食品加工中酶的作用
與食品加工有關(guān)的酶，根據(jù)其來源可分為內(nèi)源酶和外源酶兩大類。
?一、內(nèi)源酶的作用 內(nèi)源酶是指作為食品加工原料的動(dòng)植物體內(nèi)所含有的各種酶類。內(nèi)源酶是使這些食品原料在屠宰或采收后成熟或變質(zhì)的重要原因，對(duì)食品的貯藏和加工都有著重要的影響。?
（一）動(dòng)物性食物原料中內(nèi)源酶的主要作用 畜禽在屠宰后，生命即告終止。但其體內(nèi)的很多酶仍具有很高的活力，使肉尸的性質(zhì)發(fā)生很多不同于其正常生理活動(dòng)的變化。如在磷酸化酶、乳酸脫氫酶等糖酵解酶的作用下，肌肉中糖原分解成為乳酸，使其pH下降。由于肌漿中ATP酶的作用，使肌肉中ATP含量迅速下降，并在磷酸肌酸激酶和腺苷酸脫氨酶的作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)烈鮮味的IMP。動(dòng)物死后隨著pH的降低和組織破壞，組織蛋白酶被釋出而發(fā)生了對(duì)肌肉蛋白質(zhì)的分解作用，生成肽和游離氨基酸。這些肽和氨基酸使其在加工中形成肉的香氣和鮮味。這一過程稱為肉的成熟過程。?
（二）植物性食物原料中內(nèi)源酶的影響 采摘后的水果仍然具有生命，進(jìn)行著比較旺盛的生理生化活動(dòng)。水果一般都是在還沒有充分成熟時(shí)進(jìn)行采收，再經(jīng)過后熟，供食用和加工。所謂后熟就是果實(shí)離開母株后進(jìn)行的成熟現(xiàn)象。果實(shí)的后熟作用是在各種酶的參與下進(jìn)行的極其復(fù)雜的生理生化過程。在這個(gè)過程中，酶的活動(dòng)方向趨向于水解反應(yīng)，各種成分都在進(jìn)行著變化。如淀粉分解為糖，果實(shí)變甜；可溶性單寧凝固，果實(shí)澀味消失；原果膠水解為果膠，果實(shí)變軟；同時(shí)果實(shí)色澤加深，香味增加。在這個(gè)過程中，還由于果實(shí)呼吸作用產(chǎn)生了酒精、乙醛和乙烯等產(chǎn)物，促進(jìn)了后熟過程，這雖然影響了原料的貯存，但對(duì)加工來講還是很重要的。 在罐頭加工中，蘋果、梨和馬鈴薯等水果、蔬菜在削皮切開后，由于組織內(nèi)多酚氧化酶的作用，會(huì)發(fā)生酶促褐變，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀和品質(zhì)。所以，這類水果蔬菜在去皮切開后，必須盡快將其放入沸水或蒸汽中進(jìn)行短時(shí)間的加熱處理，以破壞酶的活力。或?qū)⑵浣胂∷嶂校缘蚿H抑制多酚氧化酶活力，也可以將其浸入亞硫酸鹽溶液中抑制多酚氧化酶活力。 綜上所述，可以看出食品原料中的內(nèi)源酶對(duì)其貯藏和加工性能都有著很大的影響。有些是有利的影響，可通過適當(dāng)?shù)臈l件來加強(qiáng)這些酶的作用；有些是不利的影響，需設(shè)法對(duì)酶的作用進(jìn)行抑制或消除。?
二、外源酶的作用 外源酶并非存在于作為食品加工原料的動(dòng)植物體內(nèi)。外源酶有兩個(gè)來源：一是來源于食品中存在的微生物；二是來源于人為添加的酶制劑。?
（一）微生物產(chǎn)生的外源酶 微生物在食品中的生長繁殖給食品的成分和性質(zhì)帶來廣泛而又深刻的變化，這些變化都是在微生物分泌的各種酶的作用下發(fā)生的。有些微生物分泌的各種酶可將食品中蛋白質(zhì)水解成多肽和氨基酸，并能進(jìn)一步將氨基酸分解生成氨、酮酸、胺、吲哚和硫化氫等物質(zhì)，而引起食品的腐敗變質(zhì)。但是也有些微生物在食品或食品原料中生長繁殖，通過它們分泌的各種酶的作用以及代謝產(chǎn)物可以改善原有的營養(yǎng)成分、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)。如發(fā)酵食品中所用的微生物。 發(fā)酵時(shí)利用的微生物為有益微生物。它們可以來自于大自然（自然發(fā)酵），也可以來自于人工培養(yǎng)的純菌種（接種發(fā)酵）。在人工控制的條件下，利用各種因素促使這些有益微生物的生長，并建立起不利于有害微生物生長的環(huán)境。所以，發(fā)酵不僅為人類提供品種繁多的食品，還提高了食品的耐藏性。不少食品的最終發(fā)酵產(chǎn)物，特別是酸和酒精，有利于阻止腐敗變質(zhì)菌的生長，同時(shí)還能抑制混雜在食品中的一些病原菌的生長活動(dòng)。 與未發(fā)酵食品相比，發(fā)酵食品可提高食品原有的營養(yǎng)價(jià)值。雖然食品發(fā)酵時(shí)，微生物會(huì)從它所發(fā)酵的成分中取得能源，使食品的成分受到一定程度的氧化，以致食品中能供人體利用的能量有所減少。但是食品的發(fā)酵都是有控制地進(jìn)行的，它們的最終產(chǎn)物是乙醇、有機(jī)酸、醛類和酮類等，這樣所消耗的能量極其微量。所以，發(fā)酵食品仍能保持大部分的能量，以供人體需要。在發(fā)酵中，微生物將復(fù)雜的物質(zhì)分解為簡單成分，把封閉在不易消化的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)素釋放出來，從而增加了食品的營養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)還合成了不少人體必需的維生素。發(fā)酵食品還能將人體不能消化的纖維素、半纖維素和類似聚合物在微生物分泌的酶作用下，分解形成簡單的糖類和糖的衍生物供人體利用。?
（二）酶制劑 采用適當(dāng)?shù)睦砘椒▽⒚笍纳锝M織或細(xì)胞以及微生物發(fā)酵物中提取出來，加工成為具有一定純度及活力標(biāo)準(zhǔn)的生化制劑，稱為酶制劑。 早期的酶制劑生產(chǎn)多數(shù)是從動(dòng)物臟器和高等植物種子、果實(shí)中提取的。隨著酶制劑應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，單純依靠動(dòng)植物來源是不能滿足工業(yè)需要的，所以人們逐步把注意力轉(zhuǎn)向以微生物開辟酶制劑的來源上。微生物種類繁多，酶的品種齊全。現(xiàn)已知一切動(dòng)植物細(xì)胞中存在的酶幾乎都能夠從微生物細(xì)胞中找到。微生物具有生長繁殖快，生活周期短，產(chǎn)量高，不受季節(jié)、地區(qū)的限制；微生物培養(yǎng)簡單易行、生產(chǎn)規(guī)模可大可小；微生物容易變異，可采取遺傳工程、細(xì)胞工程、基因工程等技術(shù)進(jìn)行菌種選育和代謝控制，來提高產(chǎn)酶量、培育新酶種等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為酶制劑的主要來源。
?1．酶制劑應(yīng)用于食品加工的特點(diǎn) 根據(jù)一定的加工要求，選用適當(dāng)?shù)拿钢苿?yīng)用于食品加工，往往能取得比其他加工方法更好的效果。這是由酶促反應(yīng)的特點(diǎn)所決定的。酶的催化效率高，很少量的酶制劑就可以完成其他方法很難實(shí)現(xiàn)的加工要求。酶促反應(yīng)有專一性，很少有副反應(yīng)，不會(huì)引起食品成分發(fā)生不需要的變化。酶促反應(yīng)可以在常溫常壓和接近中性的pH條件下完成，因而加工設(shè)備簡單，節(jié)省能源而又有利于保存食品的營養(yǎng)成分和色香味。酶促反應(yīng)的速度可以很容易地通過調(diào)節(jié)pH、溫度和酶制劑加入量等條件加以調(diào)節(jié)。酶本質(zhì)上是天然產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，作為食品加工材料，理論上是安全的。在酶制劑反應(yīng)后，可以通過酶變性的簡單處理方法使其失去活力而消除其影響。由于以上這些優(yōu)越性，使酶制劑在食品加工中的應(yīng)用越來越廣，并逐步取代了一些原有的加工方法。如葡萄糖生產(chǎn)，過去一直沿用酸水解淀粉的方法。自從酶法制葡萄糖研究獲得成功，投入工業(yè)生產(chǎn)后，使設(shè)備投資大大降低，工序簡化，產(chǎn)品雜質(zhì)含量低，得糖率接近100%，并可以直接利用噴霧干燥法來制葡萄糖粉。?
2．酶制劑的安全和衛(wèi)生 酶制劑來源于生物，一般要比化學(xué)合成物質(zhì)安全。但是酶制劑通常不是純凈的化學(xué)物質(zhì)，?；煊袣埓娴脑牧稀o機(jī)鹽、稀釋劑、防腐劑等物質(zhì)。用微生物發(fā)酵的酶可能伴隨帶來某些生物毒素或殘留抗生素。因此，生產(chǎn)食品加工用的酶制劑，應(yīng)注意原料和提取工藝的選擇，防止有害物質(zhì)的污染。聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織的食品添加劑專家聯(lián)合委員會(huì)在1977年第21屆大會(huì)上作出如下規(guī)定： 凡從動(dòng)植物可食部分的組織，或用食品加工傳統(tǒng)使用菌種生產(chǎn)的酶制劑，可作為食品對(duì)待，不需進(jìn)行毒理試驗(yàn)，只需建立有關(guān)酶化學(xué)和微生物學(xué)的說明。 凡由非致病性一般食品污染微生物生產(chǎn)的酶，需作短期毒性試驗(yàn)。 對(duì)于非常見微生物制取的酶，要作廣泛的毒性試驗(yàn)。 用于生產(chǎn)食品酶制劑的工業(yè)菌種，必須是非致病性的，不產(chǎn)生毒素、抗生素和激素等生理活性物質(zhì)，并經(jīng)過各種安全性試驗(yàn)，證明安全可靠后，才能批準(zhǔn)使用。
