第10章酶在食品分析中的应用
主要内容：
1 酶法分析的特点及应用类型
2 酶联免疫测定（ELISA）
3 聚合酶链式反应（PCR）
4 酶生物传感器
5 酶抑制率法
酶法分析的发展
?酶在定量分析中的应用可以追溯到19世纪中期。当时，曾采用麦芽提取物作为过氧化物酶源，以愈创木酚作为共底物或指示剂测定过氧化氢。
?然而，酶法分析真正的发展应归于它在临床实验室中的广泛应用。
酶法分析的发展
?如早在1914年临床上就开始采用脲酶测定尿中的尿素，但是在临床实验室中酶分析的真正突破要推迟到1958年，当时转氨酶分析发展成为诊断肝病和心脏病的一个有效手段。
?到了20世纪50年代前已有60种物质能借助于酶法分析。近年来，酶法分析发展迅速，广泛应用于临床检验、食品、环境等生物及其它样品的检测。
1. 酶法分析的特点及应用类型
?酶的特性
酶在食品分析中的应用类型
?1. 去除样品中的杂质。如测定果糖、多糖等。
?2. 催化待测物生成新的产物，而这种产物更容易被定量分析。如：淀粉的测定。
?3. 测定食品中酶的活性作为食品的指标，如过氧化物酶的测定。
?4. 利用酶催化反应所产生的一些信息。如酶联免疫法、酶电极法等。
2 酶联免疫测定（ELISA）
?酶联免疫测定（enzyme-linked immunosorbent assay ，ELISA）是继放射免疫测定技术之后发展起来的一项新的免疫学技术。
?ELISA自上世纪70年代出现开始，就因其高度的准确性、特异性、适用范围宽、检测速度快以及费用低等优点，在临床和生物疾病诊断与控制等领域中倍受重视，成为检验中最为广泛应用的方法之一。
2.1 ELISA的基本原理
?（1）利用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接（或建立关联）。
?（2）通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定。
?它将酶促反应的高效率和免疫反应的高度专一性有机地结合起来，可对生物体内各种微量有机物的含量进行测定。测定的对象可以是抗体也可以是抗原。
ELISA试剂盒的组成
?完整的ELISA试剂盒包含以下各组分：
（1）包被抗原或抗体的固相载体（免疫吸附剂）；
（2）酶标记的抗原或抗体（标记物）；
（3）酶作用的底物（显色剂）；
（4）阴性和阳性对照品（定性测定），参考标准品和控制血清（定量测定）；
（5）结合物及标本的稀释液；
（6）洗涤液；（含吐温20磷酸盐缓冲液）
（7）酶反应终止液。（常用硫酸）
酶标仪和酶标板
2.2 ELISA的基本类型
?随着ELISA在生物检测分析领域的广泛应用，根据试剂的来源和标本的情况以及检测的具体条件，逐渐演变出了几种不同类型的检测方法：
双抗体夹心法
?此法常用于测定抗原, 将已知抗体吸附于固相载体, 加入待检标本(含相应抗原)与之结合。温育后洗涤，加入酶标抗体和底物进行测定。
间接法
?此法是测定抗体最常用的方法。将已知抗原吸附于固相载体，加入待检标本(含相应抗体)与之结合。洗涤后，加入酶标抗球蛋白抗体(酶标抗抗体)和底物进行测定。
竞争法
?此法可用于抗原和半抗原的定量测定，也可用于测定抗体。以测定抗原为例, 将抗原吸附于固相载体；加入待测抗原和一定量特异性抗体，使固相抗原与待测抗原二者竞争与抗体结合；经过洗涤分离，最后结合于固相的抗体与待测抗原含量呈负相关。
2.3 ELISA测定中酶的作用
?由于酶的催化效率很高，间接地放大了免疫反应的结果，使测定具有极高的灵敏度。
（1）酶标记的抗体或抗原的制备
?酶标记的抗体或抗原是ELISA中最关键的试剂。良好的结合物既保持了酶的催化活性，也保持了抗体或抗原的免疫活性。
?酶标记抗体的制备主要有戊二醛交联法和过碘酸盐氧化法两种方法。酶结合物一般需经离子交换层析或分子筛分离纯化。
（2）常用的酶及底物
为什么辣根过氧化物酶可应用于elisa？
?（1）成本低
?（2）热稳定性好
?（3）显色反应类型多
2.4 ELISA技术在食品分析中的应用
?近年来，ELISA因其操作程序的规范化、简单化和检测的高灵敏性，在农药残留、兽药残留、重要有机物污染、生物毒素、食品添加剂和人畜共患疾病病原体的快速检测和分析等食品安全性检测领域正逐步推广应用。
（1）毒素检测
?真菌毒素是真菌产生的次级代谢产物，其中的十几种对人类危害较大，它们一般同时具有毒性强和污染频率高的特点。其中毒性最大、致癌能力最强的是黄曲霉毒素。它在自然界中分布十分广泛，黄曲霉常常和其他多种微生物在一起，生长在粮食、油料作物的种子、各种食品和饲料中。
?自1977年抗黄曲霉素B1的单克隆问世至今，几乎所有重要真菌毒素如伏马毒素、赭曲毒素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯酮、展青霉素等的ELISA 检测方法均已建立。在对黄曲霉素B1(AFT B1)的检测中，其检测AFT B1的线性范围0.25～5.Oμg/mL，灵敏度为12.5 Pg，整个测定过程仅为4h。另外该方法也正在被广泛地应用于各种藻类和贝类毒素的检测。
黄曲霉素B1 ELISA试剂盒
?本试剂盒包括用于定量检测黄曲霉素B-G的试剂和方法。
?检测数量：96孔（包括标准）
?检测时间：20分钟
（2）农药残留检测
?酶联免疫测定已成为许多国际权威分析机构如AOAC分析农药残留的首选方法。迄今为止，应用酶联免疫测定检测食品中的残留农药主要为除草剂、杀虫剂和杀菌剂。草甘膦的ELISA检出下限为0.07μg/mL，与色谱法测定的结果一致。
?从目前来看，尽管ELISA检测限度还不能完全达到国外发达国家技术法规和限量标准的要求，而且抗体制备不易和不能同时完成多种农药残留检测等缺点，但是由于该技术具有样本前处理简单，纯化步骤少，大量样本分析时间短，适合于做成试剂盒现场筛选等优点，使其可在蔬菜产区、蔬菜批发市场和海关配备，工商人员可随身携带或建立固定的农药残留速测点，随时把残毒超标的蔬菜、水果杜绝在食用之前。
（3）细菌污染检测
?食品中的有害细菌数量达到一定数目，食用后会引起各种疾病。为了有效地控制其传播，就必须有快速和可靠的检测方法。目前有许多种方法，其中通过制备单克隆抗体分析食品中细菌的酶联免疫测定技术研究最多，检测结果准确可靠。
沙门氏菌的ELISA检测
?例如对沙门氏菌最低检测量可达500CFU/g，仅需22h，比常规方法缩短了3～4 d，与金黄色葡萄球菌、大肠杆菌无交叉反应。此外以ELISA技术为基础的全自动沙门氏菌检测系统，实现了整个过程的自动化，全程耗时仅为45min。其原理是将捕捉抗体包被到凹形金属片的内面，可以从前增菌液中吸附被检的沙门氏菌，对于该系统来说，需要做的只是加样。
李斯特氏菌的快速检测
?在对李斯特氏菌的快速检测中，利用三株针对单核细胞增生李斯特氏菌、无害李斯特氏菌和西里杰氏李斯特氏菌共同表位的单抗，以夹心ELISA法，在48h内，可从人工模拟肉中检测下限为5CFU/g样品。
（4）肉类品质检测
?ELISA在肉类食品品质检测中的应用主要包括加热终温判定分析和掺入异种肉的检测两个方面。肠道疾病的爆发和动物性食品有很大关系，而肉食品加热煮制不当是引起该疾病爆发的一个主要原因。在加热过程中一些成分的含量会降低，而一些产物的浓度会提高。
?当用蛋白质做指示剂时，可制备抗体，这种抗体对单一蛋白质的天然状态或变性状态均具有专一性，这样它就可以指示蛋白质在加热过程中变化。因而ELISA可作为商业上快速判定分析肉品终温的一种方法。目前用的最多的是对乳酸脱氢酶的免疫检测。其次是对掺入异种肉的检测，利用多克隆抗体对血清白蛋白的酶联免疫测定法，对鲜肉进行掺假检测。
?几种以单克隆抗体为基础的ELISA反应已得到应用，可以检测出1%～2%的掺假率。目前在商业上，酶联免疫测定已可以检测十多种动物肉，该方法已为美国农业部使用。同时，ELISA 技术也可以利用对热稳定的肌肉抗原来检测加热处理后的肉掺假情况。目前，该技术可以检测6种家畜熟肉制品。
（5）动物性食品中药物残留检测
?利用ELISA技术测定动物性食品中有害残留成分只是近几年的事。随着研究的深入，由原样品的复杂处理和抽提发展为只需要高度纯化过程，加速了其在实际检测中的应用。特别是对猪肉、禽肉和水产品中重要禁用兽药的检测。
?如瘦肉精（盐酸克伦特罗）酶联免疫检测法，基于抗原抗体反应进行竞争性抑制测定，不仅可作为一个定性筛选过程，也可以进一步进行定量测定。检测灵敏度可达到0.5×10-9，完全达到我国农业部目前的1×10-9监督检测标准。ELISA法作为盐酸克伦特罗残留量的筛选方法具有操作简便、准确快速的特点，适用于大量样品的测定，并可能成为国家标准检测方法。
（6）人畜共患疾病病原体检测
?在禽流感病毒检测方面，我国已完成了禽流感流行株的分离和鉴定、禽流感重组核蛋白诊断抗
原的研制及应用，建立了禽流感免疫酶诊断方法和技术，已形成试剂盒生产能力。此外，采用ELISA法可以有效检测牛及羊朊病毒蛋白，该蛋白可引起牛的病理性海绵状病毒，是一种致死性神经系统疾病（疯牛病，BSE），与人群发生变异型克雅氏病（VCJD）有关。
（7）重金属污染检测
?金属硫蛋白遍存于自然界，细菌、植物、动物以及人类肌体中，是一类对重金属离子有很强亲和力，含丰富的半胱氨酸（约1/3），不含芳香族氨基酸和组氨酸的低分子量蛋白质。金属硫蛋白含有大量的-SH，能与Hg、Cd、Cu、Ag等重金属离子结合掩蔽金属的毒性，对细胞内的金属离子有重要的解毒作用。
?生物细胞，在环境受重金属污染（Cu、Hg、Cd、Pb、Zn与金属离子）的情况下，可被诱导合成出大量的金属硫蛋白，且在一定范围内成正比，是一项对金属污染具特异性的指标。用纯化的金属硫蛋白对兔进行免疫，兔抗血清纯化后并标记辣根过氧化酶，可实现对食品中重金属污染的超微量检测。
（8）食物中其它成分检测
?ELISA技术同时可以用于食品中其它成分的检测，如:(1)检测某些特定的转移基因表达蛋白，以分析食品是否来自转基因生物或者含有转基因成分；（2）食品中营养素的测定，最小检出限可达0.05μg/g；（3）通过合成不同异黄酮的羟酸半抗原，分析植物中含量很低的雌激素；（4）可用于检测食品加工过程中的酶（如磷酸丙糖异构酶和转谷氨酰胺酶）含量的变化等。
2 聚合酶链式反应（PCR）
PCR检测的原理
?聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）以特定的基因片段为模板，利用人工合成的一对寡聚核苷酸为引物，以四种脱氧核苷酸为底物，在DNA聚合酶的作用下，通过DNA模板的变性，达到基因扩增的目的。PCR是目前转基因食品检测较为成熟的方法。
?我国已应用PCR- 酶联免疫测定检测技术，建立了转基因大豆与玉米中常用外源基因的快速检测体系，并应用于进出境产品的转基因检测实际工作中，结果表明，PCR-酶联免疫测定法具有操作简便、灵敏特异、结果准确的优点，可对转基因大豆、玉米及其它转基因产品进行定性和定量检测。
PCR检测的应用
?对热处理后的熟肉样品，要检测出肉制品中肉的组成比较困难，但经PCR后检测，牛肉、猪肉、鸡肉和火鸡肉的最小检测量可以达到1%～2 %，而且肉制品中的抗坏血酸添加剂不影响检测结果。目前，PCR是区分鸡肉和火鸡肉的唯一方法。PCR也用于食品中腐败菌、病原菌如肠道出血性大肠杆菌、沙门氏菌、弧菌、金黄色葡萄球菌等的检测。
3酶生物传感器
?酶传感器主要利用它对生物体的催化特性，且对特定底物有反应的特异性，把这种特异性与电化学分析的迅速性和简便性结合起来，从含有多种多样有机物的生物试样中，有选择地把特定物质迅速测定出来。
酶生物传感器的简图
酶传感器的优点
?它还具有能反复进行，不需要通常进行酶分析时需要的酶和显示剂，实现无试剂分析，因此，发展较快，现已有多酶传感器，可用在生产线上监控食品加工流程、发酵工艺过程及微生物浓度的控制，又可在包装材料上测知食品是否经过不当温度的贮存，冷冻时微生物含量及贮存寿命的预警。
酶生物传感器在食品分析中的应用
?利用酶电极进行食品分析，已能测定多种氨基酸和一些糖类，如：用脲酶电极法测定食品中赖氨酸含量。由固定化蔗糖转化酶、葡萄糖变旋酶及葡萄糖氧化酶的复合酶膜组成的过氧化氢双电极系统，可同时测定样品中蔗糖和葡萄糖的含量，具有操作简单，测定快速，结果准确可靠，
仪器稳定性好，酶膜使用寿命长的特点，一次进样可同时测定样品中蔗糖和葡萄糖的含量，而且样品无需特别处理。该方法适用于食品发酵液中蔗糖和葡萄糖的测定。
酶电极在食品行业中的应用
?（1）在酿酒过程中，将乙醇酶和葡萄糖氧化酶固定成酶膜，与电极连接，制成的生物传感器可监控葡萄糖和乙醇的浓度；
?（2）利用嘌呤氧化酶电极，检测酶催化反应中过氧化氢的产生量，可对鱼新鲜度进行测定；
?（3）淀粉双酶传感器能够测定食品中淀粉的含量。
?（４）测定猪肉、牛乳鲜度的酶传感器也已开发出来。
生物传感器
4酶抑制率法
?原理：待测物对酶所催化的化学反应具有抑制作用，通过检测酶抑制率判定待测物的含量。
农药残留的酶抑制率法测定
?在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对乙酰胆碱酯酶的活性有抑制作用，在底物的作用下，酶分解成可发生显色反应的硫代胆碱。与显色剂反应后，用分光光度计测定吸光度随时间的变化值，计算出酶抑制率，通过酶抑制率判定蔬菜中农药残留的存在情况。
?如用固定化小麦酯酶测有机磷农药，所得固定化酶对l0-7mol/L水平下敌敌畏的抑制仍有明显的响应，效果明显优于游离酶的抑制响应。
?将该法作为蔬菜生产、销售企业进行日常农残监测和质量管理的快速检测手段是非常经济和有效的，具有广泛的实用性，也可作为质监部门监督抽查中的筛选检测方法。
?此外，用溶液凝胶法固定α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖氧化酶，将其用于流动注射化学发光分析体系，可实现对淀粉的快速检测，测定的线性范围为10～200 mg/ L，检出限为0.2mg/L，10次测定的相对标准偏差为1.8 %。用酶-重量法，可分别测定总的、不溶性及可溶性的膳食纤维，精确度高，适于一般食物如谷类、水果、蔬菜和保健食品测定。
1.水分活度:食品中水分逸出的程度，可以用食品中水的蒸汽压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比表示，也可以用平衡相对湿度表示。 2.吸温等温线:在恒定温度下，食品的水分含量(用每单位干物质质量中水的质量表示)与它的Aw之间的关系图称为吸湿等温线（Moisture sorption isotherms缩写为MSI）。 分子流动性（Mm）：是分子的旋转移动和平转移动性的总度量。决定食品Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。 3.氨基酸等电点:偶极离子以电中性状态存在时的pH被称为等电点 4. 蛋白质一级结构：指氨基酸通过共价键连接而成的线性序列； 二级结构：氨基酸残基周期性的（有规则的）空间排列； 三级结构：在二级结构进一步折叠成紧密的三维结构。（多肽链的空间排列。） 四级结构：是指含有多于一条多肽链的蛋白质分子的空间排列。 5.蛋白质变性：天然蛋白质分子因环境因素的改变而使其构象发生改变，这一过程称为变性。 6.蛋白质的功能性质:在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中性能的那些蛋白质的物理和化学性质。 7.水合能力：当干蛋白质粉与相对湿度为90-95%的水蒸汽达到平衡时，每克蛋白质所结合的水的克数。 8单糖：指凡不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等。 9.低聚糖(寡糖)：凡能被水解成为少数，2-6个单糖分子的糖类物质，如蔗糖、乳糖、麦芽糖等。 10.多糖：凡能水解为多个单糖分子的糖类物质，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等。 11.美拉德反应：凡是羰基与氨基经缩合，聚合生成类黑色素的反应称为羰氨反应。 12.淀粉的糊化：在一定温度下，淀粉粒在水中发生膨胀，形成粘稠的糊状胶体溶液，这一现象称为"淀粉的糊化"。 13.糊化淀粉的老化：已糊化的淀粉溶液，经缓慢冷却或室温下放置，会变成不透明，甚至凝结沉淀。 14改性淀粉：为适应食品加工的需要，将天然淀粉经物理、化学、酶等处理，使淀粉原有的物理性质，如水溶性、粘度、色泽、味道、流动性等发生变化，这样经过处理的淀粉称为变（改）性淀粉。 15同质多晶现象：化学组成相同的物质可以形成不同形态晶体，但融化后生成相同液相的现象叫同质多晶现象，例如由单质碳形成石墨和金刚石两种晶体。 16脂的介晶相（液晶）：油脂的液晶态可简单看作油脂处于结晶和熔融之间，也就是液体和固体之间时的状态。此时，分子排列处于有序和无序之间的一种状态，即相互作用力弱的烃链区熔化，而相互作用力大的极性基团区未熔化时的状态。脂类在水中也能形成类似于表面活性物质存在方式的液晶结构。 17油脂的塑性是与油脂的加工和使用特性紧密相关的物理属性。其定义为在一定外力的作用下，表观固体脂肪所具有的抗变性的能力。 18乳化剂：能改善乳浊液各构成相之间的表面张力（界面张力），使之形成均匀、稳定的分散体系的物质。19油脂自动氧化（autoxidation）：是活化的含烯底物（如不饱和油脂）与基态氧发生的游离基反应。生成氢过氧化物，氢过氧化物继而分解产生低级醛酮、羧酸。这些物质具有令人不快的气味，从而使油脂发生酸败（蛤败）。 20抗氧化剂：能推迟会自动氧化的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。
浅谈酶工程及其在食品领域中的应用 摘要：酶工程是现代生物技术的重要组成部分。酶作为生物催化剂,具有高催化效率,专一性强,反应条件温和及酶活性可以调控。本文介绍了酶工程和酶在食品领域中的应用，并对酶工程技术研究应用前景做了整体展望。 关键词：酶工程，固定化，食品 1.酶和酶工程 1.1简述酶和酶工程 酶是由生物体产生的具有催化活性的蛋白质.它能特定地促成某个化学反应而本身却不参加反应,且具有反应率高、反应条件温和、反应产物污染小、能耗低、反应容易控制等特点.这些特点比传统的化学反应具有较大的优越性.【1】酶工程技术是现代五大生物工程技术之一，是利用酶或者微生物细胞、动植物细胞、细胞器等所具有的某些功能，借助于工程学手段来提供产品或服务于社会的一门科学技术。酶工程技术的应用范围很广，主要包括酶的分离和提取、各类酶的开发和生产、固定化技术的研发、酶反应器的研制等几个方面【2】 1.2酶的来源、提取、分离和纯化 酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取,例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜,胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。酶是蛋白质，因此一切蛋白质的分离原则都应该遵行。酶作为特殊的蛋白质，最重要的原则是纯化过程中一定要保持其活性。酶的分离纯化化学方法一般很据酶的分子量、等电点、疏水性等生化性质，选择相应的沉淀、盐析、层析方法。 1.3酶的生产 微生物种类多,几乎所有酶都能从微生物中找到,而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养,繁殖快,产量高,故酶大多有微生物生产。近年来,随着基因工程技术的迅速发展,又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。例如利用改良的过氧化物酶能够在高温和酸性条件下脱甲基和烷基,生产一些食品特有的香气因子。此外,运用基因工程技术,提高葡萄搞异构酶,纤维素酶,糖化酶等酶活力的研究也取得了一定的成绩。【4】基因工程的克隆流程包括:目的基因的获得、将目的基因克隆到合适的质粒载体;、将重组质粒转染细胞和表达产物的检测。其中，目的基因的获得主要有三条途径:以含有目的的基因的生物DNA 中获得、以DNA作为目的基因和用化学方法合成目的基因。在宿主体系的选择方面，目前在食品级酶的生产中,原核生物一般选用枯草杆菌、地衣芽抱杆菌、乳酶链球菌、嗜热链球菌等。真核生物一般以酵母和哺乳动物细胞作宿主细胞。【16】 1.4 固定化酶 1.4.1固定化酶简介 酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，进行特有的催化反应，并可回收及重复利用的技术。酶的化学本质是蛋白质，其最大弱点是不稳定性，对酸、碱、热及有机溶液容易发生酶蛋白的变性作用，从而降低或失去活性。而且酶往往在溶液中进行反应，反应以后会残留在溶液系统中不易回收，造成最终产品生化分离提纯操作上的麻烦。加之酶反应只能分批进行，难于连续化、自动化操作。这大大地阻碍了酶工程的发展应用为克服上述缺点，要将游离酶固定化后进行应用。固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶，用人工方法固定在载体上。由于固定化酶的运动被化学或物理的方法限制了，能将其从反应介质中回收，所以它原则上能在批量操作或连续操作中重复使用酶。固定化酶技术是酶工程的核心，它使酶工程提高到一个新水平。【6】 1. 4.2吸附法 吸附法是通过非特异性物理吸附法或生物物质的特异吸附作用将酶吸附在炭、有机聚合物、玻璃、无机盐、金属氧化物或硅胶等材料上。该方法又分为物理吸附法和离子吸附法。
酶工程技术在食品中的应用 生物工程是现代科技的一项高新技术，酶工程是生物工程中最重要的组成部分。自从1906年人类发现了用于液化淀粉生产乙醇的细菌淀粉酶以来，经过几十年的发展，酶制剂已经广泛地应用于食品加工、纺织、洗涤剂、饲料、医药等行业，给这些行业带来了新的生机和活力。酶是具有生物催化能力的蛋白质，其催化反应具有高效性和专一性。国际生物化学联合会把酶分成六大类---氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类。本文将简要介绍几种常用于食品加工中的酶的特性及其作用机理。简而言之，酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。 一、酶工程技术简介 1.酶制剂的生产来源 酶制剂的生产酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取，例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜，胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。它们大多数由微生物生产，这是因为微生物种类多，几乎所有酶都能从微生物中找到，而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养，繁殖快，产量高，故可在短时间内廉价地大量生产。近年来，随着基因工程技术的迅速发展，又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。基因工程技术的最大贡献在于，它能按照人们的意愿构建新的物种，或者赋予新的功能。虽然目前基因工程
还未形成大规模的产业，但是它作为一种改良菌种，提高产酶能力，改变酶性能的手段，已受到了人们的极大关注。例如利用改良的过氧化物酶能够在高温和酸性条件下脱甲基和烷基，生产一些食品特有的香气因子。基因工程菌生产a一淀粉酶是目前人们研究最多的课题，美国CPC国际公司的Moffet研究中心，已成功地采用基因工程菌生产了a一淀粉酶，并已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准。此外，运用基因工程技术，提高葡萄搞异构酶，纤维素酶，糖化酶等酶活力的研究也取得了一定的成绩。 2.酶的纯化 酶的纯化属于一种后处理工艺，包括粗制工艺与精制工艺，对超酶液进行浓缩精制是生产高质量酶制剂的重要环节，目前采用的技术主要有沉淀法，吸附法和色谱法，分子筛分法，陈结法，减压浓缩法和电泳法等。 3.酶的固定化技术 酶的固定化是指用物理或化学手段，把酶束缚在一定的区域内，使其在一定的范围内起催化作用。固定化技术是酶工程的关键技术之一，自从1969年世界上第一次使用固相酶技术以来，至今已有30多年的历史。应用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆是现代酶工程在工业生产中最成功、规模最大的应用。固定化酶可用于处理液态食品，价格昂贵的酶经固定化后，可以提高稳定性，降低成本，延长使用寿命，实现连续化和自动控制，减少精制过程中沉淀，过滤等操作费用。
食品化学与分析 第一章绪论 1、食品化学的定义:从化学角度与分子水平上研究食品的化学组 成、结构、理化性质、营养与安全性质以及它们在生产、加工。 贮藏与运销过程中发生的变化与这些变化对食品品质与安全性 影响的科学。 2、食品化学的分类:㈠根据研究内容分为:食品营养化学、食品色 素化学、食品风味化学、食品工艺化学、食品物理化学与食品 有害成分化学㈡根据研究对象分为:食品碳水化合物化学、食品 油脂化学、食品蛋白质化学、食品酶学、食品添加剂化学、维 生素化学、食品矿质元素化学、调味品化学、食品香味化学、 食品色素化学、食品毒物化学、食品保健成分化学。 3、食品化学的研究内容:1、确定食品的组成、营养价值、安全性 与品质等重要特性2、食品贮藏加工过程中各类化学与生物化 学反应的步骤与机制3、确定影响食品品质与安全性的主要因 素4、研究化学反应的热力学参数与动力学行为及其环境因素 的影响 4、食品分析的定义:对食品中的化学组成以及可能存在的不安全 因素的研究与探讨食品品质与食品卫生及其变化的一门学科。 5、食品分析检验的内容:㈠食品营养成分的检验㈡食品添加剂的 检验㈢食品中有毒有害物质的检验㈣食品新鲜度的检验㈤掺假 食品的检验
6、食品分析所采用的分析方法:㈠感官分析法(所使用的感觉器官 不同,感官检验分为视觉检验、嗅觉检验、味觉检验、触觉检验、听觉检验。常用的检验方法:差别检验法、类别检验法、分析或 描述性检验法)㈡理化分析法(根据原理与操作方法不同可以分 为物理分析法、化学分析法、仪器分析法⑴光学分析法⑵电化 学分析法⑶色谱分析法)㈢微生物分析法㈣酶分析法 第二章食品成分及其结构与性质 1、生物体系的基本成分包括蛋白质、碳水化合物、脂质、核酸、 维生素、矿物质与水。 2、自由水:食品中与非水成分有较弱的作用或基本没有作用的水, 这部分水主要靠毛细管力维系,称为游离水或体相水。 3、结合水:存在于食品中的与非水成分通过氢键结合的水。就是食 品中与非水成分结合的最牢固的水。水通过氢键与大分子结合 的那部分水又称为束缚水,通过氢键与离子结合的那部分水又 称为离子化水。 4、单分子层水:与食品中非水成分的强极性基团如羧基、氨基、羟 基等直接以氢键结合的第一个水分子层。在-40℃下不结冰,也 不能为被微生物利用。一般来说,食品干燥后安全贮藏的水分含 量要求即为该食品的单分子层水。 5、多分子层水:单分子层水之外的几个水分子层包含的水,这部分 水占据单分子覆盖层旁边未覆盖的非水物表面位置以及单分子 覆盖层外位置。
酶制剂在食品工业中的应用 摘要：酶制剂是一类特殊的食品添加剂，具有催化高效性，专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向，包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用。并对酶制剂在食品工业中的发展方向和安全问题进行了讨论。 关键词：酶制剂；食品工业；应用 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品，称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面，它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。 随着发酵工业的发展，酶制剂的主要来源已被微生物所取代，它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性，还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展，酶制剂的种类越来越多，分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有：淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等，它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然，尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步，但与发达国家相比，还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步，今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 1．酶与食品的关系 在食品生产加工中，为了保持食物原有的色、香、味和结构，就要尽量避免引起剧烈的化学反应。酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质，因此作用条件非常温和。许多酶所催化的反应从动植物最初生长时就开始了，当它被作为食品时，其体内酶的催化作用仍然继续进行着。如动物体死后，其合成代谢停止，而分解代谢加快，因此就会导致组织腐败，但这可能也会改善某些食品原料的风味。在大多数成熟的水果中，由于某些酶的增加，会使得其呼吸速度加快，淀粉转变为糖，叶绿素发生降解，细胞体积快速增加。这些变化，对于水果风味的改善是有益的；而对蔬菜来讲，叶绿素的降解则是有害的。 2．与食品生产有关的酶制剂 2．1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史，淀粉加工用酶所占比例达到15%，是酶制剂最大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高，并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提到的是一系列新的酶制剂的发现和应用，如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海藻糖，改变了先前从酵母等食物中抽提的生产方法，生产成本大大下降。这种糖不仅耐酸、耐热、防龋齿，还可抑制蛋白质变性和油脂酸败，市场日益扩大。 2．2与油脂生产有关的酶制剂 油脂是人类食品的主要营养成分之一，有赋予食品不可缺少的风味，而且用酶法生产有益健康的油脂的正逐步应用成熟，如用DNA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料所制作的食品销售额已达400亿日元。 2．3与蛋白质有关的酶制剂 蛋白质在食品加工中，不仅具有营养的功能还具有各种物理功能，提高这类功能将会增加其附加值，要达到这个目的需要利用蛋白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生产氨基酸系列的调味品，就必须把蛋白质彻底分解为氨基酸。 2．.4与面包生产有关的酶制剂
实验五挤压膨化食品制作 一、实验目的 1、进一步理解和掌握挤压膨化食品生产的基本原理及一般过程，使理论与实际更好的结合。 2、学习如何分析和判断挤压食品生产中的质量问题及影响因素，培养分析问题和解决问题的能力。 二、原辅料及主要设备 1、原辅料：谷物、薯类、豆类粉，香味料。 2、仪器设备：双螺杆挤压机、电子称、天平、量杯、切片机、调质桶。 三、实验内容 1、挤压膨化食品生产工艺流程和配方 用挤压技术加工的小吃食品和休闲食品有三种： 第一种是土豆片、锅巴等脆片小吃食品。 第二种是常规的挤压膨化食品，如利用低水分的玉米粉、小麦粉、大米粉或其他谷物及淀粉，经济压膨化后，干燥至含水率4％，然后调味和涂油；对于高水分的淀粉基物料，在挤压后直接油炸，然后调味。 第三种小吃食品主要指挤压加工为各种形状和组织结构的半成品和成品。 挤压膨化马铃薯脆片： 将75%的马铃薯粉和25%的玉米粉，加水调湿至含水量达到19%进入挤压机，在130℃和6MPa的条件下挤出，获得膨胀率在4.8以上的挤出产品，然后在150℃的热空气中干燥3min，再用盐、油调味，即得马铃薯脆片。 四、实验结果（感官评价） 表1 烘焙型、油炸型和直接挤压型膨化食品感官要求 表2 膨化食品微生物学指标
五、思考题 1、调节水分和温度压力的目的是什么？ 2、挤压膨化食品的基本原理？ 3、挤压食品的特点？ 4、双螺杆挤压机的基本结构？ 连续挤压蒸煮工艺的核心设备是挤压机。挤压机具有压缩、混合、混炼、熔融、膨化、成型等功能。挤压机的腔体可以分成3-5个区，各区可以通过蒸汽或电加热，也可通过挤压摩擦加热，从而达到蒸煮物料的目的，物料在腔体中高温、高压的作用下，淀粉糊化、蛋白质变性。当物料通过挤
食品化学名词解释 1、食品化学：一门将基础学科和工程学的理论用于研究食品基本的物理、化学和生物化学性质以及食品加工原理的学问，是一门主要涉及细菌学、化学、生物学和工程学的综合性学科。它是一门涉及到食品的特性及其变化、保藏和改性原理的科学。 2、结合水：是一个样品在某一个温度和较低的相对湿度下的平衡水分含量 3、疏水水合：热力学上，水与非极性物质，如烃类、稀有气体以及脂肪酸、氨基酸和蛋白质的非极性基团相混合无疑是一个不利的过程（ΔG ＞0）。ΔG= ΔH- T ΔS ΔG为正是因为ΔS是负的。熵的减少是由于在这些不相容的非极性物质的邻近处形成了特殊的结构。此过程被称为疏水水合。 4、疏水缔合（疏水相互作用）:当两个分离的非极性基团存在时，不相容的水环境会促使它们缔合，从而减小了水-非极性界面，这是一个热力学上有利的过程（ΔG＜0）。此过程是疏水水合的部分逆转，被称为“疏水相互作用”。R（水合的）+R（水合的）→R2（合的）+H 2O 5、水分活度：AW=f/f0 f：溶剂（水）的逸度。逸度：溶剂从溶液逃脱的趋势f0 ：纯溶剂的逸度。 6、相对蒸汽压”（RVP）p/p0 是测定项目，有时不等于A w，因此，使用p/p0 项比A w 更为准确。在少数情况下，由于溶质特殊效应使RVP成为食品稳定和安全的不良指标。 7、吸着等温线：在恒定温度下，食品水分含量（每单位质量干物质中水的质量）对P/P0作图得到水分吸着等温线（moisture sorption isotherms，缩写为MSI）。 8、滞后现象：滞后现象就是样品的吸湿等温线和解吸等温线不完全重叠的现象 9、玻璃化温度(Tg)：非晶态食品从玻璃态到橡胶态的转变称玻璃化转变，此时的温度称玻璃化温度 10、美拉德反应（羰氨反应）：食品在油炸、焙烤、烘焙等加工或贮藏过程中，还原糖（主要是葡萄糖）同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应，这种反应被称为美拉德反应。 11、糊化：当β-淀粉在水中加热到一定温度时，淀粉发生膨胀，体积变大，结晶区消失，双折射消失，原来的悬浮液变成粘稠胶体溶液的过程。
食品科学，2006(12）：酶在食品工业中的应用与前景 肖玫1郭雪山2 （1南京农业大学工学院，南京210031 2南京财经大学食品科学与工程学院，南京210003） XIAO Mei 1 GUO Xue shan 2 (1. Engineering College，Nanjing Agricultural Universituy, Nanjing 210031，China ; 2. Food Science And Engineering College，Nanjing Universituy of Finance And Economics，Nanjing 210003，China) 摘要：本文介绍了酶在食品工业中的重要作用；概括了酶在肉类、鱼类加工、蛋品加工、乳品工业、果蔬加工、饮料、酿酒工业、焙烤食品和制糖中的应用；展望了酶对食品工业的发展前景。 关键词：酶；食品工业；应用；前景 The Application and the prospect of developmentof Enzy matic Techology in the Food Industry Abstracts:This paper introduces important effect of enzy in food industry，summarizes the application of enzy in the production of flesh, fish, eggs, milk, vegetable, beverage, vintage, toast food and refine suger，and gives developing prospect of enzy in food industry. Key words: Enzy；Food Industry；Application Prospect 生物工程是现代科技的一项高新技术，酶工程是生物工程中最重要的组成部分，是利用酶的特异催化功能，将一种物质转化为另一种物质的技术，即将生物体内具有特定催化作用的酶类或细胞、细胞器分离出来，在体外借助工业手段和生物反应器进行催化反应来生产某种产品的工程技术。当前酶制剂的生产，主要依靠从微生物发酵液或细胞中提取有用的酶类，如——淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶以及用于重组DNA技术的各种工具酶等。这些酶类已被广泛用于食品加工、纺织、制革、医药、加酶洗涤剂生产和基因工程中。 生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用。目前已有几十种酶成功地用于食品工业。例如，葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品的
多酚氧化酶在食品中的研究进展 摘要：多酚氧化酶（PPO）存在于许多种类的食品中，是引起食物褐变的主要因素，酶促褐变严重影响了食品的感官品质，使得食品的保质期缩短和价值显著降低，不少新鲜食品的销售市场因此受到限制[1]。本文介绍了多酚氧化酶的酶学性质以及相应的抑制方法，并对其应用做出论述。 关键词：多酚氧化酶；性质；抑制方法；应用 多酚氧化酶（PPO）是自然界中分布十分广泛的一类末端氧化酶，属于铜金属酶类，其化学性质稳定，是植物叶子、果实等发生褐变的主要作用酶类[2]。此外，还会引起食品的褐变，损害食品的感官风味质量[3-4]。PPO普遍存在于植物、昆虫和真菌之中，甚至在腐烂的植物残渣上都还可以检测到它的存在。因此该酶与果蔬的加工品质密切相关，科学家们很早就开始对它进行深入彻底的研究[5-6]。 农产品的酶促褐变与多酚氧化酶活性和含量密切相关。这方面研究很多，酶促褐变不仅影响产品外观、风味、营养和加工性能，而且大大降低耐贮性，尤其对肉色较浅且容易碰伤的水果和蔬菜影响更为严重，产生的经济损失更大[7-9]。通常PPO 与底物被区域化分开，PPO 在质体中以潜伏状态存在，而PPO 的底物存在于液泡中。只有当植物体内发生生理紊乱或组织受损时，PPO 与底物的亚细胞区域化才被打破，PPO 底物被激活产生黑色或褐色的沉积物，这是果蔬等农产品酶促褐变的主要原因[10]。 1、多酚氧化酶的酶学性质 与多酚氧化酶酶学性质的主要研究内容有：酶的分离和纯化、测定酶促反应的速度、了解影响酶促反应的因素等等[11]。 在分离和纯化时，一般是进行纯化，再将纯度高的PPO酶液进行酶学的性质研究[12-13]。PPO活性检测则一般通过测定产物生长速度（初速度）来测定，通过采用分光光度法，即在一定波长下测定从醌生成的色素的吸光度，再根据吸光度来定义酶的活性大小[14]。目前，已知的影响PPO酶促反应速度的因素主要有：温度、同一底物不同浓度、不同的底物、pH值、激活剂、抑制剂等[15]。
酶在食品中的应用 人类对酶的应用可以追溯到几千年前。在对酶的不断认识过程中，我们给酶下了一个科学的定义:酶是由生物活细胞产生的、具有高效和专一催化功能的生物大分子。食品酶学是酶学的基本理论在食品科学和技术领域中应用的科学，主要研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构、作用规律以及食品储藏、加工和食用品质的影响，食品级酶的生产及其在食品储藏、加工环节的应用理论与技术。 食品用酶，从早期的酿造、发酵食品开始，至今已广泛应用到各种食品上。随着生物科技进展，不断研究、开发出新的酶制剂，已成为当今新的食品原料开发、品质改良、工艺改造的重要环节。在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺，酶作为一类食品添加剂，其品种不断增多。它在食品领域中的应用方兴未艾。与以前的化学催化剂相比，酶反应显得特别温和，这对避免食品营养的损失是很有利的。 酶制剂在食品行业中的应用主要体现在以下几个方面: 1. 有利于食品的保藏，防止食品腐败变质。例如:目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂，应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。如溶菌酶用于 pH6.0,7.5的饮料和果汁的防腐。乳制品保鲜新鲜牛乳中含有13毫克/100毫升的溶菌酶，人乳中含量为40毫克/毫升。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶菌酶，不但可起到防腐作用，而且有强化作用，增进婴儿健康。 2. 改善食品色香味形态和质地。如，花青素酶用于葡萄酒生产，起到脱色作用;复合蛋白酶嫩化肌肉，使肉食品鲜嫩可口;在肉类香精生产中常用的风味酶就是一种复合酶，使最终反应达到风味化要求。 3. 保持或提高食品的营养价值。通过多种蛋白酶的作用生产多功能肽及各种氨基酸已经是营养保健行业常见的加工方法。
酶与食品质量的关系 摘要：酶作为一种高效生物催化剂对食品质量的影响是非常重要的。在食品的加工及贮藏过程中涉及许多酶催化的反应，本文论述了多酚氧化酶、脂肪氧化酶、果胶酶、脂肪酶和SOD等多种酶的催化机理，并阐述了酶对食品色泽、质地、风味、营养的影响，以及在食品工业中的应用。 关键词：酶；色泽；质地；风味；营养 Abstract:Enzyme affect the quality of food as an efficient biocatalyst. We mainly had discussion on the catalytic mechanism of PPO, LOX, lipase, pectinase and SOD. We also described the effects of enzymes on food color, texture, flavor and nutrition, as well as the applications in the food industry. Keywords: enzyme; color; texture; flavor; nutrition 1 前言 随着人们对食品安全、营养、健康和美味的日益重视,食品已经不仅仅只是满足人们生存的基本食物需求品，酶为一种高效生物催化剂对于食品质量的影响是非常重要的。酶存在于一切生物体内，参与新陈代谢有关的化学反应。在食品的加工及贮藏过程中涉及许多酶催化的反应，由于酶的作用，会对食品的色泽、质地、风味和营养等食品质量指标产生有利或有害反应，从而对食品的质量产生影响。 2 酶与食品质量的关系 2.1与色泽相关的酶 任何食品，无论是天然未经加工的还是经过半加工、加工的，都带有属于自身的特色和本质的色泽。在食品的加工及贮藏过程中，食品会受到所处的环境变化或其它多种因素影响而导致本身颜色的变化，其中酶是一个引起颜色变化很重要的因素。食品能否被消费者接受，很大部分取决于它们的质量，而食品的颜色首先是消费者关注的目标，对食品色泽有影响的酶主要是叶绿素酶、脂肪氧化酶、多酚氧化酶。 2.1.1多酚氧化酶 多酚氧化酶（EC 1.10.3.1）最早在1937年被分离出来。随着研究的深入，根据作用的底物不同分为3类，即：单酚单氧化酶（E.C.l.14.18.l），能催化一元酚氧化成邻位酚；双酚氧化酶（E.C.l.10.3.1），催化邻位酚氧化，但不能氧化间位酚和对位酚；漆酶（E.C.1.10.3.2），该酶能氧化邻位酚和对位酚，不能氧化一元酚和间位酚。一般多酚氧化酶是儿茶酚氧化酶和漆酶的统称。多酚氧化酶是发生褐变的主要催化酶，它是一种以Cu2+为辅基的氧化还原酶[1]。多酚氧化酶存在于植物、动物和一些微生物中，它催化两
第10章酶在食品分析中的应用 主要内容： 1 酶法分析的特点及应用类型 2 酶联免疫测定（ELISA） 3 聚合酶链式反应（PCR） 4 酶生物传感器 5 酶抑制率法 酶法分析的发展 ?酶在定量分析中的应用可以追溯到19世纪中期。当时，曾采用麦芽提取物作为过氧化物酶源，以愈创木酚作为共底物或指示剂测定过氧化氢。 ?然而，酶法分析真正的发展应归于它在临床实验室中的广泛应用。 酶法分析的发展 ?如早在1914年临床上就开始采用脲酶测定尿中的尿素，但是在临床实验室中酶分析的真正突破要推迟到1958年，当时转氨酶分析发展成为诊断肝病和心脏病的一个有效手段。 ?到了20世纪50年代前已有60种物质能借助于酶法分析。近年来，酶法分析发展迅速，广泛应用于临床检验、食品、环境等生物及其它样品的检测。 1. 酶法分析的特点及应用类型 ?酶的特性 酶在食品分析中的应用类型 ?1. 去除样品中的杂质。如测定果糖、多糖等。 ?2. 催化待测物生成新的产物，而这种产物更容易被定量分析。如：淀粉的测定。 ?3. 测定食品中酶的活性作为食品的指标，如过氧化物酶的测定。 ?4. 利用酶催化反应所产生的一些信息。如酶联免疫法、酶电极法等。 2 酶联免疫测定（ELISA） ?酶联免疫测定（enzyme-linked immunosorbent assay ，ELISA）是继放射免疫测定技术之后发展起来的一项新的免疫学技术。 ?ELISA自上世纪70年代出现开始，就因其高度的准确性、特异性、适用范围宽、检测速度快以及费用低等优点，在临床和生物疾病诊断与控制等领域中倍受重视，成为检验中最为广泛应用的方法之一。 2.1 ELISA的基本原理 ?（1）利用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接（或建立关联）。 ?（2）通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定。 ?它将酶促反应的高效率和免疫反应的高度专一性有机地结合起来，可对生物体内各种微量有机物的含量进行测定。测定的对象可以是抗体也可以是抗原。 ELISA试剂盒的组成 ?完整的ELISA试剂盒包含以下各组分： （1）包被抗原或抗体的固相载体（免疫吸附剂）； （2）酶标记的抗原或抗体（标记物）； （3）酶作用的底物（显色剂）； （4）阴性和阳性对照品（定性测定），参考标准品和控制血清（定量测定）； （5）结合物及标本的稀释液； （6）洗涤液；（含吐温20磷酸盐缓冲液） （7）酶反应终止液。（常用硫酸） 酶标仪和酶标板
食品酶制剂在食品工业中的应用贺州学院 2009级食品科学与工程专业（食品质量与安全方向） 摘要：酶制剂是一种生态型高效催化剂，具有高效、安全、生态和环保等特点，能够有效带动相关领域技术水平的提高。本文从酶制剂在食品加工、保鲜、改良、农副产品附加值的提高、食品检测、脱毒等方面的应用谈其在食品工业中的应用及发展前景。 关键词：食品酶制剂；食品工业；应用 0．引言 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质，是一种生物催化剂。一切生物的全部新陈代谢都是在各种酶的作用下进行的。酶制剂是由动物或植物的可食或非可食部分直接提取，或由传统或通过基因修饰的微生物（包括但不限于细菌、放线菌、真菌菌种）发酵、提取制得，用于食品加工，具有特殊催化功能的生物制品，其中专用于食品加工的酶制剂称为食品酶制剂。我国列入食品添加剂使用卫生标准GB2760-2007的酶制剂品种已有30多种，而日本食品卫生法（新法）中，作为食品添加剂的酶已达76种，酶制剂在食品工业的许多领域得到了广泛的应用。 酶制剂是一类比较特殊的食品添加剂，主要成分是具有各种催化活性的酶蛋白。酶制剂是食品添加剂中发展迅速的行业，作为一种食品添加剂，与传统的化学法，如酸法、碱法加工食品相比，酶技术具有显著的优越性，一是酶本身无毒、无味、无嗅，不会影响食品的安全性和食用价值；二是酶具有高度催化性，低浓度的酶也能使反应快速进行；三是酶作用时所要求的温度、pH值等条件温和，不会影响食品质量；四是酶有严格的专一性，在成分复杂的原料中可避免引起不必要的化学变化；五是酶反应终点易控制必要时通过简单的加热方法就能使酶制剂失活，终止其反应。因此，酶工程技术在食品的各个领域得到了广泛应用，如在食品制造、品质改良、提高产品附加值等方面。 1．酶制剂在食品加工上的应用 利用凝乳酶生产奶酪，淀粉酶可液化、糖化淀粉，促进酵母菌的生长，进而生产啤酒、酒精，如果利用棕榈油与硬脂酸进行酶交酯化，就可制得类似可可脂的产品—类可可脂或代可可脂。通过不同的淀粉酶分解淀粉，可以生产出麦芽糊精、麦芽糖浆、麦芽糖和果糖等甜味剂，分别用于糖果、冰淇淋、饮料等各类食品的加工。用橙皮苷酶和橙皮苷反应可以生产橙皮素—F—葡萄糖苷二氢查耳酮，其是对人体安全的甜味剂，甜度为蔗糖的70～100倍[1]。酶制剂还可以用于异麦芽低聚糖、海藻糖、帕拉金糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖等功能性低聚糖的制造。 酶制剂在起酥油和人造奶油的生产方面也有很好的应用。以大豆油
膨化食品生产工艺 膨化食品, 国外又称挤压食品、喷爆食品、轻便食品等, 是近些年国际上发展起来的一种新型食品。它以谷物、豆类、薯类、蔬菜等为原料, 经膨化设备的加工, 制造出品种繁多, 外形精巧, 营养丰富, 酥脆香美的食品。因此, 独具一格地形成了食品的一大类。 由于生产这种膨化食品的设备结构简单, 操作容易, 设备投资少, 收益快, 因此发展得非常迅速, 并表现出了极大的生命力。 由于用途和设备的不同, 膨化食品有以下三种类型: 一是用挤压式膨化机, 以玉米和薯类为原料生产小食品; 二是用挤压式膨化机, 以植物蛋白为原料生产组织状蛋白食品(植物肉); 三是以谷物、豆类或薯类为原料, 经膨化后制成主食。除了试制出间接加热式膨化机外, 还用精粮膨化粉试制成多种膨化食品。 种类 1.主食类: 烧饼、面包、馒头、煎饼等。 2.油茶类: 膨化面茶。 3.军用食品: 压缩饼干。 4.糕点类: 桃酥、炉果、八件、酥类糕点、月饼、印糕、蛋卷等。
5.小食品类: 米花糖、凉糕等。 6.冷食类: 冰糕、冰棍的填充料。 上述食品中, 有些品种如膨化面茶、印糕、压缩饼干等全部是用膨化粗粮制成的; 有些品种只掺入一定比例的膨化粗粮。 膨化技术虽属于物理加工技术, 但却具有本身的特点。膨化不但能够改变原料的外形、状态, 而且改变了原料中的分子结构和性质, 并形成了某些新的物质。 原理当把粮食置于膨化器以后, 随着加温、加压的进行, 粮粒中的水分呈过热状态, 粮粒本身变得柔软, 当到达一定高压而启开膨化器盖时, 高压迅速变成常压, 这时粮粒内呈过热状态的水分便一下子在瞬间汽化而发生强烈爆炸, 水分子可膨胀约2 000倍, 巨大的膨胀压力不但破坏了粮粒的外部形态, 而且也拉断了粮粒内在的分子结构, 将不溶性长链淀粉切短成水溶性短链淀粉、糊精和糖, 于是膨化食品中的不溶性物质减少了, 水溶性物质增多了。详见下表: 膨化前后食品中水浸出物变化表(%) 玉米高梁米 成分膨化前膨化后膨化前膨化后 水浸出物 6.35 36.82 2.3 27.32 淀粉 62.36 57.54 68.86 64.04 糊精 0.76 3.24 0.24 1.92
脂肪酶在食品工业中的应用 摘要：本文综述了脂肪酶在食品工业中的应用。脂肪酶在焙烤食品中可作为绿色生物改良剂；在油脂工业上可促油脂水解；在乳品工业中可用于乳酯水解；在食品添加剂中可增香改质、提高食品档次。并展望了今后的研究方向及应用前景。 关键词：脂肪酶；食品工业；油脂；乳品；添加剂；应用前景 脂肪酶广泛存在于动植物和微生物中，它可将脂肪分解成甘油和脂肪酸，是一类特殊的酯键水解酶。脂肪酶有多功能催化作用的开发，如乳制品的增香、鱼片脱脂、食用油加工、洗涤剂添加酶、皮革毛皮绢纺脱脂、制药、化工合成、污水处理、工具酶等多种用途。而且，在有机相中脂肪酶还能催化酯合成、酯交换反应、酯聚合反应、肽合成以及酰胺合成等，是生产医药、化工、食品和化妆品的重要原料。本文主要综述了脂肪酶在食品工业领域中的应用。 一、脂肪酶在食品工业中的应用 脂肪酶被广泛的应用于食品加工及品质的改良中。如用于乳制品及黄油的增香。利用位置水解特性对油脂之中的酯键催化，从而提高食用油的营养价值。在鱼类的加工中，用脂肪酶分解鱼肉中的脂类，利用脂肪酶催化酯交换反应将棕榈油转化成类可可脂。在生面团中加入脂肪酶使三甘酯部分水解而增加单甘酯的含量可延缓变质，单甘酯和双甘酯的形式使蛋白气泡性质得到改善。 1脂肪酶在焙烤食品中的应用 随着焙烤食品工业的快速发展，消费者的食品安全和健康意识日益提高，对面粉及焙烤食品提出了愈来愈高的要求。脂肪酶在焙烤食品工业中的应用，主要是体现在对面包粉面团的强筋作用及改善面包品质方面。同时，能适当降低面团的延伸性。特别是用于无脂肪、低脂肪或含油的面包产品中效果最理想，能降低面团粘稠度，改善面团的操作性能，增强面团筋力和面团的弹韧性，提高面团发酵耐力和醒发耐力，以及面包入炉急胀性，增大产品体积。此外，还可改善面包内部组织结构，使其更加均匀细腻，包芯色泽更加洁白，提高了面包组织的柔软度，对面包制品有很好的改良效果。 2 脂肪酶在食用油脂工业上的应用 2.1 酶促油脂水解 将油脂与水一起在催化剂作用下生成脂肪酸和甘油的反应叫油脂水解反应，它在脂肪酸与肥皂工业上广泛应用。传统的油脂水解反应使用无机酸、碱及金属氧化物等化学物质作为催化剂，需要高温、中高压、长时间及设备耐腐蚀的条件，其成本高、能耗大、操作安全性差，而且产物脂肪酸颜色深或发生热聚合，不适用于热敏性油脂。而以生物酶作催化剂的酶促水解则正好克服上述缺点，而且可以具有选择性，因此有利于减少副反应、提高目标产品脂肪酸的质量和收率。 3 脂肪酶在乳品工业中的应用 应用于乳酯水解，包括奶酪和奶粉风味的增强、奶酪的熟化、代用奶制品的生产、奶油的酯解改性等。脂肪酶作用于乳酯并产生脂肪酸，能赋予奶制品独特的风味。传统奶酪制品加工所用的脂肪酶大都来自动物组织，如猪、牛的胰腺和年幼反刍动物的消化道组织。不同来源的脂肪酶会产生不同风味特征。脂肪酶还可使用在羊奶仿制牛奶的制
天津科技大学课程论文 酶在食品风味方面的应用 Application Of Enzymes In The Food Flavor 摘要 本文介绍了酶的作用机理，食品中脂肪、蛋白质、核酸和风味前体在酶的作用下生成风味物质的过程, 用于消除食品异味的酶, 用来生产风味物质的酶，并展望风味酶的前景。 关键词：食品；风味；酶 ABSTRACT This paper introduces the mechanism of enzymes, the process of generating flavor using fat, protein, nucleic acid and flavor precursors in food with the help of enzyme , Introducing enzymes used to eliminate the smell of food, enzymes used to produce flavor substances, and looking forward to the prospect of enzymes in food. Key words: food, flavor, enzyme
目录 1前言 (5) 2食品中的风味酶及其作用机理 (6) 3风味酶在食品风味方面的应用 (7) 3.1食品组分在酶作用下产生风味物质 (7) 3.1.1脂肪 (7) 3.1.2蛋白质 (7) 3.1.3核酸 (8) 3.1.4风味前体物质 (8) 3.2风味化合物的酶法合成 (8) 3.2.1脂肪酶和酯酶 (8) 3.2.2氧化还原酶 (9) 3.2.3其它酶 (9) 4消除食品异味 (10) 5展望 (11) 6参考文献 (12)
膨化食品生产工艺 膨化食品，国外又称挤压食品、喷爆食品、轻便食品等，是近些年国际上发展起来的一种新型食品。它以谷物、豆类、薯类、蔬菜等为原料，经膨化设备的加工，制造出品种繁多，外形精巧，营养丰富，酥脆香美的食品。因此，独具一格地形成了食品的一大类。 由于生产这种膨化食品的设备结构简单，操作容易，设备投资少，收益快，所以发展得非常迅速，并表现出了极大的生命力。 由于用途和设备的不同，膨化食品有以下三种类型：一是用挤压式膨化机，以玉米和薯类为原料生产小食品；二是用挤压式膨化机，以植物蛋白为原料生产组织状蛋白食品(植物肉)；三是以谷物、豆类或薯类为原料，经膨化后制成主食。除了试制出间接加热式膨化机外，还用精粮膨化粉试制成多种膨化食品。 种类 1.主食类：烧饼、面包、馒头、煎饼等。 2.油茶类：膨化面茶。 3.军用食品：压缩饼干。 4.糕点类：桃酥、炉果、八件、酥类糕点、月饼、印糕、蛋卷等。 5.小食品类：米花糖、凉糕等。 6.冷食类：冰糕、冰棍的填充料。 上述食品中，有些品种如膨化面茶、印糕、压缩饼干等全部是用膨化粗粮制成的；有些品种只掺入一定比例的膨化粗粮。 膨化技术虽属于物理加工技术，但却具有本身的特点。膨化不仅可以改变原料的外形、状态，而且改变了原料中的分子结构和性质，并形成了某些新的物质。 原理当把粮食置于膨化器以后，随着加温、加压的进行，粮粒中的水分呈过热状态，粮粒本身变得柔软，当到达一定高压而启开膨化器盖时，高压迅速变成常压，这时粮粒内呈过热状态的水分便一下子在瞬间汽化而发生强烈爆炸，水分子可膨胀约2 000倍，巨大的膨胀压力不仅破坏了粮粒的外部形态，而且也拉断了粮粒内在的分子结构，将不溶性长链淀粉切短成水溶性短链淀粉、糊精和糖，于是膨化食品中的不溶性物质减少了，水溶性物质增多了。详见下表： 膨化前后食品中水浸出物变化表(%) 玉米高梁米 成分膨化前膨化后膨化前膨化后 水浸出物 6.35 36.82 2.3 27.32 淀粉 62.36 57.54 68.86 64.04 糊精 0.76 3.24 0.24 1.92 还原糖 0.76 1.18 0.63 0.93 膨化后除水溶性物质增加以外，一部分淀粉变成了糊精和糖。膨化过程改变了原料的物质状态和性质，并产生了新的物质，也就是说运用膨化这种物理手段，使制品发生了化学性质的变化，这种现象给食品加工理论研究提出了新的课题。 把食品中的淀粉分解为糊精和糖的过程，一般是在人们的消化器官中发生的，即当人们把食物吃进口腔后，借助唾液中淀粉酶的作用，才能使淀粉裂解，变成糊精、麦芽糖，最后变成葡萄糖被人体吸收。而膨化技术起到了淀粉酶的作用，即当食物还没有进入口腔前，就使淀粉发生了裂解过程，从这个意义上讲，膨化设备等于延长了人们的消化器官。这就增加了人体对食物的消化过程，提高了膨化食品的消化吸收率。因此，可以认为膨化技术是一种很科学、理想的食品加工技术。 膨化技术的另一特点是，它可以使淀粉彻底α化。以前使食品成熟的热加工技术如烘烤、蒸煮等，也可以使食品的生淀粉即β淀粉变成α淀粉，即所谓α化。但是这些制品经放置一段时间后，已经展开的α淀粉，又收缩恢复为β淀粉，也就是所谓“回生”或“老化”。这是