酶法保鮮技術

酶法保鮮技術是利用酶的催化作用，防止或消除如微生物、氧氣、光等多種外界因素對食品的不良影響，減少食品色、香、味、形及營養衛生特性的劣變，保持食品原有品質與特性的技術。

基本介紹

• 中文名：酶法保鮮技術
• 性質：食品保鮮技術

定義

在食品加工、貯藏、運輸和銷售整個過程中，由於受到微生物、氧氣、光等多種外界因素的影響，食品色、香味形及營養衛生特性會發生劣變甚至腐敗，從而導致食用價值和商品價值大幅降低。人們在長期實踐中探索出一些有效的保鮮技術，如乾制、冷凍、醃製、發酵、使用防腐劑、罐藏等。酶製劑保鮮是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，保持食品原有品質與特性的技術。

優勢

與傳統保鮮方法相比，套用酶製劑進行保鮮具有許多優點，概括如下：

1.酶製劑本身無毒、無味、無臭，不會影響食品的安全和食用價值。

2.酶製劑有高度催化性，用低濃度的酶也能使反應迅速地進行。如lgα-澱粉酶晶體可以在65℃條件下，只需15 min，即可使2 t澱粉轉化為糊精。

3.酶製劑作用所要求的溫度、pH值等條件都很溫和，不會損害食品的質量。例如用酸作催化劑催化澱粉水解成葡萄糖，需要在0.25~0.3 MPa的蒸汽壓力和135~145℃的高溫下才能進行，而用α-澱粉酶，在pH6.0~6.5條件下，85~93℃便可將澱粉水解成糊精，再用糖化酶在pH4. 5~5.0、55~65℃下便可把糊精水解成葡萄糖。

4.酶製劑對底物有嚴格的專一性，添加到成分複雜的原料中不會引起不必要的化學變化。例如啤酒中的蛋白質可用蛋白酶去除，桔汁中的苦味成分柚苷( naringin)可用柚苷酶(naringinase)分解而不影響風味。

5.反應終點易於控制，必要時可用簡單的加熱方法就能使酶製劑失括．終止其反應。

作用機理

酶法保鮮實質是通過酶催化作用，預防、減少、甚至消除各種外界因素對食品不良影響，以保持食品原有優良品性。其作用機理有以下3個方面。

消除氧氣保鮮

氧化是造成食品色、香、味劣化的重要因素，含量很低的氧就足以使食品氧化變質。天然果蔬原料及其製品中含有豐富色素物質，如葉綠素、胡蘿蔔素、多酚衍生物（花青素、花黃素等）、酮類衍生物（紅曲色素、薑黃素等）色素，極易與氧氣發生氧化反應而失去原有顏色，甚至褐變。生鮮肉中血紅素鐵卟啉環在氧氣存在時，原有鮮紅色會逐漸變暗色甚至變綠。更為嚴重的是：氧化會導致維生素C、E等還原類營養物質大量破壞，還促使動植物油脂或奶油氧化酸敗，產生哈喇味兒，造成食品品質嚴重劣變，甚至形成過氧化物、環狀物等致癌物。

解決這種問題基本方法就是除氧。葡萄糖氧化酶作為一類有效除氧劑．可催化葡萄與氧反應生成葡萄糖醛酸和過氧化氫（雙氧水）。雙氧水本身具有殺菌作用．達到保鮮目的。

脫糖保鮮

在一定條件下，食品中的葡萄糖醛基和蛋白質氨基會發生反應，生成類黑色素，使其外觀品質下降。同時，黑色物質會導致蛋白質溶解度降低。脫糖保鮮的原理是加入某些製劑，如葡萄糖氧化酶，同時加入適量氧氣，使葡萄糖完全氧化，阻斷反應。

生產上有時用酵母、乳酸菌等發酵完成蛋白脫糖處理，雖安全性高，但處理時間較長，效價比不很理想。

滅菌保鮮

食品是用營養豐富動植物或微生物等原料加工而成的製品，是微生物生長天然培養基。因此，在微生物作用下，食品會失去原有或應有營養價值、組織特性、色、香、味，甚至產生毒素。因此，防止微生物污染是食品保鮮重要內容。加工中採用最多的是加熱殺菌，如巴氏殺菌、高溫高壓殺菌等和添加防腐劑如苯甲酸鹽、山梨酸鹽和丙酸鈣等，但易造成營養成分大量破壞。輻照殺菌屬於冷殺菌，彌補熱殺菌不足，但輻照劑量不易掌握，易生成輻照味，且該過程中營養成分變化對人體是否存在影響尚不清楚。輻射穿透力弱、成本高，不適於食品大批量套用；添加化學防腐劑殺菌效果雖很好．但化學物質殘留對人體造成安全隱患。現發現某些酶製劑可殺滅導致食品腐敗變質的某些微生物，達到保鮮效果，如溶菌酶的保鮮效果就源於此。

套用實例

溶菌酶

溶菌酶又稱胞壁質酶，系統名稱為N一乙醯胞壁質聚糖水解酶，相對分子質量14000左右，等電點10. 7-- 11.0，是一類無毒、無害、高安全性天然抑菌殺菌劑，可專一性降解細菌細胞壁成分中之乙醯胞壁酸和乙醯葡糖胺之間的糖苷鍵，使細菌裂解、內容物外泄而死亡。對於小球菌、八疊球菌等大多數菌類和枯草桿菌、地衣芽孢桿菌等芽孢桿菌類具有強烈抑制和殺滅作用。溶菌酶本身化學性質很穩定，最適pH 6~7，最適溫度500℃，pH 3時100℃加熱45 min才失活。因此具有相對較好的加工特性。目前，溶菌酶已成功套用於乳製品、低度果酒、水產品、香腸等食品防腐保鮮，在乳酪生產特別是中長期熟化中使用溶菌酶，能有效防止後期起泡及風味變化。溶菌酶對乳酸菌生長很有利，還能抑制雜菌引起的丁酸、酪酸發酵，這種特性是一般防腐劑所不能達到的。

葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶是用黑麴黴等經過發酵後製得的淡黃色透明液體酶製劑。其相對分子質量為15萬左右，最適pH為5.6，在pH 3.5~6.5的條件下具有很好的穩定性，最適作用溫度30～60℃。

如前所述，葡萄糖氧化酶的保鮮作用主要源於其與底物反應的耗氧作用或反應去除樣品中葡萄糖的作用。通過葡萄糖氧化酶反應耗氧達到保鮮目的的具體做法是預先將葡萄糖氧化酶和其底物葡萄糖混合均勻，密封包裝於透氣性好但透水性差的薄膜袋中，置於裝有需保鮮食品的密閉容器內，當密閉容器中氧氣透過薄膜進入袋中後，在葡萄糖氧化酶作用下與葡萄糖發生反應，從而達到除氧目的。實踐中常將葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶聯合使用，增強保鮮效果。葡萄糖氧化酶可直接加入到果醬、果酒等半流體或流體製品中，起到防止氧化變質作用。如在啤酒加工過程中加入適量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧和瓶頸氧，阻止啤酒的氧化變質。因葡萄糖氧化酶的專一性，不會對啤酒中的其他物質產生作用，因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化，保持啤酒風味，延長保質期上有顯著的效果。另外，葡萄糖氧化酶在防止白葡萄酒因多酚氧化酶的作用而變色、果汁中的維生素C因氧化而破壞、多脂食品中脂類因氧化而酸敗、罐裝容器內壁因氧化而腐蝕等方面均有作用。用葡萄糖氧化酶去除食品中殘留的葡萄糖，目前套用最多的是生產脫水製品（如蛋白粉、蛋白片等）中。例如蛋的蛋白中含有0.5%～0.6%的葡萄糖，葡萄糖的羰基與蛋白質的氨基發生美拉德反應，而使產品發生褐變、出現小黑點或使全蛋粉的溶解度下降等。在蛋液中加入適量的葡萄糖氧化酶，不斷地供給適量的氧氣，在30～32℃條件下處理一段時間，使葡萄糖完全氧化，可很好地保持蛋類製品的色澤和溶解性。此外，葡萄糖氧化酶可套用於脫水蔬菜、肉類及蝦類食品保鮮，防止因葡萄糖引起的褐變反應。