作用是催化食品加工中的各種化學反應,改進食品加工方法。 我國已批準的有木瓜蛋白酶、α-澱粉酶制劑、精制果膠酶、β-葡萄糖苷酶等6種。酶制劑來源於生物,壹般來說比較安全,可根據生產需要適量使用。 酶制劑是從動物、植物、微生物中提取的壹類具有生物催化能力的蛋白質。[1]
編輯詳情
谷物工業中使用酶制劑起源於西方對面包的改良。自1991年澱粉酶
酶制劑應用於烘焙業以來,國外酶制劑公司開發並銷售了多種酶制劑,如脂肪酶、木聚糖酶、麥芽糖澱粉酶等,應用於谷物食品加工的各個領域。酵素的應用已從面包烘焙擴展到面粉改良、饅頭加工和其他面制品,並以其天然、安全、效果明顯等特點被更多的業內生產者所使用。酶制劑在中國面制品市場的應用起步較晚,國內面制品改良劑生產企業剛剛開始認識到應用生物酶的必要性,市場潛力巨大。小麥中含有小麥面筋蛋白,占面筋幹重的 85% 以上,主要是麥膠蛋白和麥谷蛋白。當面粉和水和成面團後,小麥面筋蛋白和小麥谷蛋白按照壹定的規律結合在壹起,形成像海綿壹樣的網狀結構,組成面筋骨架,其他成分如脂肪、糖、澱粉和水都隱藏在面筋骨架的網狀結構中,這使得面筋具有彈性和可塑性。麥膠蛋白的二硫鍵主要形成於分子內部,通過分子內二硫鍵或次級鍵的作用形成繩狀結構,使面團具有伸長性和流動性,但面筋的強度不夠。小麥面筋蛋白的二硫鍵主要在分子間形成,其取代基通過分子間二硫鍵交聯,形成纖維網狀大分子聚合物,即面筋復合物,為面團提供彈性,筋力強,面筋結構牢固,但延伸性差。蛋白酶不僅能降解蛋白質,縮短面筋形成時間,還能增強風味。 澱粉是面粉中的主要成分,占 70%-75%,在面團中被填充在面筋網絡中,使酶制劑分子結構
使面團具有穩定的流變特性,並在成品中起到支撐食品體系的作用,形成不同的食品感官特性和不同的鮮味。澱粉分為直鏈澱粉和支鏈澱粉。澱粉酶的主要底物是破碎澱粉和可溶性直鏈澱粉。由於斷裂澱粉在面團中吸附了大量水分,因此斷裂澱粉的水解在保持面團流變特性方面起著重要作用。澱粉的水解會導致結合水的損失,當結合水的損失較低時,面團會變得柔軟,這被認為是壹種積極作用;如果結合水的損失過高,則會產生大量糊精,面團會變得粘稠。α-澱粉酶水解澱粉產生糊精,β-澱粉酶水解澱粉產生麥芽糖,β-澱粉酶作用產生麥芽糖,β-澱粉酶作用產生麥芽糖主要取決於α-澱粉酶對破碎澱粉的作用,葡糖澱粉酶水解澱粉產生葡萄糖,麥芽糖和葡萄糖對酵母代謝非常重要,添加適量的澱粉酶可以促進發酵過程,縮短發酵時間。其次,α-澱粉酶可將糊精化澱粉水解為糊精,從而幹擾澱粉結晶,減少澱粉和蛋白質交聯引起的固化,對面包的保存有積極作用。此外,澱粉酶水解澱粉產生的低聚糖在面包烘焙過程中會與蛋白質發生美拉德反應,導致面包褐變,使面包具有良好的色澤。雖然木聚糖在小麥粉中的含量壹般為 1.5%-2.5%,但對小麥粉的性質影響很大。原因是木聚糖的主鏈是 D-木糖與 β-1,4 鍵結合的木聚糖高分子鏈。大多數木聚糖是雜多糖,主鏈中含有不同的替代糖殘基或側鏈中含有多個替代糖基。木聚糖的結構特性使得不溶性木聚糖具有很強的吸水性,水溶性木聚糖具有很強的持水能力,並能通過氧化作用形成凝膠。在面團形成和發酵過程中,木聚糖與蛋白質、澱粉和其他大分子壹起形成含有氣泡的穩定面團結構。木聚糖酶能水解高分子木聚糖長鏈上的糖苷鍵,使其長鏈變短,其水解率高達 65%,從而使不溶性木聚糖的吸水率降低,改善面團的操作性能。在歐美,木聚糖酶被用來改善面食產品的質量,在面包生產中也得到了廣泛應用。面粉中的脂肪含量很低,通常在 2% 左右。由於小麥中的脂肪主要分布在胚芽和糊化層中,因此加工精度高的面粉中脂肪含量較低,加工精度低的面粉中脂肪含量較高。面粉中所含的微量脂肪對改善面粉的面筋有密切關系,面粉在貯存過程中脂肪受脂肪酶的作用產生不飽和脂肪酸,可使面筋有彈性,伸長率和延伸率比伸長率變小,面筋增強。脂肪酶溶解面團中的脂肪成分生成單甘酯等乳化劑,對面包的體積、組織結構、新鮮度等都有積極作用。 小麥品種多達 6000 多種,但面粉質量不高,用於生產的專用面粉大多需要進口小麥進行復配。如果僅從小麥品種遺傳育種上達到改良面粉的目的的話,由於受氣候條件限制太多,穩定供應不太現實,因而添加改良劑改良面粉是目前最好的捷徑。我國每年消費面粉約 9000 萬噸,其中大部分用於加工饅頭等主食,加上現在面包的消費量也在逐漸增加,因此研究生物酶產品來改善面包的品質,對面包有著廣闊的市場前景。其應用領域遍及輕工、食品、化工、醫藥、農業以及能源、環保酶制劑
等各個方面。酶制劑產業是高新技術產業,具有用量少、催化效率高、專業性強等特點,是為其他相關產業服務的產業。從 1965 年中國第壹家專業酶制劑生產廠--無錫酶制劑廠成立至今,已有 45 年的歷史。目前,我國酶制劑生產企業已達100多家,年生產能力40多萬噸,產量32萬噸,產品20多種,近20年來年產量平均增長率在20%以上。據有關部門統計,2001 年各種酶制劑產品出口量為 4812 噸,出口額為 2807 萬美元。但從總體上看,與國外發達國家的先進水平相比,還存在較大的差距和問題,主要表現在產品品種少,結構不合理;生產規模小,生產水平低,產品質量差;開發能力差,精細化程度低。在今後的發展中需要註重 "集中生產、廣泛應用",向多品種、規模化生產邁進。 微生物的生產。將酶制劑加工成不同純度和劑型(包括固定化酶和固定化細胞)的生物制劑均屬酶制劑。動物、植物和微生物產生的許多酶都可以制成酶制劑。 植物生產的酶制劑由於受生長地區、季節和氣候的影響,產量和質量不穩定。動物生產的酶制劑主要從屠宰牲畜的腺體中提取,來源有限;只有微生物生產的酶制劑才能滿足任何規模的需要,產量高,質量穩定。微生物酶制劑可以在性能相同的情況下替代動物和植物的主要酶類,還可以生產在 100 ℃ 下催化的高溫澱粉酶和在 pH 10-12 下工作的洗滌蛋白酶等。20 世紀 40 年代,微生物酶制劑工業迅速發展。如今,酶制劑的生產以深層發酵為主,半固態發酵為輔,菌種的產酶能力大大提高。60-70 年代發展起來的固定化酶和固定化細胞技術,使酶可以反復使用、連續反應,應用範圍不斷擴大。目前,微生物酶制劑除用於食品、輕紡工業外,還用於日用化學、化工、醫藥、飼料、造紙、建材、生物化學、臨床分析等方面,成為發酵工業的壹個重要部門。
編輯生產工藝
生產酶制劑的微生物有絲狀真菌、酵母菌、細菌3大類,主要以優良酶制劑
氣細菌為主。工業酶的幾種主要菌株及其用途如下:澱粉酶--澱粉酶水解澱粉,產生糊狀麥芽低聚糖和麥芽糖。主要通過枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)的深層發酵來生產,它能產生耐熱酶。也可通過曲黴和根黴菌株的深層和半固態發酵生產,適用於食品加工。-澱粉酶主要用於制糖、紡織品退漿、發酵原料處理和食品加工。葡萄糖澱粉酶可將澱粉水解成葡萄糖,目前幾乎全部由黑曲黴深層發酵產生,用於制糖、酒精生產和發酵原料處理。 蛋白酶 使用的菌種和生產的品種最多。用地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌深層發酵生產細菌蛋白酶;用鏈黴菌、曲黴深層發酵生產中性蛋白酶和曲黴酸性蛋白酶,用於皮革脫毛、毛皮軟化、制藥、食品工業;用部分毛黴屬菌生產凝乳酶。在奶酪生產過程中,用這些細菌在半固態發酵過程中生產凝乳酶,而不是從原始小牛的胃中提取凝乳酶。
編輯 葡萄糖異構酶
20世紀70年代,壹種菌種迅速發展起來。首先通過深層發酵獲得鏈黴菌細胞,將其固定化的壹種酶
化學處理後,葡萄糖溶液轉化為含果糖約50%的糖漿,可代替蔗糖用於食品工業。澱粉酶、葡萄糖澱粉酶和葡萄糖異構酶將玉米澱粉制成糖漿已成為新興的制糖工業之壹。 其他重要的工業酶有曲黴、黴菌半固態發酵生產纖維素酶;曲黴生產果膠酶、半纖維素酶;曲黴和青黴深層發酵生產葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶;用假絲酵母、曲黴深層發酵生產脂肪酶等。黑曲黴深層或半固態發酵產生葡萄糖澱粉酶、葡萄糖澱粉氧化酶、過氧化氫歧化酶、脂肪酶、乳糖酶等。用黑曲黴或黑曲黴深層或半固態發酵生產葡萄糖澱粉酶、葡萄糖澱粉酶氧化酶、過氧化氫酶、脂肪酶、乳糖酶等;用黑曲黴生產澱粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶;用枯草芽孢桿菌生產蛋白酶、-澱粉酶。(cnenzyme.com)我國從 1964 年開始生產細菌澱粉酶。到目前為止,除-澱粉酶(枯草芽孢桿菌)、蛋白酶(芽孢桿菌、曲黴菌、鏈黴菌)、葡糖澱粉酶(黑曲黴)等主要酶品種外,還有脂肪酶(假絲酵母)、葡萄糖氧化酶(青黴)、天冬氨基轉移酶(大腸桿菌)、葡萄糖異構酶等。還有固定化技術生產的青黴素酰化酶、天冬酰化酶、多核苷酸磷酸化酶(大腸桿菌)、富馬酶(假絲酵母)等許多酶品種。 工業酶制劑生產菌種除不斷選育外,還應符合以下條件:盡可能多地產生所需的胞外酶;②菌株特性應穩定,如產酶能力強,半固態發酵菌株的產孢能力不能降低或波動;③工業原料廉價;④不產生幹擾或影響產品的副產物(如膠體、色素等);⑤不能用於工業化生產。);⑤不能用於產毒菌株及其近親。 每個微生物細胞都能產生 2500 多種酶。目前,只開發了極少量的酶,主要是水解酶,用於生產的菌株數量也有限。因此,酶的種類和劑型都有很大的開發潛力。在技術上,除了突變育種外,細胞工程和基因工程,如融合和雜交,已開始用於培育性能更好的新菌株。
編輯問題
壹、飼料酶制劑的生產與應用缺乏溝通 飼料酶制劑的生產屬於發酵工業。過去,酶制劑行業主要生產工業酶制劑 酶制劑圖片
如食品用酶制劑、紡織用酶制劑、洗滌劑用酶制劑等,對飼料酶制劑的應用和市場特點不甚了解。另壹方面,對酶制劑行業產品在飼料酶制劑應用方面的種類和特點也缺乏了解。例如,酶制劑行業可以提供哪些適合飼餵的單壹酶制劑或復合酶制劑品種,產品對飼料高溫制粒的穩定性和對胃酸的穩定性等等。二、現有的酶測定方法不能完全適用於飼料酶制劑酶活性的測定 工業酶活性檢測方法規定的檢測溫度、pH值並不壹定是酶在動物體內作用的環境溫度和pH值。如工業木聚糖酶活性的檢測溫度定為 50℃,pH 為 5.3,而動物體溫度為 40℃,酶在體內催化的部位--小腸 pH 為 6.5℃,體溫為 5.3℃,酶在體內催化的部位--小腸 pH 為 6.5℃,體溫為 5.3℃,酶在體內催化的部位--小腸 pH 為 6.5℃,體溫為 5.3℃,酶在體內催化的部位--小腸 pH 為 6.5℃,體溫為 5.3℃。-小腸的 pH 值約為 6.0。因此,如果用目前的工業酶標儀檢測酶,可能會影響不同品牌飼用酶制劑酶活性的橫向比較。也就是說,用工業酶檢測方法檢測的產品酶活最大,並不壹定在畜禽消化道中具有最大的酶活。 三是飼用酶制劑生物學評價試驗方法不夠規範 如果企業,飼用酶制劑產品飼用效果試驗不僅試驗動物數量少,而且不設重復組,顯然不符合飲料生物學評價原則,其試驗結果也缺乏說服力。
編輯對策
壹是加大科技投入,發酵、生物技術與飼料、營養專家進壹步加強合作,不斷開發適合飼料原料和市場特點的飼料酶制劑新產品,以促進飼料酶制劑的生產和廣泛應用。 制定飼料酶制劑檢測方法標準。 三是規範飼料酶制劑生物學評價試驗方法。通過以上努力,使酶譜優化、酶活穩定、飼用效果好、價格合理的飼料酶制劑優質產品在市場競爭中等到更大的提升。
編輯本段註意事項
成本核算
1、配方中應包括酶制劑成本核算 生物工程生產的微生物植酸酶,能降解植酸,釋放出可利用的磷、鈣、能量和蛋白質等,釋放磷、鈣等營養物質的量,在推薦水平上數量呈線性增加。當植酸酶的添加量超過 500 FTU/kg 的添加水平時,營養物質的釋放量繼續增加,但單位植酸酶的釋放量趨於下降。因此,超過推薦水平添加植酸酶在經濟上並不可行。β-葡聚糖酶和戊聚糖酶能有效降解飼料中某些成分所含的 β-葡聚糖和戊聚糖。這兩種水溶性非澱粉多糖是抗營養因子。這些抗營養因子會結合大量水分,增加消化道液體的粘度。 同樣的添加量隨著日糧中非常規飼料原料含量的增加,改善效果更加明顯;同樣的日糧隨著酶添加量的增加,改善效果也更加明顯,但單位酶的改善效果下降。無論是哪種飼料原料,過量添加β-葡聚糖酶和戊聚糖酶都是不經濟的。總之,在配制最低成本日糧和計算效益時,應將酶制劑納入配方成本計算。
影響因素
2、應考慮影響酶制劑活性的因素 酶制劑本身是壹類蛋白質,任何影響蛋白質的因素都會影響酶制劑的活性。酶的活性隨溫度升高而增加,但溫度高到壹定程度時,酶變性而失去活性。壹般酶活性的最適溫度為 30-45℃,超過 60℃時酶會變性,失去活性。 pH 值對酶活性也有影響,在其他條件不變的情況下,酶在壹定的 pH 值範圍內活性最高。壹般來說,酶活性的最佳 pH 值接近中性(6.5-8.0)。但也有例外,如胃蛋白酶的最適 pH 值為 1.5。碘乙酸、高鐵氰化物和重金屬離子會與酶的必需基團結合或發生反應,從而使酶失去活性。因此,在飼料生產過程中,壹定要註意溫度、酸堿度、重金屬離子等因素對酶制劑的影響,以達到酶制劑的最佳使用效果。
含量與價格
3、購買酶制劑要考慮有效含量與價格 市場上酶制劑種類很多,用戶在購買酶制劑時,壹定要選擇保證有效含量的,不能只考慮價格便宜的酶制劑,不考慮有效含量。
飼餵對象
4、使用酶制劑要考慮飼餵對象 單胃動物應用酶制劑效果明顯,草食動物效果不明顯。因此,草食動物飼料不能考慮添加酶制劑。
質量檢驗
5、要註意酶制劑的質量檢驗 現在很多飼料檢測部門都能對酶制劑的有效含量進行檢測。用戶在購買時,可將樣品送有關部門檢驗,以保證購買的酶制劑質量可靠。[2]