酶技術(shù)在食品加工與檢測(cè)中的應(yīng)用

Application ofenzyme technology in food processing and detection

LIUYi *

（Engineeringcollege，China agricultural university，Beijing 100083，China）

Abstract By analyzing the application of enzyme technology in grain processing，fruit and vegetable processing and meat products processing，this paper expounds the main application range of enzyme technology in food processing at the present.At the same time，the technology of enzyme in enzyme- linked immunoassay and the application of enzyme biosensor method was analyzed，and finally the problem of the future development of enzyme technology needed to be solved was put forward.

Keywords enzyme technology；food processing；safety inspection

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673- 6044（2015）03- 0012- 03

DOI：10.3969/j.issn.1673- 6044.2015.03.004

*劉毅，女，1989年出生，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程專業(yè)在讀研究生。

收稿日期：2015- 06- 26

酶技術(shù)指在特定的反應(yīng)容器內(nèi)，利用特定微生物反應(yīng)生成的酶亦或直接加入酶所形成的催化作用，完成組分轉(zhuǎn)變的加工技術(shù)。酶的加入能夠很大程度上使食品加工過程中反應(yīng)的活化能降低或使底物轉(zhuǎn)化為活化物質(zhì)，其對(duì)反應(yīng)速率的提升相當(dāng)驚人，能達(dá)到原有反應(yīng)速率的上百萬倍，讓反應(yīng)進(jìn)行的效率得到極大提升，而無機(jī)催化劑卻沒有這樣的效果。由于酶自身不會(huì)在反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)候被消耗掉，從而不會(huì)對(duì)食品加工過程中的化學(xué)平衡產(chǎn)生影響。酶技術(shù)所需的反應(yīng)溫度可以在室溫或者溫?zé)岬那闆r下完成，可以有效地降低溫度對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)的破壞。在食品加工過程中所使用的酶都是由安全生物以及可食用生物所產(chǎn)生，有利于食品安全與質(zhì)量的控制。酶技術(shù)應(yīng)用于食品加工中，能夠讓加工過程向健康、安全、節(jié)能以及環(huán)保等方向進(jìn)一步發(fā)展。

1　酶技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，全球范圍內(nèi)的酶技術(shù)發(fā)展迅速，并在食品加工過程中得到了廣泛的應(yīng)用，其研究與應(yīng)用的重點(diǎn)主要集中在谷物加工、果蔬加工以及肉制品加工等領(lǐng)域。

1.1酶技術(shù)在谷物加工中的應(yīng)用

我國(guó)谷物種類繁多，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的農(nóng)產(chǎn)品，同時(shí)也是食品加工行業(yè)中重要的原料。谷物加工出現(xiàn)的時(shí)期較早，但是隨著食品加工領(lǐng)域的不斷發(fā)展，谷物加工所帶來的經(jīng)濟(jì)效益并沒有明顯提升。因此，利用酶技術(shù)進(jìn)一步對(duì)谷物進(jìn)行加工處理以及整體開發(fā)，可以有效提升谷物加工行業(yè)的整體效益。淀粉是谷物中含量較多的物質(zhì)，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，采用特定的酶技術(shù)，對(duì)谷物淀粉進(jìn)一步深加工處理，實(shí)現(xiàn)了淀粉制糖、淀粉制酒等工藝，如小麥。再結(jié)合現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及營(yíng)養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域的一些科研成果，越來越多的人開始以谷物自身的營(yíng)養(yǎng)特征為基礎(chǔ)，通過使用酶技術(shù)加工多種與身體營(yíng)養(yǎng)需求相匹配的谷物食品，如最近幾年較為流行的膳食纖維等新興谷物營(yíng)養(yǎng)食品。

膳食纖維在食品營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中占有非常重要的地位，由多種纖維物質(zhì)組成，能夠促進(jìn)人體多種生理功能的改善。很多種食物里都存在能夠加工成膳食纖維的物質(zhì)，但是幾乎所有的膳食纖維均是由谷物加工而來。膳食纖維是具有較小熱量的一種葡聚糖，其分子量較小，具有較大的水溶性。谷物在加工成膳食纖維的過程中，需要將分子量較大、分子鏈較長(zhǎng)的淀粉轉(zhuǎn)化為分子量小、分子鏈短的膳食纖維，就要利用酶技術(shù)進(jìn)行加工處理，在對(duì)淀粉的分子鏈進(jìn)行水解過程中，可以應(yīng)用到多種生物酶，如淀粉酶、轉(zhuǎn)苷酶以及糖化酶等。通過酶技術(shù)進(jìn)行膳食纖維的加工，很大程度上改善了加工的效率與質(zhì)量。

1.2酶技術(shù)在果蔬加工中的應(yīng)用

對(duì)于果蔬加工來講，主要的產(chǎn)業(yè)是果汁的加工。在果汁加工過程中，會(huì)將黏稠度較高的果膠類物質(zhì)從植物細(xì)胞的空隙中釋放，影響了果汁的過濾與澄清。采用酶技術(shù)，用果膠酶對(duì)果膠進(jìn)行短暫的作用，就可以把果汁中的果膠進(jìn)行分解，讓果汁的黏度顯著降低，在增加了榨汁產(chǎn)量的同時(shí)也改善了澄清效率。

在果蔬的加工過程中，所采用的果實(shí)還存在著一些未成熟的果實(shí)，這些果實(shí)中都擁有較多的淀粉，也會(huì)導(dǎo)致果汁的黏度增加、澄清困難等問題。把淀粉酶與果膠酶共同應(yīng)用在蔬果加工中，就能很好的解決上述問題，不僅有效的改善了果汁生產(chǎn)的效率，同時(shí)也提高了果汁生產(chǎn)的質(zhì)量。

柑橘汁的生產(chǎn)有著較長(zhǎng)的歷史，在之前的生產(chǎn)過程中均使用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，如囊衣去除過程大多采取酸堿法進(jìn)行加工，這樣就會(huì)使生產(chǎn)過程有廢棄物的產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境造成一定的污染，同時(shí)也在一定程度上影響柑橘汁的質(zhì)量。通過采用酶技術(shù)，使用果膠酶、半纖維素酶等多種酶共同加工處理，能夠明顯改善囊衣的去除效率，同時(shí)避免廢棄物的產(chǎn)生對(duì)環(huán)境造成的污染。

1.3酶技術(shù)在肉類加工中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，人們?cè)絹碓街匾暼忸愂称返臓I(yíng)養(yǎng)搭配。同時(shí)，隨著人們生活水平的不斷提升，人們?cè)絹碓节呄蛴谑秤名}含量以及脂類含量低的一些肉制品，這也是今后肉制品生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展方向。另外，在肉類的加工過程中會(huì)出現(xiàn)較多的副產(chǎn)物，如果能夠?qū)⑦@些副產(chǎn)物充分的利用起來，不僅可以避免資源的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。在肉類加工的過程中，采用酶技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工藝的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以更加有效的改變或者保持肉制品的風(fēng)味，明顯降低或避免加工時(shí)有害物質(zhì)的生成。

在肉類食品的加工過程中，肉質(zhì)本身就具有一定的內(nèi)源酶，但是大多數(shù)情況下都需要借助于外源酶的作用。外源酶的種類主要包括水解酶、氧化酶、還原酶以及轉(zhuǎn)移酶等，這些外源酶可以有效促進(jìn)蛋白質(zhì)的水解或者交聯(lián)等反應(yīng)。在肉類加工過程中，通過對(duì)蛋白質(zhì)水解處理，能夠讓肉制品更加鮮嫩，還有利于活性肽物質(zhì)的增加，進(jìn)而加工出具有特殊風(fēng)味的肉制品。而通過對(duì)蛋白質(zhì)的交聯(lián)處理，能夠有效提升肉類的保水性能，從而增強(qiáng)其凝膠強(qiáng)度，有利于特定肉制品的生產(chǎn)與食用。

在我國(guó)的肉類加工過程中，魚產(chǎn)品的加工占據(jù)較大的分量。但是，我國(guó)對(duì)魚產(chǎn)品的利用效率不高，魚產(chǎn)品的附加經(jīng)濟(jì)效益小，而且魚產(chǎn)品的深加工工藝不完善。通過酶技術(shù)處理，能夠明顯的改善魚肉蛋白的水溶性、乳化性以及流變性等，并且通過酶的水解處理能夠產(chǎn)生更多的氨基酸類物質(zhì)，使得魚產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)更加豐富。例如采用堿性蛋白酶對(duì)草魚的蛋白質(zhì)進(jìn)行水解處理，能夠得到氨基酸類物質(zhì)含量齊全的魚產(chǎn)品；許多海鮮里面有不同的過敏物質(zhì)，通過酶技術(shù)能夠有效的去除海鮮產(chǎn)品的致敏性，不僅改善了海鮮的口感，同時(shí)也提升了魚產(chǎn)品的品質(zhì)與質(zhì)量。

2　酶技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

隨著酶技術(shù)的不斷發(fā)展，其不僅廣泛的應(yīng)用于食品加工過程中，在食品的安全檢測(cè)中也開始逐漸的應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果。酶技術(shù)在食品安全檢測(cè)中主要應(yīng)用于酶聯(lián)免疫分析法與酶生物傳感器法的食品安全檢測(cè)中。

2.1酶聯(lián)免疫分析法

在上世紀(jì)的70年代初，荷蘭與瑞典的研究者最先提出了酶聯(lián)免疫分析法。采用酶聯(lián)免疫分析法進(jìn)行食品安全檢測(cè)，其過程較為簡(jiǎn)便，而且能夠進(jìn)行定量檢測(cè)，因此，越來越多的食品安全檢測(cè)開始使用酶聯(lián)免疫分析法進(jìn)行。例如，酶聯(lián)免疫分析法能夠有效的檢測(cè)出蔬果里農(nóng)藥成分的殘留量及物質(zhì)種類。

現(xiàn)階段，很多用于食品有毒物質(zhì)檢測(cè)的試劑以及相關(guān)產(chǎn)品都是采用酶聯(lián)免疫分析法或者其改良方法。對(duì)于不同種類的檢測(cè)試劑而言，其使用范圍以及檢測(cè)準(zhǔn)確度還有著較大的差異。對(duì)于不同基質(zhì)的食品，采用酶聯(lián)免疫分析法可能出現(xiàn)較大的差異。因此，在日常進(jìn)行食品毒素檢測(cè)過程中，需要根據(jù)食品基質(zhì)的差異，科學(xué)地選擇酶聯(lián)免疫試劑的種類。同時(shí)，為了保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)一步采用液相色譜法來確認(rèn)檢測(cè)結(jié)果。

酶聯(lián)免疫分析法在檢測(cè)食品毒素的過程中，存在著一定誤差。因此，人們逐漸對(duì)其進(jìn)行了改善，通過加入超順磁微粒，讓其自身的比表面積增加，同時(shí)具有更加優(yōu)越的流動(dòng)性能，而且降低了空間位阻效應(yīng)，讓抗原體能夠更加接近并發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)的準(zhǔn)確性與靈敏性。

2.2酶生物傳感器法

在上世紀(jì)的60年代初，美國(guó)電化學(xué)分析家Clark第一次提出了酶生物傳感器的設(shè)想，他提出通過酶和電極的結(jié)合來完成對(duì)底物含量的測(cè)定，這個(gè)想法受到廣泛的贊同與關(guān)注。酶擁有較為專一的催化性能，同時(shí)電化學(xué)分析擁有迅速性與簡(jiǎn)便性的特征，如果將酶與電極結(jié)合起來，就能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜的混合物里面，有目的、有針對(duì)性地對(duì)特定底物進(jìn)行分析與檢測(cè)。經(jīng)過5年的努力，終于制造出了葡萄糖氧化酶電極，這也是第一個(gè)酶生物傳感器，其能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出血清中葡萄糖的含量。隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的具有檢測(cè)迅速、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確率高以及靈敏度高的酶生物傳感器逐漸誕生。隨著酶生物傳感器的不斷發(fā)展壯大，其逐漸的被應(yīng)用于食品加工的安全檢測(cè)中來，并且其應(yīng)用范圍越來越廣泛。亞硝酸鹽對(duì)于人體有巨大的危害，而很多的食品產(chǎn)品中都含有一定的亞硝酸鹽，所以要對(duì)食品中亞硝酸鹽含量進(jìn)行檢測(cè)。而基于亞硝酸鹽還原酶的酶生物傳感器就能夠既迅速又精確地檢測(cè)出食品中亞硝酸鹽的含量，為食品的安全檢測(cè)提供了極大的幫助。

3　結(jié)語(yǔ)

目前，在食品的加工以及安全檢測(cè)領(lǐng)域里，酶技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，生物技術(shù)以及基因工程的不斷進(jìn)步，勢(shì)必會(huì)進(jìn)一步帶動(dòng)酶技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。一方面，人們?cè)絹碓街匾暿称返馁|(zhì)量以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，這會(huì)在很大程度上促進(jìn)酶技術(shù)的發(fā)展，而采用酶技術(shù)加工具有健康功效的特殊食品必然會(huì)成為未來食品加工的發(fā)展方向之一。另一方面，人們逐漸地重視食品產(chǎn)品的質(zhì)量與品質(zhì)，同時(shí)對(duì)食品的安全檢測(cè)提出了更高的要求，這也為酶技術(shù)在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。但是，應(yīng)用于食品加工與檢測(cè)中的高活性酶制品價(jià)格都異常高，是制約其進(jìn)一步應(yīng)用與推廣的重要因素。因此，怎樣以低廉的價(jià)格生產(chǎn)出具有高活性的酶制劑是未來酶技術(shù)發(fā)展需要面臨的問題，也是在很大程度上決定酶技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的關(guān)鍵因素。