脂肪酶在食品工业中的应用与研究进展_刘海洲

脂肪酶在食品工业中的应用与研究进展_刘海洲
脂肪酶在食品工业中的应用与研究进展_刘海洲

粮食加工

2008年第33卷第5期

*基金项目:国家自然科学基金项目(No.20176019)

收稿日期:2008-03-24

作者简介:刘海洲(1980-),男,博士研究生,主要研究方向为生物化

工。

自20世纪80年代后期,界面酶学和非水酶学的研究与应用取得了突破性的进展,极大地促进了脂肪酶多功能催化作用的开发,如乳制品的增香、鱼片脱脂、食用油加工、洗涤剂添加酶、皮革毛皮绢纺脱脂、制药、化工合成、污水处理、工具酶等多种用途。而且,在有机相中,脂肪酶还能催化酯合成、酯交换反应、酯聚合反应、肽合成以及酰胺合成等,是生产医药、化工、食品和化妆品的重要原料。当前,脂肪酶被广泛应用于工业生产中,并在基础理论和应用研究中也有十分突出的地位。

1脂肪酶在焙烤食品中的应用

随着焙烤食品工业的快速发展,消费者的食品

安全和健康意识日益增强,对面粉及其制品提出了愈来愈高的要求。要想生产出好的面粉,就需要优质的原料,而我国小麦由于品质参差不齐,要想达到焙烤食品工业的要求,就要在面粉后处理中添加食品添加剂,来弥补面粉品质的不足。过去面包粉改良主要是化学改良剂,如溴酸钾,虽然它对面团及面包有较好的作用,但长期使用对人体有害,2005年7月1日被我国禁止使用[1]。

随着溴酸钾被禁用,如何使用天然无害具有替代功能的产品,成为广大焙烤食品及面粉企业关注的焦点,而生物酶制剂满足了这方面的要求。酶作为一种生物制品,在面粉改良中,具有显著的优越性:酶本身就是活细胞产生的活性蛋白质,不会留下有毒的物质;酶的催化作用具有高度的专一性,一种酶只对一种底物起作用,如淀粉酶只能催化淀粉的水解,而对蛋白质则无效。酶的催化效率非常高,比一

脂肪酶在食品工业中的应用与研究进展*

刘海洲,吴小飞,牛佰慧,刘

登,赵

(青岛科技大学化工学院,山东青岛266042)

摘要:综述了脂肪酶在食品工业领域中的应用与研究进展。脂肪酶在焙烤食品中可作为绿色生物改良剂;在

油脂工业上可促油脂水解、促酯交换和促酯化;在乳品工业中可用于乳酯水解;在食品添加剂中应用可增香改质、提高食品档次。目前国内外还开发出了许多新型脂肪酶产品。

关键词:脂肪酶;食品;油脂;乳品中图分类号:TS201.2

文献标志码:B

文章编号:1007-6395(2008)05-0055-03

般催化剂高107 ̄1013倍,因此用量相当少;酶的操作条件温和,在常温、常压下就能进行。脂肪酶是酶制剂的一种,酶的所有特性它都具有,与其它酶制剂如葡萄糖氧化酶复配后能够取代化学增筋剂溴酸钾。它能够提高面制品的烘焙品质、改善面包质地、延长制品的货架期[2]。

脂肪酶能催化甘油三酯水解生成甘油二酯,甘油一酯或甘油。它对面团有强筋作用,能够提高面包的入炉急胀,增大面包体积,且对面包芯有二次增白作用。关于脂肪酶对面团强筋作用的机理,一种研究认为:因为面粉中的脂肪分极性脂质和非极性脂质,面团中的强极性脂如磷脂,利于面筋网络的形成,非极性脂质甘油三酯,则损害面团的筋力结构。脂肪酶作用于甘油三酯阻止了其与谷蛋白的结合,从而起到增筋作用,因为谷蛋白决定面团的弹性和粘合性,谷蛋白多时面团的筋力就强,另外,甘油三酯的水解有利于磷脂的形成,使面筋网络增强。从而提高了面团的筋力,改善了面粉蛋白质的流变学特性,增加了面团的强度和耐搅拌性,以及面包的入炉急胀能力,使其组织细腻均匀,包心柔软,口感更好。另一种研究认为,脂肪酶在面团内氧化不饱和脂肪酸,使之形成过氧化物,过氧化物可氧化面粉蛋白质当中的硫氢基团,形成分子内和分子间二硫键,并能够诱导蛋白质分子产生聚合,使蛋白质分子变得更大,从而提高了面团的筋力。不仅如此,最近研究人员还发现,脂肪酶在面包制作中对改善面团结构的纹理有着出色的作用[3,4]。

脂肪酶作为一种绿色生物高效产品,由于它在焙烤食品面包当中的出色作用,与其它酶制剂复配后能够取代化学增筋剂溴酸钾,符合了焙烤食品工业绿色、安全、健康的发展要求,正愈来愈受到广大焙烤食品及面粉企业的欢迎,相信它在这些领域的

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粮食加工2008年第33卷第5期

应用具有更加广阔的前景[5]。

2脂肪酶在食用油脂工业上的应用

脂肪酶可以催化酯交换、酯转移、水解等反应,所以在油脂工业中广泛应用。如1,3-特异性脂肪酶可酶促酯交换反应,将棕榈油改性为代可可酯。代可可酯是生产巧克力的原料,价格甚高,而棕榈油价廉,因此这一工艺受到重视,已开展了较多工作[6]。2.1酶促油脂水解

将油脂与水一起在催化剂作用下生成脂肪酸和甘油的反应叫油脂水解反应,它在脂肪酸与肥皂工业上广泛应用。传统的油脂水解反应使用无机酸、碱及金属氧化物等化学物质作为催化剂,需要高温、中高压、长时间及设备耐腐蚀的条件,其成本高、能耗大、操作安全性差,而且产物脂肪酸颜色深或发生热聚合,不适用于热敏性油脂,如含共轭酸的油脂、易发生共轭化的油脂、易发生脱水的含羟基酸的油脂或含高不饱和脂肪酸的油脂及鱼油等。而以生物酶作催化剂的酶促水解则正好克服上述缺点,而且可以具有选择性,因此有利于减少副反应、提高目标产品脂肪酸的质量和收率[7]。

2.2酶促酯交换

将一种酯与另一种脂肪酸或醇或酯混合并伴随酰基交换生成新酯的反应叫酯交换反应。其中,酯-酸交换、酯-酯交换反应可以改变油脂的脂肪酸和甘油酯组成,从而改变油脂的性质,这是油脂工业常用来进行油脂改性的一种重要手段。传统的酯交换工艺采用的是化学方法,常用的催化剂是金属钠或氢氧化钠、无机酸等,虽然可以提高甘三酯子酰基的迁移性,但会造成反应体系中酰基间的交换与分布的随机性,致使副产品增多[8]。如果用非特异性脂肪酶来催化甘三酯的酯交换,也会得到与化学法酯交换类似的结果。然而,如果使用1,3-定向脂肪酶作为催化剂,酰基的迁移与交换则限制在1-位和3-位上,这样就能生产出化学法酯交换所无法得到的特定目标产物,这正是酶促酯交换法具有的独特魅力之处,利用1,3-定向脂肪酶催化油脂进行定向酯交换这个特性,有实际意义的应用是利用廉价油脂经过改性而生产珍贵油脂,目前在油脂工业上研究最多也最有研究价值的是类可可脂的生产。目前,日本、英国已有了以棕榈油中间分提物为原料经酶促改性制取类可可脂的小规模生产。我国近几年来对中国特有的油脂资源——

—乌桕脂和茶籽油经酶促改性制类可可脂有较多研究,目前正在探索其产业化道路,如能实现工业化生产则必将对我国油脂工业、食品工业的发展产生巨大的推动作用[9]。

2.3生物精炼——

—酶促酯化

在食用油脂精炼工艺中,由于毛油中通常含有较高的游离脂肪酸(FFA),故需采取措施进行脱酸以提高油脂品质。通常采用的脱酸方法有化学碱炼法和物理精炼法。化学碱炼法就是向油中加入计算量的碱以中和油中的FFA,由于碱炼过程中总是不可避免地要造成中性油、甾醇、生育酚等的损失,还会产生大量污染环境的废水和皂脚,故此法尤其不适合高酸值油(如毛米糠油)的精炼[10]。现已开发成功物理精炼法来处理高酸值油,但物理精炼法对油脂的前处理要求严格,且必须具有高温、高真空条件。近10年来,一种高新技术——生物精炼(酶促酯化),主要包括酶促FFA酯化,应用于高酸值油脂的脱酸,已引起了有关学者的关注。从炼耗和油品质量出发来考虑,生物精炼与常规的碱炼、脱色、脱臭工艺结合或与物理精炼工艺结合起来应用,是处理高酸值油的一种潜在技术[11,12]。酶促酯化的原理是:借助微生物脂肪酶在一定条件下能催化脂肪酸与甘油间的酯化反应,从而把油中的大量游离脂肪酸转变成中性甘油酯,这样既降低了酸值,又增加了中性甘油酯的量。经过这种生物精炼脱酸处理的油中还会残余一些游离脂肪酸,可再经过碱炼方法除去,从而获得与传统精炼方法同等质量的食用油[13]。

3脂肪酶在乳品工业中的应用

应用于乳酯水解,包括奶酪和奶粉风味的增强、奶酪的熟化、代用奶制品的生产、奶油及冰淇淋的酯解改性等。脂肪酶作用于乳酯并产生脂肪酸,能赋予奶制品独特的风味。脂肪酶释放的短碳链脂肪酸(C4-C6)使产品具有一种独特强烈的奶风味,而释放的中碳脂肪酸(C10-C14)使产品具有皂似的风味。同时,由于脂肪酸参与到类似微生物反应的过程中,增加了一些新风味物质的形成,如甲基酮类、风味酯类和乳酯类等[14]。传统奶酪制品加工所用的脂肪酶大都来自动物组织,如猪、牛的胰腺和年幼反刍动物的消化道组织,不同来源的脂肪酶会产生不同风味特征。脂肪酶还可使用在羊奶仿制牛奶的制品中。对不同奶源的奶制品,脂肪酶的使用可大大改善其原有的不良风味,促使新的风味的产生,并能改进乳制品的营养价值。脂肪酶在生产酶改性奶酪制品中起关键作用,酶改性奶酪中含有的游离脂肪酸比只经过普通处理的奶酪中要高10倍以上,这对于其作为风味增强剂是十分有利的[15]。

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4脂肪酶在食品添加剂工业中的应用

L-抗坏血酸棕榈酸酯被广泛地用作酯溶性抗氧化剂及营养强化剂。抗坏血酸棕榈酸酯是由L-抗坏血酸酯化而得,同L-抗坏血酸相比,首先,其抗氧化性有了显著的提高;其次,由于棕榈酸基的植入,使得它既有亲水的抗坏血酸基,又有亲油的棕榈酸基,从而成为一种优良的表面活性剂;此外,它还具有极强的抗癌和抗肿瘤功效。汤鲁宏等[16]对水、庚烷和叔戊醇等几种反应媒体和NOVO435(Candidaantartica),MML(Mucormiehei),LIPOLASE,PPL(Porci-nepancreas)等数种脂肪酶对L-抗坏血酸棕榈酸酯合成反应的影响进行了系统的研究,结果表明:反应媒体及脂肪酶品种对反应影响极大,所研究的几种反应媒体中,叔戊醇是惟一适用于该反应的反应媒体,在所研究的几种脂肪酶中,NOVO435表现出了良好的催化活性。蔗糖月桂酸酯具有乳化、抗菌等功能,已经引起人们越来越多的关注。越来越多的研究者关注于应用酶作为催化剂区域选择性地合成蔗糖月桂酸酯。如:Pedersen等用metalloproteasether-molysin、BacilluspseudofirmusAL-89催化合成出蔗糖2-月桂酸单酯[17]。通常情况下,芳香和香味成分是由化学合成或从天然来源中提取的,从植物中提取芳香物质的量有限,无法满足人们的需求,因此目前开始转向用生物技术的方法生产,目前国内外多用微生物酶法合成芳香化合物。如ShiehCJ[18]通过响应面方法研究了毛霉固定化脂肪酶催化己醇和三乙酰甘油酯在正十六烷中的转酯优化条件。

5展望

酶在食品工业中具有广泛而重要的作用,近年来人们对脂肪酶的研究取得了很大的进展,已引起了全世界的广泛关注。目前,脂肪酶在非水体系中反应的研究在国外已取得突破性进展,脂肪酶的应用已深入到食品工业中的多个领域,国内脂肪酶在非水介质中的酶促反应亦成为近几年的研究热点,并取得一些可喜的成果。当前,由于固定化酶的方法过于复杂,效率低、成本高,或使用了有毒的化学试剂而不符合食品加工所必须满足的经济和安全的标准,所有这些都限制了固定化脂肪酶技术在食品工业中的应用,但随着生物技术以及材料、化工等各相关学科的发展,相信固定化脂肪酶的工作会有新的突破。在食品中也将得到更广泛的运用,对促进食品工业快速发展具有重要意义。

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(下转第77页)

TheApplicationandRecentResearchProgressofLipaseinFoodIndustry

LIUHai-zhou,NIUBai-hui,LIUDeng,ZHAOShuai

(CollegeofChemicalEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,

266042QingdaoShandong,China)

Abstract:Summarizedthelipaseinfoodindustrydomainapplicationandtheresearchdevelopment.Thelipasemaytakethegreenbiologymodifierinthebakeryproduct.Fatindustrymaypressthefathydrolysis,presstheesterexchangeandtopresstheesterification,mayuseintheyoungesterhydrolysisinthedairyindustry.Theapplicationmayincreaseinthefoodadditivechangesthenature,toenhancefoodscalefragrant.Atpresentdo-mesticandforeignalsodevelopedmanynewlipaseproducts.Keywords:lipase,food,lipid,milk

(上接第57页)

2.4加强机械设备现场安全管理

粮食机械设备在使用前首先应对机械设备进行全面检查,严格按机械设备使用说明书及操作规程操作,重点对机械设备传动部位、安全防护部位、机械设备支撑点以及电源连接部位进行检查,确保机械设备运转正常;其次在使用过程中,要及时清理机械设备及作业现场杂物,防止由机械、

现场杂物所带来的安全隐患。为加强现场防范工作,必要时作业现场周围加装防护栏或悬挂安全警示标牌,禁止非工作人员进入作业现场,作业现场周围应通畅,配备必要的防护设备设施。在粮食收购、烘晒机械设备使用高峰期间应实行领导带班和机械维修人员值班制,在收购期间现场应有专人进行管理。另外对作业现场机械设备使用者应按要求穿戴好防护用具进行强制要求,确保人身安全及机械设备运转正常。

2.5加强机械设备日常维护保养工作

粮食机械设备日常维护与保养工作非常重要,是对机械设备病态的修复,是保证机械设备安全运转的基础。企业要根据实际制定机械设备日常维护保养计划,每年至少大修1次。维护保养要建立机械设备安全维修基金,专款专用,才能有效解决安全隐患。维护保养时要详细填制维护保养记录,重点对安全防护部位进行维护。通过日常维护与保养能够有效提高生产效率,延长机械设备使用寿命,确保机械设备完好率100%。

保养维护后的机械设备要调试正常后定置存放机械库。没有机械库的在未使用时要对机械设备进行苫盖,防止雨雪侵蚀,使用后要及时对机械设备进行全面检查。

2.6定期对机械设备消毒灭菌处理

粮食机械设备与其它行业机械设备有所不同,所接触的都是粮食及其产品,不允许机械设备有害

虫或病菌。在夏季虫害、病菌高发期间,要对粮食机械设备定期进行消杀灭菌处理,尤其在对有粮食虫害的机械设备作业后,必须对机械设备进行整机消杀处理,防止由机械设备带来相互交叉感染,给粮食储藏带来安全隐患。

2.7加强员工技术技能培训

加强员工技术技能培训及安全法规学习,不断提高员工业务素质和机械设备操作水平,增强员工安全防范意识,严格按岗位责任制及操作规程进行操作,从思想上提高员工对安全的认识。

2.8加强机械设备安全监督检查力度

监督检查是保证粮食机械设备安全的有效管理

方法之一,是对机械设备使用过程中人的行为、机械设备运转状态、现场环境危害等因素进行监督检查和考核的管理过程,尤其在机械设备作业期间,既可以防止违章作业,又可以及时处理发现的问题,把安全隐患消除在萌芽状态,提高生产效率,确保机械设备及人身安全。

3安全管理的隐形效益

安全管理工作的过程是一个人、财、物投入的过

程,是一个遵规守矩、照章办事的执行过程,没有立竿见影的经济效益。安全管理是隐性效益,安全管理工作不能停留在口头上,要落到实处,真正做到机械设备安全管理有组织、有制度、有措施、有检查、有总结、有预防控制和应急处理措施。安全管理上的投入也必然结出安全硕果,企业经济效益也能得到进一步提高。参考文献:

[1]左圣毛,朱清峰.规范仓储技术管理,走生态效益保粮之路[J].粮食加工,2006,(1):58-59.

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酶工程在食品方面的应用

浅谈酶工程及其在食品领域中的应用 摘要:酶工程是现代生物技术的重要组成部分。酶作为生物催化剂,具有高催化效率,专一性强,反应条件温和及酶活性可以调控。本文介绍了酶工程和酶在食品领域中的应用,并对酶工程技术研究应用前景做了整体展望。 关键词:酶工程,固定化,食品 1.酶和酶工程 1.1简述酶和酶工程 酶是由生物体产生的具有催化活性的蛋白质.它能特定地促成某个化学反应而本身却不参加反应,且具有反应率高、反应条件温和、反应产物污染小、能耗低、反应容易控制等特点.这些特点比传统的化学反应具有较大的优越性.【1】酶工程技术是现代五大生物工程技术之一,是利用酶或者微生物细胞、动植物细胞、细胞器等所具有的某些功能,借助于工程学手段来提供产品或服务于社会的一门科学技术。酶工程技术的应用范围很广,主要包括酶的分离和提取、各类酶的开发和生产、固定化技术的研发、酶反应器的研制等几个方面【2】 1.2酶的来源、提取、分离和纯化 酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取,例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜,胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。酶是蛋白质,因此一切蛋白质的分离原则都应该遵行。酶作为特殊的蛋白质,最重要的原则是纯化过程中一定要保持其活性。酶的分离纯化化学方法一般很据酶的分子量、等电点、疏水性等生化性质,选择相应的沉淀、盐析、层析方法。 1.3酶的生产 微生物种类多,几乎所有酶都能从微生物中找到,而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养,繁殖快,产量高,故酶大多有微生物生产。近年来,随着基因工程技术的迅速发展,又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。例如利用改良的过氧化物酶能够在高温和酸性条件下脱甲基和烷基,生产一些食品特有的香气因子。此外,运用基因工程技术,提高葡萄搞异构酶,纤维素酶,糖化酶等酶活力的研究也取得了一定的成绩。【4】基因工程的克隆流程包括:目的基因的获得、将目的基因克隆到合适的质粒载体;、将重组质粒转染细胞和表达产物的检测。其中,目的基因的获得主要有三条途径:以含有目的的基因的生物DNA 中获得、以DNA作为目的基因和用化学方法合成目的基因。在宿主体系的选择方面,目前在食品级酶的生产中,原核生物一般选用枯草杆菌、地衣芽抱杆菌、乳酶链球菌、嗜热链球菌等。真核生物一般以酵母和哺乳动物细胞作宿主细胞。【16】 1.4 固定化酶 1.4.1固定化酶简介 酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,进行特有的催化反应,并可回收及重复利用的技术。酶的化学本质是蛋白质,其最大弱点是不稳定性,对酸、碱、热及有机溶液容易发生酶蛋白的变性作用,从而降低或失去活性。而且酶往往在溶液中进行反应,反应以后会残留在溶液系统中不易回收,造成最终产品生化分离提纯操作上的麻烦。加之酶反应只能分批进行,难于连续化、自动化操作。这大大地阻碍了酶工程的发展应用为克服上述缺点,要将游离酶固定化后进行应用。固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶,用人工方法固定在载体上。由于固定化酶的运动被化学或物理的方法限制了,能将其从反应介质中回收,所以它原则上能在批量操作或连续操作中重复使用酶。固定化酶技术是酶工程的核心,它使酶工程提高到一个新水平。【6】 1. 4.2吸附法 吸附法是通过非特异性物理吸附法或生物物质的特异吸附作用将酶吸附在炭、有机聚合物、玻璃、无机盐、金属氧化物或硅胶等材料上。该方法又分为物理吸附法和离子吸附法。

酶工程技术在食品中的应用

酶工程技术在食品中的应用 生物工程是现代科技的一项高新技术,酶工程是生物工程中最重要的组成部分。自从1906年人类发现了用于液化淀粉生产乙醇的细菌淀粉酶以来,经过几十年的发展,酶制剂已经广泛地应用于食品加工、纺织、洗涤剂、饲料、医药等行业,给这些行业带来了新的生机和活力。酶是具有生物催化能力的蛋白质,其催化反应具有高效性和专一性。国际生物化学联合会把酶分成六大类---氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类。本文将简要介绍几种常用于食品加工中的酶的特性及其作用机理。简而言之,酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。 一、酶工程技术简介 1.酶制剂的生产来源 酶制剂的生产酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取,例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜,胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。它们大多数由微生物生产,这是因为微生物种类多,几乎所有酶都能从微生物中找到,而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养,繁殖快,产量高,故可在短时间内廉价地大量生产。近年来,随着基因工程技术的迅速发展,又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。基因工程技术的最大贡献在于,它能按照人们的意愿构建新的物种,或者赋予新的功能。虽然目前基因工程

还未形成大规模的产业,但是它作为一种改良菌种,提高产酶能力,改变酶性能的手段,已受到了人们的极大关注。例如利用改良的过氧化物酶能够在高温和酸性条件下脱甲基和烷基,生产一些食品特有的香气因子。基因工程菌生产a一淀粉酶是目前人们研究最多的课题,美国CPC国际公司的Moffet研究中心,已成功地采用基因工程菌生产了a一淀粉酶,并已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准。此外,运用基因工程技术,提高葡萄搞异构酶,纤维素酶,糖化酶等酶活力的研究也取得了一定的成绩。 2.酶的纯化 酶的纯化属于一种后处理工艺,包括粗制工艺与精制工艺,对超酶液进行浓缩精制是生产高质量酶制剂的重要环节,目前采用的技术主要有沉淀法,吸附法和色谱法,分子筛分法,陈结法,减压浓缩法和电泳法等。 3.酶的固定化技术 酶的固定化是指用物理或化学手段,把酶束缚在一定的区域内,使其在一定的范围内起催化作用。固定化技术是酶工程的关键技术之一,自从1969年世界上第一次使用固相酶技术以来,至今已有30多年的历史。应用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆是现代酶工程在工业生产中最成功、规模最大的应用。固定化酶可用于处理液态食品,价格昂贵的酶经固定化后,可以提高稳定性,降低成本,延长使用寿命,实现连续化和自动控制,减少精制过程中沉淀,过滤等操作费用。

脂肪酶

脂肪酶的应用进展综述 09生物技术0902021040 陈莹莹 摘要:脂肪酶被认为是工业中很重要的一利酶。本文概述了当前研究中广泛使用的脂肪酶及其固定化产品的应用途径, 包括在食品加工、饲料、纺织、医药、生物柴油和传感器等领域中的应用。脂肪酶应用的主要障碍是其成本高。但技术进步尤其是基因技术的发展有望使成本降低, 脂肪酶在药物合成中的应用在本文中也作了展望。 关键词:脂肪酶;性质;生产;来源,应用 脂肪酶(Triacylglycerol lipase E C3.1.1.3)是广泛存在的一种酶,在脂质代谢中发挥重要的作用。在油水界面上,脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解,释放更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。脂肪酶反应条件温和,具有优良的立体选择性,并且不会造成环境污染,因此,在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。 一、脂肪酶的来源 脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻籽、油菜籽,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在动物体内,各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代谢等过程;细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富(Pandey等)。由于微生物种类多、繁殖快、易发生遗传变异,具有比动植物更广的作用p H、作用温度范围以及底物专一性,且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶,适合于工业化大生产和获得高纯度样品,因此微生物脂肪酶是工业用脂肪酶的重要来源,并且在理论研究方面也具有重要的意义。 二、脂肪酶的性质 脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶,可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应,除此之外还表现出其他一些酶的活性,如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等(Hara;Schmid)。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点,如在油水界面促进酯水解,而在有机相中可以酶促合成和酯交换。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今,已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶,并研究了其性质,它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同(V eeraragavan等)。总

酶制剂在食品工业中的应用 论文

酶制剂在食品工业中的应用 摘要:酶制剂是一类特殊的食品添加剂,具有催化高效性,专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向,包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用。并对酶制剂在食品工业中的发展方向和安全问题进行了讨论。 关键词:酶制剂;食品工业;应用 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品,称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面,它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外,酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。 随着发酵工业的发展,酶制剂的主要来源已被微生物所取代,它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性,还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展,酶制剂的种类越来越多,分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有:淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等,它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然,尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步,但与发达国家相比,还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步,今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 1.酶与食品的关系 在食品生产加工中,为了保持食物原有的色、香、味和结构,就要尽量避免引起剧烈的化学反应。酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质,因此作用条件非常温和。许多酶所催化的反应从动植物最初生长时就开始了,当它被作为食品时,其体内酶的催化作用仍然继续进行着。如动物体死后,其合成代谢停止,而分解代谢加快,因此就会导致组织腐败,但这可能也会改善某些食品原料的风味。在大多数成熟的水果中,由于某些酶的增加,会使得其呼吸速度加快,淀粉转变为糖,叶绿素发生降解,细胞体积快速增加。这些变化,对于水果风味的改善是有益的;而对蔬菜来讲,叶绿素的降解则是有害的。 2.与食品生产有关的酶制剂 2.1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史,淀粉加工用酶所占比例达到15%,是酶制剂最大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高,并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提到的是一系列新的酶制剂的发现和应用,如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海藻糖,改变了先前从酵母等食物中抽提的生产方法,生产成本大大下降。这种糖不仅耐酸、耐热、防龋齿,还可抑制蛋白质变性和油脂酸败,市场日益扩大。 2.2与油脂生产有关的酶制剂 油脂是人类食品的主要营养成分之一,有赋予食品不可缺少的风味,而且用酶法生产有益健康的油脂的正逐步应用成熟,如用DNA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料所制作的食品销售额已达400亿日元。 2.3与蛋白质有关的酶制剂 蛋白质在食品加工中,不仅具有营养的功能还具有各种物理功能,提高这类功能将会增加其附加值,要达到这个目的需要利用蛋白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生产氨基酸系列的调味品,就必须把蛋白质彻底分解为氨基酸。 2..4与面包生产有关的酶制剂

脂肪酶综述

脂肪酶综述 摘要:脂肪酶是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。随着酶学技术的快速发展,微生物脂肪酶也受到了越来越多的关注作为生物催化剂,脂肪酶一直以来都是生物技术领域中最重要的一类酶。 关键字:脂肪酶,酶活测定,非水相,食品工业应用。 简介:脂肪酶(三酰甘油酯水解酶,EC 3.1.1.3),是一类广泛存在于多种微生物中的生物催化剂。脂肪酶最早被发现可追溯至1901年,其天然作用底物为三脂酰甘油酯,能够将酯键水解,释放甘油二酯甘油一酯甘油以及游离脂肪酸随着非水酶学的发展,研究者发现,脂肪酶在非水相中能够催化酯化。酯交换以及转酯化反应,并且具有高度的选择性和专一性,已广泛应用于食品、医药、洗涤剂等行业。特别是在食品行业中得到了大量的应用,并逐渐成为食品领域中应用最为广泛的酶类之一。但是,由于目前脂肪酶相对于传统的化学催化剂的生产成本仍然偏高,这是制约脂肪酶工业化应用的主要问题,因此,在了解脂肪酶催化特性的基础上,通过筛选高产菌株,或者改变脂肪酶催化环境等方法提高脂肪酶的产率和利用率,降低利用脂肪酶进行工业化生产的成本是目前急需解决的主要问题。 1、脂肪酶的结构特点 研究表明, 来源不同的脂肪酶,其氨基酸组成数目从270~ 641不等,其分子量为29 000~ 100 000。迄今为止,人们已经对多种脂肪酶进行克隆和表达,并利用X -衍射等手段和定向修饰等技术测定了酶的氨基酸组成、晶体结构、等电点等参数, 确定了组成脂肪酶活性中心的三元组( triad)结构。多数脂肪酶都是单链蛋白, 比如CCL( A) 含有534个氨基酸残基, 其组成3 个小的和11个大的β-折叠及10个α-螺旋。其催化活性三元组由Ser-209、His-449和Glu341组成, Ser-209处于超二级结构折叠-螺旋[β-折叠( 202~208)-α -螺旋( 210~220) ]的转角处。多数成熟的天然蛋白还含有糖类组分, 如CCL( A) 含有4. 2%葡萄糖、甘露糖和木糖等,所以实际测得的分子量比理论分子量偏大[157 223(理论) , 60 000(实测)]。 脂肪酶通过与水/底物界面的相互作用来获得不同的构象状态。在关闭构象状态时“盖子”覆盖在酶的活性位点上。酶难以靠近底物分子而转变到开放构象状态时,催化通道入口打开. 近年来发现“盖子”的作用不仅仅是调节底物靠近活性位点的大门。“盖子”是两性分子结构在关闭状态酶的结构是亲水端面对溶剂,疏水端朝向蛋白质的内部,当酶转变到开放状态时疏水端会暴露出来隐藏亲水残基团,在丝氨酸残基周围形成亲电子域引起脂肪酶的构象改变增加了酶与脂类底物的亲和性,并稳定了催化过程中过渡态中间产物。酶分子周围通常保留一定量的水分,从而保证了脂肪酶在油/水界面和脂相中的自体激活。 2、脂肪酶的来源 脂肪酶是一种普遍存在于生物体的酶类,具有重要的生理学意义,同时也具有工业化应用的潜在可能性脂肪酶能够催化三酰甘油酯水解成为甘油和游离脂肪酸,而在有机相中,脂肪酶则催化酯化酯交换以及转酯化反应。在真核生物体内,脂肪酶参与许多类脂化合物的代谢过程,包括脂肪的消化、吸收、利用以及脂蛋白的代谢,在植物中,脂肪酶存在于储存能量的组织中。脂肪酶在微生物界分布很广,大约65 个属微生物可产脂肪酶,其中细菌有28个属、放线菌4个属、酵母菌10个属、其它真菌23个属,但实际上微生物脂肪酶分布远远超过这个数

酶在食品工业中的应用与前景

食品科学,2006(12):酶在食品工业中的应用与前景 肖玫1郭雪山2 (1南京农业大学工学院,南京210031 2南京财经大学食品科学与工程学院,南京210003) XIAO Mei 1 GUO Xue shan 2 (1. Engineering College,Nanjing Agricultural Universituy, Nanjing 210031,China ; 2. Food Science And Engineering College,Nanjing Universituy of Finance And Economics,Nanjing 210003,China) 摘要:本文介绍了酶在食品工业中的重要作用;概括了酶在肉类、鱼类加工、蛋品加工、乳品工业、果蔬加工、饮料、酿酒工业、焙烤食品和制糖中的应用;展望了酶对食品工业的发展前景。 关键词:酶;食品工业;应用;前景 The Application and the prospect of developmentof Enzy matic Techology in the Food Industry Abstracts:This paper introduces important effect of enzy in food industry,summarizes the application of enzy in the production of flesh, fish, eggs, milk, vegetable, beverage, vintage, toast food and refine suger,and gives developing prospect of enzy in food industry. Key words: Enzy;Food Industry;Application Prospect 生物工程是现代科技的一项高新技术,酶工程是生物工程中最重要的组成部分,是利用酶的特异催化功能,将一种物质转化为另一种物质的技术,即将生物体内具有特定催化作用的酶类或细胞、细胞器分离出来,在体外借助工业手段和生物反应器进行催化反应来生产某种产品的工程技术。当前酶制剂的生产,主要依靠从微生物发酵液或细胞中提取有用的酶类,如——淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶以及用于重组DNA技术的各种工具酶等。这些酶类已被广泛用于食品加工、纺织、制革、医药、加酶洗涤剂生产和基因工程中。 生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用。目前已有几十种酶成功地用于食品工业。例如,葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品的

酶的固定化方法的研究进展

l竖!壁塑翌苎垫!!竺篁!塑!篁箜!!!塑!:兰!旦旦旦垦二竺垒燮鱼!里!呈型!里壁!里!型旦塑鱼!垫!!塑:!!里!:!!!! 酶的固定化方法的研究进展 徐莉?,侯红萍2 (1.山西农业大学食品科学与工程学院,山西太谷030801;2.山西农业大学食品科学与工程学院,山西太谷030801) 摘要:固定化酶是酶工程的核心,利于实现酶的重复利用及产物与酶的分离。介绍了几种常用的固定化酶的方 法,如吸附法、包埋法、交联法和共价结合法,以及近几年研究的一些新型的固定化技术,如交联酶聚集体、定向固定 和共固定技术。 关键词:酶;固定化;研究近展 中图分类号:QSl4;Q55文献标识码:B文章编号:1001—9286(2010)01—0086—04 ResearchProgressintheImmobilizationofEnzymes ,xuLilandHOUHong—ping (1.FoodScience&EngineeringCollegeofShanxiAgriculturalUniversity,Taigu,Shanxi030801,China) Abstract:Immobilizedenzymeisthecoreine/izymeengineeringanditishelpfulforthel℃useofenzymeandtheseparationofproductsanden- zyme.Illthispaper,severalcommonly-usedimmobilizationmethodsofenzymewei'eintroducedincludingabsorptionmethod.embeddingmethod,cross-linkingmethodandcovalentbindingmethod.Besides,somenewly-developedimmobilizationmethodsinrecentyearssuchascross-linkedenzymeaggregates.orientationfixedandtotalfixationtechnique、^,erealsointroduced. Keywords:enzyme;immobilization;researchprogress 酶是一类具有催化功能的蛋白质,与化学催化剂相比具有反应速度快、反应条件温和、底物专一性强,可在水溶液和中性pH下操作等优点,但同时也存在一些不足,如酶一旦从细胞中分离出来,其活性会迅速下降,由于酶是溶于水的,在水溶液中进行反应,会导致酶和底物、产物从水中分离的困难,不利于循环使用【ll。 然而,固定化技术的出现彻底解决了这些问题,不仅提高了酶的活性,而且还实现了酶的可重复使用性。近年来,固定化酶的研究得到了人们极大的关注,并取得了许多重要成果。下面以酶的固定化方法为核心,介绍一些有关固定化技术的研究新进展。 1吸附法 利用多种固体吸附剂将酶或含酶细胞吸附在其表面上而使酶固定的方法。该方法最显著的优点是操作简便,条件温和,不会引起酶的变异失活,且载体价廉易得,可反复使用。但酶与载体结合不牢,极易脱落,所以它的使用受到一定的限制[21。因此,人们不断尝试使用新的载体来解决这易脱落的问题。 通常,吸附法分为物理吸附法和离子吸附法。1.1物理吸附法 酶被载体吸附而固定的方法称为物理吸附法。从载体对酶的适应性来看,这个方法效果是好的,酶蛋白的活性中心不易受破坏,酶的高级结构变化也不明显,但其缺点是酶与载体的相互作用较弱,被吸附的酶极易从载体表面上脱落下来,不能获得较高活力的固定化酶[3】。该方法常用的载体有活性炭、多孔陶瓷、纤维素及其衍生物、甲壳素及其衍生物等。 纵伟、刘艳芳等(2008)以磁性壳聚糖微球作为新型载体,并采用物理吸附法固定化脂肪酶,对影响固定化的各种因素进行考察,确定了最优条件,同时比较了游离酶和固定化酶的pH值和热稳定性。结果表明,固定化的适宜条件为:加酶量600U/g,温度5℃,pH7.0,固定化时间2h。固定化酶的pH值和热稳定性都优于游离酶,固定化酶连续使用5次后,其相对酶活仍为使用前的57.8%,具有较好的操作稳定性问。 近年来,随着介孔分子筛制备技术的日臻成熟,人们正在考虑用其担当固定化酶的载体。与其他材料相比,介孔分子筛规则的孔道、大的比表面积、极强的吸附性能、稳定的结构等特点,使其具有担当固定化酶载体得天独 收稿日期:2009一10—12 作者简介:徐莉(1984一),女,山西省孝义市,在读硕士研究生,研究方向:食品微生物与食品发酵。 通讯作者:侯红萍,女,教授,硕士生导师,主要从事食品发酵及生物工程等方面的教学与科研工作。主持、参加基金项目与科研项目多项。万方数据

酶工程的发展状况及其应用前景

酶工程的发展状况及其应用前景 摘要:酶在现代生物生产中扮演着重要角色,酶作为一种生物催化剂,因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点,以及酶工程不断的技术性突破,使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。 关键词:酶工程生物催化剂酶的固定 正文: 随着酶生产的不断发展,酶的应用越来越广泛。现在,酶工程已在医药、食品工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。 一、酶工程的发展及应用现状 (一)国内外酶制剂的发展现状 BCC最新研究报告显示,未来4年全球工业酶制剂市场价值将以%的复合年增长率继续增长,由2011年的39亿美元增加至2016年的约61亿美元。该报告将工业酶市场细分成3个部分:生物酶、食品和饮料酶以及其他酶制剂。2011年生物酶的市场价值达12亿美元,预计还将以%的复合年增长率继续增长,2016年达17亿美元。2011年食品和饮料活性酶的市场价值接近13亿美元,未来4年还将以%的年均复合增长率增长,预计2016年达21亿美元。2011年其他酶制剂的市场价值为15亿美元,预计还将以%的复合年增长率增长,到2016年市场价值将达到22亿美元①。 我国酶制剂工业面经过近几十年的发展,初步具有一定的规模,取得了很大的进步。但是,国外酶制剂公司仍然处于绝对的领先地位,特别是一些比较出色的公司,例如,诺和诺德公司(Novo Nordisk)、丹尼斯克公司(Danisco)等②。 (二)酶工程的应用现状 一、酶工程技术在医药工业中的应用 1、酶的固定化技术 酶的固定化(enzyme immobilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrierorsupport),将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中,使其仍具有催化活性,并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。不使用固体材料作为载体,通过酶分子之间的相互交联形成聚集体,也可将酶固定化,称为无载体酶固定化。由于酶的蛋白质属性,进人人体后产生免疫反应,因稀释效应,而无法集中于靶器官组织,常不能保持最适合的治疗浓度,而固定化酶则很好的克服了游离酶的这些缺点,应用于治疗镁缺乏症、代谢异常症及制造人工内脏方面,如固定化L-天冬酰胺酶用于治疗白血病。葡萄糖氧化酶被固定化在纳米微带金电极上可用于活体检测的微生物传感器③。 固定化酶技术可用于治疗一些代谢障碍疾病。已知人类关于新陈代谢的疾病已过120余种,很多病因归结为人体缺乏某种酶的活性,一种可能的治疗方法就是通过某种方式给病人提供他所缺乏的酶。其提供的方式主要有:①将固定化酶用于体内作为治疗药物;②将固定化酶组装成体外生物反应器,通过体外循环作为临床治疗剂。将固定化酶用于临床诊断的例子很多,如各种酶测试盒层出不穷,采用固定化酶柱反应器的FIA(流动注射法)可用于临床诊断检测尿酸、葡萄糖、氨、尿素、胆甾醇、谷氨酸、乳酸、无机磷等。 2、酶催化技术 主要介绍非水相介质中的酶催化,传统的酶催化反应主要在水相中进行,但自1987年Kilibanov等。用脂肪酶粉或固定化酶在几乎无水的有机溶剂中成功地催化合成了肽以及手性的醇、脂和酰胺以来,对酶在非水相介质的催化反应技术的开发及研究报道迅速增加,特别在手性药物的不对称合成及手性药物拆分的生物技术开发中得到了很多应用。目前非水相中的酶催化技术已衍生出以下几类体系:①水与有机溶剂的互溶均相体系;②水与有机溶剂形

固定化酶的研究进展

固定化酶的研究进展 固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来,成为不溶于水的酶衍生物,所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。但是,后来发现,也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中,高分子底物与酶在超滤膜一边,而反应产物可以透过膜逸出。在这种情况下,酶本身仍是可溶的,只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。因此,用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。在1971年第一届国际酶工程会议上,正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。 一固定化酶的发展历程[1] 酶参与体内各种代谢反应,而且反应后其数量和性质不发生变换。作为一种生物催化剂,酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应,一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应,而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。近年来,酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。 1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象;直到20世纪50年代,酶固定化技术的研究才真正有效地开展;1953年,德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化,然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶;到20世纪60年代,固定化技术迅速发展;1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸,是世界上固定化酶大规模应用的首例;在1971年的第一届国际酶工程会议上,正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。我国的固定化酶研究开始于1970年,首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作 二固定化酶的特点[2] [3] 固定化酶具有许多优点:极易将固定化酶与底物、产物分开;可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应;在大多数情况下,可以提高酶的稳定性;酶反应过程能够加以严格控制;产物溶液中没有酶的残留,简化了提取工艺;较水溶性酶更适合于多酶反应;可以增加产物的收率,提高产物的质量;酶的使用效率提高,成本降低。但是,固定化酶也有其不足之处,如固定化时,酶活力有损失;增加了固定化的成本,工厂开始投资大;只能用于水溶性底物,而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同,或者固定的目的及固定用的载体的不同,使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理,可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有:

多酚氧化酶在食品中的应用

多酚氧化酶在食品中的研究进展 摘要:多酚氧化酶(PPO)存在于许多种类的食品中,是引起食物褐变的主要因素,酶促褐变严重影响了食品的感官品质,使得食品的保质期缩短和价值显著降低,不少新鲜食品的销售市场因此受到限制[1]。本文介绍了多酚氧化酶的酶学性质以及相应的抑制方法,并对其应用做出论述。 关键词:多酚氧化酶;性质;抑制方法;应用 多酚氧化酶(PPO)是自然界中分布十分广泛的一类末端氧化酶,属于铜金属酶类,其化学性质稳定,是植物叶子、果实等发生褐变的主要作用酶类[2]。此外,还会引起食品的褐变,损害食品的感官风味质量[3-4]。PPO普遍存在于植物、昆虫和真菌之中,甚至在腐烂的植物残渣上都还可以检测到它的存在。因此该酶与果蔬的加工品质密切相关,科学家们很早就开始对它进行深入彻底的研究[5-6]。 农产品的酶促褐变与多酚氧化酶活性和含量密切相关。这方面研究很多,酶促褐变不仅影响产品外观、风味、营养和加工性能,而且大大降低耐贮性,尤其对肉色较浅且容易碰伤的水果和蔬菜影响更为严重,产生的经济损失更大[7-9]。通常PPO 与底物被区域化分开,PPO 在质体中以潜伏状态存在,而PPO 的底物存在于液泡中。只有当植物体内发生生理紊乱或组织受损时,PPO 与底物的亚细胞区域化才被打破,PPO 底物被激活产生黑色或褐色的沉积物,这是果蔬等农产品酶促褐变的主要原因[10]。 1、多酚氧化酶的酶学性质 与多酚氧化酶酶学性质的主要研究内容有:酶的分离和纯化、测定酶促反应的速度、了解影响酶促反应的因素等等[11]。 在分离和纯化时,一般是进行纯化,再将纯度高的PPO酶液进行酶学的性质研究[12-13]。PPO活性检测则一般通过测定产物生长速度(初速度)来测定,通过采用分光光度法,即在一定波长下测定从醌生成的色素的吸光度,再根据吸光度来定义酶的活性大小[14]。目前,已知的影响PPO酶促反应速度的因素主要有:温度、同一底物不同浓度、不同的底物、pH值、激活剂、抑制剂等[15]。

酶在食品中的应用

酶在食品中的应用 人类对酶的应用可以追溯到几千年前。在对酶的不断认识过程中,我们给酶下了一个科学的定义:酶是由生物活细胞产生的、具有高效和专一催化功能的生物大分子。食品酶学是酶学的基本理论在食品科学和技术领域中应用的科学,主要研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构、作用规律以及食品储藏、加工和食用品质的影响,食品级酶的生产及其在食品储藏、加工环节的应用理论与技术。 食品用酶,从早期的酿造、发酵食品开始,至今已广泛应用到各种食品上。随着生物科技进展,不断研究、开发出新的酶制剂,已成为当今新的食品原料开发、品质改良、工艺改造的重要环节。在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺,酶作为一类食品添加剂,其品种不断增多。它在食品领域中的应用方兴未艾。与以前的化学催化剂相比,酶反应显得特别温和,这对避免食品营养的损失是很有利的。 酶制剂在食品行业中的应用主要体现在以下几个方面: 1. 有利于食品的保藏,防止食品腐败变质。例如:目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂,应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。如溶菌酶用于 pH6.0,7.5的饮料和果汁的防腐。乳制品保鲜新鲜牛乳中含有13毫克/100毫升的溶菌酶,人乳中含量为40毫克/毫升。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶菌酶,不但可起到防腐作用,而且有强化作用,增进婴儿健康。 2. 改善食品色香味形态和质地。如,花青素酶用于葡萄酒生产,起到脱色作用;复合蛋白酶嫩化肌肉,使肉食品鲜嫩可口;在肉类香精生产中常用的风味酶就是一种复合酶,使最终反应达到风味化要求。 3. 保持或提高食品的营养价值。通过多种蛋白酶的作用生产多功能肽及各种氨基酸已经是营养保健行业常见的加工方法。

酶工程在食品工业中的开发应用

酶工程在食品工程中的开发应用 系部:安全工程系 学生姓名: 张开科 专业班级:2014级食品营养与检测 学号:1401050204 指导老师:刘振平

酶工程在食品工业中的开发应用 食品营养与检测 学生:张开科导师:刘振平 摘要: 酶工程在食品工业中的应用,介绍酶工程在水解纤维素、生产功能性糖类、生产环状糊精、干奶酪制品、酿酒工业中以及其他食品加工中中的应用,从而对酶工程在新世纪发的展做出了展望 酶工程技术就是利用了酶所具有的催化功能生产人类生活所需产品的技术,其中包括了酶的生产与研制,酶和其细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的改造和修饰,以及生物传感器。酶是活细胞产生的具有高度专一性、高度受控性和高效催化功能的特殊蛋白质。酶的催化作用可在在常温、常压下进行,又有可调控性,酶工程技术在食品工业中是使用最广泛的也是众多行业中使用最早的 生物技术在食品工业中应用的典型代表可以说是酶在食品工业中的各种 应用。酶制剂在食品工艺中的应用为新时代的食品工业注入了新的活力,开辟了新的发展方向,极大地推动了新世纪食品生产工业技术的发展。80年代末,就已经研发出多种蛋白酶、脂肪酶,到目前为止,国际上食品工业酶的应用超过了50多种。主要有、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、糖化酶、纤维素酶等。主要应用于食品保鲜,瓜果蔬菜的加工、蛋白质制品加工、淀粉生产以及改善食品品质等。酶工程技术在食品工业中的应用不仅降低了生产成本,更提高了食品的质量,还为食品工业生产带来了巨大的经济效益和社会效益。 关键词:酶工程食品工业

目录 第一章酶工程的概述 (3) 1.1 酶工程的概念 (3) 1.2酶工程的发展史 (3) 1.3酶的主要用途 (3) 第二章酶基本概念、命名及其分类 (4) 2.1酶的生产方法 (4) 2.2酶的分类 (5) 2.3酶的命名 (6) 2.4酶的分离纯化 (6) 第三章微生物发酵产酶 (6) 3.1 产酶细胞的要求 (6) 3.2 酶发酵生产常用的微生物 (7) 3.3 提高酶产量的措施 (7) 第四章酶工程在食品工业中的应用 (7) 4.1酶工程技术在乳品加工中的应用 (7) 4.2酶工程技术在果蔬加工中的应用 (8) 4.3 鱼肉制品的加工 (8) 参考文献: (9)

第十章 酶在食品分析中的应用

第10章酶在食品分析中的应用 主要内容: 1 酶法分析的特点及应用类型 2 酶联免疫测定(ELISA) 3 聚合酶链式反应(PCR) 4 酶生物传感器 5 酶抑制率法 酶法分析的发展 ?酶在定量分析中的应用可以追溯到19世纪中期。当时,曾采用麦芽提取物作为过氧化物酶源,以愈创木酚作为共底物或指示剂测定过氧化氢。 ?然而,酶法分析真正的发展应归于它在临床实验室中的广泛应用。 酶法分析的发展 ?如早在1914年临床上就开始采用脲酶测定尿中的尿素,但是在临床实验室中酶分析的真正突破要推迟到1958年,当时转氨酶分析发展成为诊断肝病和心脏病的一个有效手段。 ?到了20世纪50年代前已有60种物质能借助于酶法分析。近年来,酶法分析发展迅速,广泛应用于临床检验、食品、环境等生物及其它样品的检测。 1. 酶法分析的特点及应用类型 ?酶的特性 酶在食品分析中的应用类型 ?1. 去除样品中的杂质。如测定果糖、多糖等。 ?2. 催化待测物生成新的产物,而这种产物更容易被定量分析。如:淀粉的测定。 ?3. 测定食品中酶的活性作为食品的指标,如过氧化物酶的测定。 ?4. 利用酶催化反应所产生的一些信息。如酶联免疫法、酶电极法等。 2 酶联免疫测定(ELISA) ?酶联免疫测定(enzyme-linked immunosorbent assay ,ELISA)是继放射免疫测定技术之后发展起来的一项新的免疫学技术。 ?ELISA自上世纪70年代出现开始,就因其高度的准确性、特异性、适用范围宽、检测速度快以及费用低等优点,在临床和生物疾病诊断与控制等领域中倍受重视,成为检验中最为广泛应用的方法之一。 2.1 ELISA的基本原理 ?(1)利用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接(或建立关联)。 ?(2)通过酶与底物产生颜色反应,用于定量测定。 ?它将酶促反应的高效率和免疫反应的高度专一性有机地结合起来,可对生物体内各种微量有机物的含量进行测定。测定的对象可以是抗体也可以是抗原。 ELISA试剂盒的组成 ?完整的ELISA试剂盒包含以下各组分: (1)包被抗原或抗体的固相载体(免疫吸附剂); (2)酶标记的抗原或抗体(标记物); (3)酶作用的底物(显色剂); (4)阴性和阳性对照品(定性测定),参考标准品和控制血清(定量测定); (5)结合物及标本的稀释液; (6)洗涤液;(含吐温20磷酸盐缓冲液) (7)酶反应终止液。(常用硫酸) 酶标仪和酶标板

微生物脂肪酶应用及研究进展

微生物脂肪酶应用及研究进展 摘要微生物脂肪酶主要来源于真菌和细菌,它是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。因其具有高底物专一性、区域选择性和对映选择性,而被广泛应用。本文主要论述了脂肪酶的结构、脂肪酶的理化性质以及脂肪酶在食品行业、医药工业、纺织和化工工业方面的应用,并对其未来的发展进行了展望。 关键词脂肪酶,酯化,应用,研究进展 Progress in research and application of microbial lipase Abstract Microbial lipases are mainly derived from fungi and bacteria, it is a kind of can catalyze hydrolysis of ester and enzyme catalyzed esterification of fatty acids and alcohols in non aqueous system. Because of its high substrate selectivity, regioselectivity and enantioselectivity, and is widely used. This paper mainly discusses the structure, properties and application of lipase in food industry, medicine, industry, and the future of its development was prospected. Key words lipase, esterification, application, research progress of 脂肪酶( EC 3.1.1.3) 又称三酰基甘油酰基水解酶,广泛存在于动植物和微生物体内。脂肪酶不仅可水解三脂酰甘油生成二脂酰甘油和脂肪酸(其中的二脂酰甘油可进一步被水解为一脂酰甘油、甘油和游离脂肪酸),并且能催化水解反应的逆反应——酯化反应(张数政,1984)。目前脂肪酶生产主要有提取法和微生物发酵法。由于微生物脂肪酶种类多,作用温度及范围比动植物脂肪酶广、底物专一性高,并且便于工业生产和获得较高纯度的酶制剂,因此微生物脂肪酶已成为工业生产脂肪酶的主要来源,关于脂肪酶在工业应用的研究也越来

食品酶制剂在食品工业中的应用

食品酶制剂在食品工业中的应用贺州学院 2009级食品科学与工程专业(食品质量与安全方向) 摘要:酶制剂是一种生态型高效催化剂,具有高效、安全、生态和环保等特点,能够有效带动相关领域技术水平的提高。本文从酶制剂在食品加工、保鲜、改良、农副产品附加值的提高、食品检测、脱毒等方面的应用谈其在食品工业中的应用及发展前景。 关键词:食品酶制剂;食品工业;应用 0.引言 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质,是一种生物催化剂。一切生物的全部新陈代谢都是在各种酶的作用下进行的。酶制剂是由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、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,其中专用于食品加工的酶制剂称为食品酶制剂。我国列入食品添加剂使用卫生标准GB2760-2007的酶制剂品种已有30多种,而日本食品卫生法(新法)中,作为食品添加剂的酶已达76种,酶制剂在食品工业的许多领域得到了广泛的应用。 酶制剂是一类比较特殊的食品添加剂,主要成分是具有各种催化活性的酶蛋白。酶制剂是食品添加剂中发展迅速的行业,作为一种食品添加剂,与传统的化学法,如酸法、碱法加工食品相比,酶技术具有显著的优越性,一是酶本身无毒、无味、无嗅,不会影响食品的安全性和食用价值;二是酶具有高度催化性,低浓度的酶也能使反应快速进行;三是酶作用时所要求的温度、pH值等条件温和,不会影响食品质量;四是酶有严格的专一性,在成分复杂的原料中可避免引起不必要的化学变化;五是酶反应终点易控制必要时通过简单的加热方法就能使酶制剂失活,终止其反应。因此,酶工程技术在食品的各个领域得到了广泛应用,如在食品制造、品质改良、提高产品附加值等方面。 1.酶制剂在食品加工上的应用 利用凝乳酶生产奶酪,淀粉酶可液化、糖化淀粉,促进酵母菌的生长,进而生产啤酒、酒精,如果利用棕榈油与硬脂酸进行酶交酯化,就可制得类似可可脂的产品—类可可脂或代可可脂。通过不同的淀粉酶分解淀粉,可以生产出麦芽糊精、麦芽糖浆、麦芽糖和果糖等甜味剂,分别用于糖果、冰淇淋、饮料等各类食品的加工。用橙皮苷酶和橙皮苷反应可以生产橙皮素—F—葡萄糖苷二氢查耳酮,其是对人体安全的甜味剂,甜度为蔗糖的70~100倍[1]。酶制剂还可以用于异麦芽低聚糖、海藻糖、帕拉金糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖等功能性低聚糖的制造。 酶制剂在起酥油和人造奶油的生产方面也有很好的应用。以大豆油

(高考生物)食品生物化学在军用食品中的应用

(生物科技行业)食品生物化学在军用食品中的应用

新疆农业大学 专业文献综述 题目: 姓名: 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 职称: 教师 20年月日 …………大学教务处制 生物技术在军用食品中的应用与展望

摘要:本文综述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等生物工程技术在军用食品中的应用前景。由生物技术催生的军用食品新材料和新技术,主要包括功能食品基础原料、新型抑菌防腐材料、包装材料、食品添加剂及军用食品快速安全检测技术等。生物技术可有效改善食品品质和营养结构,促进军用食品由营养型向功能型转变。军用食品的未来将在生物技术的集成与耦合中创新发展。 关键词:生物技术;军用食品;功能基础原料;集成与耦合 20世纪70年代后期,随着DNA重组技术(recombinanttechnologyofDNA)的诞生,以基因工程为核心内容,包括细胞工程、酶工程和发酵工程的生物技术应势而生。生物技术集合了分子生物学、生物化学、应用微生物学、化学工程、发酵工程、酶工程和电子计算机等诸多学科的最新科学成就,有助于解决食品、医药、化工、农业、环保、能源和国防等领域的资源紧缺难题,因此被列入当今世界七大高新技术之一,引起了世界各国的极大关注[1]。 生物技术最初源于传统的食品发酵,并首先在食品加工中得到广泛应用。如改良面包酵母菌种,就是基因工程应用于食品工业的第一个例子。基本原理是:将具有较高活性的酶基因转移至面包酵母菌(Saccharomycescercvisiae),进而使生产菌中麦芽糖透性酶(maltosepermease)及麦芽糖酶(maltase)的含量与活性高于普通面包酵母,使面团在发酵时产生大量的CO2,形成膨发性能良好的面团,从而提高面包的质量和生产效率。又如制造干酪的凝乳酶,过去的凝乳酶是从小牛胃中提取的,为了满足世界干酪的生产需求,每年全世界大约需要宰杀5000万头小牛。基因工程技术诞生后,通过把小牛胃中的凝乳酶基因转移至大肠杆菌(E.coli)或酵母中,即可通过微生物发酵方法生产凝乳酶,最后经过基因扩增,保证了干酪生产对凝乳酶的需求[1]。此外,酶法转化或酶工程的应用,也能有效改造传统的食品工业。因此,

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