酶技術(shù)在食品加工與檢測中的應(yīng)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(shù)概述及作用原理

酶技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，在食品研究學(xué)領(lǐng)域，已發(fā)現(xiàn)的生物酶已超過2 700多種。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，酶技術(shù)除了被應(yīng)用于食品加工外，在食品質(zhì)量檢測方面也發(fā)揮了重要作用，其安全、高效等特性也符合人們對食品質(zhì)量的追求，具有廣闊的發(fā)展前景。酶技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)方面也有所應(yīng)用。生物酶催化效率較高，極大地提升了反應(yīng)速率，同時(shí)在反應(yīng)過程中不會被消耗，可以提升食品加工的效率和質(zhì)量。在食品質(zhì)量檢測中具有代表性的酶技術(shù)為免疫酶技術(shù)，這一技術(shù)將酶的高效催化作用與抗原抗體反應(yīng)的特異性進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過酶催化底物的顯色反應(yīng)檢測抗原或抗體是否存在，并以酶標(biāo)作為定量或定性分析。

2 酶技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

2.1 在谷物類食品加工中的應(yīng)用

在谷物加工工業(yè)中，應(yīng)用酶技術(shù)旨在提高谷物的營養(yǎng)價(jià)值，常見的谷物有水稻、小麥等，淀粉為其中主要的營養(yǎng)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(shù)可進(jìn)一步增加谷物中的營養(yǎng)成分。例如，科學(xué)家利用酶技術(shù)開發(fā)了新興營養(yǎng)品，使用糖化酶、α淀粉酶等酶制劑可以獲得較高品質(zhì)的膳食纖維。因此，應(yīng)用酶技術(shù)對谷物進(jìn)行深加工，不僅可以提高谷物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還能提高谷物的營養(yǎng)價(jià)值[1]。

2.2 在肉類食品加工中的應(yīng)用

在肉類加工過程中，不可避免會產(chǎn)生許多物質(zhì)，若不加以處理，將嚴(yán)重影響肉類產(chǎn)品的安全性。在肉類食品加工中應(yīng)用酶技術(shù)，可以有效監(jiān)測加工的全過程，提高食品質(zhì)量。如今的肉類加工安全問題頻發(fā)。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(yè)收益帶來巨大影響，應(yīng)用酶技術(shù)可有效改善這一問題，實(shí)現(xiàn)對肉類食品風(fēng)味及營養(yǎng)等要素的控制，避免或降低有害物質(zhì)進(jìn)入的幾率，實(shí)現(xiàn)肉制品質(zhì)量的提升，為后續(xù)的銷售打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在肉類風(fēng)干加工中應(yīng)用酶技術(shù)，可使堿性蛋白酶與蛋白質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)，從而大幅提升肉類產(chǎn)品質(zhì)量。以傳統(tǒng)的風(fēng)干雞制作為例，應(yīng)用酶技術(shù)可以使雞肉更具風(fēng)味。

2.3 在果蔬類食品加工中的應(yīng)用

水果與蔬菜中的營養(yǎng)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(fù)雜，需要應(yīng)用酶技術(shù)。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?yàn)楣咧泻幸欢ū壤牡矸?，?dǎo)致其加工后濃度較高，使用酶技術(shù)可以催化果蔬汁中果膠與淀粉的反應(yīng)，在更短的時(shí)間內(nèi)完成果蔬汁的澄清與稀釋，便于果汁過濾，提高了生產(chǎn)效率以及果蔬汁的質(zhì)量[2]。

2.4 在乳制品加工中的應(yīng)用

乳制品加工中經(jīng)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(fā)酵過程，使乳制品在加工過程中產(chǎn)生多肽類物質(zhì)，使食品的口感更佳。在乳制品的干酪制作中常應(yīng)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(yīng)用乳凝酶難以滿足商業(yè)化生產(chǎn)的需要，所以已研究出了植物、生物性的乳凝酶，被更多地應(yīng)用于乳制品加工中。

2.5 在油脂酶改性食品加工中的應(yīng)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(zhuǎn)變?yōu)樘穷愇镔|(zhì)，以供給能量。由于酶的專一性，其在反應(yīng)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(shù)成本較低，可有效降低食品生產(chǎn)成本。例如，通過加工植物油、大豆油制造人造奶油，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本控制，滿足市場對食用油脂的需要。

3 酶技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

3.1 酶聯(lián)免疫技術(shù)

在食品質(zhì)量檢測領(lǐng)域，被應(yīng)用頻率最高的技術(shù)是酶聯(lián)免疫技術(shù)，其可檢測食品中的毒素、重金屬污染、微生物等，并得出準(zhǔn)確的結(jié)果，具有操作靈活、效率高等特點(diǎn)[3]。由于酶具有敏感性高、特異性強(qiáng)等特點(diǎn)，可在食品未分離、提取時(shí)進(jìn)行定性、定量分析，減少操作步驟。采用酶聯(lián)免疫技術(shù)，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(shí)具有較高檢測效率，僅需4 h就可完成檢測。在對有害細(xì)菌進(jìn)行檢測過程中，酶聯(lián)免疫技術(shù)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(yīng)用酶聯(lián)免疫技術(shù)還可檢測出食品中的除蟲劑、除草劑等藥物殘留量及物質(zhì)種類，但由于酶技術(shù)與不同基質(zhì)食品的反應(yīng)存在差異，應(yīng)根據(jù)實(shí)際食品的檢測情況，對不同種類、不同特質(zhì)的食品選擇不同試劑，保證檢測的準(zhǔn)確性。另外，通過人們對技術(shù)的研究與改善，應(yīng)用酶聯(lián)免疫技術(shù)檢測食品毒素時(shí)，加入超順磁微?？梢越档涂臻g位阻效應(yīng)，提升檢測的靈敏性與準(zhǔn)確性。酶聯(lián)免疫技術(shù)還可被應(yīng)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(yán)重的重金屬污染后會產(chǎn)生較多的金屬硫蛋白，利用酶聯(lián)免疫技術(shù)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(chǎn)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(zhǔn)確的結(jié)果，為食品安全質(zhì)量檢測提供保障。近年來我國逐漸加大了食品質(zhì)量管控力度，經(jīng)過酶技術(shù)的改良和發(fā)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(jiān)測提供了技術(shù)支持。

4 酶技術(shù)在食品加工中的作用和價(jià)值

4.1 提高食品品質(zhì)

4.1.1 改善食品風(fēng)味

應(yīng)用脂肪酶、蛋白酶等酶制劑，可以加快肉質(zhì)的反應(yīng)速度，讓肉制品在更短時(shí)間內(nèi)形成風(fēng)味，減少肉制品的制作周期，為食品加工企業(yè)的生產(chǎn)提供方便，滿足肉類制品的市場供應(yīng)。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(fēng)味，獲得類似于金華火腿的風(fēng)味。于水果蔬菜產(chǎn)品加工領(lǐng)域，酶在催化水解果蔬風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生方面具有獨(dú)特作用。果蔬在成熟過程中會產(chǎn)生以糖苷鍵形式存在的香氣前體物質(zhì)，該類物質(zhì)在酶的作用下會揮發(fā)出來，增強(qiáng)果蔬產(chǎn)品香氣，所以在制作果蔬風(fēng)味劑時(shí)，使用糖苷酶處理果蔬產(chǎn)品，可以使其風(fēng)味更明顯。

4.1.2 改善食品色澤

通過酶技術(shù)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(fù)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(tuán)中類胡蘿卜素的氧化速度，使面團(tuán)更具光澤，有效改善褶皺現(xiàn)象，為改善食品色澤提供了新的實(shí)踐方向[4]。

4.1.3 改善食品質(zhì)構(gòu)

在烘焙食品加工中應(yīng)用酶技術(shù)可以有效改善食品質(zhì)構(gòu)，進(jìn)一步提高烘焙食品品質(zhì)。葡萄糖氧化酶作為一種新型的面粉改良劑，廣泛應(yīng)用于面制品加工領(lǐng)域，其可以明顯增強(qiáng)面筋面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善烘焙產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)。研究表明，葡萄糖氧化酶經(jīng)微膠囊固定化后，可使面團(tuán)的反應(yīng)速度變得更合理，進(jìn)而有效改善面團(tuán)粉質(zhì)及其拉伸性，減緩面團(tuán)的氧化速度。在烘焙制品加工中谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶會發(fā)揮其交聯(lián)作用，對于提高烘焙制品品質(zhì)有著很大幫助。

4.2 提升食品安全性

①低聚糖因?yàn)槠渚哂斜＝」δ?，擁有著較大的市場需求，已經(jīng)形成了相關(guān)產(chǎn)業(yè)。低聚糖是指含有2～10個(gè)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(yōu)越功能性的低聚糖，可被用于營養(yǎng)保健食品中，在對低聚糖生產(chǎn)的研究中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用酶水解法可以極大提高低聚糖生產(chǎn)的安全性，該方法不需要使用大量的化學(xué)藥劑，相較于化學(xué)方法更易控制，條件溫和，產(chǎn)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(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)中過敏原處理方法主要包括酶解法或物理化學(xué)法。例如，雞蛋作為人們?nèi)粘ｏ嬍车闹匾鞍踪|(zhì)來源，但也是主要的過敏源之一，應(yīng)用中性蛋白酶可以顯著降低卵蛋白抗原性，解決蛋類產(chǎn)品致敏問題，保障食品安全。應(yīng)用酶聯(lián)免疫技術(shù)，可以有效檢測食品中的過敏原并進(jìn)行脫敏處理，為食品安全生產(chǎn)和質(zhì)量檢測提供技術(shù)支持，促進(jìn)現(xiàn)代化食品加工行業(yè)發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，生物酶技術(shù)的出現(xiàn)促使食品生產(chǎn)行業(yè)發(fā)生了改變，進(jìn)而推動人們的飲食朝著多樣化方向發(fā)展，促使食品加工行業(yè)快速發(fā)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(qiáng)食品質(zhì)量的檢測力度，深入研究生物酶技術(shù)，才能確保人們的飲食安全，為社會的健康發(fā)展發(fā)揮出更大作用，推動食品生產(chǎn)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)我國食品安全產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。