1、第四章 酶工程及其在食品工业中的应用,酶工程的应用前景,（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产； （2）自然酶的分离纯化及鉴定技术； （3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）； （4）酶反应器的研制和应用； （5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。其中固定化酶技术是酶工程的核心。实际上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现。,第一节 淀粉的酶法加工,淀粉：是多糖类的一种，是无色无臭的白色粉末。天然淀粉一般由直链淀粉和支链淀粉构成。,直链淀粉：大约由几百至一千个-D-葡萄糖单位通过-1,4糖苷键连接的线形分子，但并不是一根长的直链，而是盘旋成一个螺旋状。支链淀粉：支链淀粉是由多
2、个直链淀粉通过-1,6糖苷键形成侧链，在侧链上还会形成另一个分支的侧链。,在淀粉的糖链中，其葡萄糖残基异头碳原子上仍保留半缩醛羟基的一端称为还原未端，而葡萄糖残基不再存在半缩醛羟基的一端，称非还原端。,支链淀粉的结构,淀粉酶：是水解淀粉和糖原的酶类的总称。 淀粉酶类属水解酶，可以将淀粉类原料降解转化成不同的淀粉糖。 常用的淀粉酶有：-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱枝酶等。 酶法淀粉深加工的产物：主要有糊精、环状糊精、饴糖、麦芽糖和麦芽糖浆、果葡糖浆以及一些低聚糖等。,（一）-淀粉酶1、-淀粉酶作用特点 作用特点： 内切淀粉分子-1,4糖苷键，不水解支链淀粉的-1,6键，也不水解紧靠分支点-
3、1,6键外的-1,4键。 产物：生成糊精和少量低聚糖、麦芽糖和葡萄糖。,一、淀粉酶类作用特性及其来源,-淀粉酶应用：工业上将a-淀粉酶称为液化型淀粉酶，利用它对淀粉进行液化处理。 2、-淀粉酶的来源及性质 来源：主要来自于细菌和曲霉。不同来源的-淀粉酶性质差异较大，目前人们在致力于开发和应用各种耐热、耐酸、耐碱性好的-淀粉酶。,耐热性-淀粉酶: 指最适反应温度、热稳定性在90以上的-淀粉酶。 耐热性-淀粉酶的优点：在90以上高温液化淀粉，反应快，液化彻底，易过滤，且节省能源。 液化时不需添加Ca2+，减少精制费用，降低成本。 酶的稳定性好,耐热性-淀粉酶：,产品名称：TermamylR LS型
4、、 TermamylR CS、 Termamyl, Type S、苏宏牌高温淀粉酶 - Suhong AA。都是液体酶制剂，适用于喷射温度在105 110的连续喷射或类似的液化工艺。来源：地衣芽孢杆菌（经基因工程改造）,诺维信公司生产的耐热性-淀粉酶：,（二）-淀粉酶,1、 -淀粉酶作用特点 作用特点：从非还原端依次切下两个葡萄糖单位，由-构型转变为-构型。只水解-1,4糖苷键，不水解支链淀粉的-1,6键。 产物：麦芽糖和-限制糊精 应用：淀粉糖化,（三）葡萄糖淀粉酶,1、葡萄糖淀粉酶作用特点 作用特点：从淀粉分子非还原端末端开始依次水解一个葡萄糖分子，并从型转变为型，能作用于淀粉分子的-1,
5、4、-1,3、-1,6糖苷键。 产物：-葡萄糖 应用：淀粉糖化等,脱枝酶：为水解糖原、支链淀粉中-1,6葡糖苷键的酶类的总称。 作用特点：可作用于支链淀粉分支点的-1,6糖苷键。 与淀粉加工有关的微生物脱枝酶有两类: 普鲁兰酶（又称茁霉多糖酶）和异淀粉酶 应用：常与-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶一起使用以提高产物的得率。,（四）脱枝酶,二、果葡糖浆的生产,果葡糖浆：也称高果糖浆（High Fructose Syrups 简称HFS），是一种以果糖和葡萄糖为主要成分的混合糖浆。 目前主要有三种糖浆工业产品： 第一代（F-42）：含42的果糖、53的葡萄糖、 5的低聚糖，甜度与蔗糖相同； 第二代（ F-5
6、5）：含果糖55，葡萄糖40，低聚糖5，甜度约为蔗糖的1.1倍； 第三代（F-90）：含果糖90以上，低聚糖3，其甜度为蔗糖的1.4倍。,1、果葡糖浆生产原理以淀粉为原料，通过-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶将淀粉水解形成葡萄糖，然后利用葡萄糖异构酶的作用将葡萄糖转化为果糖，制成一种含有果糖和葡萄糖的混合糖浆。,（一）果葡糖浆的生产,2、果葡糖浆生产工艺流程,（1）、淀粉液化,原料：一般为玉米淀粉 酶：-淀粉酶 液化温度： 耐热性淀粉酶：温度在95105。 非耐热性淀粉酶：温度在90以下。 淀粉液化程度：用DE值(dextrose equivalent，葡萄糖当量 值）来表示，它是淀粉液化液中还原糖（以
7、葡萄糖计）占 干物质总量的百分率，一般控制在1520。 液化设备：液化喷射器，工作原理是将加酶的淀粉乳瞬间加热到淀粉酶的耐高温临界温度，在充分分散的条件下，进行液化反应。,糖化操作：调液化液pH： 4.55.0加糖化酶量：100200Ug（干物质）糖化温度： 60土1 最终糖化液DE值达到9598即终止糖化. （）糖液精制 包括过滤、脱色、离子交换、脱氧。 脱氧的目的：提高葡萄糖异构化时酶对底物葡萄糖的转化效率。,（2）、淀粉糖化,可采用游离酶或固定化酶，目前主要是采用固定化的葡萄糖异构酶来进行生产。 异构化工艺：普遍采用固定化酶床反应器法，酶可连续使用约800h左右。 异构化出柱的糖浆指标为
8、：pH7.0, 异构糖浆中果糖含量42%。,（）、葡萄糖异构化,分离方法：冷却结晶分离法、果糖钙沉淀分离、离子交换树脂分离、分子筛和色谱分离等。美国环球石油公司开发的用分子筛作吸附剂，用旋转阀模拟流动床连续分离果糖工艺，果糖提取率92，果糖纯度可达94以上，糖液中固形物浓度达1824。英国P.E.Barber教授等采用半连续色谱分离法，用钙或其它阳离子交换树脂，分离果糖的纯度可达99.9，这是目前最有效的方法。,（5） 果糖的分离,分子筛：是可以在分子水平上筛分物质的多孔材料，如凝胶、沸石等都是多孔材料。分子筛分离是利用混合物溶液中各物质的分子大小不同来分离。常使混合物通过凝胶柱，由于不同的物
9、质分子量大小不同，通过凝胶柱后而得到分离，大分子先出，小分子后出。色谱分离：色谱分离是通过混合物在两相间的分配差异来实现的。构成色谱分离的两相分别是固定相和流动相，分离时流动相流过固定相。由于混合物中各组分在固定相表面上的吸附强度或分配系数不同，当流动相流过时各组分随流动相的移动速度不同而实现分离。,（二）、果葡糖浆在食品工业中的应用,目前，在美国、日本等发达国家，2/3的食糖已被高果糖浆代替。,三、麦芽糖浆的生产,、麦芽糖浆：是以淀粉为原料，经酶或酸酶结合的方法水解而成的以麦芽糖为主的糖浆。,种麦芽糖浆产品及组成：,普通麦芽糖浆：又分传统饴糖和酶法饴糖 传统饴糖：以大米或红薯为原料，加入大麦
10、芽，将淀粉糖化成糖浆。其中麦芽糖含量为4550，糊精约占50%55%。 酶法饴糖：先用-淀粉酶液化淀粉，再用-淀粉酶糖化所制成的糖浆。高麦芽糖浆: 淀粉经-淀粉酶液化和-淀粉酶糖化后，再经脱色、精制所得的糖浆，其中麦芽糖含量为5060。 超高麦芽糖浆：淀粉经-淀粉酶液化、-淀粉酶和脱枝酶糖化等工序制备的麦芽糖含量在7585以上的糖浆。,、超高麦芽糖浆的生产,全酶法生产工艺流程：,-淀粉酶和普鲁蓝酶,淀粉,液化,脱色、脱盐,糖化,浓缩,超高麦芽糖浆,细菌-淀粉酶,三种酶：-淀粉酶、-淀粉酶和脱枝酶（常用普鲁蓝酶）,液化方法：利用耐热性的-淀粉酶在95105下高温喷射液化。DE值一般控制在510之
11、间，不能过高或过低。糖化方法：采用耐热性的淀粉酶（用量为250350U/g原料）和普鲁蓝酶（0.20.4L/t原料），两种酶可同时加入或分开加入，在最适的温度和pH下糖化，一般经过2448h，麦芽糖含量达75以上。,麦芽糖甜度（为蔗糖的30%40）柔和，具有良好防腐性和热稳定性，吸湿性低，不参与胰岛素调节的糖代谢，在食品中不仅做甜味剂，还可做保鲜剂、保湿剂等。麦芽糖浆具有良好的抗结晶性，在果酱、果冻和冷冻食品中不会有结晶析出，延长食品的保存期。 麦芽糖具有良好的发酵性，可大量用于面包、糕点、啤酒的制造，有防止淀粉凝沉和老化作用。 麦芽糖吸湿性低，保湿性高，能防止食品脱水和老化，使食品长期绵、软
12、、湿润、新鲜、可口。高麦芽糖浆当前在食品工业中主要用于制造糖果、果冻、糕点、饮料等产品，超高麦芽糖浆主要用于制造纯麦芽糖、麦芽糖醇。,麦芽糖浆的应用,环状糊精具有特殊的环状空腔结构（呈锥筒状） ，腔内亲油腔外亲水，能与有机分子或化合物形成包接络合物，使其具有吸附或包埋各种有机物的性质，在食品中有广泛的应用。,四、环状糊精的生产,1、环状糊精（cyclodextrin，简称CD ）：是指由69个葡萄糖单位以- l,4 糖苷键结合而成的环状寡糖化合物。相应于葡萄糖单位的数量，分别称为-CD、-CD、-CD和-CD。,-环状糊精,使易挥发、氧化和光分解的物质稳定（易挥发的香精、香料、色素、维生素、生
13、理活性物质等） 可改变食品中色、香、味等成分的乳化性和分散性，使某些难溶于水的物质溶剂化和乳化。 通过形成包接络合物去除食品中的异臭味和苦味等。 食品组织结构的提高与改良 抗氧化作用,环糊精在食品工业中的用途,以淀粉为原料，利用环状糊精葡萄糖基转移酶（cyclodextrin glucanotransferase，CGTase）的催化作用，在分解淀粉的同时将开链糊精环化形成环糊精。环状糊精葡萄糖基转移酶来源不同，酶的性质差异很大，生成的产物也有所不同。来源于软化芽孢杆菌的CGTase生成的环糊精以-CD为主，而来源于巨大芽孢杆菌的CGTase生成的环糊精以-CD为主。,2、-CD的酶法生产原理
14、,-环状糊精的生产一般分为三个阶段： 第一阶段：制造环状糊精合成酶 第二阶段：利用酶作用于淀粉合成环状糊精 第三阶段：环状糊精的分离提取与精制,3、-CD的生产工艺,一、功能性低聚糖 定义（1）功能性低聚糖是由210个相同或不同的单糖聚合而成； （2）具有糖类某些共同的特性，可直接代替蔗糖，作为甜食配料，但不被人体胃酸、胃酶降解，不在小肠吸收，可到达大肠； （3）具有促进人体双歧杆菌的增殖等生理特性。,第二节 功能性低聚糖的酶法生产,1、促进人体内有益细菌-双歧杆菌的生长，抑制腐败菌的生长繁殖，改善肠道菌群。 2、低热能，降低血脂，防止肥胖和糖尿病。 3、抗龋齿，抗肿瘤，提高人体免疫力等。,功
15、能性低聚糖生理功能,较多，如低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、异麦芽低聚糖、帕拉金糖、偶合糖、大豆低聚糖、乳果糖、乳酮糖等等。应用糖果、糕点、香口胶、饮料、乳制品以及各种功能保健食品和婴幼儿食品等。,功能性低聚糖种类：,国外：日本和欧美已有多种新型低聚糖商品化工业生产。据欧洲有关单位调研消费者对功能性低聚糖的认知度表明：日本70，法国16，德国9，英国3。在欧洲，功能性低聚糖不作为食品添加剂管理，作为食品配料广泛应用于各类食品 。在日本很多食品中添加了功能性低聚糖。我国：功能性低聚糖的工业化生产始自1996年，近十年发展很快，目前大部分作为保健品或保健品的配料使用，很少部分用于饮料、糖果和酒类等
16、，有很多食品还没有涉及，总的来说应用的品种较少，和日本、欧洲比较，还有很多食品行业的应用尚待开发。,我国目前可生产的功能性低聚糖： 低聚木糖、低聚果糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖、低聚甘露糖、帕拉金糖、水苏糖等，其中绝大部分为低聚异麦芽糖，低聚糖供需缺口很大。,国内低聚果糖的供需对比图,以低聚果糖为例：,国内低聚果糖需求,二、功能性低聚糖的酶法生产,1、低聚果糖的生产,（1）、低聚果糖的构成 低聚果糖又称为蔗果寡糖（fructosylsucrose，FOS），其分子结构是在蔗糖（GF）分子上结合l3个果糖分子.,组成: 蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）和蔗果五糖（GF4）。,低聚果糖产品：液
17、态和粉末状,利用-果糖转移酶或-呋喃果糖苷酶作用于蔗糖，进行分子间果糖转移反应生产低聚果糖。 蔗糖分子间果糖的转移分两步进行。 第一步是蔗糖在-果糖转移酶或-呋喃果糖苷酶的作用下形成果糖-酶复合物，释放出葡萄糖。 第二步是该复合物将果糖基转移给水或蔗糖生成果糖或蔗果三糖，蔗果三糖作为受体则合成蔗果四糖，依此类推。,（2）、酶法合成低聚果糖原理,反应液：由葡萄糖、果糖、蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖和剩余蔗糖所组成的混合糖浆。 （3）、低聚果糖的工业化生产 生产流程： 产酶菌或酶的发酵生产 菌体或酶的固 定化 酶催化合成低聚果糖 纯化 低聚果糖产品,产酶菌或酶的发酵生产和固定化：生产菌种常用黑曲霉
18、、米曲霉等。在5%20%蔗糖的发酵培养基中，2830通气搅拌培养34d，可生产出含果糖转移酶的菌体。-果糖转移酶或-呋喃果糖苷酶属于胞内酶，需将菌体破碎后提取酶，经分离纯化后再固定化，也可直接对菌体进行固定化，常采用海藻酸钠包埋法。,酶催化合成低聚果糖：一般在装有固定化酶（或菌体）的生物反应器中合成低聚果糖。 底物： 5060蔗糖溶液 反应时间：2430h， 温度和pH根据酶的特性来确定，流速根据酶活性来定。 产品低聚果糖含量：一般为4060。 低聚果糖含量低的原因：副产物葡萄糖是酶的抑制物，阻遏了蔗糖的进一步转化。,提高低聚果糖含量的方法： 在反应物中加入葡萄糖氧化酶和CaCO3，将葡萄糖氧
19、化为葡萄糖酸； 利用酵母同化单糖快于同化低聚果糖的特性，在产物中加入酵母菌，以消除单糖的抑制作用; 将葡萄糖氧化酶和果糖转移酶或含果糖转移酶的活菌体共固定化，消除葡萄糖的抑制作用。,2、帕拉金糖（palatinose）的生产,（1）、帕拉金糖的构成及酶法合成 帕拉金糖（-D-吡喃葡萄糖苷-1,6-呋喃果糖）是蔗糖的一种异构体，也叫异麦芽酮糖。,蔗糖,以蔗糖为原料，利用-葡萄糖基转移酶（-glucosyltransferase）将蔗糖分子内与果糖以-l,2键结合的葡萄糖切离后，再以-1,6键的形式结合到原来的果糖分子上而合成帕拉金糖。,帕拉金糖酶法合成：,红色精朊杆菌（Protaminobact
20、er rubrum CBS57477） 沙雷氏杆菌属（Serratia plymuthica NCIB8285） 欧文氏杆菌属（Erwinia rhapontici） 克莱伯氏杆菌属（Klebsiella planticola）等。上述菌种所产-葡萄糖转移酶均为被蔗糖诱导产生的胞内酶。,（2）、-葡萄糖转移酶产酶菌种,目前有两种方法： 发酵法生产将产-葡萄糖基转移酶的菌体分离后混入蔗糖溶液中进行蔗糖转化为帕拉金糖的反应，转化完毕后分离菌体，经过滤、脱色、除盐、浓缩、干燥等得到产品。 固定化菌体生产：通常是包埋法（海藻酸钠）和交联法（戊二醛）配合固定化菌体。,（3）、帕拉金糖的酶法生产,性质：甜
21、度约为蔗糖的42，耐热性强，溶解度低，吸潮性低，为难发酵性糖，具有很强的抗龋齿性。 应用：作为抗龋齿的功能性甜味剂广泛于糖果、糕点、泡泡糖、香口胶、饮料等食品中。另外，在帕拉金糖的基础上生产的低聚帕拉金糖和帕拉金糖醇（益寿糖）都有广泛的应用和市场前景。,（4）、帕拉金糖的性质及应用,低聚异麦芽糖：又称为异麦芽寡糖、分支低聚糖，一般是葡萄糖之间至少有一个以-1,6糖苷键 (少量-1,3键和-1,2键)结合而成的单糖数为25不等的一类低聚糖 。主要由异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖和潘糖和曲二糖等寡糖组成。,（1）、低聚异麦芽糖的生产,3、其它功能性低聚糖的酶法生产,生产用酶：-葡萄糖苷酶，又称葡
22、萄糖基转移酶，它能切开葡萄糖之间的-l,4键，并将游离出的葡萄糖残基转移到另一个葡萄糖或麦芽糖等分子的-l,6位上，形成异麦芽糖、异麦芽三糖等。生产工艺：2530的淀粉浆经-淀粉酶液化后，加-淀粉酶和-葡萄糖苷酶，在pH56，温度5560糖化10h左右，然后灭酶、过滤和精制处理，即可获得低聚异麦芽糖产品。,低聚异麦芽糖的性质及应用：,甜度约为蔗糖的50，粘度和蔗糖相近，具有良好的保湿性和抗结晶性，可防止淀粉老化，耐热、耐酸性强，具有良好的加工特性。 具有一定的双歧杆菌增殖效果和抗龋齿能力。 可应用于饮料、冷饮、糖果、乳制品、糕点、焙烤等食品中。是目前世界上生产量最大（约2000万t）价格最便宜
23、的一种功能性低聚糖。,低聚半乳糖是在乳糖分子的半乳糖基上连接14个半乳糖分子的寡糖类混合物。 生产：以乳糖为原料，利用半乳糖苷酶进行半乳糖转移反应来生产。-半乳糖苷酶能将乳糖水解为葡萄糖及半乳糖，也能将水解下来的半乳糖苷转移到乳糖分子上。乳糖是半乳糖残基供给体，同时也是接受体。,（2）、低聚半乳糖的生产,低聚半乳糖为难消化性低聚糖，其热值远低于蔗糖，具有良好的双歧杆菌的增殖效果，能改善便秘、抑制肠内腐败菌的生长，此外还有一定程度的抗龋齿性和改善脂质代谢的效果。低聚半乳糖耐热性强，对酸稳定，在食品加工中得到广泛应用。,低聚半乳糖的性质及应用：,第三节 蛋白的酶法加工,一、蛋制品加工禽蛋中的葡萄糖
24、易与蛋白质、氨基酸等含氮化合物发生美拉德反应，生成褐色的类黑精，使得蛋制品在干燥及贮藏过程中发生褐变。在蛋液中加入一定量的葡萄糖氧化酶和过氧化氢，利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化成葡萄糖酸，过氧化氢提供葡萄糖氧化时的氧，残余的过氧化氢被过氧化氢酶分解成氧和水。,1、肉类嫩化将蛋白酶涂抹于肉的表面或用酶液浸肉或在动物宰杀前用酶液肌肉注射。因蛋白酶可部分水解动物肌肉结缔组织中的胶原蛋白中的交联键，改善结构组织。2、肉类制品保鲜用溶菌酶处理，细菌不易生长繁殖。3、废弃蛋白质利用利用蛋白酶水解碎鱼、碎肉和动物内脏等肉类，加工制备出一些产品。,二、动物蛋白加工,1、植物蛋白水解产物 用蛋白酶水解植物蛋白原
25、料如脱脂大豆、花生粕等生产的水解产物因具有鲜味和甜味常作为调味剂或营养剂添加到食品中。 2、植物蛋白饮料 例：豆奶加工用蛋白酶和果胶酶进行处理，可明显提高可溶性物质的得率和可消化率，增加豆奶的营养价值，并改善了风味。,三、植物蛋白加工,第四节 乳品的酶法加工,一、酶法应用于干酪制品的生产,蓝纹奶酪,白霉乳酪,洛克福奶酪,1、干酪制造工艺,2、与干酪生产有关的酶关键性酶是凝乳酶，作用是使酪蛋白凝胶，牛乳凝结。此外，还可添加蛋白酶、脂肪酶等。乳中天然蛋白酶和由发酵剂菌种产生的水解酶也发挥作用。3、凝乳酶作用机制 酪蛋白存在方式：乳中酪蛋白是由-,-,-和-酪蛋白组成 。酪蛋白以胶体（球形）的状态存
26、在，胶粒结构的外围为-酪蛋白，中心为-和-酪蛋白酸钙。,是使-酪蛋白中苯丙氨酸和蛋氨酸间的肽键断裂使其水解，酪蛋白胶粒不稳定，内部的-和-酪蛋白酸钙会凝结成较大的胶体聚合物沉淀出来形成凝乳。提高温度和增加Ca2+浓度均可加快干酪凝胶结构的形成。,凝乳酶作用机制：,蛋白酶：用于缩短干酪的老熟期。 脂肪酶：可解决因脂肪的存在而引起的酸败问题，同时可增加干酪的风味物质（挥发性有机酸和风味脂肪酸）。干酪成熟过程是微生物酶、乳中的天然酶及凝乳酶所引起的蛋白质和脂肪等的降解反应过程。 干酪的成熟是一个很缓慢和不易控制的过程。,4、加速干酪成熟的方法 添加酶加速干酪的成熟：添加适当的蛋白酶和脂酶，成熟时间减
27、少一半。但添加量不能过多，否则，导致风味不平衡。 添加特殊微生物：加入过量产生蛋白酶而又不发酵乳糖的微生物，如某些微球菌、乳杆菌和乳球菌等，提高蛋白质的降解速度和程度，加速干酪的成熟。,酶和微生物加速干酪的成熟：把乳酸菌和酶的混合冻干粉加入干酪中可以加速其成熟，最好是将此混合物加入制干酪的牛乳中并在10下成熟。这种方法可缩短成熟期达50 。 提高成熟温度加速干酪成熟：在不损害干酪质量的前提下适当提高温度加速干酪的成熟。,二、酶法应用于低乳糖乳的生产,牛乳中含5的乳糖，利用乳糖酶使乳糖水 解成葡萄糖和半乳糖生产低乳糖乳。 生产乳糖酶的菌种：酵母、黑曲霉和米曲霉等。 使用的乳糖酶：游离酶或固定化酶
28、。乳糖酶在国外于1977年实现了固定化，在已 经工业化的固定化酶中，乳糖酶是半衰期非常长 的，长的可达1年，适合于连续工业化生产低乳 糖乳。,一、纤维素酶在食品工业中的应用,纤维素：是由许多葡萄糖分子聚合而成的长链大分子，分子量至少有150万，约由9000多个葡萄糖分子所组成。天然纤维素为直链式结构，链与链之间有晶状结构和排列次序较差的无定形结构；纤维素分子以结晶或非结晶方式组合成微原纤维，微原纤维集束形成微纤维，以微纤维为基本构造构成纤维素。纤维素的结晶度一般在30%80%之间。,第五节 其它酶在食品加工中的应用,是一类复合酶类， 一般将其分为三类：1葡萄糖内切酶 （简称EG）2葡萄糖外切酶
29、 （又称纤维二糖水解酶、简称CBH） 3. -葡萄糖苷酶 (简称 BG）,（一）纤维素酶种类及作用方式,1葡萄糖内切酶作用方式： 作用于纤维素分子内部的非结晶区，随机水解-1,4-糖苷键，将长链纤维分子截断，产生非还原性末端的小分子纤维素。 2葡萄糖外切酶作用方式：作用于纤维素线状分子末端，水解-1,4糖苷键，每次切下一个纤维二糖分子。 3-葡萄糖苷酶作用方式：水解纤维二糖和短链的纤维寡糖生成葡萄糖。对纤维二糖和纤维三糖的水解很快，随着葡萄糖聚合度的增加水解速度下降。,（二）、纤维素酶在食品工业中应用,1、果汁生产促进果汁的提取与澄清，提高可溶性固形物含量。将果皮渣综合利用，酶解制取全果饮料。
30、2、香料生产用纤维素酶处理后，利于香料在提取液中的扩散和分配，可增加得率，提高芳香油和香料的产量。,3、果蔬生产使果蔬细胞壁膨胀、软化，提高可消化性和改进口感；可改进脱水蔬菜的烧煮性和复原性。 4、 速溶茶生产若用纤维素酶低温抽提，即可提高得率，又可保持茶叶中原有的色、香味。若将沸水浸泡和酶法结合，可缩短抽提时间，提高水溶性较差的茶单宁、咖啡因等的抽提率。,1、转谷氨酰胺酶功能特性转谷氨酰胺酶是一种可以催化转酰基反应，从而导致蛋白质之间发生共价交联的酶。具有以下特性： 成胶特性 改善蛋白质的乳化性 提高发泡性能 增加蛋白质溶液的粘稠性 提高凝胶的持水性 提高蛋白质的热稳定性,二、转谷氨酰胺酶在
31、食品加工中应用,在肉品加工中：对低价值的碎肉进行重组，使其交联，提高肉制品的外观及质构。 在鱼制品加工中：提高产品的凝胶能力，提高产品的可塑性与柔韧性，广泛应用于鱼糕、鱼丸。 在乳品中应用：用于炼乳生产，不易出现脂肪上浮和蛋白质沉淀现象；用于奶粉生产，奶粉不结块，溶解性好，不易变质。目前还在植物蛋白制品、焙烤制品、保健食品等产品中应用。,2、转谷氨酰胺酶在食品加工中应用,、-乙酰乳酸脱羧酶在啤酒生产过程中，啤酒酵母产生的代谢副产物双乙酰是影响啤酒风味的重要物质。双乙酰的风味阈值是0.10.15mgL。双乙酰是由前体物质-乙酰乳酸经非酶氧化脱羧形成。如果在啤酒中加入-乙酰乳酸脱羧酶，可以将-乙酰
32、乳酸转化为3-羟基丙酮，从而有效的降低啤酒中双乙酰的含量，加快啤酒的成熟。,三、酶在啤酒生产中的应用,、固定化木瓜蛋白酶：水解啤酒中的蛋白质和多肽，防止啤酒浑浊并提高啤酒的稳定性。、-葡聚糖酶：水解麦芽汁中过多的葡聚糖可降低麦芽汁黏度，使麦汁易于过滤、不浑浊，同时使成品酒不易产生沉淀。、葡萄糖氧化酶：催化葡萄糖生成葡萄糖酸，消耗氧气，以去除啤酒中的溶解氧和成品酒中的瓶颈氧，防止啤酒氧化变质，延长保质期。,四、酶在食品保鲜上的应用,溶菌酶：可有效防止细菌对食品的污染。 使用：用一定浓度的溶菌酶溶液对水产品、水果、蔬菜等进行喷洒或在干酪、鲜奶或奶粉等食品中加入一定量的溶菌酶，可防止微生物污染，延长
33、贮藏时间。 葡萄糖氧化酶：能催化葡萄糖生成葡萄糖酸，消耗氧气，以去除食品中的氧，常用于防止一些食品的氧化变质，起到保鲜作用。 使用：可在食品中添加葡萄糖氧化酶或将含有葡萄糖氧化酶的吸氧保鲜袋放入食品包装中。,第六节 酶制剂在其他领域的应用,1. 制革工业：蛋白酶 皮革 - 脱毛,软化脂肪酶，蛋白酶 洗涤剂 - 提高去污力,2三废处理 从茄病镰刀菌分离的分解氰化物的酶氰化物-去氰 3医疗用酶 多酶片（蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶，纤维素酶等） 消炎酶（胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，菠萝、木瓜蛋 白酶，溶菌酶，溶葡球菌酶，尿激酶）抗肿瘤酶 天冬酰胺酶(天冬酰胺酶-治疗白血病的特效药),经聚乙二醇修饰，使其抗原
34、性完全解除。,天冬酰胺合成酶 L-天冬氨酸+ATP+NH3-L-天冬酰胺 + ADP + Pii肿瘤细胞无此功能，靠吸收血中天冬酰胺，癌细胞才能存活。给病人以天冬酰胺酶，分解天冬酰胺，血中没有天冬酰胺，癌细胞就死亡。天冬酰胺酶L-天冬酰胺 + 水-L-天冬氨酸 + NH3,正常细胞：天冬酰胺合成酶 即人体有天冬氨酰合成酶，为各蛋白质合成提高原料。,其他用酶和遗传病治疗用酶：淀粉葡萄糖酶糖质堆积症 透明质酸酶提高毛细血管通透性， 增进药物吸收腺苷脱氨酶（PEG修饰）治疗免疫 缺陷病，已经用于临床。,医用药物酶的应用上存在问题：1）异体蛋白引起免疫反应 2）酶不纯，引起各种副作用3）酶在体内降介，时间短 4）药物无法定向分布解决办法：1)制成微胶囊 2)制成衍生物3)制成脂质体包埋与免疫系统隔开(酶蛋白),保 护起来4)酶上引入一定基团，起导向作用,
