酶制劑在食品加工、保鮮與檢測(cè)中的應(yīng)用

趙夢(mèng)然　呂航　王騰

摘 要：酶制劑可催化食品加工中的化學(xué)反應(yīng)，改進(jìn)食品生產(chǎn)加工方式，改善食品風(fēng)味，延長(zhǎng)食品貯藏期，提高食品檢測(cè)速率，提高我國(guó)食品質(zhì)量安全，減少食源性疾病的發(fā)生率，保障人們的身體健康。基于此，本文綜述了酶制劑以及酶制劑在食品加工、保鮮與食品檢測(cè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：酶制劑；食品加工；保鮮；檢測(cè)；應(yīng)用

Application of Enzyme Preparation in Food Processing， Preservation and Detection

ZHAO Mengran， LV Hang， WANG Teng

（China Inspection Branch （Beijing） Test Technology Co.， Ltd.， Beijing 100000， China）

Abstract： Enzyme preparation can catalyze chemical reactions in food processing， improve food production and processing methods， improve food flavor， prolong food storage period， increase food detection rate， improve food quality and safety， reduce the incidence of foodborne diseases， and ensure peoples health. Based on this， this paper reviews enzyme preparation and its application in food processing， preservation and food detection.

Keywords： enzyme preparation; food processing; preservation; detection; application

自我國(guó)第一個(gè)專業(yè)酶制劑生產(chǎn)廠投入使用以來(lái)，我國(guó)酶制劑應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展，目前已涉及食品、化工、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。其中在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在食品加工、食品保鮮與食品檢測(cè)等環(huán)節(jié)。區(qū)別于傳統(tǒng)食品添加劑，酶制劑具有高效性與專一性，可有效提高食品安全性。目前我國(guó)已批準(zhǔn)使用的酶制劑有6大類，包括α-淀粉酶制劑、β-葡萄糖酶等，將其適量添加于食品加工與保鮮過(guò)程中可提高食品加工與保鮮效果，降低使用化學(xué)添加劑可能產(chǎn)生的危害。

1 酶制劑概述

1.1 內(nèi)涵

酶制劑是一類具有酶特性的活性物質(zhì)，主要用于催化食品生產(chǎn)加工各環(huán)節(jié)的化學(xué)反應(yīng)，改良食品加工方式，改善食品口感與風(fēng)味，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，以提高食品生產(chǎn)效率與食品質(zhì)量，保障食品安全。目前我國(guó)已批準(zhǔn)使用的酶制劑包含6類，在使用時(shí)需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，適量添加，避免因過(guò)量或不規(guī)范使用出現(xiàn)食品安全問(wèn)題。

1.2 特征分析

酶制劑主要作用于食品加工保鮮與檢測(cè)，是利用酶的專一性、高效性催化食品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的特異性化學(xué)物質(zhì)，可改善食品的口感、外觀等，進(jìn)而滿足人們對(duì)食物的更高需求。同時(shí)，酶制劑可延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，降低食品的氧化變質(zhì)、腐敗，也可利用酶制劑進(jìn)行食品檢測(cè)，提高食品檢測(cè)效率。酶制劑的特征包括專一性、高效性與作用條件較溫和。專一性指利用酶制劑參與食品生產(chǎn)加工過(guò)程時(shí)，同一屬性的酶能且只能對(duì)同一類物質(zhì)發(fā)生催化反應(yīng)；高效性指酶制劑可降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速率，研究表明酶制劑催化效率約高出無(wú)機(jī)催化劑的107倍。大多數(shù)酶為蛋白質(zhì)，高溫、強(qiáng)堿強(qiáng)酸可能破壞酶活性，因此酶的作用條件一般較溫和，應(yīng)用于食品加工保鮮時(shí)可避免對(duì)食品結(jié)構(gòu)造成損傷，破壞食品口感。

1.3 應(yīng)用價(jià)值

酶制劑在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在食品生產(chǎn)加工、食品保鮮與食品檢測(cè)等多個(gè)方面。在食品加工與保鮮方面，酶制劑區(qū)別于化學(xué)食品添加劑，從生物體中提取，相對(duì)安全無(wú)毒，是基于原有酸堿法形成的新型技術(shù)，具有高效性與專一性等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，酶制劑的應(yīng)用可結(jié)合食品生產(chǎn)加工與保鮮需求進(jìn)行再研發(fā)，并在食品生產(chǎn)加工中投入使用，降低生產(chǎn)成本，提高食品生產(chǎn)加工效率，改善食品風(fēng)味與外觀；也可在一定程度上提高食品質(zhì)量，推動(dòng)食品種類的研發(fā)，促進(jìn)我國(guó)食品行業(yè)迅猛發(fā)展[1]。在食品檢測(cè)中，目前已廣泛應(yīng)用的PCR技術(shù)、ELISA技術(shù)均有各自優(yōu)勢(shì)，結(jié)合了酶的特異性、高效性、專一性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的大批量檢測(cè)，包括農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、重金屬、生物毒素、致病菌、過(guò)敏原以及真?zhèn)舞b別等檢測(cè)，降低食品檢測(cè)成本，提高食品檢驗(yàn)檢測(cè)效率，減少食源性疾病的發(fā)生率，切實(shí)保障我國(guó)食品安全。

2 酶制劑在食品加工中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展，酶制劑在食品加工中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，包括啤酒生產(chǎn)、果蔬加工與烘焙食品等。利用酶制劑可實(shí)現(xiàn)對(duì)食品加工過(guò)程的有效控制，提高食品生產(chǎn)速率，改善加工制品的風(fēng)味與品質(zhì)。

2.1 啤酒生產(chǎn)

隨著人們生活水平的提升，在解決基本溫飽問(wèn)題后，人們逐漸重視食品安全、食品品質(zhì)與食品風(fēng)味。啤酒作為人們生活中的飲品，發(fā)展前景良好。為進(jìn)一步滿足人們對(duì)啤酒的需求，如新鮮、低熱量、口感豐富、泡沫細(xì)膩等，相關(guān)企業(yè)認(rèn)識(shí)到酶制劑在啤酒生產(chǎn)加工中的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而投入適量酶制劑以提高啤酒質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。一般用于啤酒生產(chǎn)加工的酶制劑包括淀粉酶、葡萄糖氧化酶、α-乙酰乳酸脫羧酶、葡聚糖酶與葡萄糖苷酶等。淀粉酶主要催化原輔料中的淀粉物質(zhì)，保證收率，促進(jìn)啤酒加工過(guò)程中糖化過(guò)程的順利進(jìn)行；葡萄糖氧化酶可減少啤酒中殘留的溶解氧，達(dá)到延長(zhǎng)啤酒保質(zhì)期的作用；α-乙酰乳酸脫羧酶可加快啤酒釀造效率，縮短啤酒成熟周期；葡聚糖酶與葡萄糖苷酶均用于降低啤酒中麥芽汁的黏度，保證啤酒清澈，品相良好[2]。

2.2 果蔬加工

果蔬加工制品種類繁多，包括果蔬汁、果蔬干、果脯、罐頭以及各種果蔬提取物等。基于酶的專一性以及酶催化反應(yīng)過(guò)程較溫和，在果蔬加工中酶制劑除了可提取果蔬中的果膠外，也常用于生產(chǎn)加工果汁，或進(jìn)行果蔬的軟化與硬化。

提取果膠一般添加原果膠酶。水果中存在不溶性果膠與可溶性果膠，其中未成熟果實(shí)中的不可溶果膠隨果實(shí)成熟可逐漸轉(zhuǎn)化為可溶性果膠。基于原果膠酶可直接與水果中的果膠發(fā)生反應(yīng)，因此利用酶制劑提取果膠方法簡(jiǎn)單，同時(shí)可減少生產(chǎn)污染，降低生產(chǎn)成本。目前，一般利用黑曲霉、枯草桿菌等生產(chǎn)原果膠酶，用于蘋果、胡蘿卜、葡萄皮中的果膠提取。

果蔬汁制品因其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與美妙口感深受人們喜愛(ài)。為滿足人們對(duì)果蔬汁的要求，如色澤瑩潤(rùn)、口感細(xì)膩等，企業(yè)一般在生產(chǎn)加工過(guò)程中添加粥化酶，提高果蔬粉碎率、果汁產(chǎn)生率，進(jìn)而促進(jìn)果汁殘?jiān)倪^(guò)濾等。粥化酶屬果膠酶、淀粉酶、（半）纖維素酶等混合物，主要用以催化果蔬中果膠、淀粉、纖維素、半纖維素物質(zhì)，提高果蔬汁生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本[3]。此外，其也可進(jìn)行酶法脫苦。在生產(chǎn)加工橙汁時(shí)添加橙皮苷酶、檸檬酸A-環(huán)內(nèi)酯脫氫酶等，可去除橙汁中苦味物質(zhì)，包括檸檬苦素類似物與橙皮苷等，給人以豐富口感。

果蔬中的軟化與硬化處理需利用加壓滲酶促使果膠酶穿過(guò)植物細(xì)胞壁或在細(xì)胞空隙間起催化作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬的軟化與硬化。例如，在加工橘子、桃子罐頭時(shí)添加酶制劑，可提高水果罐頭的口感。同時(shí)，在腌制蔬菜時(shí)添加酶制劑可防止蔬菜軟化，提高蔬菜脆性，如腌蘿卜、腌黃瓜等。

2.3 烘焙食品

烘焙食品生產(chǎn)加工中為提高成品外觀與口感效果，一般須在加工過(guò)程中添加食品添加劑。例如，面粉強(qiáng)筋劑、增白劑等屬于化學(xué)添加劑，長(zhǎng)期食用含有此類化學(xué)添加劑的食品可能對(duì)人體健康造成損傷。而真菌淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖酶等酶制劑可代替這一類物質(zhì)，利用酶制劑獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，改善面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高面團(tuán)蓬松度與筋度；也可實(shí)現(xiàn)對(duì)面粉的增白[4]。同時(shí)，酶制劑的應(yīng)用可延長(zhǎng)烘焙食品保質(zhì)期，緩解食品的氧化變質(zhì)與腐爛。

3 酶制劑在食品保鮮中的應(yīng)用

區(qū)別于傳統(tǒng)食品保鮮劑，如苯甲酸、丁基羥基茴香醚等，酶制劑主要從動(dòng)物、植物、微生物中提取，相對(duì)安全無(wú)毒。同時(shí)，基于酶制劑的專一性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的保鮮，常用于乳制品、肉制品、釀造酒、水產(chǎn)品等保鮮貯存。酶制劑的應(yīng)用可抑制食品氧化、曼拉德褐變反應(yīng)、降解蛋白質(zhì)、滅菌保鮮，以延長(zhǎng)食品貨架期[5]。

3.1 溶菌酶

溶菌酶屬水解酶，也稱為胞壁質(zhì)酶，顧名思義其主要作用于細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)，通過(guò)對(duì)細(xì)胞壁中糖苷鍵、肽聚糖β-1，4糖苷鍵的水解作用，促進(jìn)細(xì)菌死亡。溶菌酶本身具備一定的穩(wěn)定性，特指在鹽水、糖水等環(huán)境中，可呈現(xiàn)較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，且耐熱、耐酸，可加強(qiáng)食品保鮮效果。區(qū)別于傳統(tǒng)食品添加劑中的防腐劑，溶菌酶可在蛋清、蘿卜等生物中提取，安全無(wú)毒，且無(wú)副作用，常用于水產(chǎn)品、肉制品、烘焙制品等的防腐，同時(shí)溶菌酶作用時(shí)無(wú)需加熱，避免了高溫殺菌過(guò)程可能對(duì)食品風(fēng)味的破壞。此外，溶菌酶可直接作用于人體腸道中的腐敗菌，增強(qiáng)人體抵抗力，促進(jìn)嬰幼兒腸道中的雙歧乳酸桿菌繁殖，減少嬰幼兒積食[6]。

3.2 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶主要作用于食品中的葡萄糖，通過(guò)對(duì)食品中氧的去除達(dá)到延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的目的。基于葡萄糖苷酶的專一性，可作為食品保鮮中的良好抗氧化劑，防止食物氧化變質(zhì)，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。現(xiàn)階段葡萄糖氧化酶在食品保鮮中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在蛋制品、果汁制品、奶制品、咖啡及肉制品中，具體包括去除蛋中的葡萄糖，避免蛋制品在儲(chǔ)存期間變質(zhì)；柑橘類果汁制品的脫氧，避免儲(chǔ)存中色澤變化，影響食物外觀特性；奶粉、咖啡、肉制品等中，葡萄糖氧化酶可直接作用于葡萄糖，避免食物褐變。此外，由于酶制劑的專一性，在啤酒加工保鮮過(guò)程可避免與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也常用葡萄糖氧化酶延長(zhǎng)啤酒貨架期。

4 酶制劑在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

受酶的高效性與專一性影響，酶制劑在食品檢測(cè)中的應(yīng)用具有高靈敏性與快速性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定物質(zhì)的快速、高效檢測(cè)。同時(shí)可進(jìn)行多次檢測(cè)，降低食品檢測(cè)成本，一般用以對(duì)食品中特殊酶活性成分進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)食品安全與品質(zhì)。酶制劑用于食品檢測(cè)時(shí)無(wú)需顯示劑，檢測(cè)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，一般在適宜溫度下即可發(fā)生催化反應(yīng)，可有效縮短檢測(cè)時(shí)間，提高檢測(cè)效率。目前應(yīng)用酶制劑進(jìn)行食品檢測(cè)的方法主要包括PCR技術(shù)與ELISA技術(shù)。

4.1 PCR技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)指在DNA聚合酶催化下，通過(guò)變性、退火、延伸等步驟，體外復(fù)制出與母鏈模板DNA互補(bǔ)的子鏈，具有特異性、快速性、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。但由于DNA聚合酶不耐高溫，已經(jīng)研究出耐熱DNA聚合酶，且可在90 ℃以上高溫存活。PCR技術(shù)在食品檢測(cè)中最早用于轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)，如外源基因、外源蛋白檢測(cè)等，目前已經(jīng)延伸至食源性致病菌檢測(cè)（如沙門氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌、大腸桿菌等）與真?zhèn)舞b別檢測(cè)中。

4.2 ELISA技術(shù)

ELISA技術(shù)屬生物酶檢測(cè)技術(shù)的一種，利用酶的特異性與專一性，實(shí)現(xiàn)酶學(xué)與免疫學(xué)相結(jié)合[7]。ELISA技術(shù)主要通過(guò)抗原與抗體的結(jié)合，使抗原或抗體與酶連接形成酶標(biāo)抗原或抗體，并與底物（顯色劑）產(chǎn)生顏色反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)抗原與抗體的定性分析，具有準(zhǔn)確性高、檢測(cè)效率快、判斷結(jié)果具有客觀標(biāo)準(zhǔn)、可進(jìn)行大批量檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。目前ELISA技術(shù)常用于食品中的農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、生物毒素、轉(zhuǎn)基因、過(guò)敏原、重金屬、（非）食品添加劑及其活性物質(zhì)檢測(cè)以及真?zhèn)舞b別等多個(gè)方面。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人均消費(fèi)水平不斷上升，人們?cè)谥匾暿称钒踩耐瑫r(shí)，提出了對(duì)食品的種類、外觀、口感等的要求，強(qiáng)調(diào)在保障食品安全的基礎(chǔ)上，加快食品生產(chǎn)加工研究，滿足現(xiàn)階段人們對(duì)食品的需求。相較于化學(xué)食品添加劑，酶制劑具有安全無(wú)毒，且具有酶的一般特性的特點(diǎn)，被廣泛用于食品生產(chǎn)加工、食品保鮮與食品檢測(cè)等環(huán)節(jié)，可進(jìn)一步提高生產(chǎn)與檢測(cè)效率，延長(zhǎng)食品貨架期。但目前我國(guó)酶制劑在食品領(lǐng)域的應(yīng)用尚未完善，仍需加強(qiáng)對(duì)酶制劑的生產(chǎn)與應(yīng)用研究，促進(jìn)酶制劑在食品加工保鮮與檢測(cè)中的技術(shù)發(fā)展，減少食源性疾病的發(fā)生率，提高我國(guó)食品安全，保障人們身體健康。

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