄糖淀粉酶,环糊精葡萄糖基转移酶,切枝酶,其他淀粉酶,-,淀粉酶,(-amylase),液化型淀粉酶，亦称细菌,-,淀粉酶、退浆淀粉酶、糊精化淀粉酶和高温淀粉酶等。,在高浓度淀粉保护下,-,淀粉酶的耐热性很强，在适量的钙盐和食盐存在下，,pH,值为,5.3-7.0,时，温度提高到,93-95,仍保持足够高的活性。,直链淀粉,麦芽糖、葡萄糖和糊精,支链淀粉,麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖,结果：,使淀粉液的黏度迅速下降,碘反应由蓝变紫，再转变成红色、棕色以至无色,这种作用称为,液化作用,，故又称之为,液化型淀粉酶,-淀粉酶,-1，4糖苷键,-淀粉酶的最适pH值一般为4.5-7.0,不同来源的-淀粉酶的最适pH值有差异:,人类唾液和猪胰 较窄 60-70,枯草杆菌 较宽 50-70,嗜热脂肪芽孢杆菌 30,高梁芽-淀粉酶,50 失活速度较低,大麦芽 48-54,小麦-淀粉酶 45,来源不同的-淀粉酶对热的稳定性也同样有差异,毒性：GRAS，ADI无限制性规定。,枯草杆菌,-,淀粉酶和嗜热脂肪芽孢杆菌,-,淀粉酶对热的稳定性特别高。,一般,-,淀粉酶的最适温度为,70,，而细菌,-,淀粉酶的最适温度可达,85,以上。,-,淀粉酶对热稳定性高，这一特性在食品加工中极为宝贵。在工业生产中，为了降低淀粉糊化时的黏度；可选用,-,淀粉酶。使用时先将需要量的细菌淀粉酶制剂调入淀粉浆液中，加热搅拌，,-,淀粉酶随着温度的升高而发挥作用，当达到淀粉糊化温度时，糊化的淀粉颗粒已经成为低分子的糊精了，淀粉浆液变为黏度小的溶液。若用其他,-,淀粉酶，在淀粉糊化温度时，早已失去活性。,使 用,-,淀粉酶主要用于水解淀粉制造饴糖、葡萄糖和糖浆等，以及生产糊精、啤酒、黄酒、酒精。酱油、醋、果汁和味精等；,还用于面包的生产，以改良面团，如降低面团黏度、加速发酵进程，增加含糖量和缓和面包老化等。,在婴幼儿食品中用于谷类原料预处理。,此外还用于蔬菜加工中。,用量：以枯草杆菌,-,淀粉酶,(6000IU/g),计，添加量约为,0.1%,。,近年，杭州饴糖厂实现了使用,-,淀粉酶生产饴糖的新工艺，其工艺流程为：,大米,(,碎米,) ,浸泡 水磨 调浆,(,用碳酸钠调,pH,值至,6,4),加,-,淀粉酶,(,加入,0,2,氯化钙和,100IU -,淀粉酶,100g,原料,),冷却加麦芽糖化加活性白土并升温压滤浓缩饴糖。,工业上细菌,淀粉酶还可用于棉布退浆，麦芽、胰脏的淀粉酶主要供制造消化剂，,淀粉酶还可作饲料添加剂。,DE70,以上糖浆适用于酵母发酵制品，糕点、蛋糕、甜饼干，这类糖浆能控制湿度、甜度和延长食品的保质期。,果葡糖浆 由于果葡糖浆吸湿性较强，能使食品保持水分。,42,果葡糖浆主要用于食品，,55,果葡糖浆用于饮料、冰淇淋和冰冻甜食。近几年来，肥胖儿童不断增多，很多营养学家研究结论，多饮碳酸饮料是儿童发胖原因之一，也有人将淀粉糖划入脂肪一类食品，引起一场“好食品、坏食品”的争论。现已取得一致意见，对肥胖儿童应提倡合理饮食，适度营养，勿过度饮食、饮料、甜食，增加运动。,-,淀粉酶、糖化酶和葡萄糖异构酶可将淀粉转化成高果玉米糖浆，,-,淀粉酶通常用于淀粉浆的液化过程中，以使淀粉能充分溶解并为下一步的过程作准备。,-,淀粉酶分解大的直链淀粉和支链淀粉的分子，使淀粉能被整理成可溶性的糊精。,糖化酶,(,amyloglucosidase),亦称糖化淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、葡萄糖淀粉酶和糖化型淀粉酶。,性状与性能,:,大部分制品为,液体,。最适温度黑曲霉得为60，根霉得为55 。,作用于淀粉时，能从淀粉分子的非还原性末端逐,一,地将葡萄糖分子切下，将葡萄糖分子的构型由-型转变为-型。,既可分解-1，4-糖苷键，也分解-1，6-糖苷键 因此，糖化酶作用于直链淀粉和支链淀粉时，能将它们全部分解为葡萄糖。,糖化酶是一种习惯上的名称,学名为,-1,4-,葡萄糖水解酶,(-1,4-Glucan glucohydrolace),。,本品应用于酒精、淀粉糖、味精、抗菌素、柠檬酸、啤酒等工业以及白酒、黄酒。曲酒等其它酿造工业。,本品质量稳定，使用方便，利于连续糖化，提高产品质量，降低成本。糖化酶一般无任何毒副作用,.,糖化酶可将汤汁般的糊精进行糖化，并将聚合体水解成一个个单独的葡萄糖分子。这些连续的分子链被从糊精的末端开始断开，包括那些支链淀粉的分支点。经试用糖化酶生产的葡萄糖可被加工成各种糖浆、结晶葡萄糖、发酵成燃料酒精或饮料用的酒精，或者被转换陈果糖。,DE,值也称葡萄糖值,它表示糖浆中葡萄糖和麦芽糖之和占糖浆干固物百分比。,国家标准中，,DE,值越高，葡萄糖浆的级别越高。,糖化酶 亦可加速逆反应，即葡萄糖分子的缩合作用。逆反应的产物主要是麦芽糖和异麦芽糖。如果底物的浓度高，反应时间长，也会形成其他的二糖和低聚糖。,使用：,糖化酶广泛用于葡萄糖、白酒等生产。,在葡萄糖生产中，是在淀粉糊液化和部分水解后，将pH值调到4-5，温度降到60，然后再加入糖化酶、用量为,100IUg,干淀粉。淀粉在酶作用下继续水解，直到葡萄糖含量不再增加时为止。,在白酒、酒精生产中，若为液态法酿酒时，可将糖化曲直接加入，用量为180IUg原料。,在固态法酿酒中，将糖化酶与成熟酒母混匀后加入，用量为100IUg原料。,-,淀粉酶,(-amylase),又称淀粉-1，4麦芽糖苷酶,性状与性能：,-淀粉酶水解淀粉时，可以从淀粉分子非还原性末端依次切开-1，4-糖苷键而生成麦芽糖，而留下大分子的极限糊精。,一般淀粉分子中80-85为支链淀粉，故用-淀粉酶水解淀粉，麦芽糖的生成量通常不超过50，除非同时用脱枝酶处理来切开分支点的-1，6-糖苷键。,性质：能将,直链淀粉,分解成,麦芽,糖的淀粉酶。广布于植物界如未发芽的大麦、小麦、燕麦、大豆、甘薯等中。可耐酸。将麦芽汁调节,pH,值为,3.6,，在,0,下可使,-,淀粉酶失去活力，而余下,-,淀粉酶。,-,淀粉酶的唯一产物是麦芽糖，不是葡萄糖。,-,淀粉酶广泛存在于谷物,(,麦芽、小麦、稞麦,),、山芋和大豆等植物及各种微生物中，微生物,-,淀粉酶是,1974,年才发现的。已发现生产,-,淀粉酶的微生物有芽孢杆菌，假单胞杆菌和放线菌的某些种，其中蜡状芽孢杆菌变异株在生产,-,淀粉酶的同时，还产生脱枝酶，后者可切开,-1,，,6-,糖苷键，从而可使淀粉生成麦芽糖的得率提高到,90,以上。但由于酶的最适,pH,值较高,(pH,值,7,左右,),，热稳定性稍差，工业上仍使用来自山芋、大麦和大豆的酶来生产麦芽糖。近来发现某些放线菌可水解淀粉生成麦芽糖,转化率可达,80,，这种酶的作用机制与,-,淀粉酶不同，称之为麦芽糖生成酶。,植物,-,淀粉酶的最适,pH,值,5,0-6,0,在,pH,值,58,范围内稳定，最适反应温度,50-60,；细菌,-,淀粉酶的最适,pH,值,6-7,最适反应温度约为,50,。,-,淀粉酶的活性中心都含有巯基,(SH),，重金属、巯基试剂能使之失活，半胱氨酸可使之复活。,毒性：按,FAO,WHO(1981),规定，,ADI,无限制性规定。,使 用,-淀粉酶主要用于啤酒酿造、饴糖(麦芽糖浆)制造。,若在糖化时并用脱枝酶，则产品中麦芽糖的含量可提高到70以上，这种糖浆叫高麦芽糖浆，是糖果工业用的良好原料，用高麦芽糖浆代葡萄糖浆生产的硬糖不易潮解，可防止砂糖重结晶，提高,硬,糖保藏性,。,从上个世纪末至今的这十年，中国啤酒业空前大发展，从世界第二大啤酒市场一跃成为世界第一大啤酒生产和消费国，美国、日本、英国、德国这些传统啤酒大国，在我们面前统统矮了下去，听起来很爽，但仔细回味，啤酒业的这十年变局，就像啤酒本身的味道一样，,爽口，但一点也不甜。,使用：糖化酶是一种重要的糖化剂，在淀粉糖浆、葡萄糖、蒸馏酒、酒精及其他发酵工业生产中，用以转化淀粉成为可发酵性的葡萄糖，也大量用做饲料添加剂。,在用双酶法制造葡萄糖时，先将淀粉加水调成,30,-40,的粉浆，调节到,pH,值,6.0,，加入,0.4,-0.6,细菌耐热性,-,淀粉酶，在搅拌下升温到,90-100,保持一定时间，淀粉液化，失去黏性与碘的呈色反应；再加热到,120-140,终止作用，冷却到,50-60,后再将,pH,值用盐酸调到,4.5,，加入葡萄糖淀粉酶,0,1,保温,72,96h,，淀粉乃水解为葡萄糖。其葡萄糖当量,(DE,值,),达,98,(,即总固形物的,98,转变成还原糖,),，经离子交换树脂脱色、过滤、浓缩后用结晶、喷雾干燥等法制成结晶葡萄糖或全糖粉。,在味精制造时，用双酶法代替酸水解淀粉，调制发酵培养基可提高得糖率，减少废水排放。糖化酶也广泛用于酒精、白酒生产以提高产品收率，节约能耗。由黑曲霉制取的糖化酶中，不同程度地含有葡萄糖苷转移酶，可水解糖化液中麦芽糖而将葡萄糖与麦芽糖分子转移到另一葡萄糖或麦芽糖分子的,-1,，,6-,糖苷键，生成由,-1,，,6-,糖苷键结合的寡糖，而导致葡萄糖转化率的降低。将发酵液经离子交换处理成调节,pH,值到酸性及用白土处理，可将葡萄糖转移酶去除。,切枝酶,(debranching enzyme),又称支链淀粉酶，可,专一性地水解支链淀粉分枝点的,-1,，,6-,糖苷键，,将整个侧链切下而形成长短不一的直链糊精。淀粉经切枝酶处理后，再用,-,淀粉酶可完全水解为麦芽糖。,工业上常配合,-,淀粉酶或糖化酶一起使用，来提高水解物收率，也用来制造直链糊精。,本酶广泛存在于高等植物和微生物中。,若按酶对茁霉多糖即聚麦芽三糖(一种微生物多糖)的水解能力，可分：,茁霉多糖酶(又称普鲁兰酶),可切断茁霉多糖的-1，6-糖苷键，生成麦芽三糖，产气杆菌的酶属此类；,异淀粉酶,不水解茁霉多糖的-1，6-糖苷键，以假单胞杆菌的酶为代表。,五、环麦芽糊精葡萄糖基转移酶,(cyclomaltodextrin glucanotransferase,CGTase,),通过催化分子内转葡萄糖基反应可转化淀粉成为环糊精,(CD),在有适当受体存在时，还可通过分子内葡萄糖基转移反应将葡萄糖基从一个-1，4-葡聚糖或CD转移到受体分子上,同时也可以水解-1，4-葡萄糖成CD。,主要用途是生产环糊精与偶联糖，而以环糊精的用处最大。,环糊精是由,68,个葡萄糖单位通过,-1,，,4-,糖苷键连接而成的环状化合物；,聚合度为,6,的称,-CD,聚合度为,7,的称,-CD,聚合度为,8,的称,-CD,三者理化性质不同，其中,-CD,在水中溶解度最小，可从水中析出而易提取。,在淀粉与蔗糖共存下利用,CGTase,的偶联反应，可制造偶联糖（,甜味糊精）,；这种糖食后不易引起蛀牙。,-,环糊精,-CD,呈筒状结构，其两端与外部为亲水性，而筒的内部为疏水性，借范德华力将一些大小和形状合适的药物分子,(,如卤素、挥发油等,),包含于环状结构中，形成超微囊状包合物外层的大分子,。,环糊精在食品工业上的应用,利用环糊精的疏水空腔生成包络物的能力，可使食品工业上许多活性成分与环糊精生成复合物，来达到稳定被包络物物化性质，减少氧化、钝化光敏性及热敏性，降低挥发性的目的，因此环糊精可以用来,保护芳香物质和保持色素稳定。,环糊精还可以,脱除异味、去除有害成分,，,如去除蛋黄，稀奶油等食品中的大部分胆固醇,；它可以,改善食品工艺和品质,，,如在茶叶饮料的加工中，使用,-,环糊精转溶法既能有效抑制茶汤低温浑浊物的形成,，,又不会破坏茶多酚、氨基酸等赋型物质，对茶汤的色度、滋味影响最小。,此外，环糊精还可以用来,乳化增泡，防潮保湿，使脱水蔬菜复原,等。,蛋白酶(protease)是水解肽键的一类酶。,蛋白质在蛋白酶作用下依次被水解(proteose),蛋白胨 多肽 肽 氨基酸,蛋白酶按其作用方式可分为两大类：,内肽酶,可从蛋白质或多肽的内部切开肽键生成分子质量较小的胨和多肽，是真正的蛋白酶,。,称氨肽酶,外肽酶,只能从蛋白质或多肽分子的氨基或羧基末端水解肽键而游离出氨基酸。称羧肽酶。,蛋白酶,常按酶的,来源分类,：,胃蛋白酶,胰蛋白酶,木瓜蛋白酶,细菌或霉菌蛋白酶,微生物蛋白酶,根据最适pH值分类分,：,碱性蛋白酶,中性蛋白酶,酸性蛋白酶,国际生化学联合会命名委员会根据活性中心来分类,(1,）丝氨酸蛋白酶,包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、强性蛋白酶,(2),巯基蛋白酶,包括植物蛋白酶如木瓜，微生物中的酵母、链球菌等中性蛋白酶,(3),金属蛋白酶,包括微生物中性蛋白酶、胰羧肽酶A、某些氨肽酶等,(4),羧基蛋白酶,最适PH2-4酸性蛋白酶皆属此类,国际生化学联合会命名委员会根据活性中心来分类,(1,）丝氨酸蛋白酶 活性中心在丝氨酸 全是内肽酶，最适反应,pH,值,8-10,。属此类的酶包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、强性蛋白酶、枯草杆菌碱性蛋白酶等。,(2),巯基蛋白酶 活性中心含巯基，酶的最适,pH,值在中性附近。植物蛋白酶如木瓜、无花果、菠萝、剑麻蛋白酶；微生物中的酵母、链球菌、梭状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌中性蛋白酶俱属此类。,(3),金属蛋白酶 活性中心含,Ca2+,、,Zn2+,等金属离子而得名。属于这类的蛋白酶有微生物中性蛋白酶、胰羧肽酶,A,、某些氨肽酶等。,(4),羧基蛋白酶 许多最适,pH,值,2-4,的酸性蛋白酶皆属此类。其活性中心含天门冬氨酸等酸性氨基酸残基。胃蛋白酶、以及黑曲霉、青霉、根霉的酸性蛋白酶皆属此类。,蛋白酶是食品工业中最重要的一类酶，广泛用于：,干酪生产,肉类嫩化,植物蛋白质改性等。,凝乳酶,(rennin),性状与性能：,凝乳酶亦称皱胃酶,pH值和盐浓度影响着酶原激活的过程。,pH值为5时；酶原主要通过自身催化作用激活；,pH值为2时，激活过程进行得非常快，自身催化起次要作用；,pH值在5.3-6.3区间最稳定，在2时仍相当稳定；pH值在3.5-4.5区间内，凝乳酶由于自我消化而较快地失活；,pH值在中性和碱性区间,凝乳酶很快失去凝乳的活力。,以血红蛋白为底物时，最适PH为3.7。,使 用,用于干酪、凝乳布丁等的生产，用量视生产需要而定，粉状体一般用量为,0.002,0.004,。,使用时，先溶于,2,食盐液中再使用,。,木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶(papain)，亦称木瓜酶。是由木瓜的未成熟果实，提取出乳液，经凝固、干燥得粗制品。,木瓜制得的酶制剂含有如下3种酶：,木瓜蛋白酶,（10%）,木瓜凝乳蛋白酶,（45%）,溶菌酶,（20%）,木瓜蛋白酶结构中至少有,3,个氨基酸残基存在于酶的活性部位，它们是,Cys25,、,Hisl59,和,Asp158,。当,Cys25,被氧化剂氧化或与重金属离子结合时，酶的活力被抑制，而还原剂半胱氨酸或亚硫酸盐或,EDTA,能恢复酶的活力。这是由于还原剂可使,SH,从,SS,键再生，而,EDTA,的作用是螯合金属离子的结果。,木瓜蛋白酶溶液在,pH,值为,5,时，酶具有良好的稳定性，如果溶液的,pH,值低于,3,和接近,14,时，酶很快失活。木瓜蛋白酶的最适,pH,值随底物而变动，以明胶为底物时为,5,，以蛋清蛋白和酪蛋白为底物时则为,7,。因此其最适,pH,值为,57,。木瓜蛋白酶具有较高的热稳定性，其最适作用温度为,65,。例如，在,pH,值为,7,和,70,下，对木瓜蛋白酶液加热,30min,，可使其对牛乳凝结的活力下降,20,。,除蛋白质外，木瓜蛋白酶对酯和酰胺类底物也表现出很高的活力。木瓜蛋白酶还具有从蛋白质的水解物再合成蛋白质类物质的能力。这种活力有可能被用来改善植物蛋白质的营养价值或功能性质，例如将蛋氨酸并入到大豆蛋白质中。,毒性：,ADI,不作特殊规定。木瓜酶是木瓜果实的组分，无毒。,使 用,应用：,常用于肉的嫩化,啤酒的澄清,饼干、糕点生产,在啤酒中加0.0001-0.0004木瓜蛋白酶(通常是在啤酒巴氏杀菌之前加入)。,啤酒在低温下储存发生浑浊主因？,固定化木瓜蛋白酶,肉的嫩化：,很久以前民间就有用木瓜叶包肉，使肉更鲜嫩、更香的经验。,听说非洲的土人就是以木瓜叶包肉,，,一起捣碎,后再拿去烘烤食用呢！因为这些水果含有分解肉类蛋白质的酵素，可以降低胃的负担。,老龄畜肉煮熟后，口感粗糙、坚硬，这是因为肉中存在一定量的,胶原蛋白质，其中的交联数目和强度随畜龄增加而提高,，这是导致肉质降低的主要原因。加入以木瓜蛋白酶为主要成分的,肉类嫩化剂,，就可使肉中胶原蛋白质溶解加快，使肉质松化、嫩滑。经嫩化的肉不但营养价值高，且易被消化吸收。,肉类嫩化剂可以是干制剂，也可以是水溶液。对于薄牛排可以采取喷粉法进行嫩化，也可以采用浸泡或酶液喷涂法嫩化。对于大块的肉，采取嫩化剂水溶液注入法较为方便、有效。,一般肉类嫩化剂：由,2,木瓜蛋白酶、,15,葡萄糖、,2,谷氨酸单钠和食盐组成，用量在,0.00005,0.0005,之间。,在饼干、糕点生产中使用木瓜蛋白酶，可以使饼干成形性好，饼干端正、不缩身、花纹清晰，碎饼率降低，成品光泽度增加，饼干质地疏松，口感舒适。此外，还可减少油脂和糖的用量等。用量一般为,0.0001,0.0004,。,啤酒在低温下,(10,以下,),储存时经常发生浑浊，混浊物质主要由,:,蛋白质,(15,65,),多酚类化合物,(10,-35,),少量的碳水化合物。,菠萝蛋白酶,(bromelin),由菠萝果实及茎,(,主要利用其外皮,),经压榨提取、盐析,(,或丙酮、乙醇沉淀,),、分离、干燥而制得。,使用：同“木瓜蛋白酶”，添加量在,0.81.2mg,kg,。,细菌蛋白酶,我国主要使用枯草杆菌Asl398菌株经深层发酵培养精制成。,使用：,工业上应用于啤酒生产。,添加细菌蛋白酶，可使大麦汁中的蛋白质分解作用加强，有利于啤酒的风味和提高泡沫,非生物稳定性,等。其用量为大麦量的0.2左右。,另外本酶可用做面团改良剂、制造蛋白水解物等。,5,的甲醛溶液又称福尔马林，就是泡死尸的那种液体，那么这么有毒的东西为什么要朝啤酒中加呢？,啤酒的非生物稳定性,系指不是由于微生物污染而产生混浊沉淀的现象的可能性。,啤酒的,生物稳定性,系指微生物污染产生混浊沉淀现象的可能性。啤酒是一种稳定性不强的胶体溶液，在保存过程中易产生混浊沉淀的现象。为了提高啤酒的非生物稳定性，必须从原料和工艺方面着手，在不影响风味和酒体的情况下，尽量减少啤酒中的高分子蛋白质和多酚物质的含量。,惊讶！为了提高啤酒的生物和非生物稳定性在啤酒的制造过程中中竟加了,200-300PPM,的甲醛，谁还敢喝呀！问何故？,答：可降低成品啤酒中的花色苷（有色多酚）含量，防止啤酒在保存一段时间后，啤酒中多酚组分花色苷和蛋白质分别被氧化聚合形成氧化聚酚和聚合蛋白。,导致啤酒产生混浊的啤酒中多酚物质来源于麦皮和酒花。,如何提高啤酒非生物稳定性的问题，在过去的研究中，人们始终以除去形成啤酒母体混浊物质如蛋白质，多酚类物质为主要内容，至今啤酒行业仍以,硅胶或单宁,除去蛋白质类物质，吸附多酚、花色苷类物质或以,蛋白酶,降解蛋白质等以求提高啤酒非生物稳定性。,但蛋白质、多酚类物质作为啤酒有效成份，过多的除去影响啤酒的口感和泡沫，而这些物质又是人体所必需的。,酸性蛋白酶,酸性蛋白酶,(acid-resistant proteinase),是采用黑曲霉经深层发酵培养，提取精制而成。,性状与性能：,最适作用条件以酪蛋白为底物，,pH,值为,2-4,，以,pH,值,2,5,为最适宜，最适温度,45,。,使用：,酸性蛋白酶多用做啤酒澄清。可在发酵期添加本酶，能水解啤酒中不稳定的高分子蛋白质，提高啤酒耐冷性能，延长啤酒保存期,1,个月以上。,本品也可作为果酒澄清剂使用，还可作为肉的嫩化剂使用。,果胶酶(pectinsse),果胶酶主要是采用发酵法由曲霉菌产生。,果胶酶的最适pH值因底物而异。最适温度为40-50。,Fe,3+,、Fe,2+,、Cu,2+,、Zn,2+,等能明显抑制其活性，多酚物质对其也有抑制作用。,毒性：,ADI不作特殊规定。,其他酶制剂,使 用,果胶酶主要用于果汁澄清，,浆榨汁前添加一定量果胶酶可以有效地分解果肉组织中的果胶物质，,提高果汁过滤速率，降低果汁黏度，防止果泥和浓缩果汁胶凝化，以及用于果蔬托脱内皮、内囊和囊衣等。,苹果可加工成含果肉果汁和具有大颗粒悬浮物的浑浊果汁，但采用酶处理法生产的澄清苹果汁，则更受消费者欢迎。,澄清苹果汁经浓缩后得到的浓缩汁，可用于配制各种饮料。,在苹果汁加工中使用果胶酶，便于果汁的提取和果汁中悬浮物的分离。,苹果汁加果胶酶澄清过程，是将果胶酶溶于水或果汁后加到浑浊果汁中，不断地搅拌果汁，其黏度逐渐下降，果汁中的细小颗粒聚结成絮凝物而沉积下来。,由于上清液中仍然有少量的悬浮物，故还需要加入硅藻作为助凝剂，然后以离心或过滤的方法得到稳定的澄清果汁。,果汁澄清时果胶酶的用量和作用条件，因果实的种类、品种、成熟程度，以及酶制剂的种类和活力不同而不同。,葡萄汁用0.2的果胶酶在40-42下放置3h，即可完全澄清。,苹果汁澄清,，,果胶酶最高用量为3。,将果胶酶应用于苹果酒生产中的榨汁工艺，可提高出汁率20%，澄清度可达90%以上。,在果汁的提取和澄清中应用：,如在苹果汁的提取中，应用果胶酶处理方法生产的汁液具有澄清和淡棕色外观，如果用直接压榨法生产的苹果汁不经果胶酶处理，则表现为浑浊，感官性状差，商品价值受到较大影响；,经果胶酶处理生产葡萄汁，不但感官质量好，而且能大大提高葡萄的出汁率；,柑橘汁的色泽和风味依赖于果汁中的混浊成分，混浊是由果胶、蛋白质构成的胶态不沉降的微小粒子的作用，若橘汁中果胶酶不失活，其作用结果会导致柑橘汁中的果胶分解，橘汁沉淀、分层、从而成为不受欢迎的饮料，因此，柑橘汁加工时必须先经热处理，使果胶酶失活。,使用果胶酶脱除莲子内皮、蒜内膜、橘子囊衣时，通常是将其放入,pH,值为,3,0,的酶液中，在温度低于,50,下搅拌,1h,左右即可。,橘子,(,罐头制品,),经脱囊衣后果味浓郁，品质提高。,在提取植物蛋白时，常使用果胶酶处理原料，以提高蛋白质的得率。,在蕃茄的生产中，用热打浆法可以很快破坏果胶酶的活性，有利于保持产品质地均匀。,在水果罐头加工中，切开的果块先经热烫是一种钝酶措施，其中包括钝化果胶酶以防止果肉在罐藏中过度软化。,复合酶系的作用,应用复合酶系作用效果更加明显,如:,果胶酶和纤维素酶,制取南瓜汁,，,可以大大提高南瓜的出汁率和南瓜汁的稳定性。,果胶酶和纤维素酶,处理蔬菜，大大提高了蔬菜的出汁率，可制得透明澄清的蔬菜汁，再经过种种调配就可以制成品种繁多的饮料食品，如胡萝卜汁，南瓜汁，番茄汁，洋葱汁饮料等。,经酶处理的果汁比较稳定，可防止混浊。,使用果胶水解酶来分裂细胞，分解果胶组织，另外果胶水解酶还有使水果组织变软的作用，此法处理可以大幅度地提高压榨和过滤的效率，既可以节约能源，又可以提高,出汁率。,色泽和风味的保护,据报道，将热烫的李子通过打浆机后直接压榨，果汁产量很低，但在,49,静置,6-12h,后加入果胶水解酶后，产汁率可达,86%,，同时由于酶处理生产出的果汁受力和热的作用小于未处理样，对色泽和风味均有很好的保护作用。实践证明，果胶酶的利用可以大大提高柠檬、桔子、李子、葡萄和草莓等果汁的产量，同时可提高产品的贮藏稳定性、色泽和风味。,果汁生产中的一个关键环节是澄清，一般加工工艺生产的原果汁是混浊的，影响产品感观，制约着其利用。而造成果汁的混浊主要原因是其中的果胶成份，果胶由于自身的理化特性，对悬浮物形成稳定的胶体保护体系，一般的过滤和分离很难达到理想的效果,，,利用果胶水解酶就可以很容易地破坏这一体系，果胶酶与果胶作用生成低甲氧基果胶，然后用,Ca,2+,沉淀过滤后就可以得到澄清的果汁。,研究表明，用果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶处理苹果汁有很好的效果，但大部分商品酶对柠檬汁、酸橙汁等,pH,值低的果汁的澄清作用不理想，原因主要是过低的,pH,值抑制了酶的活性，研究发现利用酶作用的产物即聚半乳糖醛酸可以起到澄清作用。,葡萄糖异构酶,(glucose isomerase),亦称木糖异构酶。由产酶的凝结芽孢杆菌、节杆菌属的,一,种节杆菌、米苏里游动放线菌、链霉菌等，经发酵培养等工艺制成的。,在实际工业生产中，主要是使用固定化葡萄糖异构酶。,葡萄糖异构酶可将葡萄糖重新排序变成果糖，这种类似与化学品的异构体的甜度几乎是葡萄糖的,2,倍。酶制剂被固定在一个固定的柱子中，里面装有一些颗粒状的酶制剂类似于反应堆，葡萄糖即通过此柱。反复几次的通过（使用）可提高果糖的浓度，从而可以制得各种品种的果糖。,不同公司采用的固定化方法不同,Novo,工业公司采取自溶的细胞同戊二醛交联，制成粒状品；,克林顿玉米加工公司采取将游离细胞酶制剂吸附在离子交换物上，制成纤维状和颗粒状晶；,CPC,国际公司采取将游离细胞的酶制剂吸附在颗粒状的陶质载体上；,Sanmatus,采用的是将游离细胞的酶制剂吸附在离子交换树脂上；,Miles Kali-Chemie,使用的方法是交联整个细胞并制成颗粒状,Snam Progetti,的方法是将细胞包埋在醋酸纤维素的纤维上。用固体载体吸附游离细胞制备物而获得的固定化酶，其单位体积酶活力通常高于细胞包埋法制得的固定化酶制剂。,使 用,主要用于由淀粉、葡萄糖生产高果糖糖浆和果糖。,北京果脯厂等单位利用淀粉制成50葡萄糖浆后，加入4的异构酶干菌体，进行异构化，制得75,-,80的异构糖糖浆，转化率达40-50。,乳糖酶,(lactase),学名为,-,半乳糖苷酶,(-palactosidase),， 是由酵母菌发酵制得的。,性状与性能：,乳糖酶可催化乳糖分子中,-1,，,4-,半乳糖苷键而水解成为半乳糖和葡萄糖的可逆反应。,使用：,主要用于乳品工业。可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较大的单糖,(,葡萄糖和半乳糖,),；使冰激凌、淡炼乳中乳糖结晶的可能性降低，同时增加甜度。,葡糖氧化酶,(,G,OD),用金黄色青霉菌进行深层通风发酵，亦可用点青霉As33971以及黑曲霉制得。,主要作用酶是,葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶。,使用：,主要用于从蛋液中除去葡萄糖，以防止蛋白成品在储藏期间变色、变质，最高用量0.05。柑橘类饮料及啤酒等的脱氧，以防色泽增深、降低风味和金属溶出，最高用量为0.01。,用于全脂奶粉、谷物、可可、咖啡、虾类、肉等食品防止由葡萄糖引起的褐变。,纤维素酶,(cellulase),一般用黑曲霉或木霉菌经斜面培养、制酶曲后制成酶液。,使用：,用于提高大豆蛋白的提取率。,增加提取率11.5%,用于提高果酒的出酒率。纤维素酶不但能破坏果肉细胞壁和分离果胶质，由于酶的降解作用，还能增加原酒的溶解物，对改善果酒质量也有一定作用。葡萄酒生产中在原料葡萄经分选、破碎、除梗后加入曲酶进行降解(30保温)，然后按正常发酵。结果出汁率提高67，原酒无糖浸出物提高28.1。,其他在提高白酒出酒率、降低含有高浓度纤维素制品的黏度、提高油及辛香料等植物提取物的产量等方面也有效。,纤维素酶：可以使果蔬中大分子纤维素降解成分子量较小的纤维二糖和葡萄糖分子，破坏植物细胞壁，使细胞内容物充分释放，提高出汁率，并提高可溶性固形物含量。,果汁膳食纤维,利用纤维素酶将柑桔皮渣酶解制取果肉饮料，其中粗纤维有,50%,转化为可溶性糖，另,50%,被水解为短链低聚糖，构成含果肉饮料的膳食纤维，具有一定的保健医疗价值。,脂,酶(lipase),用小牛、小山羊或羊羔的第一胃可食组织，或动物的胰腺净化后用水抽提而得。或由黑曲菌变种、米曲菌变种或假囊酵母等培养而成。,使用：酯酶用于奶油增香，方法是先将奶油在水浴夹层锅中加热至90以上12h，稍冷，除去上层凝固蛋白质和下层奶水，即得酥油。然后用2小苏打溶液溶解酶粉溶成4的酶液。要求酶活力在300,IU,以上。然后加入酥油量的5的透析液，即进行均质，温度不超过30。然后在5,10温度下冷却12h，再在20下保温酶解作用5d，待酸度达中和每克奶油需要005molL NaOH 8-10mL，即将奶油取出，再加热到90，约1h,使酶失去活力，除去下面酶液，用3层纱布过滤，即得增香奶油制品。增香后的乳脂产生很强烈的香味。,增香后的奶油可以用于制造巧克力，也可用于需要增加奶香的冷饮、奶糖、饼干等食品。,单宁酶,(tannase),由黑曲霉或灰绿青霉在含有2鞣酸和0,.,2酪蛋白水解物的蔡氏培养基中受控培养，取出菌丝，用丙酮沉析后干燥而成。,使用：单宁酶主要用于生产速溶茶时分解其中的鞣质，以提高成品的冷溶性和避免热溶后在冷却时产生混浊。使用时在pH值为5,.,5,6,.,0的茶叶抽提液中，按每升加2,.,5g鞣酸酶制剂的比例加入，在30下搅拌70min，再升温至90以灭酶，离心除去鞣酸酶即可。,溶菌酶,(lysozyme),是引起生物细胞壁水解的酶类，亦称细胞壁解酶。,微生物细胞壁溶解后，细胞立即膨胀，极易破裂而使内容物扩散出来，这种现象叫,溶菌作用。,溶菌酶有两类:,细菌溶菌酶,真菌溶菌酶,通常称做溶菌酶的指取自卵清的细菌溶菌酶，是由水解细菌细胞壁的糖肽部分的,-1,，,4-N-,乙酰氨基葡萄糖酶和,N-,乙酰胺酶及,N-,乙酰氨酸,-L-,丙氨酰胺酶和肽酶等所组成，细菌细胞壁在各种酶的协同作用下发生崩解。溶菌酶由蛋白中提取，将蛋白液调节,pH,值，用离子交换树脂吸附后抽提而得。,使用：,医学上用于消炎抗病毒，食品工业作防腐剂。,可用于牛奶的“人奶化”，使牛奶更适合于婴儿饮用，还用于鱼子酱等产品的防腐。,食品常用酶的毒性：,FAO,WHO(1981,、,1982),规定，,ADI,不作特殊规定。,淀粉制果糖,（酶法）,-,淀粉酶,-,淀粉酶 异构酶,淀粉糊化液化糖化葡萄糖转化果糖,淀粉制葡萄糖,（化学法）,淀粉糊化酸化热压水解中和脱盐葡萄糖,改进食品加工方法：,甜酱和酱油生产以往一直采用曲霉酿造法，如今酶法制可以大大缩短发酵时间，简化工艺。过去用化学方法制葡萄糖，如今用酶法不见提高了葡萄糖的产率，极大的降低了能量消耗和原料损失。,创立食品加工的新技术：,固定化酶技术以及应用可连续生产果葡糖浆、低乳糖甜味牛奶、L-氨基酸等产品。,改善了食品加工条件：,生产条件相对温和，有利于保留产品的风味和营养价值，在果蔬加工方面尤其突出。,提高食品质量：,可作为品质改良剂，直接在食品中添加。,有助于降低食品加工成本：,不仅避免了高温能耗问题，由于副产物减少使生产工艺和操作条件得到简化和改善，从何能源、原料和设备等方面降低了成本和投入。,酶制剂在食品工业中的作用,酶固定化的方法常用的有：,吸附法（如吸附在有面聚合物、金属氧化物、皂土或硅化物上），截留法（如截留在天然或合成的聚合物如聚丙烯酰胺中）；微胶囊包封法（如包封在聚合物膜中）；离子交换法、交联法、吸附与交联结合法、共聚作用法以及有机聚合物共价连接法等。固定化酶可以用在两种基本的反应系统中：,1.,将固定化酶与底物溶液一起置于反应槽中搅拌，当反应结束后使固定化酶与产物分开；,2.,利用柱层析方法，将固定有酶蛋白的惰性载体装在柱中或类似装置中，当底物液流经时，酶即催化底物发生反应。,固定化酶在食品工业中的应用,在食品加工中所使用的酶制剂基本上是亲水性的，而且只能使用一次，反应结束后不易与产物分离。,所谓,固定化,就是把水溶性的酶或含酶的细胞，用物理、化学的方法加以处理使之变成不溶于水的酶制剂产品。,固化技术的优点：,（1）酶制剂与产物分离很方便，有利于精制和纯化，可有效的提高产品质量；,（2）,提高酶的重新利用率，降低成本；,（3）可置于专门反应器中进行不间断的催化反应，,增加连续性,和自动化,的操作过,程，,提高效率；,（4）,酶固定化后性质会改变，如最适pH、最适温度，可能更适合食品加工的要求。,缺,点：,许多酶固定化时，需利用有毒,化,学试剂促使酶与支持物结合，这些试剂若残留于食品中对人类健康有很大影响；,连续操作时，反应体系中常滋生一些微生物，后者利用食品中的养分进行生长代谢，污染食品；,酶固定化后，活性、稳定性、最适pH及最适温度等都会改变，可能影响操作。,固定化酶,在食品工业上应用：,固定化的,-,淀粉酶与葡萄糖淀粉酶混合装柱,，糊化的淀粉溶液流经此柱后，淀粉便水解为葡萄糖。,固定化的过氧化氢酶,除去牛奶中过量的过氧化氢,固定化的葡萄糖氧化酶,清除蛋清中微量的葡萄糖，以防制成的蛋白干片在贮存中发生褐变。,固定化,果胶酶,澄清果汁；,固定化木瓜,蛋白酶澄清啤酒,；,固定化葡萄糖异构酶 将葡萄糖转变为果糖,等。,固定化多酶系统（果胶酶、淀粉酶）,现在的研究趋向是使用固定化的多果胶酶系统讲行果汁澄清，这些酶中包括降低果汁粘度、降解果实组织的酶，甚至包括除去果汁中淀粉的淀粉酶系统，因为一般果汁中都含有一些淀粉，这些淀粉的存在会引起贮藏过程中果汁的混浊，必须除去。,对酶制剂的菌种应严格鉴定，不能使用致病菌及可能产生毒素的菌种；,只能使用有一定规格的食品工业专用酶制剂，不能任意使用普通工业用酶制剂；,来自动植物非可食部分的酶应经毒理学鉴定；,不熟悉的非致病性微生物制成的制品应进行更广泛的毒性鉴定；,食品生产中避免使用与治疗用酶抗原性相似的酶类。,GB对酶制剂的卫生要求,食品用酶制剂的使用和管理,由于绝大多数食品用酶制剂是用来代替某些化学反应的过程，使整个食品加工或生产过程更加安全，使环境得到更好的保护，一般不在食品中残留，在本质上更接近于加工助剂，因此在我国食品酶制剂管理中，将其列入加工助剂管理更为合理。,对于某些具有食品添加剂性质的食品用酶制剂仍列入相应功能的食品添加剂类别名单。申报也是如此，即如果申报比如防腐功能的酶制剂，是不会以酶制剂处理的，而以防腐剂处理。,思考题,1,.酶、酶制剂的定义、特点、分类、常用种类。,2.-淀粉酶、-淀粉酶、糖化酶性能上有何异同，在食品工业中如何使用？,3.蛋白酶的分类？常见蛋白酶的具体应用领域？为什么？,4.酶制剂在食品工业中的作用？什么是酶制剂的固定化？,