1、酶在食品和輕化工方面的應(yīng)用,微班第二小組 2012.11.30,一,酶在食品工業(yè)的應(yīng)用,1,酶法水解淀粉制糖 2,酶法生產(chǎn)蛋白質(zhì)類食品 3,食品的酶法保鮮 4,酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用 5,酶法生產(chǎn)食品添加劑,雙酶法是利用專一性很強(qiáng)的淀粉酶及糖化酶將淀粉水解為葡萄糖的方法。 雙酶法可分兩步。 第一步：利用-淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖，使淀粉的可溶性增加，此過程稱“液化”； 第二步：利用糖化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水解，轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，此過程稱“糖化”。 生產(chǎn)上這兩步分別稱為液化和糖化。由于在該過程中淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下進(jìn)行的。因此酶解法又稱為雙酶法或多酶法。,1. 酶法水解淀粉制

2、糖及雙酶法,酶 法 水 解 淀 粉 制 糖 的 工 藝,工藝簡(jiǎn)介如下：30%50%淀粉乳，調(diào)pH6.06.5，加入一定量的-淀粉酶，在8090保溫45min左右，若用耐熱性-淀粉酶，可用噴射器式反應(yīng)器在120下經(jīng)20s30s內(nèi)液化，得到葡萄糖當(dāng)量（DE值）為1218的液化液，冷卻至60左右，調(diào)節(jié)pH至4.5左右，保溫48h72h，得到糖化液（DE9596）。用活性炭,離子交換劑脫色后，結(jié)晶或噴霧干燥為葡萄糖成品。發(fā)酵工業(yè)中，淀粉質(zhì)原料油雙酶法制得的淀粉糖液，就直接用于發(fā)酵。經(jīng)-淀粉酶輕度液化的液化液，用-淀粉酶和脫枝酶進(jìn)一步水解，可制成高或超高麥芽糖漿。,還原糖含量 DE值 = 100% 干物

3、質(zhì)含量,工業(yè)上用DE值（也稱葡萄糖值）表示淀粉糖的糖組成。糖化液 中的還原糖含量（以葡萄糖計(jì)算）占干物質(zhì)的百分率稱為DE值。,葡萄糖值-DE值,2,酶法生產(chǎn)蛋白質(zhì)類食品,以蛋白質(zhì)為主要成分或以蛋白質(zhì)為主要原料加工而成的食品，稱為蛋白質(zhì)類食品，如乳制品，蛋制品，肉制品和魚制品等。蛋白酶，催化蛋白質(zhì)完全水解生成20種氨基酸，制得氨基酸藥物。 明膠是一種可溶于熱水的蛋白質(zhì)凝膠，以富含膠原蛋白質(zhì)的動(dòng)物的皮或骨等原料，在蛋白酶作用下，不溶性的天然膠原蛋白質(zhì)的三股螺旋結(jié)構(gòu)解體為單鏈，生成可溶性的明膠。,干酪又叫奶酪，是乳中的酪蛋白凝固的高營(yíng)養(yǎng)容易消化的食品。牛乳中的蛋白質(zhì)含有-酪蛋白,-酪蛋白,k-酪蛋白

4、(可保護(hù)蛋白質(zhì)膠體不凝固)，三者比例為3：2；1。 干酪生產(chǎn)是將牛奶用乳酸菌發(fā)酵制成酸奶，然后加凝乳酶水解k-酪蛋白水解為不溶性的副k-酪蛋白，在酸性條件下，鈣離子使副k-酪蛋白凝固，而另兩種本身對(duì)鈣離子不穩(wěn)定，又失去了保護(hù)作用，所以一起凝固，再經(jīng)切塊加熱壓榨熟化而成。,乳品加工中的酶,過氧化氫酶，用于牛奶消毒； 半乳糖苷酶，分解乳糖； 脂肪酶，使黃油生香； 溶菌酶，用于嬰兒奶粉防腐； （采用溶菌酶進(jìn)行食品保鮮，不但效果好，而且還可避免其他加工方法帶來的不良影響）； 木瓜酶或菠蘿蛋白酶，浸泡肉質(zhì)使其軟嫩化。,3,食品的酶法保鮮,葡萄糖氧化酶，是有效的除氧保鮮劑。將其和食品一起置于密閉容器中，葡

5、萄糖與氧反應(yīng)而除去容器中的氧，防止氧化作用的發(fā)生，從而達(dá)到食品保鮮的目的。 用于罐裝水果，防止氧化變質(zhì)； 用于蛋制品，以保持蛋品的色澤和溶解性；,4,酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用,柑橘果實(shí)含有苦味物質(zhì)柚苷和會(huì)使汁液變渾濁橙皮苷。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)一般會(huì)用以下2種酶制劑來提高。 柑橘酶，可以使柚苷水解為無苦味的柚配質(zhì)-7-葡萄糖苷和鼠李糖。 橙皮苷酶，使橙皮苷水解為橙皮素-7-葡萄糖苷和鼠李糖，從而有效防止柑橘類罐頭制品出現(xiàn)白色渾濁。,許多蔬菜含有花青素。 在不同的pH值，有不同的顏色； 與金屬離子反應(yīng)，呈紫色； 在光照或高溫下，呈褐色； 使用花青素酶可使其水解，以防變色，從而保證質(zhì)量。,5,

6、酶法生產(chǎn)食品添加劑,食品添加劑是為改善食品色、香、味等品質(zhì)，以及為防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化合物質(zhì)或者天然物質(zhì)。目前我國(guó)食品添加劑有23個(gè)類別，2000多個(gè)品種，包括酸度調(diào)節(jié)劑、抗結(jié)劑、消泡劑、抗氧化劑、漂白劑、膨松劑、著色劑、護(hù)色劑、酶制劑、增味劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、防腐劑、甜味劑、增稠劑、香料等。,采用酶法生產(chǎn)的酸味劑：乳酸，蘋果酸； 甜味劑：果葡糖漿，阿斯巴甜，L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯）是現(xiàn)在使用廣泛的甜味劑； 鮮味劑：L-谷氨酸一鈉鹽，L-天冬氨酸； 食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑：L-賴氨酸，L-色氨酸，L-甲硫氨酸。,二，酶在輕化工業(yè)中的應(yīng)用,1，原料處理 (1)，發(fā)酵原料處理； (2)

7、，紡織業(yè)原料的處理； (3)，皮革的脫毛和軟化； (4)，煙草原料的處理； (5)，造紙?jiān)虾图垵{的處理； 2,輕化工產(chǎn)品生產(chǎn) (1)，酶法生產(chǎn)L-氨基酸 (2)，酶法生產(chǎn)氨基酸 (3)酶法生產(chǎn)核苷酸 3，加酶輕化工產(chǎn)品,1,原料處理,(1)發(fā)酵原料處理 微生物發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)品很多,如酒精,酒類,抗生素,氨基酸等等,大多數(shù)以淀粉質(zhì)和餅粕等農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料.一些發(fā)酵生產(chǎn)菌不能直接利用這些原料,或需要較長(zhǎng)時(shí)間,才能用到原料中的營(yíng)養(yǎng)成分,故必須對(duì)原料進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?將原料中淀粉,纖維素等轉(zhuǎn)化為易利用的小分子物質(zhì). 目前發(fā)酵工業(yè)中對(duì)淀粉質(zhì)原料,已普遍采用雙酶法進(jìn)行水解制糖,餅粕類原料含蛋白質(zhì)豐富,但一

8、般發(fā)酵微生物分解蛋白質(zhì)的能力較強(qiáng),不另外用蛋白酶處理,含纖維素多的原料,可用纖維素酶處理,使纖維素水解為可發(fā)酵的葡萄糖,纖維素酶的研究和應(yīng)用受到國(guó)際上的普遍關(guān)注,已取得普遍進(jìn)展,但還有許多問題需要解決,含戊糖的植物原料,可用各種戊聚糖酶處理,使其水解為各種戊糖后用于發(fā)酵.,(2)，紡織業(yè)原料的處理；,-淀粉酶，使淀粉適當(dāng)水解，粘度降低； 胰蛋白酶，可在比較溫和的條件下催化絲膠蛋白水解，進(jìn)行生絲脫膠；木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶均有此作用 枯草桿菌蛋白酶，消除鱗狀物質(zhì)，還使毛料具有防縮水性，防止羊毛起球，形成毛氈。也易于染色。,（3）皮革的脫毛和軟化,現(xiàn)在普遍采用酶法脫毛處理，即采用細(xì)菌，霉菌，放線

9、菌等微生物產(chǎn)生的堿性或中性蛋白酶，將毛與真皮連接的毛囊中的蛋白質(zhì)水解除去，從而使毛脫落。此外，脫毛處理后得到的原料皮，還要采用酸性蛋白酶和少量脂肪酶進(jìn)行皮革軟化，以除去原料皮上黏附的油脂和污垢，使皮革松軟，光滑，從而提高皮革制品的質(zhì)量。,(4)，煙草原料的處理；,煙草原料的處理主要有：用纖維素酶，半纖維素酶和果膠酶進(jìn)行煙梗和煙末的處理，可以提高煙草質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本；用一定量的硝酸還原酶和蔗糖轉(zhuǎn)化酶處理煙草，可以增加香氣；用一定量的-淀粉酶，蛋白酶等進(jìn)行處理，可以促進(jìn)煙草內(nèi)部有機(jī)物的分解與轉(zhuǎn)化，使各組分的比例趨向協(xié)調(diào)和平衡，具有縮短發(fā)酵周期，協(xié)調(diào)煙草香氣，減輕刺激氣味，提高香氣質(zhì)量的作用。,(

10、5)，造紙?jiān)虾图垵{的處理；,造紙?jiān)系睦w維中木質(zhì)素，會(huì)引起紙變黃褐色降低強(qiáng)度，嚴(yán)重影響紙的質(zhì)量。用木質(zhì)素酶，可以使木質(zhì)素水解而除去。 脂肪酶，處理木屑或紙漿中的甘油三磷酸酯（瀝青），還可得副產(chǎn)品甘油。 紙漿漂白是造紙過程中的重要環(huán)節(jié)。采用木聚糖酶（xylanase）、半纖維素酶、木質(zhì)素過氧化物酶（lignin peroxidase）等進(jìn)行漂白，不僅減輕了環(huán)境污染程度，而且使紙的強(qiáng)度和光澤得以改善。 纖維素酶，對(duì)再生紙進(jìn)行處理，則可顯著降低成本。,2,輕化工產(chǎn)品生產(chǎn),（1）酶法生產(chǎn)L-氨基酸 L-氨基酸是人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的原料，因而L-氨基酸在醫(yī)學(xué)和食品工業(yè)上有很重要的意義。酶在氨基酸工業(yè)生產(chǎn)

11、中的應(yīng)用有兩個(gè)方面：一是用于?；?DL-氨基酸的光學(xué)拆分；二是用于合成氨基酸。 用化學(xué)法合成氨基酸時(shí)，常常生成DL混合型氨基酸。利用氨基?；钢凰怩；?L-氨基酸，不水解-D-氨基酸的立體專一性，用氨基酰化酶不對(duì)稱地水解?；?DL-氨基酸，則產(chǎn)生L-氨基酸和?；?D-氨基酸。這兩種產(chǎn)物的溶解度有很大的差異，因此，很容易用結(jié)晶法從混合物中分離得到L-氨基酸。余下的酰化-D-氨基酸可以用消旋酶消旋（即轉(zhuǎn)化成?；?DL-氨基酸），然后，繼續(xù)光學(xué)拆分，直到幾乎全部的酰化-DL-氨基酸變成L-氨基酸為止。 利用化學(xué)法合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的化合物為氨基酸的前體，采用酶法合成一些發(fā)酵法和化學(xué)合成法尚難解決的氨基酸，如L-賴氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-丙氨酸、L-天冬氨酸、L-半胱氨酸等。,（2）酶法生產(chǎn)有機(jī)酸,（3）酶法生產(chǎn)核苷酸 核苷酸在食品和醫(yī)藥等方面有重要用途，可利用多種酶進(jìn)行生產(chǎn)。例如：用橘青霉或產(chǎn)黃青霉素生產(chǎn)的5-磷酸二酯酶水解核糖核酸（RNA），生產(chǎn)各種5-核苷酸。用腺苷酸脫氨酶水解AMP生成5-鳥甘酸等。用核苷酸磷酸化酶，催化AMP生成ADP和ATP等。,3，加酶輕化