食品加工中酶的作用

與食品加工有關的酶，根據其來源可分為內源酶和外源酶兩大類。

 一、內源酶的作用 內源酶是指作為食品加工原料的動植物體內所含有的各種酶類。內源酶是使這些食品原料在屠宰或采收后成熟或變質的重要原因，對食品的貯藏和加工都有著重要的影響。 

（一）動物性食物原料中內源酶的主要作用 畜禽在屠宰后，生命即告終止。但其體內的很多酶仍具有很高的活力，使肉尸的性質發生很多不同于其正常生理活動的變化。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生具有強烈鮮味的IMP。動物死后隨著pH的降低和組織破壞，組織蛋白酶被釋出而發生了對肌肉蛋白質的分解作用，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源酶的影響 采摘后的水果仍然具有生命，進行著比較旺盛的生理生化活動。水果一般都是在還沒有充分成熟時進行采收，再經過后熟，供食用和加工。所謂后熟就是果實離開母株后進行的成熟現象。果實的后熟作用是在各種酶的參與下進行的極其復雜的生理生化過程。在這個過程中，酶的活動方向趨向于水解反應，各種成分都在進行著變化。如淀粉分解為糖，果實變甜；可溶性單寧凝固，果實澀味消失；原果膠水解為果膠，果實變軟；同時果實色澤加深，香味增加。在這個過程中，還由于果實呼吸作用產生了酒精、乙醛和乙烯等產物，促進了后熟過程，這雖然影響了原料的貯存，但對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，由于組織內多酚氧化酶的作用，會發生酶促褐變，嚴重影響產品的外觀和品質。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行短時間的加熱處理，以破壞酶的活力。或將其浸入稀酸中，以低pH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源酶對其貯藏和加工性能都有著很大的影響。有些是有利的影響，可通過適當的條件來加強這些酶的作用；有些是不利的影響，需設法對酶的作用進行抑制或消除。 

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植物體內。外源酶有兩個來源：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生的。有些微生物分泌的各種酶可將食品中蛋白質水解成多肽和氨基酸，并能進一步將氨基酸分解生成氨、酮酸、胺、吲哚和硫化氫等物質，而引起食品的腐敗變質。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物可以改善原有的營養成分、風味和質構。如發酵食品中所用的微生物。 發酵時利用的微生物為有益微生物。它們可以來自于大自然（自然發酵），也可以來自于人工培養的純菌種（接種發酵）。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境。所以，發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。不少食品的最終發酵產物，特別是酸和酒精，有利于阻止腐敗變質菌的生長，同時還能抑制混雜在食品中的一些病原菌的生長活動。 與未發酵食品相比，發酵食品可提高食品原有的營養價值。雖然食品發酵時，微生物會從它所發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。但是食品的發酵都是有控制地進行的，它們的最終產物是乙醇、有機酸、醛類和酮類等，這樣所消耗的能量極其微量。所以，發酵食品仍能保持大部分的能量，以供人體需要。在發酵中，微生物將復雜的物質分解為簡單成分，把封閉在不易消化的物質結構和細胞內的營養素釋放出來，從而增加了食品的營養價值。同時還合成了不少人體必需的維生素。發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 采用適當的理化方法將酶從生物組織或細胞以及微生物發酵物中提取出來，加工成為具有一定純度及活力標準的生化制劑，稱為酶制劑。 早期的酶制劑生產多數是從動物臟器和高等植物種子、果實中提取的。隨著酶制劑應用范圍的日益擴大，單純依靠動植物來源是不能滿足工業需要的，所以人們逐步把注意力轉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。現已知一切動植物細胞中存在的酶幾乎都能夠從微生物細胞中找到。微生物具有生長繁殖快，生活周期短，產量高，不受季節、地區的限制；微生物培養簡單易行、生產規模可大可小；微生物容易變異，可采取遺傳工程、細胞工程、基因工程等技術進行菌種選育和代謝控制，來提高產酶量、培育新酶種等優點，目前已成為酶制劑的主要來源。

 1．酶制劑應用于食品加工的特點 根據一定的加工要求，選用適當的酶制劑應用于食品加工，往往能取得比其他加工方法更好的效果。這是由酶促反應的特點所決定的。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現的加工要求。酶促反應有專一性，很少有副反應，不會引起食品成分發生不需要的變化。酶促反應可以在常溫常壓和接近中性的pH條件下完成，因而加工設備簡單，節省能源而又有利于保存食品的營養成分和色香味。酶促反應的速度可以很容易地通過調節pH、溫度和酶制劑加入量等條件加以調節。酶本質上是天然產生的蛋白質，作為食品加工材料，理論上是安全的。在酶制劑反應后，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。由于以上這些優越性，使酶制劑在食品加工中的應用越來越廣，并逐步取代了一些原有的加工方法。如葡萄糖生產，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，投入工業生產后，使設備投資大大降低，工序簡化，產品雜質含量低，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．酶制劑的安全和衛生 酶制劑來源于生物，一般要比化學合成物質安全。但是酶制劑通常不是純凈的化學物質，常混有殘存的原材料、無機鹽、稀釋劑、防腐劑等物質。用微生物發酵的酶可能伴隨帶來某些生物毒素或殘留抗生素。因此，生產食品加工用的酶制劑，應注意原料和提取工藝的選擇，防止有害物質的污染。聯合國糧食與農業組織和世界衛生組織的食品添加劑專家聯合委員會在1977年第21屆大會上作出如下規定： 凡從動植物可食部分的組織，或用食品加工傳統使用菌種生產的酶制劑，可作為食品對待，不需進行毒理試驗，只需建立有關酶化學和微生物學的說明。 凡由非致病性一般食品污染微生物生產的酶，需作短期毒性試驗。 對于非常見微生物制取的酶，要作廣泛的毒性試驗。 用于生產食品酶制劑的工業菌種，必須是非致病性的，不產生毒素、抗生素和激素等生理活性物質，并經過各種安全性試驗，證明安全可靠后，才能批準使用。