李安寧

摘 要：酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)過程稱為酶工程，這是一項(xiàng)借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會(huì)生活的一門科學(xué)技術(shù)。近年來，隨著酶工程的大力推廣及發(fā)展下，食品的種類和質(zhì)量都得到了顯著提升，為食品產(chǎn)業(yè)提供了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。酶工程作為一種新型環(huán)保工程，在食品領(lǐng)域具有無限的潛力。

關(guān)鍵詞：酶工程；食品；應(yīng)用；前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.092

1 酶工程概念及生產(chǎn)方法

酶工程又稱蛋白質(zhì)工程學(xué)，從應(yīng)用的目的出發(fā)，通過酶學(xué)理論與化學(xué)工程相結(jié)合研究酶。將酶或者微生物細(xì)胞，動(dòng)植物細(xì)胞，細(xì)胞器等放置在一定的生物反應(yīng)裝置中，利用酶的催化功能，借助工程手段將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的一門新技術(shù)。

酶主要來源于微生物、動(dòng)物和植物。酶的生產(chǎn)是指通過人為的科學(xué)計(jì)劃，并且通過人工控制而獲得所需要酶的過程。由于酶在生物體內(nèi)的含量很低，因此工業(yè)上大量的酶是采用微生物的發(fā)酵來制取的。酶的生產(chǎn)方法可概括為提取法、發(fā)酵法和化學(xué)合成法三種。

（1）提取法。提取法采用各種技術(shù)，直接將細(xì)胞或組織中將酶提取出來。提取法雖簡(jiǎn)單，但需要充足的原材料，所以廣泛應(yīng)用受到了限制。但在資源豐富的地區(qū)，提取法仍然具有應(yīng)用價(jià)值。

（2）發(fā)酵法。發(fā)酵法主要通過微生物發(fā)酵來獲得所需酶。一般包括固體發(fā)酵、液體深層發(fā)酵、固定化細(xì)胞發(fā)酵和原生質(zhì)體發(fā)酵等多種方式。

（3）化學(xué)合成法?；瘜W(xué)合成法是20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)的一種生產(chǎn)酶的技術(shù)。但合成法的成本較高，并且只能合成那些已知化學(xué)結(jié)構(gòu)的酶。所以，化學(xué)合成法目前仍然停留在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成的階段。

2 酶工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)代酶工程具有技術(shù)先進(jìn)、投資小、工藝簡(jiǎn)單、效率高、收益大和污染小等特點(diǎn)。酶作為一種綠色催化劑，已廣泛地應(yīng)用各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其催化作用的條件非常溫和，可在常溫、常壓下進(jìn)行，又有可調(diào)控性，食品工業(yè)是應(yīng)用酶工程技術(shù)最早和最廣泛的行業(yè)。其在食品領(lǐng)域可用于食品加工；食品保鮮；食品測(cè)量與分析。

（1）食品加工的應(yīng)用。酶在食品工業(yè)中可用于食品加工，比如淀粉、乳品、果汁加工，食物的發(fā)酵及成產(chǎn)食品添加劑。與之有關(guān)的各種酶如淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等占據(jù)酶制劑大半市場(chǎng)。

在生活中，我們常會(huì)遇到一些難以處理的肉類，比如一些質(zhì)地較硬的肉類，牛肉、老動(dòng)物肉等，這類肉的結(jié)締組織和膠原蛋白質(zhì)及單性蛋白質(zhì)含量高而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，膠原蛋白是纖維蛋白，其中含有耐熱和不耐熱兩種交聯(lián)鍵。嫩質(zhì)肉類的膠原蛋白中，不耐熱交聯(lián)鍵多，加熱即可破裂，肉就顯得滑嫩；而老動(dòng)物的肉因耐熱鍵多，烹飪時(shí)軟化較難，肉質(zhì)顯得粗糙，適口性較差，而酶制劑便可作為肉類的嫩滑劑，解決口感的處理問題。

處理一些肉質(zhì)粗糙的肉類常用的酶制劑有兩類：常用一類是植物蛋白酶，如木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、中華獼猴桃蛋白酶等；另一類是微生物蛋白酶，如米曲霉等。蛋白酶可以將肌肉結(jié)締組織中膠原蛋白分解，可使肉質(zhì)嫩化。嫩化的肉類品種已經(jīng)從牛肉擴(kuò)大到豬肉、家禽等。工業(yè)上常將酶涂抹肉的表面或用酶液浸肉軟化肉類，酶工程對(duì)于改善肉類的質(zhì)地、增強(qiáng)肉制品的風(fēng)味，起到了極大的作用。

而用酶法提取的米糠蛋白的溶解性、起泡性、乳化特性和營(yíng)養(yǎng)性等蛋白不僅可以作為食品中的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，還可以作為食品中的風(fēng)味增強(qiáng)劑。

（2）食品保鮮的應(yīng)用。食品在加工、運(yùn)輸和保存過程中，由于受到氧氣、微生物、溫度等使食品發(fā)生改變甚至不能食用。現(xiàn)今許多商家大都選用添加防腐劑、保鮮劑或熱殺菌等方法來保鮮，但過度加熱會(huì)使食品的營(yíng)養(yǎng)流失，防腐劑和保鮮劑也會(huì)有致癌的可能性，危害人體健康。酶工程作為一種新型的健康保鮮技術(shù)已逐漸進(jìn)入人們視野。酶制劑可為食品制造一種有利的環(huán)境，選用不同的生物酶，使不利食品保質(zhì)的酶受到抑制或降低其反應(yīng)速度，從而達(dá)到保鮮的目的。葡萄糖氧化酶、溶菌酶等可應(yīng)用于果汁、罐裝食品、脫水蔬菜、鮮奶等各類食物的防腐保鮮。例如葡萄糖氧化酶加在瓶裝飲料中，吸去瓶頸空隙中氧而延長(zhǎng)保鮮期；溶菌酶對(duì)革蘭氏陽性菌有較強(qiáng)的溶菌作用，用于肉制品、干酪、水產(chǎn)品等的保鮮；細(xì)胞壁溶解酶可消除某些微生物的繁殖，對(duì)食品進(jìn)行保鮮儲(chǔ)藏。

（3）食品分析與檢測(cè)的應(yīng)用。酶具有特異性，因此，它適合于動(dòng)植物材料的化合物的定性和定量分析。例如，采用乙醇脫氫酶測(cè)定食品中的乙醇含量；采用檸檬酸裂解酶測(cè)定檸檬酸的含量等。另外，在食品中加入一種或幾種酶，根據(jù)它們作用于食品中某些組分的結(jié)果，可以簡(jiǎn)單快捷判斷食品質(zhì)量?jī)?yōu)劣。

農(nóng)產(chǎn)品是各種藥品、食物的原材料，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著人類的健康，通過酶制劑也可對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行食品檢測(cè)，可快速檢測(cè)出農(nóng)藥殘留。

3 酶工程的發(fā)展前景

酶制劑是一種生態(tài)型高效催化劑，生產(chǎn)和研究至今已有80年的歷史。已知的酶的酶有幾千種，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大家對(duì)酶的需求。它擁有高效、安全、生態(tài)和環(huán)保等特點(diǎn)，相信將會(huì)成為未來健康食品加工的新主流。

可以預(yù)計(jì)，隨著各種高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用及酶工程研究工作的不斷深入，酶工程研究和酶制劑工業(yè)必將取得更快、更大的發(fā)展。隨著現(xiàn)代生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，未來可以用化學(xué)的方法構(gòu)造出更多適合有用且高效的酶制劑，為人類的生產(chǎn)生活提供更多的便利。酶作為一種綠色環(huán)保的高效催化劑，酶工程技術(shù)必將也在工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化學(xué)分析、環(huán)境保護(hù)、能源開發(fā)等各個(gè)方面發(fā)揮越來越大的作用。

4 結(jié)語

酶不僅應(yīng)用與食品領(lǐng)域，在其他領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，當(dāng)前各國(guó)在酶工程研究方面發(fā)展迅速，我國(guó)對(duì)酶工程的研究也一直作重視與開發(fā)，但是我國(guó)的研究因經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的原因與國(guó)外水平存在一定的差距，特別是酶的工藝及質(zhì)量方面。隨著酶工程技術(shù)的不斷研究，基因工程、細(xì)胞工程等高新技術(shù)應(yīng)用于酶工程領(lǐng)域，不斷研究開發(fā)出更多的新品種、新用途、高活力的酶類，同時(shí)酶的各項(xiàng)研究技術(shù)也得到更快發(fā)展。酶工程的快速發(fā)展，將會(huì)促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。

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