漆酶在食品領(lǐng)域的研究進(jìn)展

游月麗 梁秀賢

酶是一種具有催化作用的蛋白質(zhì)，一種酶可以催化一種或一類反應(yīng)，具有高度專一性、作用條件溫和、催化效率高等特點(diǎn)。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，具有一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)甚至四級(jí)結(jié)構(gòu)，其中酶的催化作用有賴于酶分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)的完整，如果酶分子變性或亞基解聚，均會(huì)導(dǎo)致酶活性喪失。

酶的種類有很多，漆酶是其中之一。作為一種含銅的多酚氧化酶，漆酶可以催化酚類、多氨基苯等物質(zhì)，甚至可以催化氧化非酚類物質(zhì)，在有氧條件下，不需要過氧化氫的參與就可直接氧化底物。漆酶獨(dú)特的催化特性使其廣泛應(yīng)用于食品、造紙、廢水處理等領(lǐng)域，尤其在食品工業(yè)領(lǐng)域有極大的優(yōu)勢，而且漆酶來源廣泛、易提取，其反應(yīng)副產(chǎn)物也對(duì)環(huán)境無污染。

隨著生物技術(shù)的深入研究，食品的安全、營養(yǎng)及感官功能越來越得到重視，為了研究對(duì)人體健康有益的食品，相關(guān)研究人員積極尋找突破口。本文主要論述了漆酶在食品領(lǐng)域的研究進(jìn)展，以期為漆酶的開發(fā)利用提供一定的參考。

一、漆酶概述

漆酶是一種由肽鏈、糖配基組成的含銅多酚氧化酶，一般含有四個(gè)銅離子，銅離子是漆酶氧化的活性部位，在有氧條件下，利用銅離子的氧化能力氧化還原性底物，將電子傳遞給氧，氧被還原成水。漆酶的本質(zhì)是一種環(huán)保型酵素，因?yàn)槠浒l(fā)生反應(yīng)后唯一的產(chǎn)物就是水，對(duì)環(huán)境的影響較小。

漆酶的來源有很多，廣泛存在于菇、菌及植物中，也有的存活于空氣中。真菌漆酶的特性最好，其熱穩(wěn)定性、催化氧化性比細(xì)菌漆酶、植物漆酶更好。

漆酶的催化方式有三種，最廣泛的是含有介體的催化。在介體的參與下，漆酶先氧化介體，再由氧化的黃素酶對(duì)底物進(jìn)行催化氧化，氧化的黃素酶又可再生，不同的介體能夠參與多種催化過程。漆酶獨(dú)特的催化特性使其在生物檢測中有廣泛的應(yīng)用，作為高效的生物檢測器而成為底物、輔酶、抑制劑等成分分析的有效工具和手段。

二、漆酶在食品中的應(yīng)用

1.保持果汁的品質(zhì)穩(wěn)定。水果中完整的植物細(xì)胞內(nèi)存在酚類物質(zhì)及酚類氧化物，如單寧，水果破碎后，酚類物質(zhì)被空氣中的氧氣氧化，形成褐色聚合物，果汁中沉淀物形成的重要因素就是果汁中的蛋白質(zhì)與酚類物質(zhì)的聚合，因此需要延緩果汁中蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)聚合形成沉淀，從而保持果汁品質(zhì)穩(wěn)定。漆酶是一種良好的穩(wěn)定物，能夠很好地改善果汁的渾濁程度，經(jīng)過漆酶處理后，果汁的穩(wěn)定性更高，并且盡量保留了果汁中的營養(yǎng)物質(zhì)。在果汁生產(chǎn)前期及后期貯存時(shí)添加漆酶進(jìn)行處理，可以使褐色物質(zhì)大大減少，保持果汁良好的品質(zhì)。

2.改變牛奶的風(fēng)味和品質(zhì)。牛奶在儲(chǔ)藏的過程中容易發(fā)生變質(zhì)，而漆酶的交聯(lián)聚合物可以使牛奶中的蛋白質(zhì)發(fā)生凝膠化，進(jìn)而改變牛奶的風(fēng)味和品質(zhì)。研究表明，漆酶對(duì)牛奶的作用與所用漆酶劑量有關(guān)。使用低劑量漆酶對(duì)牛奶有一定的積極作用，可以使牛奶中的蛋白質(zhì)有效交聯(lián)，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿拥牡鞍踪|(zhì)聚合物，增強(qiáng)其流變學(xué)特性;使用高劑量的漆酶則會(huì)使蛋白質(zhì)降解，影響牛奶的風(fēng)味，破壞牛奶的品質(zhì)。漆酶也能使糖用甜菜的果膠交聯(lián)從而凝膠化，形成食用凝膠。

3.提升烘焙食品的口感。烘焙食品的口感、風(fēng)味等都離不開面筋的筋力，面筋蛋白中的二硫鍵數(shù)目對(duì)面筋性質(zhì)有很大影響。漆酶在烘烤中的應(yīng)用主要是利用其交聯(lián)聚合物的能力，在面團(tuán)中加入漆酶，使面團(tuán)中的巰基氧化成二硫鍵發(fā)生交聯(lián)，增加了二硫鍵的數(shù)目，半胱氨酸則被氧化為胱氨酸，但并沒有破壞面包的營養(yǎng)物質(zhì)。通過增加二硫鍵可以使面筋的強(qiáng)度提高，面團(tuán)的彈性和拉伸度也均有所改善，進(jìn)而可以有效增大面包或蛋糕的體積，提高均一性，防止面包塌陷，烘焙出來的食品口感也更加酥軟、有嚼勁。

4.加快食用菌的生長發(fā)育。木質(zhì)素是木材中普遍存在的物質(zhì)，也是食用菌主要的碳源來源，使用木材或木屑等作為培養(yǎng)料培養(yǎng)食用菌時(shí)，添加一定量的漆酶可以使木質(zhì)素被降解，使其變成小分子物質(zhì)而供食用菌利用。漆酶通過降解木質(zhì)素為食用菌提供營養(yǎng)的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生酚或醌類有毒物質(zhì)，從而抑制了雜菌的生長繁殖，有利于食用菌的生長繁殖。漆酶還可以作為食用菌菌體呼吸作用中的末端氧化酶之一，食用菌呼吸過程中因?yàn)橛衅崦傅拇嬖诙闺娮觽鬟f能夠正常運(yùn)行，加大了食用菌的呼吸強(qiáng)度，為菌體的生命活動(dòng)提供了更多的可利用能量，從而使食用菌的生長發(fā)育速度加快。

5.提高食品的感官品質(zhì)。感官評(píng)價(jià)是最直觀反映食品品質(zhì)變化的指標(biāo)，它將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析的原理應(yīng)用于人類的視覺、嗅覺、味覺、觸覺和聽覺的使用中，從而評(píng)估消費(fèi)的產(chǎn)品。有研究表明，漆酶可以提高食品的感官品質(zhì)，降低食品腐敗的發(fā)生。比如豆油中含有大量人體所需的必需脂肪酸，脂肪酸的酸敗會(huì)使油脂腐敗變質(zhì)，破壞其營養(yǎng)價(jià)值。漆酶具有抗氧化功效，在油脂中添加適量的漆酶可以使其產(chǎn)生脫氧，減少氧氣對(duì)油脂的氧化，保持油脂的性質(zhì)，防止油脂腐敗變質(zhì)。用漆酶溶液浸泡可可豆，經(jīng)過干燥、烘干，可以增加可可豆肉及以其為原料的產(chǎn)品的風(fēng)味，增加其營養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味價(jià)值。漆酶處理還能降低橄欖的苦味，改善其色澤。

6.制備生物傳感器。漆酶是制備生物傳感器的良好原料，因?yàn)槠渥饔玫孜飶V泛、專一性強(qiáng)，根據(jù)漆酶對(duì)酚類物質(zhì)的催化作用，可以制備出靈敏且穩(wěn)定的傳感器并用于食品在線檢測。漆酶在催化氧化底物時(shí)需要消耗一定的氧分子，因此可以通過檢測所消耗氧氣的量，從而檢測出酚類物質(zhì)的含量多少。研究表明，漆酶可以用于檢測橄欖油磨坊廢水、測定多酚物質(zhì)含量、在線檢測兒茶酚胺含量、自動(dòng)測定葡萄酒中多酚含量、測定芒果和葡萄中的伐蟲脒等。

7.去除有毒有害物質(zhì)。食品工業(yè)廢水中含有大量的酚類、非酚類物質(zhì)，漆酶能夠除去這類物質(zhì)以及單寧、木質(zhì)素衍生物等有毒有害污染物，并且作用條件溫和，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。不同來源的漆酶，其作用機(jī)理和作用效果也不完全相同。白腐菌是漆酶的高產(chǎn)菌株，其分泌的漆酶可用于有毒物的降解。不過，游離漆酶的穩(wěn)定性差，難以回收循環(huán)利用，其反應(yīng)條件受到多種環(huán)境因素制約。若將漆酶固定化可增加漆酶的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，使漆酶可以循環(huán)利用，既節(jié)約了成本，又簡化了生產(chǎn)工藝。固定化漆酶用途廣泛，可以有效除去甲基酚，分解農(nóng)藥中的有害物質(zhì)等。

三、漆酶的不足之處

盡管漆酶具有催化活性高、專一性強(qiáng)、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，但仍然有不足的地方，因?yàn)楫a(chǎn)漆酶生物中含有多種氧化酶，所以漆酶的提取純化過程較為復(fù)雜。部分漆酶的酶活力并不高，而且漆酶回收循環(huán)利用難，其介體或產(chǎn)物可能具有潛在毒性，安全性不能保障。在今后的研究進(jìn)展中，對(duì)漆酶的不足之處要加以深入研究。

四、結(jié)論

酶是重要的催化劑，目前已知的酶有幾千種，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是食品領(lǐng)域。由于酶具有傳統(tǒng)催化劑所不具備的高效、專一、無污染等優(yōu)勢，對(duì)酶的開發(fā)和利用必將對(duì)人類的生活、工業(yè)生產(chǎn)等產(chǎn)生重要影響。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)漆酶的應(yīng)用越來越深層次、更高效，也為酶的研究提供了技術(shù)支持，使酶在食品中的應(yīng)用取得了不錯(cuò)的反饋。這也激勵(lì)著科研人員重視酶的研究，拓展酶的應(yīng)用范圍，更好地服務(wù)食品工業(yè)。