Application ofenzyme technology in food processing and detection

LIUYi *

（Engineeringcollege，China agricultural university，Beijing 100083，China）

Abstract By analyzing the application of enzyme technology in grain processing，fruit and vegetable processing and meat products processing，this paper expounds the main application range of enzyme technology in food processing at the present.At the same time，the technology of enzyme in enzyme- linked immunoassay and the application of enzyme biosensor method was analyzed，and finally the problem of the future development of enzyme technology needed to be solved was put forward.

Keywords enzyme technology；food processing；safety inspection

文献标识码：A

文章编号：1673- 6044（2015）03- 0012- 03

DOI：10.3969/j.issn.1673- 6044.2015.03.004

*刘毅，女，1989年出生，中国农业大学农产品加工及贮藏工程专业在读研究生。

收稿日期：2015- 06- 26

酶技术指在特定的反应容器内，利用特定微生物反应生成的酶亦或直接加入酶所形成的催化作用，完成组分转变的加工技术。酶的加入能够很大程度上使食品加工过程中反应的活化能降低或使底物转化为活化物质，其对反应速率的提升相当惊人，能达到原有反应速率的上百万倍，让反应进行的效率得到极大提升，而无机催化剂却没有这样的效果。由于酶自身不会在反应进行的时候被消耗掉，从而不会对食品加工过程中的化学平衡产生影响。酶技术所需的反应温度可以在室温或者温热的情况下完成，可以有效地降低温度对食品营养的破坏。在食品加工过程中所使用的酶都是由安全生物以及可食用生物所产生，有利于食品安全与质量的控制。酶技术应用于食品加工中，能够让加工过程向健康、安全、节能以及环保等方向进一步发展。

1　酶技术在食品加工中的应用

现阶段，全球范围内的酶技术发展迅速，并在食品加工过程中得到了广泛的应用，其研究与应用的重点主要集中在谷物加工、果蔬加工以及肉制品加工等领域。

1.1酶技术在谷物加工中的应用

我国谷物种类繁多，是农业生产中重要的农产品，同时也是食品加工行业中重要的原料。谷物加工出现的时期较早，但是随着食品加工领域的不断发展，谷物加工所带来的经济效益并没有明显提升。因此，利用酶技术进一步对谷物进行加工处理以及整体开发，可以有效提升谷物加工行业的整体效益。淀粉是谷物中含量较多的物质，具有较高的营养价值，采用特定的酶技术，对谷物淀粉进一步深加工处理，实现了淀粉制糖、淀粉制酒等工艺，如小麦。再结合现阶段医学领域以及营养学领域的一些科研成果，越来越多的人开始以谷物自身的营养特征为基础，通过使用酶技术加工多种与身体营养需求相匹配的谷物食品，如最近几年较为流行的膳食纤维等新兴谷物营养食品。

膳食纤维在食品营养物质中占有非常重要的地位，由多种纤维物质组成，能够促进人体多种生理功能的改善。很多种食物里都存在能够加工成膳食纤维的物质，但是几乎所有的膳食纤维均是由谷物加工而来。膳食纤维是具有较小热量的一种葡聚糖，其分子量较小，具有较大的水溶性。谷物在加工成膳食纤维的过程中，需要将分子量较大、分子链较长的淀粉转化为分子量小、分子链短的膳食纤维，就要利用酶技术进行加工处理，在对淀粉的分子链进行水解过程中，可以应用到多种生物酶，如淀粉酶、转苷酶以及糖化酶等。通过酶技术进行膳食纤维的加工，很大程度上改善了加工的效率与质量。

1.2酶技术在果蔬加工中的应用

对于果蔬加工来讲，主要的产业是果汁的加工。在果汁加工过程中，会将黏稠度较高的果胶类物质从植物细胞的空隙中释放，影响了果汁的过滤与澄清。采用酶技术，用果胶酶对果胶进行短暂的作用，就可以把果汁中的果胶进行分解，让果汁的黏度显著降低，在增加了榨汁产量的同时也改善了澄清效率。

在果蔬的加工过程中，所采用的果实还存在着一些未成熟的果实，这些果实中都拥有较多的淀粉，也会导致果汁的黏度增加、澄清困难等问题。把淀粉酶与果胶酶共同应用在蔬果加工中，就能很好的解决上述问题，不仅有效的改善了果汁生产的效率，同时也提高了果汁生产的质量。

柑橘汁的生产有着较长的历史，在之前的生产过程中均使用传统的生产工艺，如囊衣去除过程大多采取酸碱法进行加工，这样就会使生产过程有废弃物的产生，对环境造成一定的污染，同时也在一定程度上影响柑橘汁的质量。通过采用酶技术，使用果胶酶、半纤维素酶等多种酶共同加工处理，能够明显改善囊衣的去除效率，同时避免废弃物的产生对环境造成的污染。

1.3酶技术在肉类加工中的应用

现阶段，人们越来越重视肉类食品的营养搭配。同时，随着人们生活水平的不断提升，人们越来越趋向于食用盐含量以及脂类含量低的一些肉制品，这也是今后肉制品生产行业的发展方向。另外，在肉类的加工过程中会出现较多的副产物，如果能够将这些副产物充分的利用起来，不仅可以避免资源的浪费，同时也会为企业带来更多的经济效益。在肉类加工的过程中，采用酶技术能够实现对工艺的实时监测，可以更加有效的改变或者保持肉制品的风味，明显降低或避免加工时有害物质的生成。

在肉类食品的加工过程中，肉质本身就具有一定的内源酶，但是大多数情况下都需要借助于外源酶的作用。外源酶的种类主要包括水解酶、氧化酶、还原酶以及转移酶等，这些外源酶可以有效促进蛋白质的水解或者交联等反应。在肉类加工过程中，通过对蛋白质水解处理，能够让肉制品更加鲜嫩，还有利于活性肽物质的增加，进而加工出具有特殊风味的肉制品。而通过对蛋白质的交联处理，能够有效提升肉类的保水性能，从而增强其凝胶强度，有利于特定肉制品的生产与食用。

在我国的肉类加工过程中，鱼产品的加工占据较大的分量。但是，我国对鱼产品的利用效率不高，鱼产品的附加经济效益小，而且鱼产品的深加工工艺不完善。通过酶技术处理，能够明显的改善鱼肉蛋白的水溶性、乳化性以及流变性等，并且通过酶的水解处理能够产生更多的氨基酸类物质，使得鱼产品的营养更加丰富。例如采用碱性蛋白酶对草鱼的蛋白质进行水解处理，能够得到氨基酸类物质含量齐全的鱼产品；许多海鲜里面有不同的过敏物质，通过酶技术能够有效的去除海鲜产品的致敏性，不仅改善了海鲜的口感，同时也提升了鱼产品的品质与质量。

2　酶技术在食品安全检测中的应用

随着酶技术的不断发展，其不仅广泛的应用于食品加工过程中，在食品的安全检测中也开始逐渐的应用，并取得了良好的应用效果。酶技术在食品安全检测中主要应用于酶联免疫分析法与酶生物传感器法的食品安全检测中。

2.1酶联免疫分析法

在上世纪的70年代初，荷兰与瑞典的研究者最先提出了酶联免疫分析法。采用酶联免疫分析法进行食品安全检测，其过程较为简便，而且能够进行定量检测，因此，越来越多的食品安全检测开始使用酶联免疫分析法进行。例如，酶联免疫分析法能够有效的检测出蔬果里农药成分的残留量及物质种类。

现阶段，很多用于食品有毒物质检测的试剂以及相关产品都是采用酶联免疫分析法或者其改良方法。对于不同种类的检测试剂而言，其使用范围以及检测准确度还有着较大的差异。对于不同基质的食品，采用酶联免疫分析法可能出现较大的差异。因此，在日常进行食品毒素检测过程中，需要根据食品基质的差异，科学地选择酶联免疫试剂的种类。同时，为了保证检测的准确性，需要进一步采用液相色谱法来确认检测结果。

酶联免疫分析法在检测食品毒素的过程中，存在着一定误差。因此，人们逐渐对其进行了改善，通过加入超顺磁微粒，让其自身的比表面积增加，同时具有更加优越的流动性能，而且降低了空间位阻效应，让抗原体能够更加接近并发生反应，实现了检测的准确性与灵敏性。

2.2酶生物传感器法

在上世纪的60年代初，美国电化学分析家Clark第一次提出了酶生物传感器的设想，他提出通过酶和电极的结合来完成对底物含量的测定，这个想法受到广泛的赞同与关注。酶拥有较为专一的催化性能，同时电化学分析拥有迅速性与简便性的特征，如果将酶与电极结合起来，就能够实现在复杂的混合物里面，有目的、有针对性地对特定底物进行分析与检测。经过5年的努力，终于制造出了葡萄糖氧化酶电极，这也是第一个酶生物传感器，其能够准确的检测出血清中葡萄糖的含量。随着科技的不断发展，越来越多的具有检测迅速、性能稳定、准确率高以及灵敏度高的酶生物传感器逐渐诞生。随着酶生物传感器的不断发展壮大，其逐渐的被应用于食品加工的安全检测中来，并且其应用范围越来越广泛。亚硝酸盐对于人体有巨大的危害，而很多的食品产品中都含有一定的亚硝酸盐，所以要对食品中亚硝酸盐含量进行检测。而基于亚硝酸盐还原酶的酶生物传感器就能够既迅速又精确地检测出食品中亚硝酸盐的含量，为食品的安全检测提供了极大的帮助。

3　结语

目前，在食品的加工以及安全检测领域里，酶技术已经被广泛的应用，并取得了良好的效果。在科学技术不断发展的今天，生物技术以及基因工程的不断进步，势必会进一步带动酶技术的发展与应用。一方面，人们越来越重视食品的质量以及营养价值，这会在很大程度上促进酶技术的发展，而采用酶技术加工具有健康功效的特殊食品必然会成为未来食品加工的发展方向之一。另一方面，人们逐渐地重视食品产品的质量与品质，同时对食品的安全检测提出了更高的要求，这也为酶技术在食品安全检测领域的发展提供了良好的机遇。但是，应用于食品加工与检测中的高活性酶制品价格都异常高，是制约其进一步应用与推广的重要因素。因此，怎样以低廉的价格生产出具有高活性的酶制剂是未来酶技术发展需要面临的问题，也是在很大程度上决定酶技术应用与发展的关键因素。