
酶法保鲜技术
酶法保鲜技术是利用酶的催化作用,防止或消除如微生物、氧气、光等多种外界因素对食品的不良影响,减少食品色、香、味、形及营养卫生特性的劣变,保持食品原有品质与特性的技术。
基本介绍
- 中文名:酶法保鲜技术
- 性质:食品保鲜技术
定义
在食品加工、贮藏、运输和销售整个过程中,由于受到微生物、氧气、光等多种外界因素的影响,食品色、香味形及营养卫生特性会发生劣变甚至腐败,从而导致食用价值和商品价值大幅降低。人们在长期实践中探索出一些有效的保鲜技术,如乾制、冷冻、腌製、发酵、使用防腐剂、罐藏等。酶製剂保鲜是利用酶的催化作用,防止或消除外界因素对食品的不良影响,保持食品原有品质与特性的技术。
优势
与传统保鲜方法相比,套用酶製剂进行保鲜具有许多优点,概括如下:
1.酶製剂本身无毒、无味、无臭,不会影响食品的安全和食用价值。
2.酶製剂有高度催化性,用低浓度的酶也能使反应迅速地进行。如lgα-澱粉酶晶体可以在65℃条件下,只需15 min,即可使2 t澱粉转化为糊精。
3.酶製剂作用所要求的温度、pH值等条件都很温和,不会损害食品的质量。例如用酸作催化剂催化澱粉水解成葡萄糖,需要在0.25~0.3 MPa的蒸汽压力和135~145℃的高温下才能进行,而用α-澱粉酶,在pH6.0~6.5条件下,85~93℃便可将澱粉水解成糊精,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.酶製剂对底物有严格的专一性,添加到成分複杂的原料中不会引起不必要的化学变化。例如啤酒中的蛋白质可用蛋白酶去除,桔汁中的苦味成分柚苷( naringin)可用柚苷酶(naringinase)分解而不影响风味。
5.反应终点易于控制,必要时可用简单的加热方法就能使酶製剂失括.终止其反应。
作用机理
酶法保鲜实质是通过酶催化作用,预防、减少、甚至消除各种外界因素对食品不良影响,以保持食品原有优良品性。其作用机理有以下3个方面。
消除氧气保鲜
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变质。天然果蔬原料及其製品中含有丰富色素物质,如叶绿素、胡萝蔔素、多酚衍生物(花青素、花黄素等)、酮类衍生物(红曲色素、姜黄素等)色素,极易与氧气发生氧化反应而失去原有颜色,甚至褐变。生鲜肉中血红素铁卟啉环在氧气存在时,原有鲜红色会逐渐变暗色甚至变绿。更为严重的是:氧化会导致维生素C、E等还原类营养物质大量破坏,还促使动植物油脂或奶油氧化酸败,产生哈喇味儿,造成食品品质严重劣变,甚至形成过氧化物、环状物等致癌物。
解决这种问题基本方法就是除氧。葡萄糖氧化酶作为一类有效除氧剂.可催化葡萄与氧反应生成葡萄糖醛酸和过氧化氢(双氧水)。双氧水本身具有杀菌作用.达到保鲜目的。
脱糖保鲜
在一定条件下,食品中的葡萄糖醛基和蛋白质氨基会发生反应,生成类黑色素,使其外观品质下降。同时,黑色物质会导致蛋白质溶解度降低。脱糖保鲜的原理是加入某些製剂,如葡萄糖氧化酶,同时加入适量氧气,使葡萄糖完全氧化,阻断反应。
生产上有时用酵母、乳酸菌等发酵完成蛋白脱糖处理,虽安全性高,但处理时间较长,效价比不很理想。
灭菌保鲜
食品是用营养丰富动植物或微生物等原料加工而成的製品,是微生物生长天然培养基。因此,在微生物作用下,食品会失去原有或应有营养价值、组织特性、色、香、味,甚至产生毒素。因此,防止微生物污染是食品保鲜重要内容。加工中採用最多的是加热杀菌,如巴氏杀菌、高温高压杀菌等和添加防腐剂如苯甲酸盐、山梨酸盐和丙酸钙等,但易造成营养成分大量破坏。辐照杀菌属于冷杀菌,弥补热杀菌不足,但辐照剂量不易掌握,易生成辐照味,且该过程中营养成分变化对人体是否存在影响尚不清楚。辐射穿透力弱、成本高,不适于食品大批量套用;添加化学防腐剂杀菌效果虽很好.但化学物质残留对人体造成安全隐患。现发现某些酶製剂可杀灭导致食品腐败变质的某些微生物,达到保鲜效果,如溶菌酶的保鲜效果就源于此。
套用实例
溶菌酶
溶菌酶又称胞壁质酶,系统名称为N一乙醯胞壁质聚糖水解酶,相对分子质量14000左右,等电点10. 7-- 11.0,是一类无毒、无害、高安全性天然抑菌杀菌剂,可专一性降解细菌细胞壁成分中之乙醯胞壁酸和乙醯葡糖胺之间的糖苷键,使细菌裂解、内容物外泄而死亡。对于小球菌、八叠球菌等大多数菌类和枯草桿菌、地衣芽孢桿菌等芽孢桿菌类具有强烈抑制和杀灭作用。溶菌酶本身化学性质很稳定,最适pH 6~7,最适温度500℃,pH 3时100℃加热45 min才失活。因此具有相对较好的加工特性。目前,溶菌酶已成功套用于乳製品、低度果酒、水产品、香肠等食品防腐保鲜,在乳酪生产特别是中长期熟化中使用溶菌酶,能有效防止后期起泡及风味变化。溶菌酶对乳酸菌生长很有利,还能抑制杂菌引起的丁酸、酪酸发酵,这种特性是一般防腐剂所不能达到的。
葡萄糖氧化酶
葡萄糖氧化酶是用黑麴霉等经过发酵后製得的淡黄色透明液体酶製剂。其相对分子质量为15万左右,最适pH为5.6,在pH 3.5~6.5的条件下具有很好的稳定性,最适作用温度30~60℃。
如前所述,葡萄糖氧化酶的保鲜作用主要源于其与底物反应的耗氧作用或反应去除样品中葡萄糖的作用。通过葡萄糖氧化酶反应耗氧达到保鲜目的的具体做法是预先将葡萄糖氧化酶和其底物葡萄糖混合均匀,密封包装于透气性好但透水性差的薄膜袋中,置于装有需保鲜食品的密闭容器内,当密闭容器中氧气透过薄膜进入袋中后,在葡萄糖氧化酶作用下与葡萄糖发生反应,从而达到除氧目的。实践中常将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶联合使用,增强保鲜效果。葡萄糖氧化酶可直接加入到果酱、果酒等半流体或流体製品中,起到防止氧化变质作用。如在啤酒加工过程中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧,阻止啤酒的氧化变质。因葡萄糖氧化酶的专一性,不会对啤酒中的其他物质产生作用,因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化,保持啤酒风味,延长保质期上有显着的效果。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变色、果汁中的维生素C因氧化而破坏、多脂食品中脂类因氧化而酸败、罐装容器内壁因氧化而腐蚀等方面均有作用。用葡萄糖氧化酶去除食品中残留的葡萄糖,目前套用最多的是生产脱水製品(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,葡萄糖的羰基与蛋白质的氨基发生美拉德反应,而使产品发生褐变、出现小黑点或使全蛋粉的溶解度下降等。在蛋液中加入适量的葡萄糖氧化酶,不断地供给适量的氧气,在30~32℃条件下处理一段时间,使葡萄糖完全氧化,可很好地保持蛋类製品的色泽和溶解性。此外,葡萄糖氧化酶可套用于脱水蔬菜、肉类及虾类食品保鲜,防止因葡萄糖引起的褐变反应。