**********
摘要:本文对食品酶制剂及酶制剂保鲜的特点做了简单介绍,并对主要酶制剂(溶菌酶、葡萄糖氧化酶)在食品保鲜中的新应用作了具体论述,并展望酶制剂作为保鲜剂的发展前景。
关键字:食品酶制剂 食品保鲜 发展前景
The application and development potential of enzymatic preparation in food preservation
Abstract: This article briefly introduces some specific property of food enzymatic preparation, and the application of enzymatic preparation (lysozme & glucoseoxidase) in food preservation was mainly introduced。 Finally the application in the future is prospected。
Key words:food enzymatic preparation; food preservation; development potential
酶是生物细胞原生质合成的具有高度催化活性的蛋白质,因其来源于生物,通常被称作“生物催化剂”。由于酶具有催化的高效性、专一性和作用条件温和等特点,因而其应用范围已遍及工业、医药、农业、化学分析、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等方面。从生物(包括动物、植物、微生物)中提取的具有生物催化能力的物质,辅以其他成分,用于食品加工过程和提高食品产品质量的制品,称为酶制剂。把专用于食品工业方面的酶制剂称为食品酶制剂。
食品在加工、运输和保藏过程中,因受到氧、微生物、温度、湿度、光线等因素的影响,使它的色、香味及营养发生变化,甚至导致变质降低食用价值。因此,如何尽可能地保留食品原有的品质特性始终是食品加工、运输和贮存过程中的一个重要问题。酶制剂保鲜作为一种新型的保鲜技术正引起人们的极大关注,且具有非常广泛的前景。现就酶制剂保鲜的特点及其在食品保鲜中的应用作一概述。
1 酶制剂用于食品保鲜的优点
酶制剂保鲜技术是利用酶的催化作用,防止或消除外界因素对食品的不良影响,从而保持食品原有的品质与特性的技术。而且酶制剂除具有一般化学催化剂的特性外,与其他方法相比还具有以下优点:
(1)酶本身是一种蛋白质,无毒无味无臭。在加工过程中,不会影响食品的色香味,也不会带来环境污染,可采用加热或其他方法来终止反应,十分方便。
(2)酶作为催化剂,具有高度的底物专一性。只要选择适当的酶,就可以有选择的从食品中除去某种组分,或转变成有用的产物。
(3)酶催化反应条件多在常温常压和非极端的pH值下进行,使得产品的风味和营养价值得到较好的保持[1]。
(4)食品酶制剂可以改进食品加工技术、提高食品质量、降低食品加工成本,增加产品的市场竞争力[2]。
由于利用酶制剂来为食品保鲜具有上述优点,所以,它可广泛地应用于各种食品的保鲜中,有效地防止外界因素对食品造成的不良影响。某些酶可以通过除氧或抑制微生物的生长延长食品贮存期。目前应用较多的是溶菌酶和葡萄糖氧化酶的酶制剂保鲜技术。
2 酶制剂在食品保鲜中的应用
2.1 溶菌酶
溶菌酶(lysozme)又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,可以水解细菌细胞壁肽聚糖的β-1,4糖苷键,导致细菌自溶死亡。溶菌酶的分子量14000左右,等电点10。7-11。0,化学性质十分稳定,在pH1。2-11。3范围内剧烈变化时,其结构几乎不变,非常适合于各种食品的防腐[3]。它对革兰氏阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌等都有抗菌作用,而对没有细胞壁的人体细胞不会产生不利影响。它能杀死肠道球菌,增加抗感染力,同时还能促进婴儿肠道双歧乳酸杆菌增殖,促进乳酪蛋白凝乳利于消化,所以是婴儿食品、饮料的良好添加剂。溶菌酶对人体完全无毒、无副作用,具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤的功效,是一种安全的天然防腐剂。用溶菌酶处理食品,可有效地防止和消除细菌对食品的污染,起到防腐保鲜作用。溶菌酶现已广泛用于干酪、水产品、酿造酒、乳制品、肉制品、新鲜果蔬、豆腐、糕点、面条、及饮料等的防腐保鲜。马美湖等的研究也证明,溶菌酶对于控制细菌总数的增殖、减缓TVB-N的上升具有极其重要的作用[4]。
2.1.1 乳制品的保鲜与强化
目前,我国液态乳制品发展很快,溶菌酶应用于乳制品中可起到防腐的效果,尤其适用于巴氏杀菌奶,有效地延长保质期。由于溶菌酶具有一定的耐高温性能,也可适用于超高温瞬间杀菌奶。添加剂量为300-600mg/L,其方法为包装前添加,超高温瞬间杀菌奶也可以在杀菌前添加[5]。
在干酪的生产中,添加一定量的溶菌酶,可防止微生物污染而引起的酪酸发酵,以保证干酪的质量。
新鲜的牛乳中含有少量的溶菌酶,每100ml约含13mg,而人乳中含有40mg/ml溶菌酶。若在鲜乳或奶粉中加入一定量的溶菌酶,不但有防腐保鲜剂的作用,而且可达到强化婴儿乳品的目的,有利于婴儿的健康。
2.1.2 在低温肉制品中的保鲜
由湖南农业大学研制的HNsafety—010低温肉制品保鲜剂,专门适用于低温肉制品的保鲜。此保鲜剂可以耐受95℃以下的温度,而保持性质稳定,因此,将其添加到原料肉中进行低温加热(80℃左右),可保持活力不变。该保鲜剂可以延长低温肉制品保鲜期1倍以上的时间。使用浓度为肉重的0。01%-0。05%。使用方法为在肉块进行滚揉或进行斩拌时加入。应注意的问题是在低温肉制品热加工中,加工的温度不要超过95℃,否则,会影响其活性[6]。
2.1.3 低浓度酿造酒的保鲜
酿造酒的酒精含量较低,有些微生物可以在其中生长而引起变质。例如,清酒的酒精含量为15%-17%,大部分微生物不能在其中生长,而有一种称为火落菌的乳酸菌,则可在清酒中生长,并生成乳酸和产生不愉快的味道。若在清酒中加入15mg/kg的溶菌酶,即可起到良好的防腐效果[7]。
2.1.4 水产品的保鲜
一些新鲜水产品(如:虾、鱼等)在含甘氨酸(0。1mol/L)、溶菌酶(0。05%)和食盐(3%)的混合液中浸渍5min后,沥去水分,保存在5℃的冷库中,9d后无异味、色泽无变化[6]
2.1.5 其他食品的保鲜
在香肠、奶油、生面条、饮料等食品中,加入溶菌酶均可起到良好的保鲜作用。
在应用溶菌酶作为食品保鲜剂时,必需注意到酶的专一性。因为溶菌酶抗菌谱较窄,对于酵母、霉菌和革兰氏阴性菌等引起的变质,溶菌酶不能起到防腐作用。但将溶菌酶与植酸、聚合磷酸盐、甘氨酸配合使用,因发生协同作用,对革兰氏阴性菌的溶菌力显著加强,可大大提高防腐效果[8]
2.2 葡萄糖氧化酶
葡萄糖氧化酶(Glucoseoxidase)对食品有多种作用,作为在食品保鲜及包装中最大的作用是除氧,延长食品的保鲜保质期,很多食品,尤其是生鲜食品其保藏过程中或加工过程中,氧的存在使其保鲜受到很大影响,除氧是食品保藏中的必要手段。很多除氧方法效果都不佳,从选择抗氧剂的特性来说,利用葡萄糖氧化酶除氧是一种理想的方法,葡萄糖氧化酶具有对氧非常专一性的理想的抗氧作用。对于已经发生的氧化变质,可阻止进一步发展,或者在未变质时,能防止发生[4]。由于葡萄糖氧化酶催化过程不仅能使葡萄糖氧化变性,而且在反应中消耗掉一个氧分子,因此,它可作为脱氧剂广泛应用于食品保鲜。
2.2.1 脱糖保鲜
用葡萄糖氧化酶去除食品中残留的葡萄糖,目前应用最多的是生产脱水制品(如蛋白粉、蛋白片等)中,例如蛋的蛋白中含有0。5%-0。6%的葡萄糖,葡萄糖的羰基与蛋白质的氨基发生Maillard反应,而使产品发生褐变、出现小黑点或使全蛋粉的溶解度下降等。因此,在蛋液中加入适量的葡萄糖氧化酶(100-200mgPkg),不断地供给适量的氧气在合适的条件下(30℃-32℃)处理一段时间,使葡萄糖完全氧化,从而很好地保持蛋类制品的色泽和溶解性[7]。此外,葡萄糖氧化酶也可应用于脱水蔬菜、肉类及虾类食品保鲜中,防止因葡萄糖引起的褐变反应。
2.2.2 防止食品氧化
氧化是造成食品色、香、味变坏的重要因素,含量很低的氧就足以使食品氧化变质,将葡萄糖氧化酶和其作用底物葡萄糖混合在一起,包装于不透水而可透气的薄膜袋中,封闭后置于装有需保鲜食品的密闭容器中,当密闭容器中的氧气透过薄膜进入袋中,就在葡萄糖氧化酶的催化作用下与葡萄糖发生反应,从而达到除氧保鲜的目的,葡萄糖氧化酶也可直接加入到罐装果汁、酒、水果罐头及色拉调料中,起到防止食品氧化变质的作用,如在啤酒加工过程中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧,阻止啤酒的氧化变质,葡萄糖氧化酶又具有酶的专一性,不会对啤酒中的其他物质产生作用。因此,葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化,保持啤酒风味,延长保质期有显著的效果[4],又例如防止白葡萄酒在多酚氧化酶的作用下而变色、果汁中的维生素c因氧化而破坏、多脂食品中酯类因氧化而酸败等。此外,也可有效地防止罐装容器内壁的氧化腐蚀。
此外,木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、霉菌酸性蛋白酶等都可以降解啤酒浑浊的蛋白质组分,防止啤酒冷浑浊,延长啤酒贮存期。
3 酶制剂在食品保鲜中的发展前景
目前为止,国际上食品酶制剂应用最多是淀粉、乳制品行业,而糕点、营养功能食品和传统日常食品的应用则不到10%。我国食品酶制剂工业起步晚,虽然近年来有了较大的发展,但技术工艺、装备、产品品种质量水平依然较低,并且应用规模很小,其应用主要集中在淀粉、酿酒行业,其他食品领域近乎空白,而在食品保鲜中的应用可以说只是处于起步阶段,随着基因工程、细胞固定化技术等的发展,酶制剂在食品保鲜中也将有着更广阔的应用前景,大力加强酶制剂在食品保鲜中的应用研究具有非常重要的意义。
参考文献
[1] 李传欣,张 华,李景琳等 酶制剂的应用及发展趋势[j] 辽宁农业科学,2001(1):29
[2] 刘金福 食品天然酶制剂的研究与应用[J]1天津农学院学报,2001,(2):18
[3] 倪瑛,钟立人。 溶菌酶在葡萄酒生产中的应用[J]。中外葡萄与葡萄酒,2003(5):66。
[4] 蒲海燕,刘春芬,贺稚非等。酶制剂在食品中的应用概况[J]。中国食品添加剂,2004(4):103。
[5] 张凤凯,马美湖。 溶菌酶及其食品保鲜剂的应用[J]。 肉类研究,2001(4):41-42。
[6] 张平。 天然食品添加剂在食品保鲜贮藏中的应用[J]。 现代化农业,2002(11):16。
[7] 谭斌。 酶在食品保鲜中的应用[J]。 食品科技,1998(5):32-33。
[8] 章银良。溶菌酶对草莓的保鲜效果[J]。食品工业科技,1999(1):32。下载本文