《酶與食品質(zhì)量安全》

第13章酶與食品質(zhì)量安全編輯ppt一、酶的未來21世紀的科學(xué)技術(shù)21世紀的科學(xué)技術(shù)是立足于環(huán)境保護的技術(shù)體系，基于綠色化學(xué)觀點的工業(yè)技術(shù)將不可或缺，所以21世紀也被稱為生物技術(shù)的世紀。另外，對于地球環(huán)境的修復(fù)、糧食、能源等21世紀困擾人類生活的幾大問題的解決，從安全性、經(jīng)濟性和環(huán)境角度來考慮，都對生物技術(shù)寄予了極大的期望。編輯ppt生物技術(shù)與酶

生物技術(shù)與酶的關(guān)系非常緊密。從綠色化學(xué)的觀點來看，與酶有關(guān)的生物催化反應(yīng)是關(guān)鍵技術(shù)。在環(huán)境凈化、資源再利用、新的工業(yè)加工工藝的創(chuàng)造、功能性食品的開發(fā)、醫(yī)療方面的貢獻等極為廣泛的領(lǐng)域內(nèi)，酶都被寄予了極大的厚望。編輯ppt酶的未來從酶被寄予如此大的期望，就可以看出其發(fā)展的廣闊前景。

生命科學(xué)的急速進展，其實就是對新型酶的探索、利用IT技術(shù)進行構(gòu)造解析、并通過對功能的闡明在基因水平上對酶蛋白進行高功能化改造，以研制出更加高效的超級酶、或融合其他技術(shù)對酶制劑進行高度利用，從而對人類生活作出更大的貢獻。編輯ppt二、酶與食品工業(yè)酶可以改善食品品質(zhì)和加工性能，酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用日益深入和廣泛，極大地促進了酶制劑工業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，目前從微生物中至少已發(fā)現(xiàn)2500多種不同的酶類，其中絕大部分用于食品工業(yè)。編輯ppt編輯ppt種類品名應(yīng)用淀粉酶AmylaseAMT1.2L<麥芽三糖形成酶>用于生產(chǎn)麥芽三糖TransglucosidaseL"Amano"<轉(zhuǎn)苷酶L“天野”>用于生產(chǎn)異麥芽低聚糖漿CyclodextrinGlucanotransferase"Amano"

<環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶“天野”>（CGT-ase）用于生產(chǎn)環(huán)狀糊精KLEISTASEE5S淀粉工業(yè)用(葡萄糖漿，果葡糖漿，麥芽糖漿，糊精等)，提高餅干、薄脆餅干等的質(zhì)量。KLEISTASESD80KLEISTASET10S淀粉工業(yè)(麥芽糊精，葡萄糖漿，高麥芽糖漿，高果糖漿，以及寡糖)，釀酒工業(yè)和酒精生產(chǎn)應(yīng)用。編輯ppt種類品名應(yīng)用纖維素酶

CellulaseCellulaseA"Amano"3

<纖維素酶A“天野”3>植物纖維、海藻類的分解、釀造、蔬菜抽提物的生產(chǎn)等CellulaseT"Amano"4

<纖維素酶T“天野”4>半纖維素酶

HemicellulaseHemicellulase"Amano"90

半纖維素酶“天野”90用于烘焙和蔬菜，果汁加工編輯ppt種類品名應(yīng)用蛋白酶

ProteaseNewlaseF3G

<新脂肪酶F3G>用于蛋白質(zhì)水解PapainW-40

木瓜蛋白酶W-40ProteAX用于蛋白質(zhì)水解去除苦味PeptidaseR

<肽酶R>ProteaseA"Amano"2SD用于蛋白質(zhì)水解，肉汁抽提等。ProteaseM"Amano"SDProteaseP"Amano"6SDTHERMOASEPC10F皮革工業(yè)生皮軟化和脫毛，肉汁抽提，膠卷行業(yè)廢棄銀的回收，阿斯巴甜生產(chǎn)等方面的應(yīng)用。THERMOASEC100PROTINSD-AY10皮革工業(yè)生皮軟化和脫毛，肉汁抽提，膠卷行業(yè)廢棄銀的回收等。編輯ppt然而，酶的來源及其性質(zhì)也關(guān)乎食品質(zhì)量安全，特別是隨著生物技術(shù)的發(fā)展，通過基因工程手段改造部分微生物的基因，從而改變酶蛋白的基本結(jié)構(gòu)，達到強化酶在某方面功能特性目的的做法已成為商業(yè)上成功的典范，同時，這種做法給食品酶的應(yīng)用帶來安全隱患。編輯ppt因此，對食品工業(yè)用酶制劑生產(chǎn)及應(yīng)用進行安全衛(wèi)生管理，需建立一套科學(xué)使用規(guī)范及酶制劑安全性評價體系。編輯ppt13.1酶與食品質(zhì)量安全我們每天所吃的食品的口感和風味大多是由酶進行調(diào)控。食品加工用酶制劑領(lǐng)域主要分為：蛋白加工用酶制劑、風味強化用酶制劑、淀粉加工用酶制劑、釀造用酶制劑、油脂加工用酶制劑等如果將加入食品中的酶看作為食品添加劑，那么就應(yīng)該考慮到衛(wèi)生和安全方面的問題。編輯ppt13.1.1酶制劑作為食品添加劑進入食品的潛在危害作為外源蛋白質(zhì)在隨同食品進入人體后，有可能引起過敏反應(yīng)來源于微生物的酶制劑也可能帶有毒素酶制劑作為食品添加劑使用時應(yīng)符合國家標準GB2760《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》的規(guī)定。編輯ppt迄今為止，還沒有充分的證據(jù)表明，用于食品工業(yè)中的酶是有害于人體健康的。在大多數(shù)情況下，酶在加工中已失活，且在加工中失活的酶經(jīng)進一步的單元操作是否尚存在于食品中，在很多情況下也是不確定的。因此在標簽上注明添加的酶反而會引起誤解。編輯ppt13.1.2酶催化有毒物質(zhì)的產(chǎn)生在生物材料中，酶和底物處在細胞的不同部位，僅當生物材料破碎時，酶和底物的相互作用才有可能發(fā)生，其次，濕度、pH、溫度、輔酶和金屬離子等條件也是重要的。有時底物本身是無毒的，在經(jīng)酶催化降解后變成有害物質(zhì)。編輯ppt例如，木薯含有生氰糖苷，雖然它本身并無毒，但是在內(nèi)源糖苷酶的作用下，產(chǎn)生氫氰酸。如果將木薯根切成小塊后徹底清洗，那么留在組織中的微量HCN在隨后的燒煮中就很容易揮發(fā)除去。食品加工的條件必須按照終產(chǎn)物的物理化學(xué)性質(zhì)而變化。編輯ppt13.1.3酶作用導(dǎo)致食品中營養(yǎng)組分的損失雖然在食品加工中營養(yǎng)組分的損失是由于非酶作用所引起的，但是食品材料中一些酶的作用也是不能忽視的。編輯ppt（1）脂肪氧合酶催化胡蘿卜素降解使面粉漂白，在其他食品如一些蔬菜的加工過程中脂肪氧合酶也參與了胡蘿卜素的破壞過程。（2）在一些用發(fā)酵方法加工的魚制品中，由于魚和細菌中的硫胺素酶的作用，使這些食品缺少維生素B。（3）抗壞血酸是最不穩(wěn)定的維生素，常由于酶或非酶的因素而被氧化，雖然抗壞血酸氧化酶能催化抗壞血酸氧化生成脫氫抗壞血酸，但是后者易于通過溫和的還原作用重新轉(zhuǎn)變成抗壞血酸，僅當脫氫抗壞血酸內(nèi)酯進一步水解生成2,3-二酮古羅糖酸后，Vc的活性才完全喪失。編輯ppt13.1.4酶作用的解毒反應(yīng)1)去除食品中的抗營養(yǎng)因子植酸以鈣、鎂和鉀鹽的形式存在于豆類和谷類中，易于同膳食中的鐵、鋅和其他金屬離子形成難溶的絡(luò)合物，因而使人體吸收這些元素變得困難。植酸還能同蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而降低豆類蛋白質(zhì)的生理價值。人體缺乏α-D-半乳糖苷酶和β-D-果糖苷酶，不能水解豆類中的一些寡糖，不僅減少了人體對一些單糖的吸收，而且這些寡糖在腸道中發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體會引起人體不適。植酸酶能催化植酸水解成磷酸和肌醇，可利用豆中內(nèi)源的植酸酶和α-D-半乳糖苷酶處理，顯著降低植酸和寡糖的含量。可以外加植酸酶或富含植酸酶的小麥芽，以促進植酸的分解。編輯ppt2)水解牛乳中的乳糖牛奶中的乳糖是一種雙糖，因為分子太大，要在小腸中消化成較小的葡萄糖及半乳糖才能穿過腸壁進入血管中被吸收。當小腸中的乳糖酶未能發(fā)揮作用時，乳糖就在大腸內(nèi)發(fā)酵，大約0.5-2h內(nèi)出現(xiàn)脹氣、腹痛、嘔吐或拉肚子等癥狀。乳糖不耐癥是一種相當普遍的現(xiàn)象，特別是亞洲人的乳糖酶缺乏發(fā)生率高達90%以上。編輯ppt乳糖酶預(yù)處理乳或乳制品，可克服人體消化乳糖的困難。乳糖酶應(yīng)用于水解乳糖的基本工藝流程

①原料乳→離心凈乳→巴氏殺菌冷卻并加酶水解乳糖→檢測終點→滅菌灌裝

②原料乳→離心凈乳→超高溫滅菌冷卻并無菌添加乳糖酶→無菌灌裝

在運輸及銷售過程中進行酶解，添加的乳糖酶需要經(jīng)過無菌過濾裝置處理后才能添加。在酶解的過程中溫度的控制是至關(guān)重要的。因為在溫度高于40℃或低于0℃的情況，乳糖酶是沒有任何活力的。

編輯ppt3)降低淀粉類食品高溫產(chǎn)生丙烯酰胺含量2002年4月瑞典斯德哥爾摩大學(xué)首次發(fā)現(xiàn)，在油炸或焙烤的馬鈴薯和谷物類食品中存在具有神經(jīng)毒性的潛在致癌物——丙烯酰胺，有關(guān)丙烯酰胺的問題立即引起了全世界的廣泛關(guān)注。隨后英國、美國、加拿大等發(fā)達國家也開展了相關(guān)研究。許多國家和國際性機構(gòu)對丙烯酰胺在食品中形成機理、危害評估和消除方法等方面進行廣泛而深入研究。編輯ppt目前，淀粉類食品在加工中丙烯酰胺的生成機理的研究已有突破性進展；并提出減少丙烯酰胺的方法。如降低加工溫度、體系pH值，減少原料中天門冬酰胺的含量等。瑞士科學(xué)家Vass等研究發(fā)現(xiàn)天門冬酰胺酶應(yīng)用可降低薄脆餅干70％丙烯酰胺含量，但作用機理還有待于進一步深入分析和研究。編輯ppt4)其他研究發(fā)現(xiàn)，α-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶用于甜葉菊加工，可以脫苦澀味，黃曲霉毒素B1經(jīng)黃曲霉毒素脫毒酶處理后毒性、致畸性極大降低。所有這些都證明酶法解毒是一種安全、高效的解毒方法，對食品無污染、有高度的選擇性，且不影響食品的營養(yǎng)物質(zhì)。編輯ppt13.2食品用微生物酶制劑的安全問題及應(yīng)對措施一些企業(yè)對酶制劑產(chǎn)品的宣傳過分強調(diào)其有利方面，忽視了其安全性方面，給廣大用戶造成了認識上的誤區(qū)。酶本身是生物產(chǎn)品，比化學(xué)制品安全，但酶制劑并非單純制品，常含有培養(yǎng)基殘留物、無機鹽、防腐劑、稀釋劑等在生產(chǎn)過程中還可能受到沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的污染。酶制劑還可能含有生物毒素，尤其是黃曲霉毒素為保證產(chǎn)品絕對安全，對原料、菌種、后處理等每一道工序都要嚴格把關(guān)。編輯ppt13.3酶制劑的安全性評價對酶制劑產(chǎn)品的安全性要求，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）食品添加劑專家委員會（JECFA）早在1978年WHO第2屆大會就提出了對酶制劑來源安全性的評估標準。編輯ppt13.3.1酶制劑來源安全性的評估標準（1）來自動植物可食部位即傳統(tǒng)上作為食品成份，或傳統(tǒng)上用于食品的菌種所生產(chǎn)的酶，如符合適當?shù)幕瘜W(xué)與微生物學(xué)要求，即可視為食品，而不必進行毒性試驗。（2）由非致病的一般食品污染微生物所產(chǎn)的酶要做短期毒性試驗。（3）由非常見微生物所產(chǎn)生的酶要做廣泛的毒性試驗，包括實驗動物的長期喂養(yǎng)試驗。編輯ppt這一標準為各國酶的生產(chǎn)提供了安全性評估的依據(jù)，即生產(chǎn)菌種必須是非致病性的，不產(chǎn)生毒素、抗生素和激素等生理活性物質(zhì)，菌種需經(jīng)各種安全性試驗證明無害才準使用于生產(chǎn)。對于毒素的測定，除化學(xué)分析外，還要做生物分析。編輯ppt13.3.2微生物來源的食品酶制劑的安全特性評價對于通過常規(guī)方法改造菌種得到的食品酶制劑，通常要考慮的安全因素包括:菌種產(chǎn)毒素的可能性和潛在的致病性致過敏性和刺激性致癌性和誘導(dǎo)突變性影響生育和導(dǎo)致胎兒畸形酶反應(yīng)的產(chǎn)物酶與其他食品成分之間的反應(yīng)和酶對消費者的直接作用等編輯ppt1)潛在的產(chǎn)毒素性作為菌種必須具備基本的安全性，一般來說，菌是否具有潛在的產(chǎn)毒素的特性，尤其是那些通過口服起作用的毒素作為重點考慮的因素。由于在商品酶制劑中不會含有活微生物，因此潛在的致病性不是重點考慮的因素，但是對酶制劑生產(chǎn)工廠的工人來說，這一點要尤為注意。編輯ppt2)潛在的致病性一般來說，明顯的人類致病菌不能在食品酶制劑工廠的生產(chǎn)中應(yīng)用，同時微生物也不可能在成品的酶制劑中存活。即便如此，作為常規(guī)的工業(yè)化操作規(guī)范，還是要通過動物模型來確定未知微生物的潛在的致病危害。編輯ppt3)安全菌株國際食品與飲料咨詢委員會（IFBC）認為，已確定無致病性、不產(chǎn)毒素的菌種，尤其是那些在安全用于食品酶制造方面具有悠久歷史的微生物，即便它們經(jīng)過傳統(tǒng)的或?qū)薉NA的改造，仍然是產(chǎn)生安全菌種系屬的最優(yōu)的選擇。編輯ppt利用傳統(tǒng)的方法和基因技術(shù)可以減少和消除一些不想要的內(nèi)源酶和其他的物質(zhì)。例如，許多微生物會分泌蛋白酶，雖然這一特征在特殊場合下是有用的，但它會造成目的酶水解，還有可能會對食品有不好的影響。因此，一些特殊的菌種被開發(fā)出來，它們的產(chǎn)蛋白酶的基因被去除或鈍化。編輯ppt4)工程化酶蛋白質(zhì)工程是通過改變蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)在的氨基酸的排列順序從而影響蛋白質(zhì)功能，可以通過化學(xué)誘變、紫外線輻射、菌種突變等誘導(dǎo)和隨機誘變技術(shù)實現(xiàn)。另外，也可采用定點突變技術(shù)，該法是針對確定蛋白質(zhì)功能的基因片斷直接突變，從而獲得所需的蛋白質(zhì)功能。編輯ppt蛋白質(zhì)分