酶制剂在食品加工、保鲜与检测中的应用

赵梦然　吕航　王腾

摘 要：酶制剂可催化食品加工中的化学反应，改进食品生产加工方式，改善食品风味，延长食品贮藏期，提高食品检测速率，提高我国食品质量安全，减少食源性疾病的发生率，保障人们的身体健康。基于此，本文综述了酶制剂以及酶制剂在食品加工、保鲜与食品检测中的应用。

关键词：酶制剂；食品加工；保鲜；检测；应用

Application of Enzyme Preparation in Food Processing， Preservation and Detection

ZHAO Mengran， LV Hang， WANG Teng

（China Inspection Branch （Beijing） Test Technology Co.， Ltd.， Beijing 100000， China）

Abstract： Enzyme preparation can catalyze chemical reactions in food processing， improve food production and processing methods， improve food flavor， prolong food storage period， increase food detection rate， improve food quality and safety， reduce the incidence of foodborne diseases， and ensure peoples health. Based on this， this paper reviews enzyme preparation and its application in food processing， preservation and food detection.

Keywords： enzyme preparation; food processing; preservation; detection; application

自我国第一个专业酶制剂生产厂投入使用以来，我国酶制剂应用领域进一步扩展，目前已涉及食品、化工、农业等多个领域。其中在食品领域中的应用主要体现在食品加工、食品保鲜与食品检测等环节。区别于传统食品添加剂，酶制剂具有高效性与专一性，可有效提高食品安全性。目前我国已批准使用的酶制剂有6大类，包括α-淀粉酶制剂、β-葡萄糖酶等，将其适量添加于食品加工与保鲜过程中可提高食品加工与保鲜效果，降低使用化学添加剂可能产生的危害。

1 酶制剂概述

1.1 内涵

酶制剂是一类具有酶特性的活性物质，主要用于催化食品生产加工各环节的化学反应，改良食品加工方式，改善食品口感与风味，延长食品保质期，以提高食品生产效率与食品质量，保障食品安全。目前我国已批准使用的酶制剂包含6类，在使用时需符合相关标准，适量添加，避免因过量或不规范使用出现食品安全问题。

1.2 特征分析

酶制剂主要作用于食品加工保鲜与检测，是利用酶的专一性、高效性催化食品生产加工环节的特异性化学物质，可改善食品的口感、外观等，进而满足人们对食物的更高需求。同时，酶制剂可延长食品保质期，降低食品的氧化变质、腐败，也可利用酶制剂进行食品检测，提高食品检测效率。酶制剂的特征包括专一性、高效性与作用条件较温和。专一性指利用酶制剂参与食品生产加工过程时，同一属性的酶能且只能对同一类物质发生催化反应；高效性指酶制剂可降低反应活化能，提高反应速率，研究表明酶制剂催化效率约高出无机催化剂的107倍。大多数酶为蛋白质，高温、强碱强酸可能破坏酶活性，因此酶的作用条件一般较温和，应用于食品加工保鲜时可避免对食品结构造成损伤，破坏食品口感。

1.3 应用价值

酶制剂在食品领域中的应用主要体现在食品生产加工、食品保鲜与食品检测等多个方面。在食品加工与保鲜方面，酶制剂区别于化学食品添加剂，从生物体中提取，相对安全无毒，是基于原有酸碱法形成的新型技术，具有高效性与专一性等优势。同时，酶制剂的应用可结合食品生产加工与保鲜需求进行再研发，并在食品生产加工中投入使用，降低生产成本，提高食品生产加工效率，改善食品风味与外观；也可在一定程度上提高食品质量，推动食品种类的研发，促进我国食品行业迅猛发展[1]。在食品检测中，目前已广泛应用的PCR技术、ELISA技术均有各自优势，结合了酶的特异性、高效性、专一性，可实现对食品的大批量检测，包括农药残留、兽药残留、重金属、生物毒素、致病菌、过敏原以及真伪鉴别等检测，降低食品检测成本，提高食品检验检测效率，减少食源性疾病的发生率，切实保障我国食品安全。

2 酶制剂在食品加工中的应用

随著现代化工业发展，酶制剂在食品加工中的应用愈发广泛，包括啤酒生产、果蔬加工与烘焙食品等。利用酶制剂可实现对食品加工过程的有效控制，提高食品生产速率，改善加工制品的风味与品质。

2.1 啤酒生产

随着人们生活水平的提升，在解决基本温饱问题后，人们逐渐重视食品安全、食品品质与食品风味。啤酒作为人们生活中的饮品，发展前景良好。为进一步满足人们对啤酒的需求，如新鲜、低热量、口感丰富、泡沫细腻等，相关企业认识到酶制剂在啤酒生产加工中的优势，进而投入适量酶制剂以提高啤酒质量，降低生产成本。一般用于啤酒生产加工的酶制剂包括淀粉酶、葡萄糖氧化酶、α-乙酰乳酸脱羧酶、葡聚糖酶与葡萄糖苷酶等。淀粉酶主要催化原辅料中的淀粉物质，保证收率，促进啤酒加工过程中糖化过程的顺利进行；葡萄糖氧化酶可减少啤酒中残留的溶解氧，达到延长啤酒保质期的作用；α-乙酰乳酸脱羧酶可加快啤酒酿造效率，缩短啤酒成熟周期；葡聚糖酶与葡萄糖苷酶均用于降低啤酒中麦芽汁的黏度，保证啤酒清澈，品相良好[2]。

2.2 果蔬加工

果蔬加工制品种类繁多，包括果蔬汁、果蔬干、果脯、罐头以及各种果蔬提取物等。基于酶的专一性以及酶催化反应过程较温和，在果蔬加工中酶制剂除了可提取果蔬中的果胶外，也常用于生产加工果汁，或进行果蔬的软化与硬化。

提取果胶一般添加原果胶酶。水果中存在不溶性果胶与可溶性果胶，其中未成熟果实中的不可溶果胶随果实成熟可逐渐转化为可溶性果胶。基于原果胶酶可直接与水果中的果胶发生反应，因此利用酶制剂提取果胶方法简单，同时可减少生产污染，降低生产成本。目前，一般利用黑曲霉、枯草杆菌等生产原果胶酶，用于苹果、胡萝卜、葡萄皮中的果胶提取。

果蔬汁制品因其丰富的营养价值与美妙口感深受人们喜爱。为满足人们对果蔬汁的要求，如色泽莹润、口感细腻等，企业一般在生产加工过程中添加粥化酶，提高果蔬粉碎率、果汁产生率，进而促进果汁残渣的过滤等。粥化酶属果胶酶、淀粉酶、（半）纤维素酶等混合物，主要用以催化果蔬中果胶、淀粉、纤维素、半纤维素物质，提高果蔬汁生产效率，降低生产成本[3]。此外，其也可进行酶法脱苦。在生产加工橙汁时添加橙皮苷酶、柠檬酸A-环内酯脱氢酶等，可去除橙汁中苦味物质，包括柠檬苦素类似物与橙皮苷等，给人以丰富口感。

果蔬中的软化与硬化处理需利用加压渗酶促使果胶酶穿过植物细胞壁或在细胞空隙间起催化作用，实现对果蔬的软化与硬化。例如，在加工橘子、桃子罐头时添加酶制剂，可提高水果罐头的口感。同时，在腌制蔬菜时添加酶制剂可防止蔬菜软化，提高蔬菜脆性，如腌萝卜、腌黄瓜等。

2.3 烘焙食品

烘焙食品生产加工中为提高成品外观与口感效果，一般须在加工过程中添加食品添加剂。例如，面粉强筋剂、增白剂等属于化学添加剂，长期食用含有此类化学添加剂的食品可能对人体健康造成损伤。而真菌淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖酶等酶制剂可代替这一类物质，利用酶制剂独特的分子结构，改善面团内部结构，提高面团蓬松度与筋度；也可实现对面粉的增白[4]。同时，酶制剂的应用可延长烘焙食品保质期，缓解食品的氧化变质与腐烂。

3 酶制剂在食品保鲜中的应用

区别于传统食品保鲜剂，如苯甲酸、丁基羟基茴香醚等，酶制剂主要从动物、植物、微生物中提取，相对安全无毒。同时，基于酶制剂的专一性，可实现对食品的保鲜，常用于乳制品、肉制品、酿造酒、水产品等保鲜贮存。酶制剂的应用可抑制食品氧化、曼拉德褐变反应、降解蛋白质、灭菌保鲜，以延长食品货架期[5]。

3.1 溶菌酶

溶菌酶属水解酶，也称为胞壁质酶，顾名思义其主要作用于细胞壁、细胞质，通过对细胞壁中糖苷键、肽聚糖β-1，4糖苷键的水解作用，促进细菌死亡。溶菌酶本身具备一定的稳定性，特指在盐水、糖水等环境中，可呈现较稳定的结构，且耐热、耐酸，可加强食品保鲜效果。区别于传统食品添加剂中的防腐剂，溶菌酶可在蛋清、萝卜等生物中提取，安全无毒，且无副作用，常用于水产品、肉制品、烘焙制品等的防腐，同时溶菌酶作用时无需加热，避免了高温杀菌过程可能对食品风味的破坏。此外，溶菌酶可直接作用于人体肠道中的腐败菌，增强人体抵抗力，促进婴幼儿肠道中的双歧乳酸杆菌繁殖，减少婴幼儿积食[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，通过对食品中氧的去除达到延长食品保质期的目的。基于葡萄糖苷酶的专一性，可作为食品保鲜中的良好抗氧化剂，防止食物氧化变质，延长食品保质期。现阶段葡萄糖氧化酶在食品保鮮中的应用主要体现在蛋制品、果汁制品、奶制品、咖啡及肉制品中，具体包括去除蛋中的葡萄糖，避免蛋制品在储存期间变质；柑橘类果汁制品的脱氧，避免储存中色泽变化，影响食物外观特性；奶粉、咖啡、肉制品等中，葡萄糖氧化酶可直接作用于葡萄糖，避免食物褐变。此外，由于酶制剂的专一性，在啤酒加工保鲜过程可避免与其他物质发生反应，也常用葡萄糖氧化酶延长啤酒货架期。

4 酶制剂在食品检测中的应用

受酶的高效性与专一性影响，酶制剂在食品检测中的应用具有高灵敏性与快速性，可实现对特定物质的快速、高效检测。同时可进行多次检测，降低食品检测成本，一般用以对食品中特殊酶活性成分进行测定，检测食品安全与品质。酶制剂用于食品检测时无需显示剂，检测方法相对简单，一般在适宜温度下即可发生催化反应，可有效缩短检测时间，提高检测效率。目前应用酶制剂进行食品检测的方法主要包括PCR技术与ELISA技术。

4.1 PCR技术

聚合酶链式反应指在DNA聚合酶催化下，通过变性、退火、延伸等步骤，体外复制出与母链模板DNA互补的子链，具有特异性、快速性、重复性好等优点。但由于DNA聚合酶不耐高温，已经研究出耐热DNA聚合酶，且可在90 ℃以上高温存活。PCR技术在食品检测中最早用于转基因食品的检测，如外源基因、外源蛋白检测等，目前已经延伸至食源性致病菌检测（如沙门氏菌、单核细胞增生李斯特氏菌、大肠杆菌等）与真伪鉴别检测中。

4.2 ELISA技术

ELISA技术属生物酶检测技术的一种，利用酶的特异性与专一性，实现酶学与免疫学相结合[7]。ELISA技术主要通过抗原与抗体的结合，使抗原或抗体与酶连接形成酶标抗原或抗体，并与底物（显色剂）产生颜色反应，实现对抗原与抗体的定性分析，具有准确性高、检测效率快、判断结果具有客观标准、可进行大批量检测等优点。目前ELISA技术常用于食品中的农药残留、兽药残留、生物毒素、转基因、过敏原、重金属、（非）食品添加剂及其活性物质检测以及真伪鉴别等多个方面。

5 结语

随着我国社会经济发展，人均消费水平不断上升，人们在重视食品安全的同时，提出了对食品的种类、外观、口感等的要求，强调在保障食品安全的基础上，加快食品生产加工研究，满足现阶段人们对食品的需求。相较于化学食品添加剂，酶制剂具有安全无毒，且具有酶的一般特性的特点，被广泛用于食品生产加工、食品保鲜与食品检测等环节，可进一步提高生产与检测效率，延长食品货架期。但目前我国酶制剂在食品领域的应用尚未完善，仍需加强对酶制剂的生产与应用研究，促进酶制剂在食品加工保鲜与检测中的技术发展，减少食源性疾病的发生率，提高我国食品安全，保障人们身体健康。

参考文献

[1]韩亮亮.酶制剂在食品加工保鲜与检测中的应用[J].现代食品，2016（18）：22-23.

[2]许彦，张平.酶制剂在啤酒生产中的应用及原理[J].安徽农学通报，2013，19（9）：42-43.

[3]赵国萍，李迎秋.酶制剂在果蔬汁加工中的应用[J].江苏调味副食品，2015，143（4）：15-18.

[4]叶豪鑫.微生物制剂在面包品质改良上的研究与应用[J].生物化工，2021，7（1）：167-169.

[5]梁雪霞.酶制剂在食品加工保鲜与检测中的应用[J].现代食品，2019（12）：176-177.

[6]龚霄，游玉明，史沁红.酶制剂在食品保鲜中应用研究[J].粮食与油脂，2007，139（11）：36-38.

[7]孙娜，张捷，辛海燕，等.生物技术在食品检测中的应用研究[J].中国食品工业，2021（16）：54-55.