1、第十五章 食品酶制剂n学习目的与要求学习目的与要求n1.1.熟悉常用食品酶制剂的品种；熟悉常用食品酶制剂的品种；n2.2.掌握常用食品酶制剂的性质、使用及注意事项。掌握常用食品酶制剂的性质、使用及注意事项。1n酶：是一种具有生物催化性的：是一种具有生物催化性的蛋白质，是一种生物催化剂。蛋白质，是一种生物催化剂。n酶的特点：具有催化反应温和、：具有催化反应温和、作用高度专一、催化效率高及作用高度专一、催化效率高及可调控的特性可调控的特性2酶制剂GB2760-2007食品添加剂使用卫生标准n术语与定义 酶制剂是指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
2、、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。34第一节第一节 酶制剂的来源和安全性要求酶制剂的来源和安全性要求一、食品酶制剂来源：一、食品酶制剂来源：1.多数源于动物的多数源于动物的脏器和腺体脏器和腺体以及高等植物的以及高等植物的种子、种子、果实果实等。等。2.微生物发酵微生物发酵 环境微生物和工程微生物。环境微生物和工程微生物。5二、食品酶制剂安全性二、食品酶制剂安全性联合国食品添加剂专家联合委员会联合国食品添加剂专家联合委员会 1.凡是在动植物可食部分的组织，或用食品加工传统使用菌种凡是在动植物可食部分的组织，或用食品加工传统使用菌种生产的酶制剂，可作为食
3、品对待不需要进行毒理试验，只需生产的酶制剂，可作为食品对待不需要进行毒理试验，只需建立有关酶化学和微生物学的规格即可。建立有关酶化学和微生物学的规格即可。2.凡是非致病微生物生产的酶，除制定化学规格以外，需要做凡是非致病微生物生产的酶，除制定化学规格以外，需要做短期毒理试验，以确保无害，并分别评价，制定短期毒理试验，以确保无害，并分别评价，制定ADI。3.对于非常见微生物制取的酶，不仅要有规格，还要做广泛的对于非常见微生物制取的酶，不仅要有规格，还要做广泛的毒理试验。毒理试验。6三、食品酶制剂管理三、食品酶制剂管理在在食品添加剂使用卫生标准食品添加剂使用卫生标准中：中：n96版酶制剂设为版酶制
4、剂设为11.000类。类。07版版取消编号，采用列，采用列表制。表制。n共有共有44支酶制剂，支酶制剂，来源：n104种动物、植物或微生物；种动物、植物或微生物；n或利用或利用19个供体（提供基因片段的动物、植物或微生个供体（提供基因片段的动物、植物或微生物），经过生物技术获得。物），经过生物技术获得。n即基因修饰微生物的比例为即基因修饰微生物的比例为18%。7第二节第二节 食品工业应用酶制剂食品工业应用酶制剂一、淀粉酶n淀粉酶是水解淀粉、糖元和它们的降解中间产物的酶类。淀粉酶是水解淀粉、糖元和它们的降解中间产物的酶类。n常用淀粉酶有：常用淀粉酶有：a-a-淀粉酶、淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉
5、酶、环糊淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、环糊精葡萄糖基转移酶、切枝酶等。精葡萄糖基转移酶、切枝酶等。81.-淀粉酶(-amylase)n别名：液化型淀粉酶、细菌：液化型淀粉酶、细菌-淀粉酶、退浆淀粉酶、糊精化淀粉淀粉酶、退浆淀粉酶、糊精化淀粉酶和高温淀粉酶等。酶和高温淀粉酶等。n作用特性及产物：可切断直链淀粉分子内的：可切断直链淀粉分子内的-1 1，4-4-糖苷键，将直糖苷键，将直链淀粉分解为麦芽糖、葡萄糖和糊精；不能分解支链淀粉的链淀粉分解为麦芽糖、葡萄糖和糊精；不能分解支链淀粉的-1 1，6 6糖苷键，因此分解支链淀粉时产生糖苷键，因此分解支链淀粉时产生麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖麦芽糖、葡萄糖和异麦芽
6、糖。910n液化作用：-淀粉酶作用开始阶段，迅速地将淀粉分子淀粉酶作用开始阶段，迅速地将淀粉分子切断成短链的寡糖，使淀粉液的黏度迅速下降，碘反应由切断成短链的寡糖，使淀粉液的黏度迅速下降，碘反应由蓝变紫，再转变成红色、棕色以至无色。蓝变紫，再转变成红色、棕色以至无色。n最适pH值：一般为：一般为4.54.57.07.0n最适温度：一般为：一般为7070，细菌，细菌-淀粉酶最适温度可达淀粉酶最适温度可达8585n热稳定性：热稳定性：细菌细菌-淀粉酶淀粉酶 谷物酶曲霉酶谷物酶曲霉酶n钙离子：可提高：可提高-淀粉酶的稳定性。淀粉酶的稳定性。n用途：-淀粉主要用于水解淀粉制造饴糖糖、葡萄糖和淀粉主要用
7、于水解淀粉制造饴糖糖、葡萄糖和糖浆等。糖浆等。112.糖化酶(amyloglucosidase)n亦称糖化淀粉酶、亦称糖化淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、葡萄糖淀粉酶淀粉葡萄糖苷酶、葡萄糖淀粉酶(glucoamylase)和糖化型淀粉酶。和糖化型淀粉酶。n水解特点：A.非还原性末端非还原性末端-1,4-糖苷键（速度快）糖苷键（速度快）B.分支点分支点-1,6-糖苷键糖苷键（速度慢）（速度慢）12n最适最适pHpH值为值为4.0-5.04.0-5.0，最适温度，最适温度60 60。n水解产物：能将直链淀粉和支链淀粉全部分解为能将直链淀粉和支链淀粉全部分解为葡萄糖。葡萄糖。n广泛用于葡萄糖、白酒等生产中。
8、广泛用于葡萄糖、白酒等生产中。133.-淀粉酶(-amylase)n又称淀粉又称淀粉-1,4麦芽糖苷酶麦芽糖苷酶 n作用特点：从非还原性末端水解相隔的从非还原性末端水解相隔的-1,4糖苷糖苷键，但不能越过分支点的键，但不能越过分支点的-1,6-糖苷键，在达到糖苷键，在达到分支点前分支点前23个葡萄糖残基时就停止。个葡萄糖残基时就停止。n水解产物：麦芽糖，大分子糊精麦芽糖，大分子糊精n最适条件：pH57，50 60 14-淀粉酶(-amylase)水解特点15 表表 不同来源不同来源-淀粉酶的最适条件淀粉酶的最适条件 n-淀粉酶的活性中心都含有淀粉酶的活性中心都含有巯基(-SH)，重金属、巯基试
9、，重金属、巯基试剂能使之失活，半胱氨酸可使之复活。剂能使之失活，半胱氨酸可使之复活。最适最适pH值值 最适温度最适温度 植物植物-淀粉酶淀粉酶 5.06.0 5060 细菌细菌-淀粉酶淀粉酶 67 50 164.切枝酶(debranching enzyme)n又称普鲁兰酶、支链淀粉酶、异淀粉酶又称普鲁兰酶、支链淀粉酶、异淀粉酶n作用特点：专一性地水解支链淀粉分枝点作用特点：专一性地水解支链淀粉分枝点-1,6-糖苷糖苷键，将整个侧链切下。键，将整个侧链切下。n产物特点：大小不同的直链淀粉产物特点：大小不同的直链淀粉 n最适条件：最适条件：pH4.55.5，60 17二、蛋白酶n是水解肽键的一类酶
10、。是水解肽键的一类酶。n蛋白质在蛋白酶作用下依次被水解成胨、多肽、肽，最后成为蛋白蛋白质在蛋白酶作用下依次被水解成胨、多肽、肽，最后成为蛋白质的组成单位质的组成单位氨基酸。氨基酸。n有些蛋白酶还可水解多肽及氨基酸的酯键或酰胺键。有些蛋白酶还可水解多肽及氨基酸的酯键或酰胺键。n在有机溶剂中有些蛋白酶具有合成肽类和转移肽类的作用。在有机溶剂中有些蛋白酶具有合成肽类和转移肽类的作用。n用于肉类嫩化、植物蛋白质改性、蛋白质水解、烘焙食品生产等。用于肉类嫩化、植物蛋白质改性、蛋白质水解、烘焙食品生产等。蛋白酶分类n按其作用方式分为：按其作用方式分为：n内肽酶（氨肽酶）从蛋白质或多肽的内部切开肽键生成分子
11、质量内肽酶（氨肽酶）从蛋白质或多肽的内部切开肽键生成分子质量较小的胨和多肽，是真正的蛋白酶。较小的胨和多肽，是真正的蛋白酶。n外肽酶（羧肽酶）只能从蛋白质或多肽分子的氨基或羧基末端水外肽酶（羧肽酶）只能从蛋白质或多肽分子的氨基或羧基末端水解肽键而游离出氨基酸。解肽键而游离出氨基酸。n按作用最适按作用最适pHpH值：值：n碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶等。碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶等。蛋白酶分类按酶的来源分类：按酶的来源分类：n动物脏器动物脏器 胃蛋白酶、胰蛋白酶胃蛋白酶、胰蛋白酶n植物果实植物果实 木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶n微生物微生物 细菌或霉菌蛋白酶等。细菌
12、或霉菌蛋白酶等。20(1)凝乳酶(rennin)n亦称皱胃酶，哺乳期小牛第四胃中分泌亦称皱胃酶，哺乳期小牛第四胃中分泌n凝乳酶使牛乳形成凝块或凝胶结构的过程：凝乳酶使牛乳形成凝块或凝胶结构的过程：第一阶段是酶作用增加含氮组分第一阶段是酶作用增加含氮组分 第二阶段包括经酶作用而改变的酪蛋白胶粒聚集成凝胶结第二阶段包括经酶作用而改变的酪蛋白胶粒聚集成凝胶结构构npH 5.36.3间最稳定间最稳定 n提高温度和增加钙离子浓度可加快凝胶形成的速度提高温度和增加钙离子浓度可加快凝胶形成的速度 22 2.2 木瓜蛋白酶n又称木瓜酶。又称木瓜酶。n是由木瓜的未成熟果实，提取出乳液，经凝固、干燥制得是由木瓜的
13、未成熟果实，提取出乳液，经凝固、干燥制得的粗制品。的粗制品。n主要用于啤酒等酒类的澄清，肉类嫩化，饼干、糕点松化，主要用于啤酒等酒类的澄清，肉类嫩化，饼干、糕点松化，水解蛋白质生产等。水解蛋白质生产等。(2)木瓜蛋白酶(papain)活性特点n最适条件：最适条件：pH57，65n酶的活力被抑制氧化剂或重金属离子影响酶的活力被抑制氧化剂或重金属离子影响作用特点n水解蛋白质水解蛋白质n对酯和酰胺类底物也表现出很高的活力对酯和酰胺类底物也表现出很高的活力n具有从蛋白质水解物再合成蛋白质类物质的能力具有从蛋白质水解物再合成蛋白质类物质的能力 242.3 菠萝蛋白酶n由菠萝果实及茎经压榨提取、盐折由菠萝
14、果实及茎经压榨提取、盐折(或丙酮、乙醇沉淀或丙酮、乙醇沉淀)、分离、干燥而制得。分离、干燥而制得。n用途与木瓜蛋白酶相同。用途与木瓜蛋白酶相同。252.4 细菌蛋白酶n主要由枯草杆菌经深层发酵获得。主要由枯草杆菌经深层发酵获得。n用于啤酒生产：添加细菌蛋白酶，可使大麦汁中的蛋白质分用于啤酒生产：添加细菌蛋白酶，可使大麦汁中的蛋白质分解作用加强，有利于啤酒风味和提高泡沫非生物稳定性等。解作用加强，有利于啤酒风味和提高泡沫非生物稳定性等。262.5 酸性蛋白酶n采用黑曲霉经深层发酵、提取、精制而成。采用黑曲霉经深层发酵、提取、精制而成。n多用做啤酒澄清。多用做啤酒澄清。273 其他酶制剂n3.1
15、果胶酶n主要是采用发酵法由曲霉菌产生。主要是采用发酵法由曲霉菌产生。n主要用于果汁澄清。主要用于果汁澄清。28n3.2 葡萄糖异构酶n亦称木糖异构酶亦称木糖异构酶n作用是使作用是使D-D-葡萄糖转化为葡萄糖转化为D-D-果糖，使木糖转化为木酮糖。果糖，使木糖转化为木酮糖。n主要用于由淀粉、葡萄糖生产高果糖浆和果糖。主要用于由淀粉、葡萄糖生产高果糖浆和果糖。29n3.3 乳糖酶n即即-半乳糖苷酶半乳糖苷酶n是由酵母菌发酵制得是由酵母菌发酵制得n主要用于乳品工业：可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较主要用于乳品工业：可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较大的单糖甜的、溶解度较大的单糖(葡萄
16、糖和半乳糖葡萄糖和半乳糖)。30n3.4 葡萄糖氧化酶n由霉菌发酵制得。由霉菌发酵制得。n主要作用是使主要作用是使-D-D-葡萄糖氧化为葡萄糖内酯。葡萄糖氧化为葡萄糖内酯。n主要用于从蛋液中除去葡萄糖，以防止蛋白成品在储藏期间主要用于从蛋液中除去葡萄糖，以防止蛋白成品在储藏期间变色、变质。变色、变质。31n3.5 纤维素酶n由霉菌发酵制得。由霉菌发酵制得。n纤维素酶能使纤维素多糖中的纤维素酶能使纤维素多糖中的-1-1，4-4-葡聚糖水解为葡聚糖水解为-糊糊精。精。n用于提高大豆蛋白的提取率。用于提高大豆蛋白的提取率。n用于提高果酒的出酒率。用于提高果酒的出酒率。32n3.6 酯酶n是用小牛、小
17、山羊或羊羔的第一胃可食组织，或动物的胰是用小牛、小山羊或羊羔的第一胃可食组织，或动物的胰腺净化后用水抽提而得。或由黑曲霉、米曲霉、假囊酵母腺净化后用水抽提而得。或由黑曲霉、米曲霉、假囊酵母发酵制得。发酵制得。n用于奶油增香。用于奶油增香。33n3.7 单宁酶n一般由黑曲霉或灰绍青霉发酵制备。一般由黑曲霉或灰绍青霉发酵制备。n主要作用是使鞣质加水分解成鞣酸、葡萄糖和没食子酸。主要作用是使鞣质加水分解成鞣酸、葡萄糖和没食子酸。n主要用于生产速溶茶时分解其中的鞣质，以提高成品的冷溶主要用于生产速溶茶时分解其中的鞣质，以提高成品的冷溶性和避免热溶后在冷却时产生混浊。性和避免热溶后在冷却时产生混浊。34n3.8 溶菌酶n是一群引起生物细胞壁水解的酶类，亦称细胞壁解酶。是一群引起生物细胞壁水解的酶类，亦称细胞壁解酶。n溶菌作用：微生物细胞壁溶解后，细胞立即膨胀，极易破裂而使内溶菌作用：微生物细胞壁溶解后，细胞立即膨胀，极易破裂而使内容物扩散出来。容物扩散出来。n溶菌酶有溶菌酶有2 2类：细菌溶菌酶、真菌溶菌酶。通常所说的溶菌酶指的是类：细菌溶菌酶、真菌溶菌酶。通常所说的溶菌酶指的是取自卵清的细菌溶菌酶。取自卵清的细菌溶菌酶。n溶菌酶由蛋白中提取。溶菌酶由蛋白中提取。n医学上用于消炎抗病毒，食品工业作防腐剂。医学上用于消炎抗病毒，食品工业作防腐剂。35
