一、食品中的酶

    各種動(dòng)植物體中都含有多種酶物質(zhì)，因此酶也是動(dòng)植物天然食品的組成成分。但是，經(jīng)過加工以后的食品，酶成分往往已不再具有催化活性，而可以看成純粹只是一種蛋白質(zhì)或結(jié)合蛋白質(zhì)物質(zhì)。在動(dòng)植物體內(nèi)，酶雖然十分重要，但含量一般非常少。因此，食品中存在的酶成分一般也都非常少。除動(dòng)植物體本身特有的酶類外，還有一種外源酶，它對(duì)于食品生產(chǎn)是十分重要的。所謂外源酶，是指非動(dòng)植物體食品中所產(chǎn)生的酶或具有的酶，即是一種外加到食品中的酶物質(zhì)或含酶制品，其中往往涉及到微生物。微生物的酶對(duì)食品來說就是一種外源酶。一般外源酶可以顯著地縮短生產(chǎn)過程，并且可以改變食品的性質(zhì)，獲得很好的食品加工效果，有時(shí)甚至還可以提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前，外源酶已在許多場(chǎng)合下以工業(yè)生產(chǎn)酶制劑的形式應(yīng)用于食品生產(chǎn)中。

    但是，值得指出的是，在食品生產(chǎn)加工中使用的酶制品，必須是得到有關(guān)管理部門認(rèn)可的產(chǎn)品。并且必須有經(jīng)常地檢驗(yàn)制度以保證嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。隨便使用酶制品，有可能在食品中產(chǎn)生有毒的酶促反應(yīng)產(chǎn)物，造成嚴(yán)重的后果。

二、酶的性質(zhì)

    從化學(xué)本質(zhì)上來看，酶是蛋白質(zhì)或者是結(jié)合蛋白質(zhì)。因此酶的性質(zhì)，在許多方面與蛋白質(zhì)相似，但是酶還具有另外一些比較特殊的性質(zhì)。其中，最重要的特性則是作為生物催化劑參與生物化學(xué)反應(yīng)。由于酶的作用，使許多看起來不可能發(fā)生的反應(yīng)，在機(jī)體內(nèi)得以迅速的進(jìn)行。除了有益的一面外，酶促反應(yīng)有時(shí)也使食品生產(chǎn)出現(xiàn)頭痛的問題。目前，一般采用抑制及改變環(huán)境條件進(jìn)行控制。

    1、酶作用的抑制

    酶的活性會(huì)由于多種因素暫時(shí)地或持久地下降，甚至于完全失活。這些因素主要有：

    ①金屬離子的封阻。金屬離子可以和酶分子的某些鍵或基團(tuán)相結(jié)合，致使酶活性降低或喪失。例如，銀離子結(jié)合在酶分子蛋白質(zhì)部分的巰基上，可以導(dǎo)致酶失活。

    ②相似底物分子的取代競(jìng)爭(zhēng)，破壞正常的反應(yīng)過程。

    ③反饋抑制。即在酶促反應(yīng)過程中，生成的某一產(chǎn)物，通過反饋原理對(duì)酶作用的抑制。

    ④有機(jī)磷化合物。由于有機(jī)磷化合物可以和酶蛋白中的絲氨酸羥基牢固地結(jié)合，因而可以主要地抑制某些蛋白酶和酯酶。

    ⑤某些含巰基的酶還可以受過氧化氫、碘化物和胱氨酸的影響，喪失活力。

    2、溫度對(duì)酶的作用

    顯然，酶蛋白與溫度的關(guān)系十分密切。絕大多數(shù)酶蛋白在60℃以上就會(huì)凝固，喪失活性。根據(jù)這一性質(zhì)，可以在食品生產(chǎn)中通過加熱使酶失活，如采用巴氏消毒法、熱熏法和漂蕩法等，從而延長(zhǎng)食品保藏的能力。

    在一般情況下，每一種酶都存在有一個(gè)對(duì)應(yīng)的使其發(fā)揮最大活性作用的溫度。大多數(shù)酶的最適溫度范圍一般在30～50℃之間。對(duì)于某些嗜熱微生物，其含有酶的最適溫度則往往在50℃以上。一般來說在溫度低于50℃時(shí)，酶促反應(yīng)服從速度溫度定律，即溫度降低，反應(yīng)速度減慢；溫度升高，反應(yīng)速度加快。并且存在有溫度大約升高10℃，則反應(yīng)速度增加1倍的關(guān)系。酶與溫度的這一關(guān)系，則是冷藏或低溫冷凍保藏食品的依據(jù)。通過降低食物本身和微生物中酶的活性，在一段時(shí)間內(nèi)就可以有效地防止食物發(fā)生腐敗。但是由于低溫并沒有使酶失活，所以在保藏過程中及保藏之后，這些酶仍可以使食品發(fā)生不良的變化。

    3、pH對(duì)酶的影響

    酶的蛋白質(zhì)本質(zhì)，使得其也具有兩性解離的能力。一般來說，每種酶都存在有一個(gè)最適的pH范圍。植物酶的最適pH多在4～6.5之間，動(dòng)物組織酶的最適pH則多為6.5～8。

    酶作用的最適pH發(fā)生變化后，將會(huì)使酶促反應(yīng)速度變慢。在酸性比較強(qiáng)的范圍內(nèi)，酶還會(huì)部分地失活，喪失催化能力。

    4、激活劑對(duì)酶作用的影響

    激活劑是指能提高酶活性的物質(zhì)，一般為離子和簡(jiǎn)單有機(jī)化合物。常見的離子成分有鉀、鈉、鎂、鋅、鐵、鈣、氯、溴離子，常見的有機(jī)化合物有半胱氨酸、谷胱甘肽等。

三、重要的酶及其作用

    1、淀粉酶

    淀粉酶又稱為淀粉分解酶。淀粉酶不僅能水解淀粉分子，對(duì)于淀粉的水解產(chǎn)物如糊精、低聚糖等也能發(fā)生水解作用。一般來說，常見的淀粉酶主要是α—淀粉酶和β—淀粉酶，在食品生產(chǎn)加中可以用于改進(jìn)面團(tuán)的性質(zhì)。

    (1) α—淀粉酶  在自然界中分布廣泛，動(dòng)物、植物和微生物中均含有此酶。一般以大麥芽中的含量為豐富。大多數(shù)α—淀粉酶需要鈣離子提高活性。動(dòng)物唾液中的α—淀粉酶則以氯離子為激活劑。最適pH約為5～6。在中性環(huán)境及有鈣離子存在的情況下，具有一定的耐熱性。 α—淀粉酶催化淀粉水解時(shí)，一般最初的速度都非�？�，可以使淀粉分子迅速斷裂為較小的分子，從而造成淀粉糊的粘度急速地降低，出現(xiàn)“液化現(xiàn)象”。水解產(chǎn)物大多為麥芽糖和低聚糖。

    (2) β—淀粉酶  β—淀粉酶主要存在于高等植物中，一般哺乳動(dòng)物體中不含此酶。其最適pH約為5～6，對(duì)熱的穩(wěn)定性因來源而異。β—淀粉酶對(duì)糧食的食用品質(zhì)有很大的影響，如面粉發(fā)酵做饅頭、烤面包，面粉中需要含有一定數(shù)量的β—淀粉酶。

    2、酯酶

    酯酶是指能夠水解酯鍵的酶類，主要有脂肪酶和植酸酶。

    (1)脂肪酶  也稱脂肪水解酶，專一性不強(qiáng)。除了能夠催化脂肪水解生成甘油和脂肪酸以外，還可以水解一般的酯類。最適溫度約為30～40℃，最適pH一般為8左右。

    (2)植酸酶  也稱籽酸酶，可以水解植酸生成肌醇和磷酸。最適溫度為55℃，最適pH為 5.2。  

    植酸酶主要存在于小麥、稻米、玉米、豆類以及酵母中，可以催化糧食中的植酸水解，產(chǎn)生人體所需要的重要營(yíng)養(yǎng)成分肌醇，并且還可以保證人們對(duì)食品中鈣的吸收利用，因?yàn)橹菜嶙璧K機(jī)體對(duì)鈣的吸收。  

    3、蛋白酶類

    蛋白酶是一類可以水解蛋白質(zhì)或多肽的酶。一般可以依據(jù)其水解蛋白質(zhì)的方式，進(jìn)一步劃分為內(nèi)肽酶和外肽酶二類。一般實(shí)用的蛋白酶大多屬于內(nèi)肽酶，如動(dòng)物體內(nèi)的胃蛋白酶及胰蛋白酶等。另外還有一種存在于植物中的比較典型的蛋白酶，即主要來自于未成熟的木瓜、果實(shí)和木瓜樹的木瓜蛋白酶，作為肉類軟嫩劑，可以促進(jìn)或加速肉制品的成熟，目前也已運(yùn)用在食品生產(chǎn)加工中。

    4、氧化還原酶

    (1)酚酶  又稱多酚氧化酶、酪氨酸酶、多酚酶、兒茶酚氧化酶、甲酚酶、兒茶酚酶。最適 pH為5～7，可以催化酚類物質(zhì)氧化。酚酶在植物界中存在廣泛，是許多蔬菜、水果的切面在空氣中迅速變黑的主要原因。

    (2)抗壞血酸氧化酶  主要存在于植物性食品中，是一種以銅作輔基的氧化酶�？梢源呋� —抗壞血酸與分子氧發(fā)生氧化反應(yīng)，生成l—脫氫抗壞血酸。   

    (3)過氧化氫酶  廣泛存在于動(dòng)植物體中。催化過氧化氫發(fā)生分解，釋放出氧。

    5、磷酸化酶

磷酸化酶廣泛存在于動(dòng)物、植物及微生物中。淀粉磷酸化酶是其主要的代表，它可以催化淀粉分子的非還原性末端發(fā)生磷酸化。