食品化学酶工程在食品工业中的应用
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酶工程在农产品加工上的应用
酶工程在农产品加工上具有广泛的应用。
以下是其中一些常见的应用领域:
1. 食品加工:酶工程在食品加工领域广泛应用,例如在面包制作中使用面团酶来改善面团的膨胀性能和延长面包的保鲜期;利用纤维素酶来提高果汁的浸出率和果汁的澄清度;应用酶解蛋白酶来改善肉制品嫩化和口感等。
2. 酿酒业:酶工程在酿酒业中被广泛应用,如利用酶解淀粉酶将淀粉转化为可发酵的糖;应用葡萄糖氧化酶和葡萄糖酶来调节酒的甜度和酒精含量;使用β-葡萄糖苷酶来提高红葡萄酒中花青素的释放等。
3. 果蔬加工:酶工程在果蔬加工中具有重要应用价值,例如利用果胶酶来改善果蔬汁的澄清度和稳定性;应用纤维素酶来降低果蔬浆果浆的黏稠度;使用脂肪酶来提取油脂和蛋白质等。
4. 饲料工业:酶工程在饲料工业中被广泛应用,例如用淀粉酶来降解饲料中的淀粉,提高饲料的能量利用率;应用纤维素酶来降低饲料中纤维素的含量,增加饲料的消化率;使用蛋白酶来改善蛋白质的可利用性和饲料的营养价值等。
总之,酶工程在农产品加工上的应用能够提高产品的品质、增加生产效率、节约能源和原料、降低生产成本等,具有重要的经济和社会价值。
酶工程酶在食品工业上的应用酶工程是一门利用生物技术手段对酶进行改造和优化的学科,它在食品工业中发挥着越来越重要的作用。
酶是一种生物催化剂,能够加速化学反应的速率,降低反应所需的能量,提高反应的选择性和效率。
在食品工业中,酶工程酶被广泛应用于面包、奶制品、果汁、啤酒、酒精、肉制品、酱油等食品的生产中,为食品工业的发展和进步做出了重要贡献。
首先,酶工程酶在面包生产中的应用十分广泛。
在面包的生产过程中,酶工程酶可以用来改善面团的加工性能,提高面包的品质和口感。
比如,面包中的面筋酶可以使面筋中的蛋白质水解,增加面团的延展性和弹性,使得面包更加松软和有嚼劲。
此外,面包中的淀粉酶可以降解淀粉,提高面包的柔软度和保湿性。
通过酶工程酶的应用,面包的质量可以得到显著提升,满足消费者对高品质面包的需求。
其次,酶工程酶在奶制品生产中也发挥着重要作用。
在奶制品的生产过程中,酶工程酶可以用来改善奶制品的口感、增加营养价值和延长保质期。
比如,在乳清蛋白的生产中,酶工程酶可以用来加速乳清蛋白的水解,产生多肽和氨基酸,提高乳清蛋白的营养价值和生物利用率。
在酸奶和奶酪的生产中,酶工程酶可以用来促进乳糖的水解,降低乳糖含量,改善奶制品的口感和消化性能。
通过酶工程酶的应用,奶制品的品质和营养价值得到了显著提升,受到了消费者的青睐。
此外,酶工程酶在果汁生产中也发挥着重要作用。
在果汁的生产过程中,酶工程酶可以用来改善果汁的浑浊度、增加果汁的口感和延长果汁的保质期。
比如,在苹果汁的生产中,果汁中的果胶酶可以用来降解果胶,改善果汁的浑浊度和口感。
在橙汁和柠檬汁的生产中,果汁中的木糖酶可以用来降解果汁中的木糖,减少果汁的黏稠度,提高果汁的口感和透明度。
通过酶工程酶的应用,果汁的品质和口感得到了显著提升,受到了消费者的喜爱。
此外,酶工程酶在啤酒和酒精的生产中也发挥着重要作用。
在啤酒的生产过程中,酶工程酶可以用来加速麦芽中淀粉的水解,提高酒花的利用率和啤酒的酒精度。
酶工程技术在生产中的应用酶工程技术是一种先进的生物技术,其应用在生产中已呈现出广泛的应用和重要的作用。
酶工程技术有很多种应用,比如在生物化学制品、制药和食品等行业中,均有着非常重要的作用。
一、酶工程技术在食品生产中的应用众所周知,食品是每个人日常所必需的物品,而酶工程技术在食品生产中,尤其是在发酵食品和罐头食品的生产中,有着非常重要的应用。
比如像大家所熟知的酱油、豆腐、醋等发酵食品,在其制造中均使用了酶催化反应的方法,这种方法可以使得产品质量更加稳定、纯度更高、口感更加鲜美。
此外,酶催化反应也在罐头食品的生产中得到了广泛应用。
在罐头食品生产中,酶催化反应不仅可以加速食品的制造,同时还可以提高其品质和卫生性,从而更好地满足了人们对食品的需求。
二、酶工程技术在制药中的应用制药是一门很重要的医药学科,而酶工程技术在其中的应用更是引起了人们的广泛关注。
在制药领域中,酶工程技术可以用于药物的生产、分离和纯化,并且其可以使得药物的制造过程更加简单、高效和准确。
具体来讲,酶工程技术可以用于药物生产中的各个环节,比如筛选萃取酶、合成酶等,甚至还可以用于药物生产中的后期分离和纯化过程。
不仅如此,在药物的质量控制和质量检测过程中酶工程技术也有着至关重要的作用。
三、酶工程技术在生物化学制品中的应用生物化学制品是一种比较新兴的产业,但是其作用和功能却十分的广泛和重要,而酶工程技术在其中的应用也显得特别重要。
在生物化学制品的生产环节中,酶工程技术可以加速产品的生产速度、提高产品的质量和稳定性。
酶工程技术在生物化学制品的生产中,主要通过以下几个环节来进行:首先是筛选合适的酶催化反应酶,其次是将酶催化反应搬运到大规模生产环节中,进而再将生产出来的产品进行分离、固定、纯化等过程。
总之,酶工程技术在生产中的应用范围非常的广泛,其可以用于许多不同的领域和行业,有着极为重要的作用。
由于酶工程技术的特殊性质和功能,它在生产中不断得到了人们的关注和追捧,相信在未来其还将会有更加广泛和深刻的应用。
酶工程在食品加工方面的应用酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。
酶工程技术广泛应用于食品添加剂生产,不断开发新酶源,研制新产品,固定化酶反应器使生产连续化,设备小型化,生产成本降低,产品易纯化,收率提高。
本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,展示酶工程在食品加工方面的应用进展,并对其未来前景进行了展望。
1、酶工程在甜味剂生产中的应用应用海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。
从中国土样中筛选分离得到能产生淀粉转化为海藻糖的酶菌柱,并利用该菌柱生产的酶进行淀粉合成海藻糖。
产物海藻糖在反应混合物中的含量可达48%。
科学家研究了在不易破壁取得胞内海藻糖合酶的情况下,采用渗透处理细胞技术生产透性化细胞酶,并获得了较高的酶活力。
海藻糖还可由海藻糖合酶将麦芽糖直接转化为海藻糖,在海藻糖的工业生产中有着良好的应用前景。
2、酶工程在调味剂生产中的应用在日本和美国利用酶水解蛋白制取的营养型调味剂和氨基酸复配调味品占调味剂市场很大的比重。
其销售量已超过传统调味剂的数倍。
用酶法提取的米糠蛋白的溶解性、起泡性、乳化特性和营养性等蛋白功能特性上表现出良好性能,不仅可以作为食品中的营养强化剂,还可以作为食品中的风味增强剂3、酶工程在食品抗氧剂生产中的应用采用低浓度的乙醇、氨基酸和溶菌酶复酶添加入食品的杀菌防腐的方法越来越受到人们的重视,并在食品加工业中广泛推广。
随着近年来酒精需求量的上升,固定化细胞技术应用于酒精工业生产方面的研究也变得非常活跃。
日本协和发酵公司的固定化酵母连续发酵系统,半衰期可长达3个月,酒精产值接近理论值,已进入工业生产阶段。
4、在乳制品中的应用乳糖是存在于哺乳动物乳汁中的一种双糖,甜度和溶解度均较低,饮食中的乳糖可提高人体对Ca,P,Mg和其他必需微量元素的吸收,但其在小肠里不能被直接吸收,必须通过小肠内乳糖酶水解才能被人体消化吸收。
5、在培烤食品中的应用酶在烘烤食品方面,可以增大面包体积,改善面包表皮色泽,改良面粉质量,延缓陈变,提高柔软度,延长保存期限。
酶工程在食品加工中的应用引言:酶是生物体内的一种特殊蛋白质,具有催化化学反应的功能。
酶工程是通过基因工程和发酵技术相结合,对酶进行研究与改造,以使其在实际应用中能够更高效地发挥作用。
在食品加工中,酶工程的应用不仅能提高产品品质和产量,还能减少生产过程中的能源消耗和环境污染。
本文将从多个角度介绍酶工程在食品加工中的应用。
第一章:酶工程在食品酿造中的应用酒精、酒酸和酶在食品酿造中起着重要的作用。
通过酶工程技术,可以改良酒精发酵微生物的基因,提高酿酒酶活性和精神酿酒微生物的发酵竞争力,从而提高酒精产率和品质。
此外,酶工程还可以用于控制乙醇酿造过程中酒精浓度的调节,以满足不同市场需求。
酒酸酶的改良能够提高酒的酸度和酸性度,改善口感,使葡萄酒更加细腻。
因此,酶工程在食品酿造中具有广阔的应用前景。
第二章:酶工程在食品糖化与果汁加工中的应用食品糖化是将复杂的多糖分解为单糖或低聚糖的过程。
通过酶工程技术,可以产生更高效的糖化酶,加速食品糖化反应,降低糖化时间,提高产量。
特别是在酿酒、饼干和饮料等行业中,酶工程对于改善产品口感和延长货架寿命具有重要意义。
此外,酶工程还可以应用于果汁加工中,例如利用果胶酶对果胶进行降解,改善果汁澄清度和酸度,增强果汁的口感和可溶性。
因此,酶工程在食品糖化与果汁加工中的应用可以提高产品质量和降低生产成本。
第三章:酶工程在食品蛋白质加工中的应用在食品加工中,蛋白质是一种重要的营养成分。
通过酶工程技术可以改变蛋白质的结构和功能,提高其溶解度、稳定性和生物利用率。
例如,通过蛋白酶的作用,可以将牛奶中的乳蛋白分解为大小合适的肽和氨基酸,提高乳品质量和口感。
在大豆蛋白质加工中,酶工程可以提高大豆蛋白的可溶性和水解性,提高大豆制品的品质。
此外,酶工程还可以应用于肉类加工中,通过肉类蛋白质的降解和改性,提高肉制品的口感和储存稳定性。
综上所述,酶工程在食品蛋白质加工中的应用具有广泛的前景和潜力。
第四章:酶工程在食品添加剂与酶制剂中的应用酶工程在食品添加剂的生产中有着重要的作用。
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。