酶技術在食品加工與檢測中的應用

任全亮

（棗莊全鼎生物科技股份有限公司，山東棗莊 277100）

1 酶技術概述及作用原理

酶技術在食品領域的應用較為廣泛，在食品研究學領域，已發現的生物酶已超過2 700多種。隨著科學技術水平的提高，酶技術除了被應用于食品加工外，在食品質量檢測方面也發揮了重要作用，其安全、高效等特性也符合人們對食品質量的追求，具有廣闊的發展前景。酶技術在工業、醫學和農業方面也有所應用。生物酶催化效率較高，極大地提升了反應速率，同時在反應過程中不會被消耗，可以提升食品加工的效率和質量。在食品質量檢測中具有代表性的酶技術為免疫酶技術，這一技術將酶的高效催化作用與抗原抗體反應的特異性進行有機結合，通過酶催化底物的顯色反應檢測抗原或抗體是否存在，并以酶標作為定量或定性分析。

2 酶技術在食品加工中的應用

2.1 在谷物類食品加工中的應用

在谷物加工工業中，應用酶技術旨在提高谷物的營養價值，常見的谷物有水稻、小麥等，淀粉為其中主要的營養成分。以小麥加工為例，涉及到小麥淀粉的分離、制糖等步驟，使用酶技術可進一步增加谷物中的營養成分。例如，科學家利用酶技術開發了新興營養品，使用糖化酶、α淀粉酶等酶制劑可以獲得較高品質的膳食纖維。因此，應用酶技術對谷物進行深加工，不僅可以提高谷物的經濟價值，還能提高谷物的營養價值[1]。

2.2 在肉類食品加工中的應用

在肉類加工過程中，不可避免會產生許多物質，若不加以處理，將嚴重影響肉類產品的安全性。在肉類食品加工中應用酶技術，可以有效監測加工的全過程，提高食品質量。如今的肉類加工安全問題頻發。例如，臘肉、熏肉類加工，在無法保證食品安全的情況下，會對企業收益帶來巨大影響，應用酶技術可有效改善這一問題，實現對肉類食品風味及營養等要素的控制，避免或降低有害物質進入的幾率，實現肉制品質量的提升，為后續的銷售打下堅實基礎。在肉類風干加工中應用酶技術，可使堿性蛋白酶與蛋白質發生水解反應，從而大幅提升肉類產品質量。以傳統的風干雞制作為例，應用酶技術可以使雞肉更具風味。

2.3 在果蔬類食品加工中的應用

水果與蔬菜中的營養成分對人體健康十分重要，這也使其成為人們對綠色健康的追求。在食品加工中比較常見的蔬果加工方式為果蔬汁和果蔬干，與果蔬干的加工相比，果蔬汁的加工更加復雜，需要應用酶技術。通常人們自行加工的果蔬汁比較濃稠，但市場銷售的一般比較稀釋。這主要是因為果蔬中含有一定比例的淀粉，導致其加工后濃度較高，使用酶技術可以催化果蔬汁中果膠與淀粉的反應，在更短的時間內完成果蔬汁的澄清與稀釋，便于果汁過濾，提高了生產效率以及果蔬汁的質量[2]。

2.4 在乳制品加工中的應用

乳制品加工中經常會使用乳酸菌，其是一類益酸菌的總稱，乳酸菌屬于安全菌，其中富含豐富的蛋白水解酶，可以加快乳制品的發酵過程，使乳制品在加工過程中產生多肽類物質，使食品的口感更佳。在乳制品的干酪制作中常應用乳凝酶，這種酶主要存在于小牛皺胃中，由于食品加工的需求量大，只應用乳凝酶難以滿足商業化生產的需要，所以已研究出了植物、生物性的乳凝酶，被更多地應用于乳制品加工中。

2.5 在油脂酶改性食品加工中的應用

動植物脂肪中存在大量的脂肪酶，動物的脂肪組織和胰臟中含有較多脂肪酶，植物脂肪酶可以在其他酶的作用下分解催化油脂，將其轉變為糖類物質，以供給能量。由于酶的專一性，其在反應中也只能定向催化天然油脂，所以在食品加工中會通過改性提高脂肪酶的工作效率，該技術成本較低，可有效降低食品生產成本。例如，通過加工植物油、大豆油制造人造奶油，可以實現生產成本控制，滿足市場對食用油脂的需要。

3 酶技術在食品檢測中的應用

3.1 酶聯免疫技術

在食品質量檢測領域，被應用頻率最高的技術是酶聯免疫技術，其可檢測食品中的毒素、重金屬污染、微生物等，并得出準確的結果，具有操作靈活、效率高等特點[3]。由于酶具有敏感性高、特異性強等特點，可在食品未分離、提取時進行定性、定量分析，減少操作步驟。采用酶聯免疫技術，可以有效檢測食品中的致癌真菌毒素。例如，在檢測藻類、貝殼中的黃曲霉素B1時具有較高檢測效率，僅需4 h就可完成檢測。在對有害細菌進行檢測過程中，酶聯免疫技術可檢測出乳制品、肉類等制品中是否含有金黃色葡萄球菌、李斯特氏菌等病菌且只需45 min便可檢測出沙門氏菌。此外，應用酶聯免疫技術還可檢測出食品中的除蟲劑、除草劑等藥物殘留量及物質種類，但由于酶技術與不同基質食品的反應存在差異，應根據實際食品的檢測情況，對不同種類、不同特質的食品選擇不同試劑，保證檢測的準確性。另外，通過人們對技術的研究與改善，應用酶聯免疫技術檢測食品毒素時，加入超順磁微粒可以降低空間位阻效應，提升檢測的靈敏性與準確性。酶聯免疫技術還可被應用于動物性食品獸藥殘留的檢測。例如，通過定性、定量檢測肉類制品中瘦肉精殘留情況。食品受到嚴重的重金屬污染后會產生較多的金屬硫蛋白，利用酶聯免疫技術可檢測食品中的重金屬含量，且精確度較高，可以保障食品的安全性。

3.2 酶生物傳感器法

食品中含有的亞硝酸鹽會對身體健康產生很多不良影響，基于亞硝酸還原酶的酶生物傳感器檢測食品中的亞硝酸鹽含量，可以快速地獲得準確的結果，為食品安全質量檢測提供保障。近年來我國逐漸加大了食品質量管控力度，經過酶技術的改良和發展，不同酶生物傳感器在性能方面取得了較大提升，為食品加工在線監測提供了技術支持。

4 酶技術在食品加工中的作用和價值

4.1 提高食品品質

4.1.1 改善食品風味

應用脂肪酶、蛋白酶等酶制劑，可以加快肉質的反應速度，讓肉制品在更短時間內形成風味，減少肉制品的制作周期，為食品加工企業的生產提供方便，滿足肉類制品的市場供應。例如，使用2.7%的中興脂肪酶和4.3%的外源中性蛋白酶在43 ℃的溫度條件下腌制豬后腿，可以有效改善豬肉制品的風味，獲得類似于金華火腿的風味。于水果蔬菜產品加工領域，酶在催化水解果蔬風味物質產生方面具有獨特作用。果蔬在成熟過程中會產生以糖苷鍵形式存在的香氣前體物質，該類物質在酶的作用下會揮發出來，增強果蔬產品香氣，所以在制作果蔬風味劑時，使用糖苷酶處理果蔬產品，可以使其風味更明顯。

4.1.2 改善食品色澤

通過酶技術還可以改善食品的色澤。例如，添加酶制劑可以加快胡蘿卜素氧化，使食品色澤更加美觀。復合使用木聚糖酶、木瓜蛋白酶和葡萄糖氧化酶可以加快面團中類胡蘿卜素的氧化速度，使面團更具光澤，有效改善褶皺現象，為改善食品色澤提供了新的實踐方向[4]。

4.1.3 改善食品質構

在烘焙食品加工中應用酶技術可以有效改善食品質構，進一步提高烘焙食品品質。葡萄糖氧化酶作為一種新型的面粉改良劑，廣泛應用于面制品加工領域，其可以明顯增強面筋面團的網絡結構，改善烘焙產品質構。研究表明，葡萄糖氧化酶經微膠囊固定化后，可使面團的反應速度變得更合理，進而有效改善面團粉質及其拉伸性，減緩面團的氧化速度。在烘焙制品加工中谷氨酰胺轉氨酶會發揮其交聯作用，對于提高烘焙制品品質有著很大幫助。

4.2 提升食品安全性

①低聚糖因為其具有保健功能，擁有著較大的市場需求，已經形成了相關產業。低聚糖是指含有2～10個糖苷鍵聚合而成的化合物，其甜度低、熱量低，基本不會增加血糖和血脂。殼寡糖是一種具有優越功能性的低聚糖，可被用于營養保健食品中，在對低聚糖生產的研究中發現，應用酶水解法可以極大提高低聚糖生產的安全性，該方法不需要使用大量的化學藥劑，相較于化學方法更易控制，條件溫和，產品安全可以得到保障[5]。②食品過敏問題也是影響食品安全的重要因素，經調查發現，約5%～8%3歲及以下兒童存在食物過敏問題，約1%～2%的成年人存在食物過敏困擾。在食品生產中過敏原處理方法主要包括酶解法或物理化學法。例如，雞蛋作為人們日常飲食的重要蛋白質來源，但也是主要的過敏源之一，應用中性蛋白酶可以顯著降低卵蛋白抗原性，解決蛋類產品致敏問題，保障食品安全。應用酶聯免疫技術，可以有效檢測食品中的過敏原并進行脫敏處理，為食品安全生產和質量檢測提供技術支持，促進現代化食品加工行業發展。

5 結語

綜上所述，生物酶技術的出現促使食品生產行業發生了改變，進而推動人們的飲食朝著多樣化方向發展，促使食品加工行業快速發展以滿足市場與日俱增的需求。只有提高食品加工的安全性，增強食品質量的檢測力度，深入研究生物酶技術，才能確保人們的飲食安全，為社會的健康發展發揮出更大作用，推動食品生產企業的穩定發展，促進我國食品安全產業的可持續發展。