復(fù)合酶制劑在發(fā)酵面食中的應(yīng)用

劉高峰，田天娥，汪小平，連 鋒，陳世玩，李堅(jiān)鋒，劉 偉，鐘燕連

（中山市南方新元食品生物工程有限公司，廣東 中山 528437）

酶是一種具有生物催化活性的蛋白質(zhì)，有高度專一性、催化效率高、操作條件溫和及健康等特點(diǎn)。酶制劑作為一類綠色食品添加劑，用于改善食品品質(zhì)和食品制造工藝，其應(yīng)用已越來(lái)越普遍，品種也不斷增多。針對(duì)不同食品加工應(yīng)用領(lǐng)域特點(diǎn)，我們公司已開(kāi)發(fā)出各種專用復(fù)合酶制劑。復(fù)合酶制劑是根據(jù)產(chǎn)品的需要，把多種酶制劑及原輔料按一定比例混合而成的食品添加劑。把多種酶制劑混合使用，往往有協(xié)同增效作用，還可減少單一酶的使用量，現(xiàn)就復(fù)合酶制劑在發(fā)酵面食制品加工中的應(yīng)用作簡(jiǎn)單介紹。小麥、玉米、高粱、燕麥及蕎麥等谷物主要成分是淀粉，其次是蛋白質(zhì)，在其面食品（發(fā)酵焙烤食品、發(fā)酵蒸煮類面制品等）加工中一般主要用以下幾類酶：

1 面包中常用的酶制劑及作用

生產(chǎn)面包對(duì)面粉品質(zhì)要求較高，進(jìn)口的強(qiáng)筋小麥最適合于生產(chǎn)面包專用粉，但進(jìn)口數(shù)量有限，且價(jià)格較高，在實(shí)際應(yīng)用中受到一定限制。國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥培育和種植近年發(fā)展很快，涌現(xiàn)出一批優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種，其品質(zhì)雖暫時(shí)趕不上進(jìn)口強(qiáng)筋小麥，但基本上能滿足生產(chǎn)面包專用粉的質(zhì)量要求。若再通過(guò)添加面粉改良劑進(jìn)行一定地處理，就能作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)面包的專用粉。下面介紹幾種面包中常用的酶制劑及其作用。

1.1 α-淀粉酶

α-淀粉酶可以以隨機(jī)的方式從直鏈淀粉內(nèi)部水解糖苷鍵，最終產(chǎn)物是麥芽糖和葡萄糖。淀粉酶在面包生產(chǎn)中的作用是：將面團(tuán)內(nèi)的破損淀粉分解為麥芽糖及葡萄糖，提供給酵母發(fā)酵，產(chǎn)生二氧化碳，增大面包體積。淀粉酶將一部分淀粉分解可以使面團(tuán)軟化、延伸性增加，得到體積大而組織細(xì)膩的面包；同時(shí)淀粉酶能改變淀粉性質(zhì)，使淀粉的老化作用緩慢，延長(zhǎng)面包保持柔軟的時(shí)間，但應(yīng)用時(shí)要注意控制淀粉酶的用量，并不是越多越好，淀粉酶添加過(guò)多則會(huì)使面包體積偏小，芯發(fā)粘。

總之適量淀粉酶可加快面團(tuán)發(fā)酵速度，縮短發(fā)酵時(shí)間，提高入爐急脹性，改善面包內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使面包有較好松軟度，增大面包比容，使面包表皮色澤良好而穩(wěn)定，延緩淀粉老化，延長(zhǎng)面包保鮮時(shí)間。

1.2 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶在氧氣存在的條件下能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸，同時(shí)產(chǎn)生過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑，能將面筋分子中巰基(-SH)氧化為二硫鍵(-S-S-)，增加面筋筋力。過(guò)氧化氫在面團(tuán)內(nèi)過(guò)氧化物酶的作用下產(chǎn)生自由基，促進(jìn)水溶性戊聚糖中阿魏酸過(guò)氧化交聯(lián)凝膠作用，從而形成較大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)彈性。因此葡萄糖氧化酶能夠顯著改善面粉粉質(zhì)特性，加強(qiáng)面筋蛋白間三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)間，減小弱化度，強(qiáng)化面筋，生成更強(qiáng)、更具有彈性的面團(tuán)，增大面包體積，從而提高烘焙質(zhì)量。

1.3 木聚糖酶或戊聚糖酶

面粉中非淀粉多糖主要為戊聚糖，對(duì)面團(tuán)的流變性和面包的體積起著重要的作用。戊聚糖分為水溶性戊聚糖和水不溶性戊聚糖，水溶性戊聚糖對(duì)面制品的品質(zhì)有改良作用，而不溶性戊聚糖對(duì)面制品的品質(zhì)卻有破壞作用。戊聚糖酶可以將水不溶性戊聚糖分解，變成水溶性戊聚糖，從而提高面筋網(wǎng)絡(luò)的彈韌性，增強(qiáng)面團(tuán)對(duì)過(guò)度攪拌的耐受力，改善面團(tuán)的可操作性及穩(wěn)定性，增強(qiáng)面團(tuán)的持氣能力，提高面包的入爐急脹性，增大面包體積。

木聚糖酶可以使阿拉伯木聚糖和面筋之間水分重新分布，或使水溶性木聚糖分子長(zhǎng)鏈更易于與蛋白質(zhì)等大分子結(jié)合，使該部分木聚糖參與到面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中去，或增加面筋與淀粉膜的強(qiáng)度和延伸性，使面包在高溫焙烤時(shí)氣泡不容易破裂，二氧化碳擴(kuò)散離開(kāi)面團(tuán)的速率減慢，使最終產(chǎn)品體積增大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加均勻而細(xì)膩，產(chǎn)生蜂窩狀微孔，從而使面包松軟、質(zhì)地細(xì)膩，面包芯持水能力大為增強(qiáng)，面包老化過(guò)程得以延緩。大量研究證明，戊聚糖酶和木聚糖酶因其對(duì)面包品質(zhì)顯著改良作用及公認(rèn)安全性，已成為面包改良劑中一種重要成分。

1.4 過(guò)氧化氫酶

幾乎所有的生物機(jī)體都存在過(guò)氧化氫酶，包括小麥籽粒及其加工而成的面粉。過(guò)氧化氫酶能夠催化過(guò)氧化氫釋放出氧，進(jìn)而將面筋分子中巰基(-SH)氧化為二硫鍵(-S-S-)，增強(qiáng)面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增大面包的體積。一般過(guò)氧化氫酶和葡萄糖氧化酶配合使用效果更好。

1.5 脂肪氧化酶

脂肪氧化酶是一種含非血紅素鐵的蛋白質(zhì)，專一催化具有順、順一1，4戊二烯結(jié)構(gòu)的多元不飽和脂肪酸加氧反應(yīng)，氧化生成具有共軛雙鍵的過(guò)氧化氫物。過(guò)氧化氫物作為氧化劑繼續(xù)氧化面粉，改善面團(tuán)的流變性。脂肪氧化酶在面團(tuán)中有雙重作用，一是氧化面粉中的色素使之褪色，增加面包內(nèi)部組織光澤和白度；二是氧化不飽和脂肪酸使之形成過(guò)氧化物，氧化蛋白質(zhì)分子中的硫氫基團(tuán)，形成分子內(nèi)和分子間的二硫鍵，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)分子聚合，使蛋白質(zhì)分子變得更大，從而提高面筋筋力，改善面包質(zhì)構(gòu)，使面包瓤更加柔軟。

1.6 脂肪酶

脂肪酶是一類具有多種催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其它一些水不溶性酯類的水解、醇解、酯化、轉(zhuǎn)酯化及酯類的逆向合成反應(yīng)。脂肪酶對(duì)脂肪—蛋白質(zhì)的相互作用有重要影響。通過(guò)對(duì)結(jié)合脂肪的酶解，釋放出游離脂肪及與蛋白質(zhì)中疏水結(jié)合的部位，從而對(duì)面團(tuán)的流變性及面筋產(chǎn)生影響。在面團(tuán)的調(diào)制過(guò)程中加入脂肪酶，出現(xiàn)和乳化劑相同的效果，如改善面團(tuán)特性及增加面包的體積，同時(shí)脂肪酶對(duì)面團(tuán)強(qiáng)度具有明顯的改善作用，可解決加入強(qiáng)筋劑后面團(tuán)延伸性變短的缺點(diǎn)。

1.7 蛋白酶

蛋白酶可降低面團(tuán)的筋力，使強(qiáng)筋面團(tuán)更容易操作，且可塑性強(qiáng)。制作面包時(shí)適量添加蛋白酶，會(huì)使面團(tuán)中多肽和氨基酸含量增加。亮氨酸和苯丙氨酸是形成香味的中間產(chǎn)物，多肽則是潛在的滋味增強(qiáng)劑、氧化劑、甜味劑或苦味劑。適量添加蛋白酶有利于改善面包皮的顏色和面包的香氣口味；過(guò)量添加則會(huì)使面團(tuán)變粘，面包質(zhì)量下降。實(shí)驗(yàn)表明，每1 kg面粉較適合的添加量為0.001～0.01 g。

1.8 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶

谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可催化蛋白質(zhì)多肽發(fā)生分子內(nèi)和分子間共價(jià)交聯(lián)，從而改善蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)如發(fā)泡性、乳化性、乳化穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、保水性和凝膠能力影響顯著，進(jìn)而改善食品的風(fēng)味、口感、質(zhì)地和外觀等。在面包面團(tuán)中添加谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，可降低面團(tuán)硬度，增加面團(tuán)塑性；增加面團(tuán)吸水率，提高面包出品率；減少面團(tuán)攪拌能量，節(jié)省加工成本。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶在面包焙烤中的作用類似氧化改良劑，但添加過(guò)多面包體積反而會(huì)偏小，因此要注意用量。

1.9 植酸酶

植酸酶為催化植酸及其鹽類水解為肌醇與磷酸(鹽)的一類酶的總稱，屬磷酸單脂水解酶，具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，能夠依次分解植酸分子中的磷，將植酸(鹽)降解為肌醇和無(wú)機(jī)磷，同時(shí)釋放出與植酸(鹽)結(jié)合的其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。植酸廣泛存在于植物組織和一些糧食產(chǎn)品中。植酸能限制小麥粉中金屬礦物質(zhì)的活性，如鋅、鐵等，導(dǎo)致其很難被人體吸收，因此為抗?fàn)I養(yǎng)因子。添加植酸酶可分解植酸，同時(shí)能改善面包質(zhì)構(gòu)，增加面包體積。全麥面包中含有大量對(duì)人體有益膳食纖維，但全麥粉中也存在一些植酸(鹽)，所以在全麥面包中應(yīng)用植酸酶是必要的，植酸酶不會(huì)影響面團(tuán)的pH，但能縮短面團(tuán)醒發(fā)時(shí)間，改善面包質(zhì)構(gòu)，增加面包比容。

2 蒸煮發(fā)酵類面制品中常用的酶制劑及作用

2.1 α-淀粉酶

淀粉酶可以水解面粉中的淀粉，產(chǎn)生可供酵母利用的糖，促進(jìn)酵母產(chǎn)氣，從而增加饅頭的體積。淀粉酶對(duì)饅頭的外部品質(zhì)指標(biāo)有改良作用，相關(guān)研究表明淀粉酶能明顯改善饅頭的表皮色澤及瓤色、高徑比、咀嚼性和硬度，其研究證明饅頭中淀粉酶添加量為30 mg/kg時(shí)饅頭外部品質(zhì)和內(nèi)部品質(zhì)都較好。

2.2 木聚糖酶

木聚糖酶可以水解面粉中不溶性的木聚糖而改善面筋網(wǎng)絡(luò)，改善面團(tuán)的操作性和穩(wěn)定性，使饅頭具有更好的組織結(jié)構(gòu)和更大的體積。研究表明木聚糖酶在適當(dāng)?shù)奶砑臃秶鷥?nèi)可以明顯地改善饅頭的感官品質(zhì)，同時(shí)改善饅頭心的硬度、彈性和柔軟性。木聚糖酶具有明顯的抗老化作用，可改善饅頭在貯存過(guò)程中的品質(zhì)，從而延長(zhǎng)其貨架壽命。根據(jù)饅頭的感官評(píng)分、饅頭皮和饅頭心的硬度變化，以及饅頭貯存過(guò)程中硬度和彈性的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)木聚糖酶在饅頭制作中3 mg/kg面粉的添加量最佳。

2.3 真菌脂肪酶

真菌脂肪酶水解非極性的脂類 (如甘油三脂)，產(chǎn)生脂肪酸和二脂或一脂，脂肪酸可以作為面粉內(nèi)源性脂肪氧化酶的底物，通過(guò)氧化反應(yīng)，將面粉中的有色物質(zhì)漂白，從而增加饅頭的白度，脂肪酶作用后產(chǎn)生的單酯增加淀粉(脂肪復(fù)合物)的生成，從而抑制淀粉酶粒的溶脹，增加饅頭的咬勁和光滑感，減小粘性，脂肪酶可以增加面團(tuán)的穩(wěn)定性，從而增加饅頭的耐醒發(fā)性，在醒發(fā)時(shí)不出現(xiàn)塌陷。

2.4 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶通過(guò)氧化葡萄糖生成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，其中過(guò)氧化氫可以氧化面團(tuán)中的-SH生成二硫鍵(-S-S-)，從而強(qiáng)化面筋，增加面團(tuán)的彈性，提高饅頭的挺立度。研究表明葡萄糖氧化酶對(duì)饅頭表皮的綜合白度和饅頭芯硬度改善效果最明顯，當(dāng)達(dá)到葡萄糖氧化酶的添加量為20 mg/kg時(shí)，綜合白度值最大，饅頭芯硬度最軟；葡萄糖氧化酶對(duì)于多谷物饅頭的比容改善效果不明顯，隨著葡萄糖氧化酶的添加，多谷物饅頭的比容會(huì)出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，所以葡萄糖氧化酶對(duì)于比容的改善沒(méi)有作用，甚至?xí)鸬截?fù)面作用；但葡萄糖氧化酶對(duì)于饅頭具有較好的抗老化性，當(dāng)葡萄糖氧化酶添加量為20 mg/kg時(shí)，饅頭的抗老化效果最好。

2.5 脂肪酶

脂肪酶是一類具有多種催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其它一些水不溶性酯類的水解、醇解、酯化、轉(zhuǎn)酯化及酯類的逆向合成反應(yīng)。脂肪酶對(duì)脂肪—蛋白質(zhì)的相互作用有重要影響。通過(guò)對(duì)結(jié)合脂肪的酶解，釋放出游離脂肪及與蛋白質(zhì)中疏水結(jié)合的部位，從而對(duì)面團(tuán)的流變性及面筋產(chǎn)生影響。在面團(tuán)的調(diào)制過(guò)程中加入脂肪酶，出現(xiàn)和乳化劑相同的效果，如改善面團(tuán)特性及增加饅頭的體積，同時(shí)脂肪酶對(duì)面團(tuán)強(qiáng)度具有明顯的改善作用，可解決加入強(qiáng)筋劑后面團(tuán)延伸性變短的缺點(diǎn)。脂肪酶添加于面粉中，可以使面粉中不飽和脂肪酸氧化，同胡蘿卜素發(fā)生共軛氧化作用，從而將面粉漂白。

3 復(fù)合酶制劑協(xié)同效果

復(fù)合酶制劑的復(fù)配技術(shù)和配方將是面粉改良劑研究的首要形式。盡管已知的酶有許多作用，但單一的酶往往是特異性的酶，其產(chǎn)品品質(zhì)的提高往往是間接的。幾種酶制劑混合使用往往有協(xié)同增效作用，起到“1+1＞2”的效果，還可減少單一酶的使用量。復(fù)合酶制劑在面制品中的應(yīng)用也很廣泛。

戊聚糖酶或木聚糖酶與真菌淀粉酶結(jié)合使用時(shí)，能產(chǎn)生協(xié)同作用。一般來(lái)說(shuō)，純木聚糖酶用量合適可使面團(tuán)體積增大，但用量過(guò)高時(shí)，面團(tuán)就會(huì)變得太粘。將木聚糖酶與少量的真菌淀粉酶結(jié)合使用時(shí)，就可采用較少份量的單一淀粉酶和木聚糖酶，制得較大體積和較好總體質(zhì)量評(píng)分的面團(tuán)，并避免發(fā)粘的問(wèn)題。

脂肪酶不會(huì)使面團(tuán)發(fā)粘，而且能夠大大地改進(jìn)面團(tuán)的穩(wěn)定性和面包瓤的結(jié)構(gòu)，因此，木聚糖酶或淀粉酶與脂肪酶之間的協(xié)同作用，為改進(jìn)面團(tuán)質(zhì)量提供了許多可行性。脂肪酶(Lipase，EC 3.1.1.3)可以催化油脂水解，使面粉中的天然脂質(zhì)得到改性，形成脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、直鏈淀粉復(fù)合物，從而防止直鏈淀粉在烹煮過(guò)程中的滲出現(xiàn)象。

葡萄糖氧化酶雖能使面團(tuán)強(qiáng)度加大卻會(huì)使之干硬，而高劑量的真菌淀粉酶則能賦予面團(tuán)較好的延伸性，將這兩種酶結(jié)合使用，就能產(chǎn)生協(xié)同作用。此外，當(dāng)這兩種酶與少量的抗壞血酸一起使用時(shí)，面團(tuán)不僅非常穩(wěn)定，而且能夠增加1%～2%的吸收水能力，使面包體積有更大的增長(zhǎng)，面包皮也更為松脆，提高面包整體的感官品質(zhì)。

4 酶制劑在面制品中的應(yīng)用前景

隨著生活水平的提高，人民的生活模式已經(jīng)由“溫飽型”逐步向“舒適型”轉(zhuǎn)變，今后人們不但要吃飽，更要吃好，吃得安全。近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越關(guān)心自己的飲食質(zhì)量，崇尚天然食品已成為一種必然的趨勢(shì)。酶是一種純天然生物制品，屬于蛋白質(zhì)，在面粉中經(jīng)食品加工后變性，無(wú)毒無(wú)害，是標(biāo)準(zhǔn)的綠色食品添加劑，酶制劑具有專一性強(qiáng)、添加量少、改良效果好的優(yōu)點(diǎn)，各種酶能夠在面粉品質(zhì)改良方面發(fā)揮積極的作用，在面粉工業(yè)中的應(yīng)用前景很好。酶制劑是一種純天然生物制品，無(wú)毒、無(wú)害、安全高效，酶本身又是蛋白質(zhì)，可以說(shuō)酶制劑是標(biāo)準(zhǔn)的綠色食品添加劑，酶制劑可以提高國(guó)內(nèi)面粉的品質(zhì)，使其接近或達(dá)到國(guó)外優(yōu)質(zhì)小麥面粉的質(zhì)量，制作出更好的面制品，且酶制劑作為面粉品質(zhì)的改良劑，有著化學(xué)改良劑無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。因此有必要加大酶制劑作用機(jī)理及面粉、面制品的特性及用量等方面的研究，以拓寬應(yīng)用領(lǐng)域和更好的應(yīng)用效果，根據(jù)各種小麥面粉不同特性，同時(shí)結(jié)合不同酶制劑的各自特殊效果，并很好地利用酶制劑之間的協(xié)同增效作用，必將會(huì)給面制品加工業(yè)帶來(lái)新的生機(jī)和活力。酶制劑開(kāi)發(fā)將不斷探索和發(fā)展，也將越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于面制品中。