第二节-食品加工中重要的酶---食品伙伴网
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酶在食物加工中的应用【课标要求】探讨酶在食物制造方面的应用【知识梳理】背景知识一、未成熟果实较硬的缘故:果胶含量,果肉细胞结合得很。
二、果胶酶的作用:(1)它能把果胶质分解成,使果肉细胞,因此果实由硬变软。
(2)它能使果汁中的不溶性果胶,可溶性果胶的下降,使果汁易于澄清和过滤,能够提高出汁率。
3、阻碍果胶酶活性的因素:最适温度摄氏度,最适PH范围,金属离子Fe3+、Ca2+、Zn2+等金属离子对酶有作用。
4、果胶酶制取方式:实践案例:不同浓度果胶酶对澄清苹果汁得率的阻碍一、制备苹果汁二、配制不同浓度的酶液:不同浓度的果胶酶溶液在实验中起作用,这种对照称为。
3、降解苹果汁:此实验中果胶酶的最适温度为45摄氏度,最适PH为。
培育24小时。
4五、记录结果六、在那个实验中,除果胶酶的用量外,阻碍果胶酶得率的缘故有:、、、。
7、结果分析:计算澄清苹果汁的得率:R=探讨活动:一、制作天然调味剂小鱼、虾、鸡、鸭的下脚料含有多种,经加热变性后在酸性蛋白酶的作用下,可分解成多种,作为天然调味剂。
二、果胶酶对澄清果汁得率阻碍的进一步探讨在实验中,要遵循原则,分清和,温度转变的应该一致,PH变化的也应该一致。
【温习指要】一、学法指导:本节课应初步学会酶的应用。
学会酶解反映的具体操作,并运用所学知识和方式使酶促反映应用于食物加工。
本节课的酶的利用方式和酶促反映技术的知识应引发重视,在高考选择题和实验题中都有可能表现。
二、疑难解析:进行实验程序设计时,应遵循一些大体原则,(1)单因子变量原则,即操纵其他因素不变,只改变其中某一变量,观看其对实验结果的阻碍;(2)平行重恢复则,即操纵某种因素的转变幅度,在一样条件下重复实验,观看其对实验结果阻碍的程度;(3)设置对照原则,即实验中设立对照组,使实验结果具有说服力。
【典题解析】1. 能够促使果胶酶水解的酶是()BA.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.麦芽糖酶[解析]本题考查酶的化学本质及催化的专一性,属明白得层次。
第2章酶与食品加工第2章酶与食品加工第2章酶与食品加工酶是生物活细胞产生的一类具有催化功能的蛋白质。
在酶的分子组成上,有些酶是单纯蛋白质,称为单纯酶;有些酶是结合蛋白质,称为结合酶。
结合酶的蛋白质部分叫酶蛋白,非蛋白质部分叫辅酶或辅基。
辅酶或辅基多是维生素及其衍生物或一些金属离子。
当酶起作用时,需要在相对温和的条件下进行。
例如,温度在25~50℃之间,pH值约为中性。
酶的催化效率远高于一般非酶催化剂。
例如,过氧化氢(2h2o22h2o+O2)与1mol 过氧化氢酶的分解反应在1min×106mol过氧化氢分解中可催化5次;在相同条件下,1mol亚铁离子(Fe2+)只能催化6×10-4mol过氧化氢分解;与二者相比,催化效率相差1010倍。
该酶除具有较高的催化效率外,还具有较高的特异性。
它可以用于选择性地修改单个食品成分,而不会影响其他成分。
因此,酶在食品科学中非常重要。
通过酶的作用,可以改变食品原料的质量,也可以在相对温和的条件下加工和改善食品。
在酶促反应中,酶不仅需要适宜的温度和ph环境,而且在温度、ph恒定的反应条件下,酶浓度和底物浓度对酶促反应速度也有很大的影响。
一定条件下酶促反应速度与酶的浓度成正比。
因为酶进行催化反应时,首先要与底物形成一中间物,即酶?底物复合物。
当底物浓度大大超过酶浓度时,这种中间物的生成速度决定于酶浓度。
所以,如果此时增加酶浓度,可提高反应速度,即酶促反应速度与酶浓度成直线关系。
如果酶浓度保持不变,当底物浓度增加时反应速度随之增加,并以双曲线形式直到达到最大速度。
这就是说,酶促反应速度并不是随着底物浓度的增加而直线增加,而是在高浓度时达到一个极限速度。
酶的活力除受温度、ph、酶浓度、底物浓度这些因素的影响外,水分活度、一些离子,酶的抑制剂等因素对酶的催化活力也有很大的影响。
国际酶学委员会根据其功能特性将酶分为六类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶和连接酶。
第二节食品加工中重要的酶一、淀粉酶凡催化淀粉水解的酶,称为淀粉酶。
淀粉酶是糖苷水解酶中最重要的一类酶。
因水解淀粉的方式不同,可将淀粉酶分为四类:α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶。
(一)α-淀粉酶α-淀粉酶广泛存在于动物、植物和微生物中。
在发芽的种子、人的唾液、动物的胰脏内含量甚多。
现在工业上已经能利用枯草杆菌、米曲霉、黑曲霉等微生物制备高纯度的α-淀粉酶。
天然的α-淀粉酶分子中都含有一个结合得很牢固的Ca2+,Ca2+起着维持酶蛋白最适宜构象的作用,从而使酶具有高的稳定性和最大的活力。
α-淀粉酶是一种内切酶,以随机方式在淀粉分子内部水解α-1,4糖苷键,但不能水解α-1,6糖苷键。
在作用于淀粉时有两种情况:第一种情况是水解直链淀粉,首先将直链淀粉随机迅速降解成低聚糖,然后把低聚糖分解成终产物麦芽糖和葡萄糖。
第二种情况是水解支链淀粉,作用于这类淀粉时终产物是葡萄糖、麦芽糖和一系列含有α-1,6糖苷键的极限糊精或异麦芽糖。
由于α-淀粉酶能快速地降低淀粉溶液的黏度,使其流动性加强,故又称为液化酶。
不同来源的α-淀粉酶有不同的最适温度和最适pH。
最适温度一般在55~70 ℃,但也有少数细菌α-淀粉酶最适温度很高,达80 ℃以上。
最适pH一般在4.5~7.0之间,细菌中α-淀粉酶的最适pH略低。
(二)β-淀粉酶β-淀粉酶主要存在于高等植物的种子中,大麦芽内尤为丰富。
少数细菌和霉菌中也含有此种酶,但哺乳动物中还尚未发现。
β-淀粉酶是一种外切酶,它只能水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键。
β-淀粉酶在催化淀粉水解时,是从淀粉分子的非还原性末端开始,依次切下一个个麦芽糖单位,并将切下的α-麦芽糖转变成β-麦芽糖。
β-淀粉酶在催化支链淀粉水解时,因为它不能断裂α-1,6糖苷键,也不能绕过支点继续作用于α-1,4糖苷键,因此,β-淀粉酶分解淀粉是不完全的。
β-淀粉酶作用的终产物是β-麦芽糖和分解不完全的极限糊精。
食品加工过程中酶的应用和功能研究在食品加工过程中,酶作为生物催化剂发挥着重要的作用。
酶可以加速化学反应的进行,使得食品加工更加高效、快速。
同时,酶也能改善食品的质量,并具有一定的保健功能。
本文将重点探讨食品加工过程中酶的应用和功能研究。
一、酶在食品加工中的应用1. 淀粉酶的应用淀粉是常见的食品成分之一,添加淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性糖,提高食品的甜度和口感。
同时,淀粉酶还可以降低食品黏性,改善质地。
在面包、蛋糕等烘焙过程中,淀粉酶的应用更是不可或缺。
2. 酶在果汁加工中的应用果汁中的果胶是一种常见的高粘性多糖,会对果汁的品质和口感产生不利影响。
通过添加果胶酶,可以降低果胶的粘稠度,使果汁更易流动,提高食品的可口度。
同时,果胶酶还能提高果汁的出汁率,减少果渣的生成。
3. 酶在奶制品加工中的应用在奶酪的制作过程中,酸凝酶是必不可少的酶类。
它能够将乳中的蛋白质与酸结合,形成凝块,进而制成奶酪。
此外,酶也在酸奶、发酵乳等奶制品加工过程中起到重要的作用,通过发酵过程中的酶活性,改善乳制品的口感和品质。
二、酶在食品加工中的功能研究1. 酶在抗氧化作用中的研究氧化反应是导致食品腐败和变质的重要原因之一。
一些酶具有抗氧化的能力,可以阻止氧化反应的进行,延长食品的保质期。
通过研究酶的抗氧化机制,可以开发出更加稳定的食品添加剂,提高食品质量和安全性。
2. 酶在保健功能中的研究一些酶具有一定的生物活性,如抗菌、抗肿瘤、调节免疫等功能。
通过研究酶的机制,可以利用酶来开发保健食品,满足人们日益增长的健康需求。
3. 酶在食品消化中的研究酶在胃肠道中起到重要的消化作用。
通过研究酶的消化机制,可以改进食品加工过程,提高食物的消化率和营养吸收率。
此外,酶的研究还可以为消化系统疾病的治疗提供新的思路和方法。
三、酶应用与功能研究的挑战和前景1. 挑战目前,酶在食品加工中的应用还面临一些挑战。
首先,酶的产量和纯度需要大幅度提高,以满足工业化生产的需求。
gb2760食品伙伴网标准GB2760食品伙伴网标准是中国食品安全行业的一项重要标准,被广泛应用于食品安全监管、生产和销售等各个环节中。
本文将从标准的历史背景、标准的内容和应用情况等方面进行分析和探讨。
一、GB2760标准的历史背景随着中国食品工业的迅速发展,食品安全问题成为社会关注的焦点。
为了保障食品安全,中国政府出台了一系列法规和标准,其中GB2760标准便是其中之一。
该标准最初由国家卫生部于1983年颁布,当时只包括了食品中允许使用的防腐剂和甜味剂等物质的名称和使用量等基本信息。
随着食品工业的不断发展和技术的不断进步,该标准也不断进行修订和完善,目前已经发布了第十五版。
二、GB2760标准的内容GB2760标准主要包括了食品中允许使用的食品添加剂的名称、用途、使用量、限量和规格等信息。
具体包括以下几个方面:1、食品添加剂的分类和命名:GB2760标准将食品添加剂分为色素、甜味剂、防腐剂、抗氧化剂、酸味剂、增稠剂、稳定剂、发酵剂、乳化剂、膨松剂、漂白剂、脱色剂、酶制剂、改良剂等15类,每类下面又细分为多个具体的添加剂名称。
2、食品添加剂的用途和使用量:GB2760标准规定了每种食品添加剂的用途和使用量,以保证添加剂使用的安全性和合理性。
3、食品添加剂的限量和规格:GB2760标准规定了每种食品添加剂在食品中的最大限量和规格,以保证添加剂使用的安全性和合理性。
三、GB2760标准的应用情况GB2760标准在中国食品安全监管、生产和销售等各个环节中都有广泛的应用。
在食品生产中,企业必须按照该标准规定的添加剂名称、用途、使用量、限量和规格等要求进行生产,并且必须严格按照标准进行检测和监控,确保产品的安全性和合法性。
在食品销售中,消费者可以通过查看食品标签上的添加剂名称和使用量等信息,了解食品的成分和安全性。
GB2760标准的应用还有以下几个方面:1、食品安全监管:食品安全监管部门可以根据该标准对食品企业进行抽检和监控,确保食品的安全性和合法性。
食品加工过程中常用的酶制剂情况食品加工中常用的酶7.5.5.1食品加工中常用的酶在食品加工中加入酶的目的通常是为了:①提高食品品质。
②制造合成食品。
③增加提取食品成分的速度与产量。
④改良风味。
⑤稳定食品品质。
⑥增加副产品的利用率。
食品加工业中所利用的酶比起标准的生化试剂来说相当的粗糙。
大部分酶制剂中仍含有许多杂质,而且还含有其他的酶,食品加工中所用的酶制剂是由可食用的或无毒的动植物原料和非致病、非毒性的微生物中提取的。
用微生物制备酶有许多优点:①微生物的用途广泛,理论上可以说利用微生物可以生产任何种酶。
②可以通过变异或遗传工程改变微生物而生产较高产的酶或其本身没有的酶。
③大多数微生物酶为胞外酶,所以回收酶非常容易。
④培养微生物用的培养基来源容易。
⑤微生物的生长速率和酶的产率都是非常高的。
因为酶催化反应的专一性与高效性,在食品加工中酶的应用相当广泛,表7-7列出食品工业中正在利用或将来很有发展前途的酶。
从表7-7可以看出:用在食品加工中的酶的总数相对于已发现的酶的种类与数量来比较还是相当少的。
用得最多的是水解酶,其中主要是碳水化合物的水解酶;其次是蛋白酶和脂肪酶;少量的氧化还原酶类在食品加工中也有应用。
目前,食品加工中只有少数几种异构酶得到应用。
表7-7酶在食品加工中的应用酶食品目的与反应淀粉酶焙烤食品增加酵母发酵过程中的糖含量酿造在发酵过程中使淀粉转化为麦芽糖,除去淀粉造成的混浊各类食品将淀粉转化为糊精、糖,增加吸收水分能力巧克力将淀粉转化成流动状糖果从糖果碎屑中回收糖果汁除去淀粉以增加起泡性果冻除去淀粉,增加光泽果胶作为苹果皮制备果胶时的辅剂糖浆和糖将淀粉转化为低分子量的糊精(玉米糖浆)蔬菜在豌豆软化过程中将淀粉水解转化酶人造蜂蜜将蔗糖转化为葡萄糖和果糖糖果生产转化糖供制糖果点心用葡聚糖-蔗糖酶糖浆使糖浆增稠冰琪淋使葡聚糖果增加,起增稠剂作用乳糖酶冰琪淋阻止乳糖结晶引起的颗粒和砂粒结构饲料使乳糖转化成半乳糖和葡萄糖牛奶除去牛乳中的乳糖以稳定冰冻牛乳中的蛋白质纤维素酶酿造水解细胞壁中复杂的碳水化合物咖啡咖啡豆干燥过程中将纤维素水解水果除去梨中的粒状物,加速杏及番茄的去皮半纤维素咖啡降低浓缩咖啡的黏度果胶酶(可利用方面)巧克力-可可增加可可豆发酵时的水解活动咖啡增加可可豆发酵时明胶状种衣的水解果汁增加压汁的产量,防止絮结,改善浓缩过程水果软化橄榄增加油的提取酒类澄清果胶酶(不利方面)橘汁破坏和分离果汁中的果胶物质面粉若酶活性太高会影响空隙的体积和质地脂肪酶(可利用方面)干酪加速熟化、成熟及增加风味油脂使脂肪转化成甘油和脂肪酸牛乳使牛奶巧克力具特殊风味脂肪酶(不利方面)谷物食品使黑麦蛋糕过分褐变牛乳及乳制品水解性酸败油类水解性酸败磷酸酯酶婴儿食品增加有效性磷酸盐啤酒发酵使磷酸化合物水解牛奶检查巴氏消毒的效果核糖核酸酶风味增加剂增加5'-核苷酸与核苷过氧化物酶(可利用方面)蔬菜检查热烫葡萄糖的测定与葡萄糖氧化酶综合利用测定葡萄糖过氧化物酶(不利方面)蔬菜产生异味水果加强褐变反应葡萄糖氧化酶各种食品除去食品中的氧气或葡萄糖,常与过氧化氢酶结合使用脂氧合酶面包改良面包质地、风味并进行漂白双乙醛还原酶啤酒降低啤酒中双乙醛的浓度过氧化氢酶牛乳在巴氏消毒中破坏H2O2多酚氧化酶(可利用方面)茶叶、咖啡、烟草使其在熟化、成熟和发酵过程中产生褐变多酚氧化酶(不利方面)水果、蔬菜产生褐变、异味及破坏维生素C利用酶还能控制食品原料的贮藏性品质。
《酶在食品加工中的应用》讲义一、酶的基本概念酶是一种具有生物催化功能的蛋白质,它们在生物体内起着至关重要的作用,能够加速化学反应的进行,而自身在反应前后不发生改变。
酶具有高度的特异性和高效性,能够识别特定的底物并将其转化为产物。
在食品加工领域,酶的应用越来越广泛。
这是因为酶不仅能够改善食品的品质和口感,还能提高生产效率、降低成本,并增加食品的营养价值。
二、酶在食品加工中的具体应用1、蛋白酶蛋白酶在食品加工中的应用十分广泛。
在肉类加工中,蛋白酶可以嫩化肉质,使肉变得更加鲜嫩多汁。
这是因为蛋白酶能够分解肌肉中的胶原蛋白和弹性蛋白,从而降低肉的韧性。
在酿造行业,蛋白酶可以用于水解大豆蛋白、小麦蛋白等,提高原料的利用率和产品的质量。
2、淀粉酶淀粉酶主要包括α淀粉酶和β淀粉酶。
在面包制作中,α淀粉酶可以将淀粉分解为糊精和麦芽糖,为酵母提供养分,促进发酵,使面包体积增大、口感松软。
在淀粉糖生产中,淀粉酶能够将淀粉水解为葡萄糖、麦芽糖等,为食品工业提供甜味剂。
3、果胶酶果胶酶在水果加工中具有重要作用。
在果汁生产中,果胶酶可以分解水果中的果胶物质,提高出汁率,使果汁澄清透明。
在果酒酿造中,果胶酶有助于提高酒的稳定性和口感。
4、脂肪酶脂肪酶在乳制品加工中应用较多。
例如,在奶酪制作中,脂肪酶可以促进脂肪的分解和风味物质的形成,增加奶酪的风味。
5、葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶常用于食品的保鲜。
它能够将葡萄糖氧化为葡萄糖酸和过氧化氢,从而消耗氧气,抑制微生物的生长,延长食品的保质期。
6、溶菌酶溶菌酶是一种天然的防腐剂。
它能够破坏细菌的细胞壁,从而起到杀菌的作用。
在乳制品、肉制品和果蔬保鲜中都有应用。
三、酶在食品加工中的优势1、高效性酶能够在温和的条件下快速催化反应,大大提高了生产效率。
2、特异性酶对底物具有高度的选择性,能够精准地进行反应,减少副产物的生成。
3、温和性与传统的化学方法相比,酶催化反应通常在常温、常压和接近中性的条件下进行,对食品的营养成分和风味影响较小。
食品酶在食品加工中的应用研究食品是人类生活中的重要组成部分,而食品加工则是将食物原材料转化为具有更高附加值的产品。
在食品加工过程中,酶作为一种生物催化剂,发挥着重要的作用。
本文将探讨食品酶在食品加工中的应用研究。
第一部分:食品酶的类型和特点食品酶主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。
每种酶都有其特定的催化作用,可以在食品加工中发挥不同的功能。
淀粉酶是将淀粉分解为较小的多糖,如葡萄糖,使食品更容易被消化吸收。
蛋白酶可以分解蛋白质为氨基酸,提高食品的口感和营养价值。
脂肪酶则可以将复杂的脂肪分解为更易被吸收的形式,提高食品的口感和消化率。
第二部分:食品酶在面食加工中的应用面食作为中国传统饮食的重要组成部分,发挥着重要的作用。
在传统的面食加工中,酵母是主要的发酵剂,但是这种发酵方式需要花费较长的时间。
而添加淀粉酶可以加速面团中淀粉的分解过程,提高发酵速度。
此外,添加脂肪酶还可以改善面团的柔软度和延展性,提高面团的风味。
第三部分:食品酶在果汁加工中的应用果汁是人们喜爱的饮品之一,具有丰富的营养和口感。
在传统的果汁加工中,常常需要使用热处理来杀菌和稳定果汁。
但是热处理会破坏果汁中的一些营养和风味物质。
而添加果胶酶和葡萄糖氧化酶可以改善果汁的稳定性,减少热处理对果汁品质的影响。
同时添加淀粉酶可以降低果汁的粘度,改善口感。
第四部分:食品酶在乳制品加工中的应用乳制品是人们常食用的食品之一,具有丰富的蛋白质和钙质。
在传统的乳制品加工中,使用乳酸菌发酵乳制品,需要较长的时间。
而添加乳酸菌酶可以加速这一过程,提高乳制品的发酵速度。
此外,添加脂肪酶可以改善乳制品的质地和口感,提高乳制品的口味。
结论部分:酶在食品加工中的应用研究为食品行业提供了更多的选择和创新。
通过添加适当的酶,可以改善食品的品质、延长食品的保质期,并且节省生产成本。
随着科学技术的不断进步,食品酶的应用将会越来越广泛。
未来,我们可以期待更多创新的酶在食品加工中的应用,为人们提供更加健康和美味的食品。
食品加工中不同酶的应用研究食品加工是指将原始食材进行加工处理,以制成符合人们口感和食用需求的食品的过程。
在该过程中,酶的应用研究起着重要作用。
酶是一类生物催化剂,可以加速食品加工过程中的化学反应,提高产品质量和生产效率。
本文将探讨食品加工中不同酶的应用研究。
一、食品加工中的酶和应用研究1. 果汁生产中的纤维素酶果汁生产是一项常见的食品加工过程。
在水果的榨汁过程中,果皮和果肉中的纤维素会产生大量的残渣,对果汁的质量产生不良影响。
为此,研究人员通过添加纤维素酶来降解果皮和果肉中的纤维素,使果汁更为清澈透明,提高口感和营养价值。
2. 面包制作中的发酵酶面包制作是一项涉及到面粉发酵的过程。
在传统面包制作中,酵母发酵是主要手段。
然而,近年来,研究人员发现利用发酵酶可以提高面包的品质与食用价值。
通过添加发酵酶,不仅可以提高面包的松软度和延展性,还可以增加面包的口感和香气。
3. 乳制品生产中的转化酶乳制品是人们日常生活中的常见食品,如牛奶、酸奶等。
在乳制品的生产过程中,添加转化酶能够帮助转化乳糖成为乳酸,从而制作出酸奶等产品。
此外,转化酶还可以降低乳制品中的乳糖含量,适合乳糖不耐受人群的食用。
二、酶的应用研究的价值和挑战1. 价值酶的应用研究在食品加工中具有重要的价值。
首先,酶能加速食品加工过程中的化学反应,提高生产效率。
其次,酶可以改善食品的外观、口感和营养价值,提高产品质量。
最后,酶是一种天然的催化剂,相较于化学合成催化剂更安全环保。
2. 挑战酶的应用研究也面临一些挑战。
首先,酶本身在特定条件下才能发挥作用,需要在食品加工过程中严格控制温度、pH值等因素,以确保酶的活性和稳定性。
其次,酶的选取和优化需要针对不同的食品加工过程进行,需要大量的研究和实践。
最后,酶的成本较高,进一步研究降低酶成本是一个挑战和目标。
三、未来的发展方向和应用前景随着消费者对食品质量和健康的要求越来越高,酶的应用研究将在未来继续展现出广阔的前景。
食品加工中使用的酶类和其生物化学特性在食品加工工业中,酶类是一种广泛使用的生物催化剂。
酶是一种蛋白质,能够加速食品中的化学反应,从而改变其质地、味道、颜色等性质。
在本文中,我们将探讨食品加工中使用的三种主要酶类和其生物化学特性。
1. 淀粉酶淀粉酶是一组能够水解淀粉分子的酶,包括α淀粉酶、β淀粉酶和γ淀粉酶。
α 淀粉酶和β 淀粉酶主要催化淀粉为糖的水解反应,γ淀粉酶则主要作用于淀粉的分支部分。
在食品加工中,淀粉酶可用于酿造、面包、蔬菜加工和糖果制造等过程中。
通过加入淀粉酶,可以使淀粉分子分解为更小的糖分子,从而增强其溶解性和甜度。
此外,淀粉酶的活性受 pH 值、温度和物料中钙离子的影响。
因此,根据不同的食品加工需求,可选择合适的淀粉酶配方。
2. 蛋白酶蛋白酶是一组能够加速蛋白质分解的酶类,包括肽酶、胰蛋白酶和凝血酶等。
这些酶类作用于蛋白质的特定化学键,将它们分解成较小的肽段和氨基酸。
在食品加工中,蛋白酶可用于乳制品、肉制品和酿造等过程中。
通过加入蛋白酶,可加速蛋白质水解,降低成品产品的黏度和口感。
此外,蛋白酶的活性受 pH 值、温度和离子强度的影响。
因此,在选择蛋白酶的过程中,需要根据不同的物料和加工条件进行测试,选择合适的酶配方。
3. 糖化酶糖化酶是一组能够将糖分子与氨基酸结合形成淀粉糖的酶类,包括转移糖酶和糖基转移酶。
这些酶类可将葡萄糖、麦芽糖、甘露糖等糖分子与氨基酸或胜肽结合,形成较长的淀粉糖分子。
在食品加工中,糖化酶可用于酿造、烘焙和饼干制造等过程中。
通过加入糖化酶,可以增强面团的黏性和口感,同时使得糖里量更高,从而改善食品的甜度和口感。
糖化酶的活性受 pH 值、温度和速率控制机制的影响,因此需要根据不同的物料和生产过程选择合适的酶类。
在食品加工中选择适合的酶类和配方对于产品质量的提高至关重要。
同时,食品工业应注意生产过程中酶的稳定性和安全性,以确保产品的健康和良好口感。
第二节食品加工中重要的酶一、淀粉酶凡催化淀粉水解的酶,称为淀粉酶。
淀粉酶是糖苷水解酶中最重要的一类酶。
因水解淀粉的方式不同,可将淀粉酶分为四类:α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶。
(一)α-淀粉酶α-淀粉酶广泛存在于动物、植物和微生物中。
在发芽的种子、人的唾液、动物的胰脏内含量甚多。
现在工业上已经能利用枯草杆菌、米曲霉、黑曲霉等微生物制备高纯度的α-淀粉酶。
天然的α-淀粉酶分子中都含有一个结合得很牢固的Ca2+,Ca2+起着维持酶蛋白最适宜构象的作用,从而使酶具有高的稳定性和最大的活力。
α-淀粉酶是一种内切酶,以随机方式在淀粉分子内部水解α-1,4糖苷键,但不能水解α-1,6糖苷键。
在作用于淀粉时有两种情况:第一种情况是水解直链淀粉,首先将直链淀粉随机迅速降解成低聚糖,然后把低聚糖分解成终产物麦芽糖和葡萄糖。
第二种情况是水解支链淀粉,作用于这类淀粉时终产物是葡萄糖、麦芽糖和一系列含有α-1,6糖苷键的极限糊精或异麦芽糖。
由于α-淀粉酶能快速地降低淀粉溶液的黏度,使其流动性加强,故又称为液化酶。
不同来源的α-淀粉酶有不同的最适温度和最适pH。
最适温度一般在55~70 ℃,但也有少数细菌α-淀粉酶最适温度很高,达80 ℃以上。
最适pH一般在4.5~7.0之间,细菌中α-淀粉酶的最适pH略低。
(二)β-淀粉酶β-淀粉酶主要存在于高等植物的种子中,大麦芽内尤为丰富。
少数细菌和霉菌中也含有此种酶,但哺乳动物中还尚未发现。
β-淀粉酶是一种外切酶,它只能水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键。
β-淀粉酶在催化淀粉水解时,是从淀粉分子的非还原性末端开始,依次切下一个个麦芽糖单位,并将切下的α-麦芽糖转变成β-麦芽糖。
β-淀粉酶在催化支链淀粉水解时,因为它不能断裂α-1,6糖苷键,也不能绕过支点继续作用于α-1,4糖苷键,因此,β-淀粉酶分解淀粉是不完全的。
β-淀粉酶作用的终产物是β-麦芽糖和分解不完全的极限糊精。
β-淀粉酶的热稳定性普遍低于α-淀粉酶,但比较耐酸。
(三)葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶主要由微生物的根霉、曲霉等产生。
最适pH为4~5,最适温度在50~60 ℃范围。
葡萄糖淀粉酶是一种外切酶,它不仅能水解淀粉分子的α-1,4糖苷键,而且能水解α-1,6糖苷键和α-1,3糖苷键,但对后两种键的水解速度较慢。
葡萄糖淀粉酶水解淀粉时,是从非还原性末端开始逐次切下一个个葡萄糖单位,当作用于淀粉支点时,速度减慢,但可切割支点。
因此,葡萄糖淀粉酶作用于直链淀粉或支链淀粉时,终产物均是葡萄糖。
工业上用葡萄糖淀粉酶来生产葡萄糖。
所以也称此酶为糖化酶。
(四)脱支酶脱支酶在许多动植物和微生物中都有分布,是水解淀粉和糖原分子中α-1,6糖苷键的一类酶,有普鲁兰酶和异淀粉酶之分。
(五)淀粉酶在食品工业中的应用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。
如: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、淀粉糖浆和果葡糖浆等。
二、蛋白酶蛋白酶从动物、植物和微生物中都可以提取得到,也是食品工业中重要的一类酶。
生物体内蛋白酶种类很多,以来源分类,可将其分为动物蛋白酶、植物蛋白酶和微生物蛋白酶三大类。
根据它们的作用方式,可分为内肽酶和外肽酶两大类。
还可根据最适pH的不同,分为酸性蛋白酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶。
也有根据其活性中心的化学性质不同,分为丝氨酸蛋白酶(酶活性中心含有丝氨酸残基)、巯基蛋白酶(酶活性中心含有巯基)、金属蛋白酶(酶活性中心含金属离子)和酸性蛋白酶(酶活性中心含羧基)。
(一)动物蛋白酶在人和哺乳动物的消化道中存在有各种蛋白酶。
如胃黏膜细胞分泌的胃蛋白酶,可将各种水溶性蛋白质分解成多肽;胰腺分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶和羧肽酶等内肽酶和外肽酶,可将多肽链水解成寡肽和氨基酸;小肠黏膜能分泌氨肽酶、羧肽酶和二肽酶等,将小分子肽分解成氨基酸。
人体摄取的蛋白质就是在消化道中这些酶的综合作用下被消化吸收的。
胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等先都分别以无活性前体的酶原形式存在,在消化道需经激活后才具有活性。
在动物组织细胞的溶酶体中有组织蛋白酶,最适pH为5.5左右。
当动物死亡之后,随组织的破坏和pH的降低,组织蛋白酶被激活,可将肌肉蛋白质水解成游离氨基酸,使肌肉产生优良的肉香风味。
但从活细胞中提取和分离组织蛋白酶很困难,限制了它的应用。
在哺乳期小牛的第四胃中还存在一种凝乳酶,是由凝乳酶原激活而成,pH 5时可由已有活性的凝乳酶催化而激活,在pH 2时主要由H+(胃酸)激活。
随小牛长大,由摄取母乳改变成青草和谷物时,凝乳酶逐渐减少,而胃蛋白酶增加。
凝乳酶也是内肽酶,能使牛奶中的酪蛋白凝聚,形成凝乳,用来制作奶酪等。
动物蛋白酶由于来源少,价格昂贵,所以在食品工业中的应用不甚广泛。
胰蛋白酶主要应用于医药上。
(二)植物蛋白酶蛋白酶在植物中存在比较广泛。
最主要的3种植物蛋白酶,即木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶已被大量应用于食品工业。
这3种酶都属巯基蛋白酶,也都为内肽酶,对底物的特异性都较宽。
木瓜蛋白酶是番木瓜胶乳中的一种蛋白酶,在pH 5时稳定性最好,低于pH 3和高于pH 11时,酶会很快失活。
该酶的最适pH虽因底物不同而有不同,但一般在5~7之间。
与其他蛋白酶相比,其热稳定性较高。
无花果蛋白酶存在于无花果胶乳中,新鲜的无花果中含量可高达1%左右。
无花果蛋白酶在pH 6~8时最稳定,但最适pH在很大程度上取决于底物。
若以酪蛋白为底物,活力曲线在pH 6.7和9.5两处有峰值;以弹性蛋白为底物时,最适pH为5.5;而对于明胶,最适pH则为7.5。
菠萝汁中含有很强的菠萝蛋白酶,从果汁或粉碎的茎中都可提取得到,其最适pH值范围在6~8。
以上3种植物蛋白酶在食品工业上常用于肉的嫩化和啤酒的澄清。
特别是木瓜蛋白酶的应用,很久以前民间就有用木瓜叶包肉,使肉更鲜嫩、更香的经验。
现在这些植物蛋白酶除用于食品工业外,还用于医药上作助消化剂。
(三)微生物蛋白酶细菌、酵母菌、霉菌等微生物中都含有多种蛋白酶,是生产蛋白酶制剂的重要来源。
生产用于食品和药物的微生物蛋白酶的菌种主要是枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉三种。
随着酶科学和食品科学研究的深入发展,微生物蛋白酶在食品工业中的用途将越来越广泛。
在肉类的嫩化,尤其是牛肉的嫩化上应用微生物蛋白酶代替价格较贵的木瓜蛋白酶,可达到更好的效果。
微生物蛋白酶还被运用于啤酒制造以节约麦芽用量。
但啤酒的澄清仍以木瓜蛋白酶较好,因为它有很高的耐热性,经巴氏杀菌后,酶活力仍还存在,可以继续作用于杀菌后形成的沉淀物,以保证啤酒的澄清。
在酱油的酿制中添加微生物蛋白酶,既能提高产量,又可改善质量。
除此之外,还常用微生物蛋白酶制造水解蛋白胨用于医药,以及制造蛋白胨、酵母浸膏、牛肉膏等。
细菌性蛋白酶还常用于日化工业,添加到洗涤剂中,以增强去污效果,这种加酶洗涤剂对去除衣物上的奶斑、血斑等蛋白质类污迹的效果很好。
三、果胶酶果胶酶是能水解果胶类物质的一类酶的总称。
它存在于高等植物和微生物中,在高等动物中不存在,但蜗牛是例外。
(一)果胶酶的分类及作用果胶酶根据其作用底物的不同,可分为果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶3种类型。
1.果胶酯酶果胶酯酶存在于植物及部分微生物种类里。
果胶酯酶催化果胶脱去甲酯基生成聚半乳糖醛酸链和甲醇的反应。
不同来源的果胶酯酶的最适pH不同,霉菌来源的果胶酯酶的最适pH在酸性范围,细菌来源的果胶酯酶在偏碱性范围,植物来源的果胶酯酶在中性附近。
不同来源的果胶酯酶对热的稳定性也有差异,例如霉菌果胶酯酶在pH3.5时,50 ℃加热0.5 h,酶活力无损失,当温度提高到62 ℃时,酶基本上全部失活。
而蕃茄和柑橘果胶酯酶在pH 6.1时,70 ℃加热1 h,酶活力也只有50%的损失。
在一些果蔬的加工中,若果胶酯酶在环境因素下被激活,将导致大量的果胶脱去甲酯基,从而影响果蔬的质构。
生成的甲醇也是一种对人体有毒害作用的物质,尤其对视神经特别敏感。
在葡萄酒、苹果酒等果酒的酿造中,由于果胶酯酶的作用,可能会引起酒中甲醇的含量超标,因此,果酒的酿造,应先对水果进行预热处理,使果胶酯酶失活以控制酒中甲醇的含量。
2.聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶是降解果胶酸的酶,根据对底物作用方式不同可分两类:一类是随机地水解果胶酸(聚半乳糖醛酸)的苷键,这是聚半乳糖醛酸内切酶;另一类是从果胶酸链的末端开始逐个切断苷键,这是聚半乳糖醛酸外切酶。
聚半乳糖醛酸内切酶多存在于高等植物、霉菌、细菌和一些酵母中,聚半乳糖醛酸外切酶多存在于高等植物和霉菌中,在某些细菌和昆虫中也有发现。
聚半乳糖醛酸酶来源不同,它们的最适pH也稍有不同,大多数内切酶的最适pH在4.0~5.0范围以内,大多数外切酶最适pH在5.0左右。
聚半乳糖醛酸酶的外切酶与内切酶,由于作用方式不同,所以它们作用时对果蔬质构影响或果汁处理效果也有差别。
例如同一浓度果胶液,内切酶作用时,只要3%~5%的果胶酸苷键断裂,黏度就下降;而外切酶作用时,则要10%~15%的苷键断裂才使黏度下降50%。
3.果胶裂解酶果胶裂解酶是内切聚半乳糖醛酸裂解酶、外切聚半乳糖醛酸裂解酶和内切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶的总称。
果胶裂解酶主要存在于霉菌中,在植物中尚无发现。
果胶裂解酶是催化果胶或果胶酸的半乳糖醛酸残基的C4~C5位上的氢进行反式消去作用,使糖苷键断裂,生成含不饱和键的半乳糖醛酸。
以上3种酶的作用方式如图2-1所示。
图2-1果胶酶的作用方式(二)果胶酶在食品工业上的应用果胶酶在食品工业中具有很重要作用,尤其在果汁的提取和澄清中应用最广。
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。
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。