Dr.LutzPopper著 德國慕勒化學(xué) 阿倫斯堡 王 巖譯
斯頓食品原料(蘇州)有限公司 江蘇蘇州 215200
面粉改良中用到的添加劑
——酶制劑
Dr.LutzPopper著 德國慕勒化學(xué) 阿倫斯堡 王 巖譯
斯頓食品原料(蘇州)有限公司 江蘇蘇州 215200
在生物系統(tǒng)中,所有的轉(zhuǎn)變過程可以在相對低的溫度以及溫和的化學(xué)環(huán)境下快速完成,這是因為酶制劑可以在低能量投入下發(fā)生反應(yīng),由于其卓越的能力能讓復(fù)雜的反應(yīng)在溫和的條件下進行,參見圖1。
酶制劑需要滿足規(guī)?;a(chǎn),它大部分來自于微生物發(fā)酵。新的酶制劑在全世界范圍內(nèi)能夠短時間內(nèi)取得成功歸功于它持續(xù)增長的競爭力,得益于酶制劑使我們可以生產(chǎn)出品質(zhì)高并且成本低的產(chǎn)品,使得在市場上能更好的表現(xiàn)。
酶制劑應(yīng)用于食品工業(yè)的不同領(lǐng)域,與其他大多數(shù)添加劑應(yīng)用相比,酶在制粉工業(yè)中沒有在添加的那一刻產(chǎn)生作用,直到烘焙師加入水,它才發(fā)生作用。時間和地點的問題是在面粉改良上主要挑戰(zhàn),而且在酶制劑上問題變得更復(fù)雜。但是酶也有著絕對的優(yōu)勢,它的功能專一性、用量小、天然以及在焙烤過程中完全失效。
圖1 酶可以降低反應(yīng)所需能量
和所有的天然濃縮物質(zhì)一樣,酶有引起過敏反應(yīng)的風(fēng)險。因此建議接觸酶的工作者佩戴手套、面具和護目鏡。盡管稀釋在面粉或改良劑中的酶引起過敏的風(fēng)險很低,但酶制劑生產(chǎn)商也在通過工業(yè)處理來減少揚塵。
在很長的一段時間內(nèi),α-和β-淀粉酶被認為是唯一可以用于面粉工業(yè)的酶制劑,這種觀點直到二十年前引入了木聚糖酶才發(fā)生改觀,而現(xiàn)在脂肪酶的成功又加深了這種改觀?,F(xiàn)在有多種酶(表1)在特定的應(yīng)用中起到合適的作用,但可能有一天會被證明像上述種類的酶一樣能夠起到多種作用。
1)淀粉酶
在面粉工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的是α淀粉酶、β淀粉酶和葡糖淀粉酶。與大多數(shù)酶一樣,淀粉酶作用于跟水結(jié)合的底物。α淀粉酶可以切斷直鏈淀粉,產(chǎn)生糊精。這些糊精又可作為β淀粉酶和葡糖淀粉酶的底物,從而產(chǎn)生可供酵母利用的糖類如麥芽糖和葡萄糖。在淀粉酶的作用下,面團的粘度下降(水從淀粉中釋放),醒發(fā)力和體積提高,風(fēng)味和顏色提高,組織柔軟度和貨架期增加。淀粉酶的機理如圖2所示。
表1 面包及面粉改良建議使用的酶(不排除有其他)
圖2 淀粉酶機理
2)酶激活了麥芽粉
種子需要酶參與他們關(guān)鍵的活動,因此在種子萌發(fā)階段產(chǎn)生了大量的酶。用于酶促反應(yīng)的谷物在處理前已經(jīng)發(fā)芽,具有酶活力的麥芽粉來自于發(fā)芽的小麥或黑麥。這些產(chǎn)品在功能上類似。
除了α淀粉酶、β淀粉酶在麥芽粉中還有其他的酶,例如蛋白酶和葡聚糖酶。其中有些對烘焙會產(chǎn)生積極的影響,有些是相反的。就像在面粉中存在的酶一樣,麥芽粉中的酶會對降落指數(shù)產(chǎn)生明顯的影響。如果面粉的酶活力很低,每100 kg面粉添加150 g就可以讓降落指數(shù)降低到250-300 s.如果降落指數(shù)低于300 s,添加500 mg/kg麥芽粉則可能引起面團發(fā)粘。麥芽粉的酶活力一般用糖化力(DP)衡量,一般在400 DP左右,也就是在80~120 SKB/g。
3)真菌型淀粉酶
一般我們用曲霉屬的真菌來生產(chǎn)真菌淀粉酶,這類真菌不會產(chǎn)生有毒或致癌物質(zhì),真菌生長在大的發(fā)酵罐中,產(chǎn)生需要的酶到發(fā)酵液里。發(fā)酵培養(yǎng)基中包含的原酶經(jīng)過離心、過濾、沉底、超濾從而生產(chǎn)出純而濃縮的酶。再經(jīng)過噴霧干燥、標準化活力,并添加流散劑以便更方便面粉廠使用。在干燥的粉末狀態(tài)下大多數(shù)酶活力很穩(wěn)定,可以存放數(shù)年活力也不會有多少損失。從植物、動物和微生物生產(chǎn)酶的流程如圖3所示。
圖3 從植物、動物和微生物生產(chǎn)酶的流程圖
真菌來源的淀粉酶大部分是α淀粉酶,酶的多數(shù)不利的活動被精選的亞種和加工條件所阻止。正常用量下,真菌型淀粉酶對降落指數(shù)沒有影響,因為他在標準實驗溫度下(大約95℃)不穩(wěn)定。有另一種改進的降落指數(shù)測試受到真菌淀粉酶的影響,測試最高溫度在82℃左右。
α淀粉酶的添加量取決于酶活,為了能夠表達α淀粉酶的活力,Sandstedt,Kneen和Blish(1939)發(fā)明了表示酶活的單位SKB,盡管不同的供應(yīng)商用不同的方法測量,但結(jié)果都會被轉(zhuǎn)換成SKB。對于降落指數(shù)在300~350 s的面粉,通常添加量是500 SKB/kg面粉(也即是每100 kg面粉加1 g 50 000 SKB/g的淀粉酶)。在降落數(shù)值超過400 s的低酶活面粉,要添加3 g或更多同樣的淀粉酶,另外降落數(shù)值低的面粉需要用很少量的淀粉酶(比如0.1~0.2g 50 000 SKB/g淀粉酶)不會影響降落數(shù)值,但會對面團的特性和體積產(chǎn)生積極的影響。
TS 211,TS 202.3
A
1674-5280(2015)06-0034-03
2015-06-16 改稿日期:2015-10-26
Dr.LutzPopper(1960—),男,博士,酶制劑研發(fā)總監(jiān)。
譯者簡介:王巖(1988—),男,工程師,從事酶制劑銷售工作。