酶工程在食品工业中的应用
一、酶的用途
表：酶用于食品加工
二、酶在食品工业的应用
图：古代已用微生物生产食品
1、酶用于淀粉糖的生产
以淀粉为原料，经α—淀粉酶和葡萄糖淀粉酶催化水解，得D—葡萄糖，将它通过固定化D—葡萄糖异构酶柱完成由D—葡萄糖至D—果糖的转化，再通过精制、浓缩等手段，即可得到不同种类的高果糖浆。
图:酶将玉米或小麦等作物中的淀粉转化为糖
2、酶用于甜味剂的生产
淀粉糖均以淀粉为原料进行生产，其甜度增加有限，所以从根本上解决食糖短缺问题应生产甜度高而又不以淀粉为原料的甜味剂。国外大量生产的阿期巴甜（APM）就是一种高甜度的甜味剂。阿期巴甜（天门冬酰丙氨酸甲酯）是二肽甜味剂，其甜度是蔗糖的200倍。过去是以L—天冬氨酸与L —苯丙氨酸为原料用化学法合成。现在日本采用酶法合成新工艺，可用价格较低的DL—苯丙氨酸为原料，且产品都是α—型体（β—型体有苦味），使生产成本下降 30% 。
3、酶用于乳品加工
（1）干酪生产
全世界生产干酪所耗牛奶达1亿多吨，占牛奶总产量的1/4。干酪生产的第一步是将牛奶用乳酸菌发酵制成酸奶，然后加凝乳酶水解K-酪蛋白，在酸性条件下，钙离子使酪蛋白凝固，再经切块加热压榨熟化而成。
（2）分解乳糖
牛奶中含有4.5%的乳糖。乳糖是一种缺乏甜味且溶解度很低的双糖，难于消化。有些人饮奶后常发生腹泻、腹痛等病，其原因即在于此。而且由于乳糖难溶于水，常在炼乳、冰淇琳中呈砂状结晶析出，从而影响食品风味。将牛奶用乳糖酶处理，使奶中乳糖水解为半乳糖和葡萄糖即可解决上述问题。
（3）黄油增香
乳制品特有香味主要是加工时所产生的挥发性物质（如脂肪酸、醇、醛、酮、酯以及胺类等）所致。乳品加工时添加适量的脂肪酶可增加干酪和黄油的香味。将增香黄油用于奶糖、糕点等食品，可节约黄油用量，提高风味
（4）婴儿奶粉
人奶与牛奶区别之一在于溶菌酶含量的不同。奶粉中添加卵清溶菌酶可防止婴儿肠道感染。
4、酶用于肉类和鱼类加工
（1）改善组织、嫩化肉类
酶技术可以促使肉类嫩化。牛肉及其他质地较差的肉（如老动物肉），结缔组织和肌纤维中的胶原蛋白质及弹性蛋白质含量高且结构复杂。胶原蛋白质是纤维蛋白，同副键连接成为具有很强机械强度的组成，这种交联键可分成耐热的和不耐热的两种。幼动物的胶原蛋白中，不耐热交联键多，一经加热即行破裂，肉是得嫩；而老动物的肉因耐热键多，烹煮时软化较难，因而肉质显得粗糙，难以烹调，口感亦差。采用蛋白酶可以将肌肉结缔组织中胶原蛋白分解，从而使肉质嫩化。作为嫩化剂的蛋白酶可以分为两类：最常用的一类是植物蛋白酶，另一类是微生物蛋白酶。
（2）转化废弃蛋白
将废弃的蛋白、如杂鱼、动物血、碎肉等用蛋白酶水解，抽提其中蛋白质以供食用或用作饲料，是增加人类蛋白质资源的一项有效措施。其中以杂鱼及鱼厂废弃物的利用最为瞩目。海洋中许多鱼类因其色泽、外观或味道欠佳等原因，都不能食用，而这类水产却高达海洋水产的80%左右。采用这项生物技术新成果，使其中绝大部分蛋白质溶解，经浓缩干燥可制成含氮量高、富含各种水溶性维生素的产品，其营养不低于奶粉，可掺入面包、面条中等食用，或用作饲料，其经济效益十分显著。
（3）其他方面的应用
用酸性蛋白酶在pH值呈中性条件下处理解冻鱼类，可以脱腥。现今开发利用碱性蛋白酶水解动物脱色来制造无色血粉，作为廉价而安全的补充蛋白资源，这一技术已用于工业化生产。
5、酶用于果蔬加工
（1）水果罐头加工
制作桔子罐头时需除桔瓣囊衣，过去使用碱处理法，耗水量大，又费工时。现采用黑曲霉产生的半纤维素酶、果胶酶和纤维素酶的混合物，可很好地除去桔瓣囊衣，而避免上述缺点。桔子罐头常发白色浑浊，这是同桔肉中橙皮苷造成的。采用橙皮苷酶，可将橙皮苷水解成为水溶性的橙皮素，从而消除桔子罐头的白浊现象。桃果实含有红色花青素，罐藏时同金属离子作用而呈紫褐色。采用花青素酶处理桃酱、葡萄汁等，即可脱色而提高经济价值。这是因为花青素酶可以水解花青色素，使之变为无色物质。
（2）柑桔类脱苦
柑桔类脱苦问题历来是果品加工中的一大问题。桔子中的柠檬苦素是引起桔汁产生苦味的原因，利用球形节杆菌固定化细胞的柠檬酶处理即可消除苦味。
（3）果汁加工
水果中均含有果胶物质。果胶的重要特性之一，就是在酸性和高浓度的糖存在时，即可形成凝胶。这一性质是制造果冻、果酱的基础。但在果汁加工上，却造成了压榨、澄清的因难。现采用果胶酶处理破碎的果实，即可加速果汁过滤和促进澄清。
图：酶在果汁制造过程中分解纤维
（4）水果蔬菜保藏
用葡萄糖氧化酶除去脱水蔬菜的糖分可防止贮藏过程中发生褐变。瓶装桔汁贮藏时因氧化而使色香味变劣，采用葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶去氧即可保持果汁原有的色香味。水果冷冻保藏时，由于果实自身的酶作用而发酵变质，也可用葡萄糖氧化酶保鲜。
6、酶用于焙烤食品
面粉中添加α-淀粉酶可调节麦芽糖的生成量，使二氧化碳产生和面团气体保持力相平衡。添加蛋白酶可促进面筋软化，增加延伸性，减少揉面时间和动力，改善发酵效果。用蛋白酶强化的面粉制通心粉制通心面条，延伸性好，风味佳。用β-淀粉酶强化面粉可防止糕点老化。糕点馅心常以淀粉为填料，添加β-淀粉酶可以改善馅心风味。糕点制作使用转化酶可使蔗糖水解为转化糖，从而防止糖浆析晶。面包制作中适当添加脂肪酶可增进面包的香味，这是因为脂肪酶可使乳脂中微量的醇酸或酮酸的甘油酯分解，从而生成δ-内脂或甲酮等香味物质。
图：酶使面包更松软且保存更长久
7、酶用于酿酒
啤酒是以麦芽为原料，经糖化发酵而成的酒精饮料。麦芽中含有发酵所必需的各种酶类。采用微生物淀粉酶、蛋白酶、β-淀粉酶、β-葡聚酶等酶制剂，可补充酶活力的不足。
果酒酿造中采用酸性蛋白酶、淀粉酶、果胶酶可消除浑浊，改善破碎果的榨汁操作。
白酒生产中采用糖化酶代替麸曲可使出酒率提高2%~7%，这既能节约粮食，又可简化设备，节省厂房。
微生物处理的作用
一、在发酵食品中微生物活动的因素
1、酸度对微生物生长的影响
细菌喜爱近中性的pH值，霉菌和酵母则喜爱微酸性，放线菌喜爱微碱性。
对于绝大多数的微生物来说，当pH值低于2.0左右时，便抑制或阻止其生长。
2、微生物对水分的需要
水分占微生物本身重量的80%-90%。生物体所发生的一切化学反应都需要在含水的环境中进行。因此水是生物体生长和繁殖所必需的条件。
二、食品中的微生物活动的结果
发酵食品中的微生物活动的主要结果是改变食品的风味和香气，以致于使其比所使用的原料更富于吸引力。
在某些发酵食品中，微生物的活动也能改变食品的组织结构。
微生物处理的类型
糖 + 酵母（Saccharomyces）---> 酒精 +CO2（酒）
酒精 +O2+ 醋酸菌（Acetobacter）---> 醋酸 +H2O （醋）糖 + 乳酸菌（Lactobacter）---> 乳酸（泡菜）
蛋白质 + 变形杆菌（Proteus）---> 胺 +NH3（腐臭）
酸 +O2+ 霉菌（Mold）---> 酸消失
脂肪 + 产碱杆菌（Alcaligenes）---> 脂肪酸
酵母（Saccharomyces)
醋酸菌（Acetobacter）
产碱杆菌（Alcaligenes）
变形杆菌
乳酸菌（Lactobacter）
一、微生物处理的类型
1、霉菌发酵的食品
图：霉菌（Mold）（1）酶的合成
霉菌在食品的发酵过程中最重要的作用之一是合成各种酶。这些酶通常能把蛋白质、糖类以及脂肪这样一些复杂的化合物分解为小分子的化合物。同时，也可利用食品原料合成一些其他的化合物。在原料的固有的性质发生变化的同时，便随之发生上述一系列复杂的化学变化。通常使原料的味道、风味、组织结构、颜色、可口性等其他特性，以如下的方式，即使成品变得对消费者富于吸引力这样的一种方式，发生变化。除了产生酶这一通常的功能以外，在某些产品中还具有特殊的作用。
（2）霉菌的生长
霉菌在某些食品上的生长，能使食品外表改观，而为消费者所欢迎。脉孢菌能使奥科饼覆盖上橙红色的粉状的分生孢子层。少孢根霉能使坦珀覆盖上一层洁白的菌丝表层，还具有使大豆结成为结实、紧密的饼块的功能。
（3）色素的形成
在红曲霉的发酵过程中，紫红曲菌的作用是使浸渍过的米上产生红色的化合物—红曲色素（C22H24O5）和黄色的化合物——红曲黄素（C17H22O4）（Wang和Hesseltine，1979）。
（4）对产品的保护作用
尽管在西方对霉菌食品产生根深蒂固的偏见，这种偏见似乎由于近20年来发现了黄曲霉素和其他的真菌素而被证明是有理由的，但是对某些传统上用于生产东方发酵食品的霉菌菌株研究结果表明，它们不但不的生毒素，而且还能抵抗食品中另一些微生物所产生的某些毒素的积累。这被看作为是一种使产品不受其他有害微生物影响的保护作用。
2、细菌发酵的食品
（1）发酵蔬菜制品
在开始发酵时，加入一定浓度的盐（2.0-0.6%），便使腐败菌受到控制，足以使能产生乳酸风味的细菌行到繁殖，在这样的环境条件下，肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides ）在蔬菜的榨汁中立刻得到繁殖，产生有机酸和二氧化碳，使 pH 值迅速降低，抑制腐败微生物繁殖，而且，二氧化碳取代了蔬菜醪液中的空气，提供了能够抑制好氧菌群的厌氧环境条件。
同时，厌氧的环境加上低的pH值，创造了更加有利于其他乳酸菌生长的条件，而它们对制得符合人们愿望的食品是很需要的。厌氧的条件和低的pH值，再加上盐和酸（较之单独加盐更能抑制腐败菌），最终创造了抑制任何不符愿望的微生物活动的环境，提供了使乳酸菌逐渐占据优势的机会。
乳酸菌的生长顺序为肠膜明串珠菌、短乳杆菌（Lactobacillus brevis ）、啤酒片球菌（Pediococcus ceerevisuae）以及植物乳杆核辐射（Lactobacillus plantarus）。每种细菌的生长情况均有赖于最初在蔬菜上存在的细菌种类、糖和盐浓度以及温度。这些菌种在特性上，特别是在对盐和酸的耐性以及生长温度范围方面有所不同。它们引起了蔬菜发酵过程中的复杂变化。
（2）发酵鱼制品
图：鱼露
在东南亚将大量小鱼发酵生产鱼酱油（fish sauce）或虾酱油（shrimp sauce）和鱼酱（fish paste）。鱼酱油是一种以很小的量加入到其他食品中的咸的调味品。
其基本的操作步骤是将用网捕获的新鲜的小鱼和废鱼与一定量的海盐相混，以致在成品中抽提出的鱼汁大约含有20%的盐分。。生产鱼酱或虾酱的方法相类似，只是在制备过程发生较小程度的水解。这种酱可以与谷物相混合。尽管其蛋白质含量高，但是这些食品的营养价值有限，这是因为消费的量很低的缘故。
很显然，微生物在鱼制品发酵过程中的作用与发酵蔬菜制品中的作用有所不同。这些产品中的盐分高，只有耐盐的微生物存活。这些耐盐的微生物来自鱼或虾本身的天然菌群，也来身于加入的盐，以及制造过程中从发酵罐和其它的设备和工作人员带进的微生物。这就表明，蛋白质的分解是由于鱼本身酶系的自溶和微生物发酵的联合作用的结果。
（3）种子原料的发酵制品
a、纳豆
图：纳豆
日本纳豆是通过细菌发酵制成的为数很少的豆制品之一。它采用浸泡和蒸煮过的大豆制
备，传统上用稻草把浸泡和蒸煮过大豆包扎起来，置于温暖处 1-2 天。
稻草具有各种功用。它可提供发酵所必需的微生物，使产品富于令人愉快的稻草香气，部分地吸收发酵过程中释放出来的使人讨厌的氨臭。现已发现，纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）是此种发酵作用的必需微生物。纳豆芽孢杆菌在分类学上属于枯草孢杆菌的有关菌株（Hesseltine 和Wang ，1972）
在发酵过程中，豆粒为一种粘稠状的聚合物所覆盖。当拉开豆粒时，如能形成长丝，则认为产品的质量是好的。纳豆具有粘滑的外表，呈灰白色，其风味浓厚而又持久。它可和米饭一起食用，或用作配菜。
b、思乌阿-纳奥（thuo-nao）
思乌阿—纳奥是一种与纳豆极为类似的泰国食品。但是，与纳豆不同之处在于，它被轻微地捣碎成糊状物，并加入盐和其他调味料。
c、达盖（daga）
达盖是一种印度尼西亚食品，它是由各种含油植物〔黎豆、石栗等〕种子或其残留物制成的。
与传统的纳豆生产一样，它也是通过细菌自然发酵制成的（Vorderman，1902 ：Herne，1950 ： Saono等，1974）。以很小的生产规模，在家庭中制作，用作配菜，或在制作某些盘菜时用做配料此类产品不甚重要。对其微生物和生物化学知识知之不多。
（4）发酵的淀粉质制品
a、发酵的玉米制品
已知非洲的一些国家生产的各种不同的发酵玉米制品不少于20种。这些食品的生产基本上按相同的操作要领进行。将玉米浸泡1-2天、磨碎，与水混合制成粘稠的面团。
b、发酵的大米制品
伊德利（idli）是一种在印度南方很浒的松软多孔的米面馒头。它是由糙米粉和去皮的黑鹰豆（Phaseolus mungo）粉的混合物，经一昼夜自然发酵制成。
在蒸米饼的自然发酵过程中，占优势的产酸和产气菌是肠膜明串珠菌代替了通常制造面包所需的酵母菌。此种细菌一般存在于印度黑鹰嘴豆上。在发酵的后期阶段，粪链球菌（Streptomyces faecalis）和啤酒片球菌亦起作用（Mukkerjee等，1965）。
据报道，发酵不能改善产品的营养价值，但可改善产品在风味、味道以及组织结构方面的可口性。（Steinkraus ，1973 ；Hesseltine ，1979a 、b ；Desikachar，1979）。等面团充分发起后，便进行蒸煮，趁热食用。在印度的家庭和餐馆里每天都用它作快餐食品或早餐食品。
c、发酵的木薯制品
加里是西非一些国家的主要食品。它的制作方法是把木薯去皮、搓碎、榨去大部分的汁液。再留下的浆状物自然发酵 3-4 天。
已指明，它分两阶段发酵。在第一阶段棒杆菌一些菌种能分解淀粉，产生有机酸。较低的pH值能引起氰的糖苷水解，释放出气态氢氰酸。有机酸的产生也使环境变得有利于白地霉（Geotrichum candidum）的生长。白地霉能产生多种醛和酯，而这些醛和酯能使加里富于特殊的味道和香气（Collard 和 Ievi，1959）。在另一些报告中亦曾提及可能是明串珠菌的一些菌种和粪链球菌的作用（Abe和Lindsay，1978）
最后将发酵好的浆状物置于铁锅或陶磁锅中用油煎炸。有时锅中涂抹些棕榈油，可使加里呈现黄色。成品呈干粒状，在冷水中可胀起。只需加水胀起而不必蒸煮即可食用。可添加些糖，或者与调味料（胡椒）或其他诸如鱼或蛋之类的食品混合食用（Whitby，1968）
（5）发酵的植物汁液
在整个热带地区，许多种棕榈树的含糖的汗液可被自发地发酵成为酒精的饮料。
在其发酵过程中分离出的菌群是相当复杂的，但是确认发酵单胞菌（Zymomonas）的一些菌种在酒精（4-5%）和二氧化碳形成方面起主要作用。棕榈酒所具有的果香和酒味也是由于发酵单细胞菌的一些菌种产生乙醛所致。由于乳酸菌能产生少量乳酸和醋酸，从而使其具有一定的酸度（Swings 和de Ley，1977）
3、霉菌和酵母混合发酵的食品
（1）拉吉
拉吉本身不是一种食品，它是用于引起本章节中所介绍的某些食品的发酵作用的种子培养物。已知它在亚洲许多国家具有不同名称。它很可能起源于中国。在中国古老的经典著作中曾记载曲子是制造含酒精饮料的最为重要的“要素”。它是由米面制成，压成直径为2-3cm的扁圆的小饼。
（2）微生物
从拉吉分离出许多霉菌和酵母。从拉吉分离到的许多霉菌中，以毛霉（Mucor）和根霉（Rhizopus）最为重要。它们具有分解淀粉、脂肪以及蛋白质的活性。最近重新鉴定为淀粉霉（Amylomyces rouxii）的米厚坦孢毛老（Chlamydomucor oryzae）起主要作用。
从拉吉分离出来的酵母菌株有假丝酵母（Candida）、内孢霉（ Endomycopisis ）以及酵母（ Saccharomyces ）属的一些菌株。它们可将由霉菌从淀粉生成的糖转变为酒精。据报道，从拉吉分离到的大部分酵母菌都具有分解淀粉的活性，只有一些酵母菌具有分解脂肪的活性，但没有酵母具有分解蛋白质的活性。业已发现，对于使糯米很好地发酵成为高质量的塔珀（tape）来说，米厚坦孢毛霉和一种内孢霉（Endomycopisis chldati ）的联合作用是很必要的。这些微生物的联合作用成为以后对塔珀发酵研究的起点。
（3）发酵的淀粉质制品
a、发酵的大米制品
已知这些由大米制成的制品，在不同国家具有不同的名称。这些制品不需加工即可食用，并被认为是一种精致的食品。在中国，老糟在产妇的饮食中占有独特的地位。可以相信老炳有助于产妇恢复体力。
b、布雷姆（Brem）
在印度尼西亚，采用通过分离塔珀凯坦的发酵过程中所产生的汁液制造糖果。传统的方法是用太阳晒干这些糖液，直至得到固体状的饼。在当地，认为这是一种精致的食品，特别是对于儿童更为如此。称其为布雷尔姆。
c、黄酒
如将大米的发酵作用延续至几个星期，便能产生更多的酒精和更多的汁液。为生产出黄酒，需经压滤以获得汁液，保持澄清度，并放置数月使其老熟。已知这种饮料在不同国家具有不同的名称。其酒精度随发酵时间而异酒精度可达15%，经蒸馏，可得到约含50%酒精度的饮料。
d、塔珀 - 凯泰拉 (tape-ketella)
在印度尼西亚，将去皮、洗涤及蒸煮过的木薯块茎，接种拉吉进行发酵，便生产出塔珀—凯泰拉或佩乌耶翁（peuyeum），其成品是一种带有松软的组织结构、轻微的酸甜味以及温和酒味的食品。通常不需加工即可食用。有时在食用前用椰子油快速地油炸。它也可与其它的配料混合制成一种馅饼。
4、先用霉菌发酵，继这用和酵母混合发酵食品
（1）日本种曲
其种子培养物是由选育出来的一种或多种米曲霉（Aspergillusoryzae ）和酱油曲霉（Aspergillus soyae）的霉菌孢子所组成的黄绿色粉末。这些菌株产生每一种酶的能力有所不同；有的菌株与其他一些菌株比校，产生的蛋白酶较多，淀粉酶较少，有的则正好相反。对于特定发酵作用的现代日本曲来说，是同按一定比例相混合的好几株米曲霉的孢子所组成的，其目的是为了在发酵的各阶段能够适量地产生各种酶。
（2）酱油
酱油是一种棕色的液体调味剂，不同的国家有不同的名称。它是通过两个阶段间歇发酵制成的，其发酵作用涉及霉菌、细菌和酵母所引起的生化变化。
在其发酵的第阶段，在蒸煮过的大豆、或者大豆和小麦、燕麦、黑麦或木薯淀粉的混合物上生长着一种或多种霉菌。2-3 天后，霉菌的生长便达到一定程度，这时便将长有霉菌的原料投到含有 15~20% 氯化钠的盐水中去在盐水中，便进行第二阶段发酵，在第二阶段发酵过程中，
细菌和酵母的作用是使酱油富于特有的风味和味道。
酱油基本上可分为两种主要类型，一种是中国型的酱油，它可单独用大豆或大豆和小麦的混合物（其中大豆的比例较高）制成。在某种情况下，可用麦麸、燕麦、高梁、黑教养代替小麦。另一种是日本型酱油是由等量的大豆和小麦制成的，粘度较中国酱油低，颜色较中国酱油淡。
（3）其它发酵豆制品
在制造塔奥科（taoco）时，发酵的第一阶段，霉菌生长在蒸煮过的大豆或大豆和木薯粉的混合物上。生产日本豆酱时，霉菌生长在蒸煮过的大米上，生产哈马纳豆（hamanatto），则采用大豆和面粉混合物为原料。在制造日本豆酱时，霉菌是以日本曲中米曲霉和酱油曲霉的孢子形式接入。另一些不很精致的产品可以特意接入米曲霉、米根霉（Rhizopus oryzae）、少孢根霉菌株，或者接入二种或多种混合物；或者自然地长上上述的霉菌。
2-3 天后当霉菌生长到一定程度时，便将生长了霉菌的原料与其他配料相混合。加入的配料包括盐、并随方法和所需制作产品而异，还有大豆、调味料、糖以及适量的水。混合物历时几周到一年进行第二阶段发酵。在此阶段中，霉菌的酶系伴随酵母菌属和球拟酵母属（Torulopsis）的耐盐酵母菌的一些菌种以及片球菌和链球菌的一些菌种生长繁殖而发挥其作用。复杂的变化结果，最终生产出具有类似酱油香气的产品。
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。
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
食品酶工程专业文献综述 题目：纤维素酶在食品工业中的应用 姓名：阿迪拉?阿迪力 学院：食品科学与药学学院 专业：食品科学与工程 班级：食品科学与工程092班 学号：094031201
纤维素酶在食品工业中的应用 摘要：纤维素酶是酶的一种，在分解纤维素时起生物催化作用。是可以将纤维素分解成多糖或单糖的蛋白质或RNA。由于纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力，已被国内外业内人士看好。自从1906年在蜗牛消化道中发现纤维素酶以来，纤维素的微生物降解问题引起了业界足够的关注。美国最早研究了军用纤维素材料微生物降解的防护问题，后来发现纤维素经微生物降解后，可产生经济、丰富的生产原料，在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用，提高原料利用率，净化环境和开辟新能源等方面，具有十分重要的意义，且有望解决自然界不断产生的固体废物问题。本文介绍了纤维素酶的来源、制备方法，重点论述了纤维素酶在食品加工、发酵，以及其他方面的应用，展望了该酶在食品工业中的潜在应用价值。 关键字：纤维素酶、食品工业、应用 Cellulose Application in Food Industry Abstract: Cellulose is a kind of enzyme , In the decomposition of cellulose it plays Bio-catalysis effect. Cellulose can be broken down into Polysaccharide or Monosaccharide Protein or DNA. Since cellulose have has great market potential in the feed, alcohol, textiles and food and other areas, have been optimistic about the industry at home and abroad. Since 1906, cellulose has been found in the snail’s digestive, microbial degradation of cellulose has attracted enough attention to the industry. United States was first studied the question of protection military microbial degradation of cellulosic materials, after cellulose degradation by microorganisms was found, can produce economic, abundant raw materials, in the aspect of expand the food industry raw materials and plant materials, improve raw material utilization, cleaning up the environment and open up new energy have great significance. This article describes the sources of cellulose, preparation methods, Focuses on the cellulose in food processing, fermentation, and other applications, Prospects of this enzyme’s potential applications in the food industry. Keywords: Cellulose, food industry, the application 前言 纤维素酶是一种重要的酶产品，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶活力。在分解纤维素时起生物催化作用。是可以将纤维素分解成多糖或单糖的蛋白质或RNA。【1】广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。一般用于生产的纤维素酶来自于真菌，比较典型的有木酶属、曲霉属和青霉属。 纤维素酶种类繁多，广泛存在于自然界的生物体中，不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大。由于真菌纤维素酶产量高、活性大，故在畜牧业和饲料工业中应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。【2】 纤维素酶在食品行业和环境行业均有广泛应用。在进行酒精发酵时，纤维素酶的添加可以增加原料的利用率，并对酒质有所提升。由于纤维素酶难以提纯，实际应用时一般还含有半纤维素酶和其他相关的酶，如淀粉酶、蛋白酶等。 由于纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力，已被国内外业内人士看好，将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种，甚至在中国完全有可能成为第一大酶种，因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点。【3】
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
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。
湖南农业大学课程论文 学院：食品科技学院班级：XXXX级食科3班姓名： X X X 学号：XXXXXXXXXXXX 课程论文题目：淀粉酶在食品行业的用途 课程名称：食品酶工程 评阅成绩： 评阅意见： 成绩评定教师签名： 日期：年月日
淀粉酶在食品行业的应用 学生：X X X (食品科技学院XXXX级食科3班，学号XXXXXXXXXXXXX) 摘要：酶工程是现代生物工程的一个分支，是当今最具有发展前景的学科之一。酶工程工业在我国起步虽晚，但发展很快，从六十年代中期起步，至今短短的三十多年，已初步建成了完整的酶工业，产品已被广泛用于味精、淀粉糖、酿造、啤酒、食品、纺织、洗涤剂、有机酸以及医药等行业。酶制剂的应用，促进了这些行业的发展，反过来人们也逐步认识了酶制剂，促进了酶工业自身的发展。 淀粉酶为重要的酶制剂，是酶制剂中用途最广、用量最大的一种。在食品加工工业中，它用于面包生产中的面团改良；啤酒生产中供糖化及分解未分解的淀粉；婴幼儿食品中用于谷类原料的预处理；酒精生产中用于糖化和分解淀粉；果汁加工中用于淀粉的分解和提高过滤速度。还广泛用于糖浆制造、饴糖生产、蔬菜加工、粉状糊精生产、葡萄糖制造业中。在医药工业可用作辅助消化药。另外，还可用于纺织印染工业。 关键词：淀粉酶食品应用 一、淀粉酶在焙烤食品中的应用 随着人民生活水平的日益提高和食品工业的不断发展，人们对面粉的品种和品质提出了愈来愈高的要求。面粉生产企业为适应市场新的需求，近年来陆续开发生产了各类专用面粉，在生产面包、馒头等制作发酵食品的专用面粉时，除面粉的面筋、灰分、粗细度、粉质曲线稳定时间等常规质量指标外，面粉工作者越来越关注面粉的α—淀粉酶活性。理论与实践表明：面粉的α—淀粉酶活性，直接影响到面粉的发酵力和发酵食品的质量，特别是低糖主食面包。一般情况下，正常季节收获的小麦加工的面粉中α—淀粉酶的含量普遍不足，国外面粉生产企业通常的做法是在生产这类面粉时，添加麦芽粉或真菌α—淀粉酶，用来提高面粉中α—淀粉酶的活性，以改善和提高发酵食品的质量。 麦芽粉是在适当的温度和水分下使大麦或小麦发芽、干燥后加工成粉。其酶活性较低，添加量为面粉的0.2～0.4％，因粘性较大，在实际应用中混合均匀较为困难。而真菌α—淀粉酶是一种高浓度、高活性、易流动的粉末，其酶活性为
多种酶在食品中的应用 学生：李慧娜指导老师：胡亚平所在学校：湖南农业大学 摘要：酶是生物活细胞产生的一类具有催化功能的蛋白质。酶的催化效率高，具有很高的专一性，需比较温和的条件。因此，酶在食品科学中相当重要，通过酶的作用能引起食品原料的品质发生变化，也能在比较温和的条件下加工和改良食品。食品加工中几种重要的酶有淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、多酚氧化酶、脂肪酶以及其他一些氧化酶等。酶在食吕保藏中也起着非常重要的作用。酶不仅影响着食品的感观功能而且也影响着食品的营养功能。不同的酶在在不同的产品中发挥着不同的作用。 关键词：多种酶食品应用 随着食品工业的快速发展，人们的食品安全和健康意是益增强，对食品的要求愈来愈高。为了让人们吃得放心，吃得健康，研究酶在食品中的应是一个具有重大意义的项目。目前，绿色健康消费已经成为新的消费时尚，首选绿色天然食品的观念已在消费者心中根深蒂固，酶法保鲜广泛应用于食品的贮藏之中。因此，大力推广酶在食品贮藏中的应用已成为广大消费者的心声。由于酶的高效性，专一性，以及影响反应速度的因素的可控制性使得酶的研究逐具有广大的前景。 一、酶对食品感观功能的影响以及营养功能的影响 （一）酶对食品感观功能的影响 内源酶类对食品的风味、质构、色泽等感观质量具有重要的影响，其作用有的是期望的，有的是不期望。如动物屠宰后，水解酶类的作用使肉嫩化，改善肉食原料的风味和质构；水果成熟时，内源酶类综合作用的结果会使各种水果具有各自独特的色、香、味，但如果过度作用，水果会变得过熟和本酥软，甚至失去食用价值。 （二）酶对食品营养功能的影响 脂肪氧合酶催化胡萝卜素降解而使面粉漂白，在蔬菜加工过程中则使胡萝卜素破坏而损失维生素A源；在一些用发本酵方法加工的鱼制品中，由于鱼和细菌中的硫胺素酶的作用，使这些制品缺乏维生素B1；果蔬中的Vc氧化酶及其它氧化酶类是直接或间接导致果蔬在加工和贮存过程中维生素C氧化损失的重要原因之一。 二、多种酶在食品中的应用 （一）淀粉酶 淀粉酶在食品工业上应用很广泛。淀粉酶制剂是最早实现工业化生产和产量最大的酶制剂品种，约占整个酶制剂总产量的50%以上，被广泛应用于食品、发酵及其他工业中。 淀粉酶用于酿酒、味精等发酵工业中水解淀粉；在面包制造中为酵母提供发酵糖，改进面包的质构；用于啤酒除去其中的淀粉浑浊；利用葡萄糖淀粉酶可直接将低黏度麦芽糊精转化成葡萄糖，然后再用葡萄糖异构酶将其转变成果糖，提高甜度等。目前商品淀粉酶制剂最重要的应用是用淀粉制备麦芽糊精、淀粉糖浆
酶工程的发展状况及其应用前景 摘要：酶在现代生物生产中扮演着重要角色，酶作为一种生物催化剂，因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点，以及酶工程不断的技术性突破，使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。 关键词：酶工程生物催化剂酶的固定 正文： 随着酶生产的不断发展，酶的应用越来越广泛。现在，酶工程已在医药、食品工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。 一、酶工程的发展及应用现状 （一）国内外酶制剂的发展现状 BCC最新研究报告显示，未来4年全球工业酶制剂市场价值将以％的复合年增长率继续增长，由2011年的39亿美元增加至2016年的约61亿美元。该报告将工业酶市场细分成3个部分：生物酶、食品和饮料酶以及其他酶制剂。2011年生物酶的市场价值达12亿美元，预计还将以％的复合年增长率继续增长，2016年达17亿美元。2011年食品和饮料活性酶的市场价值接近13亿美元，未来4年还将以％的年均复合增长率增长，预计2016年达21亿美元。2011年其他酶制剂的市场价值为15亿美元，预计还将以％的复合年增长率增长，到2016年市场价值将达到22亿美元①。 我国酶制剂工业面经过近几十年的发展，初步具有一定的规模，取得了很大的进步。但是，国外酶制剂公司仍然处于绝对的领先地位，特别是一些比较出色的公司，例如，诺和诺德公司（Novo Nordisk）、丹尼斯克公司（Danisco）等②。 （二）酶工程的应用现状 一、酶工程技术在医药工业中的应用 1、酶的固定化技术 酶的固定化(enzyme immobilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrierorsupport)，将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中，使其仍具有催化活性，并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。不使用固体材料作为载体，通过酶分子之间的相互交联形成聚集体，也可将酶固定化，称为无载体酶固定化。由于酶的蛋白质属性，进人人体后产生免疫反应，因稀释效应，而无法集中于靶器官组织，常不能保持最适合的治疗浓度，而固定化酶则很好的克服了游离酶的这些缺点，应用于治疗镁缺乏症、代谢异常症及制造人工内脏方面，如固定化L-天冬酰胺酶用于治疗白血病。葡萄糖氧化酶被固定化在纳米微带金电极上可用于活体检测的微生物传感器③。 固定化酶技术可用于治疗一些代谢障碍疾病。已知人类关于新陈代谢的疾病已过120余种，很多病因归结为人体缺乏某种酶的活性，一种可能的治疗方法就是通过某种方式给病人提供他所缺乏的酶。其提供的方式主要有：①将固定化酶用于体内作为治疗药物；②将固定化酶组装成体外生物反应器，通过体外循环作为临床治疗剂。将固定化酶用于临床诊断的例子很多，如各种酶测试盒层出不穷，采用固定化酶柱反应器的FIA(流动注射法)可用于临床诊断检测尿酸、葡萄糖、氨、尿素、胆甾醇、谷氨酸、乳酸、无机磷等。 2、酶催化技术 主要介绍非水相介质中的酶催化，传统的酶催化反应主要在水相中进行，但自1987年Kilibanov等。用脂肪酶粉或固定化酶在几乎无水的有机溶剂中成功地催化合成了肽以及手性的醇、脂和酰胺以来，对酶在非水相介质的催化反应技术的开发及研究报道迅速增加，特别在手性药物的不对称合成及手性药物拆分的生物技术开发中得到了很多应用。目前非水相中的酶催化技术已衍生出以下几类体系：①水与有机溶剂的互溶均相体系；②水与有机溶剂形
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]。
酶工程在食品工程中的开发应用 系部：安全工程系 学生姓名: 张开科 专业班级：2014级食品营养与检测 学号：1401050204 指导老师：刘振平
酶工程在食品工业中的开发应用 食品营养与检测 学生：张开科导师：刘振平 摘要: 酶工程在食品工业中的应用，介绍酶工程在水解纤维素、生产功能性糖类、生产环状糊精、干奶酪制品、酿酒工业中以及其他食品加工中中的应用，从而对酶工程在新世纪发的展做出了展望 酶工程技术就是利用了酶所具有的催化功能生产人类生活所需产品的技术，其中包括了酶的生产与研制，酶和其细胞或细胞器的固定化技术，酶分子的改造和修饰，以及生物传感器。酶是活细胞产生的具有高度专一性、高度受控性和高效催化功能的特殊蛋白质。酶的催化作用可在在常温、常压下进行，又有可调控性，酶工程技术在食品工业中是使用最广泛的也是众多行业中使用最早的 生物技术在食品工业中应用的典型代表可以说是酶在食品工业中的各种 应用。酶制剂在食品工艺中的应用为新时代的食品工业注入了新的活力，开辟了新的发展方向，极大地推动了新世纪食品生产工业技术的发展。80年代末，就已经研发出多种蛋白酶、脂肪酶，到目前为止，国际上食品工业酶的应用超过了50多种。主要有、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、糖化酶、纤维素酶等。主要应用于食品保鲜，瓜果蔬菜的加工、蛋白质制品加工、淀粉生产以及改善食品品质等。酶工程技术在食品工业中的应用不仅降低了生产成本，更提高了食品的质量，还为食品工业生产带来了巨大的经济效益和社会效益。 关键词：酶工程食品工业
目录 第一章酶工程的概述 (3) 1.1 酶工程的概念 (3) 1.2酶工程的发展史 (3) 1.3酶的主要用途 (3) 第二章酶基本概念、命名及其分类 (4) 2.1酶的生产方法 (4) 2.2酶的分类 (5) 2.3酶的命名 (6) 2.4酶的分离纯化 (6) 第三章微生物发酵产酶 (6) 3.1 产酶细胞的要求 (6) 3.2 酶发酵生产常用的微生物 (7) 3.3 提高酶产量的措施 (7) 第四章酶工程在食品工业中的应用 (7) 4.1酶工程技术在乳品加工中的应用 (7) 4.2酶工程技术在果蔬加工中的应用 (8) 4.3 鱼肉制品的加工 (8) 参考文献： (9)
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。
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
酶工程与食品产业复习题 一名词解释 1.酶工程：又叫酶技术，是酶制剂的大规模生产和应用的技术。 2. 别构酶；调节物与酶分子的调节中心结合后，引起酶分子的构象发生变化，从而改变催化中心对底物的亲和力，这种影响被称为别构效应，具有别构效应的酶叫别构酶 3. 诱导酶：有些酶在通常的情况下不合成或很少合成，当加入诱导物后就会大量合成，这样的酶叫诱导酶 4. 固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶. 5. 修饰酶：在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶 6. 非水酶学：通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的，研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学. 7. 抗体酶：是一种具有催化作用的免疫球蛋白，属于化学人工酶 8. 交联型固定化酶：借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法。常用的双功能试剂有戊二醛、己二胺、顺丁烯二酸酐、双偶氮苯等。其中应用最广泛的是戊二醛。 二填空题(每空1分,共计30分) 1.决定酶催化活性的因素有两个方面，一是，二是 。 2.求Km最常用的方法是。
3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类，一类是，另一类是 。 4.可逆抑制作用可分为，，， 。 5.对生产酶的菌种来说，我们必须要考虑的条件有，一是看它是不是，二是能够利用廉价原料，发酵周期，产酶量，三是菌种不易，四是最好选用能产生酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。 6.酶活力的测定方法可用反应法和反应法。 7.酶制剂有四种类型即酶制剂，酶制剂，酶制剂和 酶制剂。 8.通常酶的固定化方法有法，法， 法， 法。 9.酶分子的体外改造包括酶的修饰和修饰。 10.模拟酶的两种类型是酶和酶。 11.抗体酶的制备方法有法、法和 法。 12.Km值增加，其抑制剂属于抑制剂，Km不变，其抑制剂属于
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
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
（生物科技行业）食品生物化学在军用食品中的应用
新疆农业大学 专业文献综述 题目: 姓名: 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 职称: 教师 20年月日 …………大学教务处制 生物技术在军用食品中的应用与展望
摘要：本文综述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等生物工程技术在军用食品中的应用前景。由生物技术催生的军用食品新材料和新技术，主要包括功能食品基础原料、新型抑菌防腐材料、包装材料、食品添加剂及军用食品快速安全检测技术等。生物技术可有效改善食品品质和营养结构，促进军用食品由营养型向功能型转变。军用食品的未来将在生物技术的集成与耦合中创新发展。 关键词：生物技术；军用食品；功能基础原料；集成与耦合 20世纪70年代后期，随着DNA重组技术(recombinanttechnologyofDNA)的诞生，以基因工程为核心内容，包括细胞工程、酶工程和发酵工程的生物技术应势而生。生物技术集合了分子生物学、生物化学、应用微生物学、化学工程、发酵工程、酶工程和电子计算机等诸多学科的最新科学成就，有助于解决食品、医药、化工、农业、环保、能源和国防等领域的资源紧缺难题，因此被列入当今世界七大高新技术之一，引起了世界各国的极大关注[1]。 生物技术最初源于传统的食品发酵，并首先在食品加工中得到广泛应用。如改良面包酵母菌种，就是基因工程应用于食品工业的第一个例子。基本原理是：将具有较高活性的酶基因转移至面包酵母菌(Saccharomycescercvisiae)，进而使生产菌中麦芽糖透性酶(maltosepermease)及麦芽糖酶(maltase)的含量与活性高于普通面包酵母，使面团在发酵时产生大量的CO2，形成膨发性能良好的面团，从而提高面包的质量和生产效率。又如制造干酪的凝乳酶，过去的凝乳酶是从小牛胃中提取的，为了满足世界干酪的生产需求，每年全世界大约需要宰杀5000万头小牛。基因工程技术诞生后，通过把小牛胃中的凝乳酶基因转移至大肠杆菌(E.coli)或酵母中，即可通过微生物发酵方法生产凝乳酶，最后经过基因扩增，保证了干酪生产对凝乳酶的需求[1]。此外，酶法转化或酶工程的应用，也能有效改造传统的食品工业。因此，