酶制劑在食品加工、保鮮與檢測中的應用

趙夢然，呂 航，王 騰

（中檢科（北京）測試技術有限公司，北京 100000）

自我國第一個專業酶制劑生產廠投入使用以來，我國酶制劑應用領域進一步擴展，目前已涉及食品、化工、農業等多個領域。其中在食品領域中的應用主要體現在食品加工、食品保鮮與食品檢測等環節。區別于傳統食品添加劑，酶制劑具有高效性與專一性，可有效提高食品安全性。目前我國已批準使用的酶制劑有6 大類，包括α-淀粉酶制劑、β-葡萄糖酶等，將其適量添加于食品加工與保鮮過程中可提高食品加工與保鮮效果，降低使用化學添加劑可能產生的危害。

1 酶制劑概述

1.1 內涵

酶制劑是一類具有酶特性的活性物質，主要用于催化食品生產加工各環節的化學反應，改良食品加工方式，改善食品口感與風味，延長食品保質期，以提高食品生產效率與食品質量，保障食品安全。目前我國已批準使用的酶制劑包含6 類，在使用時需符合相關標準，適量添加，避免因過量或不規范使用出現食品安全問題。

1.2 特征分析

酶制劑主要作用于食品加工保鮮與檢測，是利用酶的專一性、高效性催化食品生產加工環節的特異性化學物質，可改善食品的口感、外觀等，進而滿足人們對食物的更高需求。同時，酶制劑可延長食品保質期，降低食品的氧化變質、腐敗，也可利用酶制劑進行食品檢測，提高食品檢測效率。酶制劑的特征包括專一性、高效性與作用條件較溫和。專一性指利用酶制劑參與食品生產加工過程時，同一屬性的酶能且只能對同一類物質發生催化反應；高效性指酶制劑可降低反應活化能，提高反應速率，研究表明酶制劑催化效率約高出無機催化劑的107倍。大多數酶為蛋白質，高溫、強堿強酸可能破壞酶活性，因此酶的作用條件一般較溫和，應用于食品加工保鮮時可避免對食品結構造成損傷，破壞食品口感。

1.3 應用價值

酶制劑在食品領域中的應用主要體現在食品生產加工、食品保鮮與食品檢測等多個方面。在食品加工與保鮮方面，酶制劑區別于化學食品添加劑，從生物體中提取，相對安全無毒，是基于原有酸堿法形成的新型技術，具有高效性與專一性等優勢。同時，酶制劑的應用可結合食品生產加工與保鮮需求進行再研發，并在食品生產加工中投入使用，降低生產成本，提高食品生產加工效率，改善食品風味與外觀；也可在一定程度上提高食品質量，推動食品種類的研發，促進我國食品行業迅猛發展[1]。在食品檢測中，目前已廣泛應用的PCR 技術、ELISA 技術均有各自優勢，結合了酶的特異性、高效性、專一性，可實現對食品的大批量檢測，包括農藥殘留、獸藥殘留、重金屬、生物毒素、致病菌、過敏原以及真偽鑒別等檢測，降低食品檢測成本，提高食品檢驗檢測效率，減少食源性疾病的發生率，切實保障我國食品安全。

2 酶制劑在食品加工中的應用

隨著現代化工業發展，酶制劑在食品加工中的應用愈發廣泛，包括啤酒生產、果蔬加工與烘焙食品等。利用酶制劑可實現對食品加工過程的有效控制，提高食品生產速率，改善加工制品的風味與品質。

2.1 啤酒生產

隨著人們生活水平的提升，在解決基本溫飽問題后，人們逐漸重視食品安全、食品品質與食品風味。啤酒作為人們生活中的飲品，發展前景良好。為進一步滿足人們對啤酒的需求，如新鮮、低熱量、口感豐富、泡沫細膩等，相關企業認識到酶制劑在啤酒生產加工中的優勢，進而投入適量酶制劑以提高啤酒質量，降低生產成本。一般用于啤酒生產加工的酶制劑包括淀粉酶、葡萄糖氧化酶、α-乙酰乳酸脫羧酶、葡聚糖酶與葡萄糖苷酶等。淀粉酶主要催化原輔料中的淀粉物質，保證收率，促進啤酒加工過程中糖化過程的順利進行；葡萄糖氧化酶可減少啤酒中殘留的溶解氧，達到延長啤酒保質期的作用；α-乙酰乳酸脫羧酶可加快啤酒釀造效率，縮短啤酒成熟周期；葡聚糖酶與葡萄糖苷酶均用于降低啤酒中麥芽汁的黏度，保證啤酒清澈，品相良好[2]。

2.2 果蔬加工

果蔬加工制品種類繁多，包括果蔬汁、果蔬干、果脯、罐頭以及各種果蔬提取物等?；诿傅膶Ｒ恍砸约懊复呋磻^程較溫和，在果蔬加工中酶制劑除了可提取果蔬中的果膠外，也常用于生產加工果汁，或進行果蔬的軟化與硬化。

提取果膠一般添加原果膠酶。水果中存在不溶性果膠與可溶性果膠，其中未成熟果實中的不可溶果膠隨果實成熟可逐漸轉化為可溶性果膠?；谠z酶可直接與水果中的果膠發生反應，因此利用酶制劑提取果膠方法簡單，同時可減少生產污染，降低生產成本。目前，一般利用黑曲霉、枯草桿菌等生產原果膠酶，用于蘋果、胡蘿卜、葡萄皮中的果膠提取。

果蔬汁制品因其豐富的營養價值與美妙口感深受人們喜愛。為滿足人們對果蔬汁的要求，如色澤瑩潤、口感細膩等，企業一般在生產加工過程中添加粥化酶，提高果蔬粉碎率、果汁產生率，進而促進果汁殘渣的過濾等。粥化酶屬果膠酶、淀粉酶、（半）纖維素酶等混合物，主要用以催化果蔬中果膠、淀粉、纖維素、半纖維素物質，提高果蔬汁生產效率，降低生產成本[3]。此外，其也可進行酶法脫苦。在生產加工橙汁時添加橙皮苷酶、檸檬酸A-環內酯脫氫酶等，可去除橙汁中苦味物質，包括檸檬苦素類似物與橙皮苷等，給人以豐富口感。

果蔬中的軟化與硬化處理需利用加壓滲酶促使果膠酶穿過植物細胞壁或在細胞空隙間起催化作用，實現對果蔬的軟化與硬化。例如，在加工橘子、桃子罐頭時添加酶制劑，可提高水果罐頭的口感。同時，在腌制蔬菜時添加酶制劑可防止蔬菜軟化，提高蔬菜脆性，如腌蘿卜、腌黃瓜等。

2.3 烘焙食品

烘焙食品生產加工中為提高成品外觀與口感效果，一般須在加工過程中添加食品添加劑。例如，面粉強筋劑、增白劑等屬于化學添加劑，長期食用含有此類化學添加劑的食品可能對人體健康造成損傷。而真菌淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖酶等酶制劑可代替這一類物質，利用酶制劑獨特的分子結構，改善面團內部結構，提高面團蓬松度與筋度；也可實現對面粉的增白[4]。同時，酶制劑的應用可延長烘焙食品保質期，緩解食品的氧化變質與腐爛。

3 酶制劑在食品保鮮中的應用

區別于傳統食品保鮮劑，如苯甲酸、丁基羥基茴香醚等，酶制劑主要從動物、植物、微生物中提取，相對安全無毒。同時，基于酶制劑的專一性，可實現對食品的保鮮，常用于乳制品、肉制品、釀造酒、水產品等保鮮貯存。酶制劑的應用可抑制食品氧化、曼拉德褐變反應、降解蛋白質、滅菌保鮮，以延長食品貨架期[5]。

3.1 溶菌酶

溶菌酶屬水解酶，也稱為胞壁質酶，顧名思義其主要作用于細胞壁、細胞質，通過對細胞壁中糖苷鍵、肽聚糖β-1,4 糖苷鍵的水解作用，促進細菌死亡。溶菌酶本身具備一定的穩定性，特指在鹽水、糖水等環境中，可呈現較穩定的結構，且耐熱、耐酸，可加強食品保鮮效果。區別于傳統食品添加劑中的防腐劑，溶菌酶可在蛋清、蘿卜等生物中提取，安全無毒，且無副作用，常用于水產品、肉制品、烘焙制品等的防腐，同時溶菌酶作用時無需加熱，避免了高溫殺菌過程可能對食品風味的破壞。此外，溶菌酶可直接作用于人體腸道中的腐敗菌，增強人體抵抗力，促進嬰幼兒腸道中的雙歧乳酸桿菌繁殖，減少嬰幼兒積食[6]。

3.2 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶主要作用于食品中的葡萄糖，通過對食品中氧的去除達到延長食品保質期的目的?；谄咸烟擒彰傅膶Ｒ恍裕勺鳛槭称繁ｕr中的良好抗氧化劑，防止食物氧化變質，延長食品保質期?，F階段葡萄糖氧化酶在食品保鮮中的應用主要體現在蛋制品、果汁制品、奶制品、咖啡及肉制品中，具體包括去除蛋中的葡萄糖，避免蛋制品在儲存期間變質；柑橘類果汁制品的脫氧，避免儲存中色澤變化，影響食物外觀特性；奶粉、咖啡、肉制品等中，葡萄糖氧化酶可直接作用于葡萄糖，避免食物褐變。此外，由于酶制劑的專一性，在啤酒加工保鮮過程可避免與其他物質發生反應，也常用葡萄糖氧化酶延長啤酒貨架期。

4 酶制劑在食品檢測中的應用

受酶的高效性與專一性影響，酶制劑在食品檢測中的應用具有高靈敏性與快速性，可實現對特定物質的快速、高效檢測。同時可進行多次檢測，降低食品檢測成本，一般用以對食品中特殊酶活性成分進行測定，檢測食品安全與品質。酶制劑用于食品檢測時無需顯示劑，檢測方法相對簡單，一般在適宜溫度下即可發生催化反應，可有效縮短檢測時間，提高檢測效率。目前應用酶制劑進行食品檢測的方法主要包括PCR 技術與ELISA 技術。

4.1 PCR 技術

聚合酶鏈式反應指在DNA 聚合酶催化下，通過變性、退火、延伸等步驟，體外復制出與母鏈模板DNA 互補的子鏈，具有特異性、快速性、重復性好等優點。但由于DNA 聚合酶不耐高溫，已經研究出耐熱DNA 聚合酶，且可在90 ℃以上高溫存活。PCR技術在食品檢測中最早用于轉基因食品的檢測，如外源基因、外源蛋白檢測等，目前已經延伸至食源性致病菌檢測（如沙門氏菌、單核細胞增生李斯特氏菌、大腸桿菌等）與真偽鑒別檢測中。

4.2 ELISA 技術

ELISA 技術屬生物酶檢測技術的一種，利用酶的特異性與專一性，實現酶學與免疫學相結合[7]。ELISA 技術主要通過抗原與抗體的結合，使抗原或抗體與酶連接形成酶標抗原或抗體，并與底物（顯色劑）產生顏色反應，實現對抗原與抗體的定性分析，具有準確性高、檢測效率快、判斷結果具有客觀標準、可進行大批量檢測等優點。目前ELISA 技術常用于食品中的農藥殘留、獸藥殘留、生物毒素、轉基因、過敏原、重金屬、（非）食品添加劑及其活性物質檢測以及真偽鑒別等多個方面。

5 結語

隨著我國社會經濟發展，人均消費水平不斷上升，人們在重視食品安全的同時，提出了對食品的種類、外觀、口感等的要求，強調在保障食品安全的基礎上，加快食品生產加工研究，滿足現階段人們對食品的需求。相較于化學食品添加劑，酶制劑具有安全無毒，且具有酶的一般特性的特點，被廣泛用于食品生產加工、食品保鮮與食品檢測等環節，可進一步提高生產與檢測效率，延長食品貨架期。但目前我國酶制劑在食品領域的應用尚未完善，仍需加強對酶制劑的生產與應用研究，促進酶制劑在食品加工保鮮與檢測中的技術發展，減少食源性疾病的發生率，提高我國食品安全，保障人們身體健康。