传统酿造酱及酱油中酶系的作用

韦晓东

（广东珠江桥生物科技股份有限公司，广东 中山 528415）

酱和酱油是重要的豆制品食物之一。酱最早起源于我国，可以追溯到数千年前。自酱出现以来，便取得人们的青睐，常见于百姓日常生活中。俗话说“北方人不能没有酱，南方人不能没有豆豉”。早在周朝（大约2900 年前），它的生产就已经相对发达，然后被引进越南，日本和其他国家。酱不仅是调味料，而且还是美味佳肴。

1 酿造酱及酱油中淀粉酶系的作用

1.1 α－淀粉酶

α－淀粉酶（EC3.2.1.1），可切断淀粉链的α-1、4 糖苷键。从功能特性的角度来看，尽管该类酶不能水解和反应木薯淀粉，但可在碳键内的α-1 上起作用。从来源途径的角度来看，诸如枯草芽孢杆菌微生物可产生α－淀粉酶。

1.2 糖化酶

糖化酶又称之为葡萄糖淀粉酶，学名为α-1，4。这种酶在木薯淀粉分子结构的末端起作用。它又是一种外切糖酶，依次从木薯淀粉的非氧化端切割α-1 和4 个糖苷键，切断每个葡萄糖水模块，然后进行转化，生成葡萄糖淀粉酶。与β－胃蛋白酶一样，水解反应产生的葡萄糖水也会发生构象变化，从而生成β-D－葡萄糖水。它们也可以作用于支链淀粉的α-1、6 键，但是速度相对较慢。

葡萄糖淀粉酶代谢的关键是产生葡萄糖水，提供充足的碳营养，以促进葡萄糖淀粉酶、酵母及相关微生物菌株的生长，并且该类产物也是多种类型发酵中的基础物质，例如其会参与到酒精发酵、乳酸发酵中。而在与碳水化合物接触后，将产生有色板化学物质。可以发现，木薯淀粉的糖化水平严重影响了酱和酱油的颜色和香气。若葡萄糖淀粉酶作用彻底，清酱油甜度好，颜色深，无盐固体含量高，可以提高清酱油的质量。酱油酿造微生物主要以葡萄糖淀粉酶为“主材”，其次是酵母菌和细菌。在酱和酱油的产生过程中，葡萄糖淀粉酶起到重要的促进作用，是原料降解的关键物质，对于提高酱和酱油质量具有积极意义。此外，诸如多肽、氨基酸等降解产物均会在一定程度上影响酵母菌及乳酸菌的发酵水平，不同状态下的酱油风味也有所不同。酱和酱油在酿造过程中，蛋白质持续分解，依托于葡萄糖淀粉酶，实现对蛋白质的降解处理（产生肽），为原料的利用提供促进作用，并增强着色效果，此阶段属于酱油原料分解的第一步。而后，葡萄糖淀粉酶分解小分子的肽，产生丰富的氨基酸，进而增强酱油的风味，调节色泽；葡萄糖淀粉酶的形式多样，各自均会使酱油带有独特的风味。在葡萄糖淀粉酶的作用下，使葡萄糖淀粉酶被分解为谷氨酸，其作为酱油中的重要材料，对产品风味有深远的影响。在现阶段以酱油葡萄糖淀粉酶为对象的研究中，研究方向趋于多样化，例如诱变菌株提高酶活力、蛋白酶的分离纯化均颇具代表性，并且在影响酶活的因素、葡萄糖淀粉酶组成等方面的研究力度也在逐步加大，相继产生一系列的研究成果，为酱油酿造的理论研究以及实际生产提供了重要参考。

2 酿造酱及酱油中蛋白酶系的作用

（1）米曲霉蛋白酶具有典型的核酸内切酶特性。通常来说，当蛋白质被消化和吸收时，有8%～15%的肽链断裂，反应停止。在酱料的酿造中，其关键功能是促进大豆蛋白质的融化。如果将米曲霉蛋白酶制成酶制剂并用于酱和酱油的生产，则可以进一步提高其生产数量。例如我国无锡市轻工业学院无锡太湖酱制品，就将米曲霉用于生产胰蛋白酶，并用于生产轻质酱油，取得了成功。

对于酱油酿造阶段的米曲霉而言，其含有两种胰蛋白酶，即中性蛋白酶、碱性蛋白酶，通过两者的共同作用，促进原料中蛋白质的水解，产物为肽。使用黑曲霉（Aspergillus niger）中包含的酸性胰蛋白酶作为酒精酱油体系的填充剂是提高碳水化合物含量的有效方法。黑曲霉还含有较高的谷氨酰胺酶，这反过来又提高了磷酸盐的转化率，磷酸盐是一种增香的化学物质，并且在改善酱油的味道中起到一定的作用。

（2）胰蛋白酶的主要作用是溶解在酱油生产中的大豆蛋白粉，为了更好地溶解大豆蛋白粉并改善轻质酱油的味道，首先是在轻质酱油酿造中增强胰蛋白酶的作用。其次，为了更好地从组织中分离出大豆蛋白质，必须破坏原料植物细胞。纤维素酶可以释放植物细胞中包封的蛋白质和淀粉，运用纤维素酶时原材料的反应条件良好，原料的利用率较高。

3 酿造酱及酱油中果胶酶系的作用

果胶酶是溶解阿拉伯树胶的酶的总称，也是一种一氧化氮合酶。它通常包含三种酶：预酶、阿拉伯树胶甲基核糖核苷酸和阿拉伯糖酶，在彼此的共同作用下，可以完全溶解水果胶原纤维。纯天然胶原纤维在蛋白酶的作用下转化为水溶性阿拉伯树胶；阿拉伯树胶被阿拉伯树胶的甲基核糖核苷酸（PE）催化，以除去甲酯基并将其转化为阿拉伯酸；阿拉伯胶苷酶破坏阿拉伯树胶中的α-1，4－糖苷键并将其转化为半乳糖醛酸，从而进入糖酵解模式。

果胶酶的作用是将水果胶原蛋白纤维的酯化，裂解和水解，产生半乳糖醛酸，低聚半乳糖醛酸或不饱和脂肪糖醛酸，在低聚半乳糖醛酸和其他化学物质中定量的醛基具有一定的氧化性质，可以产生果胶酶菌，主要是黄曲霉，以及文氏曲霉，苹果青霉，黑曲霉，米曲霉，酵母菌等。

4 酿造酱及酱油中乳酸脱氢酶系的作用

乳酸脱氢酶（LDH，EC1.1.1.27）可以催化丙酮酸，是乳酸菌饮料中生产过程中的一种重要的酶。此外，它还可以基于氧化作用将还原型辅酶I（NADH）转化为辅酶II（NAD）。乳酸脱氢酶属于寡聚酶，其包含4 个亚基，相对组成为约36，000 道尔顿。每个亚基具有相同的功能，并具有5 个同工酶。其作用反映了乳酸菌饮料的催化反应。大多数D-乳酸脱氢酶催化是可逆反应，极少数不可逆。对于可逆的D-乳酸脱氢酶来说，只有环境中乳酸浓度较高时才催化逆反应，即催化乳酸合成丙酮酸，来参与细菌的代谢。

该酶属于细胞内酶，当细菌细胞分裂时从体细胞中释放出来。L－乳酸脱氢酶通常存在于动物、绿色植物和微生物菌株中。D－乳酸脱氢酶具有与L 型不同的结构特征，但具有一些油酸脱氢酶的特性。当乳酸脱氢酶不活跃时，丙酮酸可以用多种方式重建NADH，然后再进行发酵。在该阶段，将逐步强化发酵食品独有的风味，赋予食品特有的“味觉标签”。

5 酿造酱及酱油中乙醇脱氢酶系的作用

乙醇脱氢酶（ADH）属于立体定向的含铁金属酶，此类酶在非蛋白物质融合后开始显现出酶活性。乙醇脱氢酶在很大程度上影响了酶的特性，其中（NAD）属于转移基团辅酶因子。从结构组成的角度看待乙醇脱氢酶，其由两个结构域共同组成，一处作为催化反应，具有结构易挥发的显著特征；另一处作为融合多肽链区域，在该部位发生特定的反应后，将产生多肽链折叠结构。辅酶以动态延伸的开放形式与酶融合。磷酸化的葡萄糖水通过ED 生成丙酮酸，然后通过丙酮酸脱羧酶脱羧反应转化为溴化氢，进而依托于乙醇脱氢酶的作用，还原生成醇。一些细菌、酵母也可以代谢麦芽糖醇以产生乙醇。

6 酿造酱及酱油中谷氨酰胺酶系的作用

谷氨酰胺酶（EC3.5.1.2）在影响发酵食品风味方面具有显著的作用，会在很大程度上决定豆酱的风味。该酶可促进谷氨酰胺的分解，产物为谷氨酸和氨。但并非在任何条件下谷氨酰胺酶均可发挥出作用，只有自溶后方可生效（与该酶属于胞内酶的特点有关）。催化反应见式（1）：

在豆酱原料的组成中，部分谷氨酸以谷氨酰胺的形式存在（占比达到46%），而其本身并无鲜味，若要有效凸显鲜味，则需得到谷氨酰胺酶的催化水解，经此途径的转化后，生成谷氨酸，从而使豆酱呈现独有的鲜味。谷氨酸的形成并非一蹴而就，其具有阶段性的特征：首先，在蛋白酶和肽酶的联合下，水解原料；随后，依托于谷氨酰胺酶的催化作用，产生丰富的游离态谷氨酸。

谷氨酰胺酶遇食用盐可快速产生变化，酒精中食用盐的浓度较高会抑制该酶的活性。Kazuaki Yoshimune 等人进行了黄色微球的化学诱变试验，由此显著提升该酶的高耐盐性能。有学者曾选取日本某酱油厂的种子曲，对其做分离处理后，获得一株曲霉，并将其与米曲霉A3.042（在我国的酱油酿造中取得广泛的应用）做酿造对比实验，发现前者酿造的成品酱油具有相似的氨基氮含量，但前者酿造的酱油比后者更美味、更香。因此在酱油的酿造过程中，可适当提升谷氨酰胺酶的活性，除此之外适量增加谷氨酰胺酶也是可行的方法，此类措施均有利于提升酿造酱油的品质。

7 结语

综上所述，酱及酱油的酿造属于一个循序渐进的过程，在此期间伴有丰富的化学变化和生物学变化，其中各类酶的催化反应较为关键，合理的催化是保证酱及酱油品质的重要前提，因此加强对酶的研究以及有效调控至关重要，相关技术人员须给予高度的重视，在此方面做持续性的探索。