酶工程在食品中的应用论文

同微生物含有能使食品发酵、酸败和腐败的酶一样，健全的、未经污染的食用植物和动物制品也有它们自己的酶，其活力在收获和屠宰后仍有残存，这些酶即称为天然食品酶。而食品酶学就是结合现代生物科学和食品科学发展趋势，对食品酶的内容进行了系统介绍。内容新颖全面、瞄准前沿、突出应用，通过应用实例阐述了酶与食品工业实践的密切关系，是本书的浓墨重笔和新颖之处。本书注重食品酶学的实践应用兼顾酶学本书结合现代生物科学和食品科学发展趋势，对食品酶学的内容进行了系统介绍。内容新颖全面、瞄准前沿、突出应用，通过应用实例阐述了酶与食品工业实践的密切关系，是本书的浓墨重笔和新颖之处。本书注重食品酶学的实践应用兼顾酶学的基础理论，既可作为高等院校食品专业教材，也可供食品科研、食品生产等部门的有关技术人员参考。注重酶学的基础理论，包括食品酶学的背景、酶的生产与分离纯化的相关知识、酶反应动力学知识、固定化酶与固定化细胞、酶分子改造与修饰等内容。从食品酶学的发展、酶的获得、分离纯化、动力学特性到固定化应用和分子水平的修饰改造做了详尽的介绍。后九章重点介绍酶在食品工业各领域中的广泛应用，涉及酶在粮油食品加工、果蔬加工、动物性食品加工、贮藏保鲜、发酵、食品分析、功能食品及酶与食品卫生和安全的关系等方面的知识。基础理论，既可作为高等院校食品专业教材，也可供食品科研、食品生产等部门的有关技术人员参考。本书前五章注重酶学的基础理论，包括食品酶学的背景、酶的生产与分离纯化的相关知识、酶反应动力学知识、固定化酶与固定化细胞、酶分子改造与修饰等内容。从食品酶学的发展、酶的获得、分离纯化、动力学特性到固定化应用和分子水平的修饰改造做了详尽的介绍。后九章重点介绍酶在食品工业各领域中的广泛应用，涉及酶在粮油食品加工、果蔬加工、动物性食品加工、贮藏保鲜、发酵、食品分析、功能食品及酶与食品卫生和安全的关系等方面的知识。

酶是由活细胞生成的具有催化作用的蛋白质，也称生物催化剂。具有高度的特异性和极高的催化效率，广泛存在于生物体，将酶提取加工后的产品，即称为酶制剂。细菌、真菌等微生物是各种酶制剂的主要来源。酶制剂无毒、无残留、无副作用，属于绿色饲料添加剂。1 常用酶制剂的种类1 单体酶根据来源的不同，单体酶可以分为内源性消化酶和外源性消化酶两大类。1 内源性消化酶内源性消化酶是指在畜禽体内能够合成并分泌到消化道的酶。 2 外源性消化酶这类酶不能在畜禽体内合成，多来源于微生物，主要用于消化动物自身不能消化的物质或降解抗营养因子及有害物质等。 2 复合酶随着单酶制剂生产的工业化发展及价格的降低，复合酶制剂的使用越来越广泛。复合酶制剂是由一种或几种单一酶制剂为主体，加上其他单一酶制剂混合而成的，可同时降解饲料中多种抗营养因子及养分，最大限度地提高饲料的营养价值。 2 饲用酶制剂的作用1 促进动物对营养物质的消化动物对营养物质的消化是依靠自身的消化酶和肠道中微生物酶共同实现的。 2 抑菌、杀菌或产生对动物健康有益的低聚糖等物质3 降解抗营养因子，提高饲料的消化率和利用率在饲料中加入酶制剂，一方面可以破坏植物籽实的细胞壁，使纤维成分降解为可消化吸收的还原糖，同时使被包围的淀粉、蛋白质和矿物质得以释放。 4 开发新饲料资源一些富含纤维素的原料，本来不能为单胃动物所利用，但可通过添加纤维素酶提高其利用率，从而扩大了饲料资源。 3 饲用酶制剂在饲料工业中的应用1 猪饲料在猪的玉米-豆粕型日粮中添加植酸酶，粪便中排磷量减少34%～54%，在生长肥育猪饲料中添加植酸酶的试验结果表明，1000U/Kg植酸酶相当于添加5～0g/kg无机磷的效果。 2 禽饲料3 牛饲料

（1）总活力（total activity）的回收率：是表示分离纯化过程中酶的损失情况。（2）比活力（specific activity）提高的倍数：比活力是指在特定的条件下，1mg酶蛋白所具有的酶活力单位数，其提高的倍数是表示分离纯化方法的有效程度。 酶溶法利用酶反应，分解破坏细胞壁组分的特殊化学键，从而达到破碎细胞目的。酶溶法可以分为外加酶法和自溶法两种。 化学渗透法某些化学试剂，如有机溶剂、变型剂、表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等，可以改变细胞壁或膜的通透性，从而使胞内物质有选择的渗透出来，这种处理方法称为化学渗透法。 什么是饱和度?溶液中饱和硫酸铵的体积与溶液总体积之比例如:在60ml的酶液中加入40ml的饱和硫酸铵溶液,则次盐析液中硫酸铵的浓度为: (40/(60+40))X 100%=40% 等电点法定义：利用蛋白质在等电点时浓度最低以及 不同的蛋白质具有不同的等电点的特性，对蛋白质进行分离纯化的方法。 酶的纯化方法从原理上看可分为几种类型：1，利用一种酶相对于其他酶溶解度不同的沉淀法；2，依据酶在两相间分配作用不同的相分配法；3，利用酶对固体载体的吸附性质不同，通过拄层析方式将它们分别洗脱下来的拄层析法；4，依据酶在电场或离心场中运动速度不同的电泳法或离心法。上述提纯方法的适当结合，在多数情况下，足以获得纯化的酶。 膜分离是利用一种特殊的具有选择透过功能的薄层物质（称为分离膜），使流体内的一种或几种物质通过，而其他物质不能通过，从而起到浓缩和分离纯化作用的技术。 膜分离技术一般分为反渗透、超滤、纳滤、微滤，它们主要区别在于膜孔径的大小。在酶的纯化中常用的是超滤和微滤。 试验液中的大分子不能穿过半透膜而被截留与膜内，可透析的小分子经扩散作用不断透过半透膜而相互渗透，这种现象称为透析。 透析袋孔径大小可经机械作用或理化处理而改变。线形膨胀可使孔径减小至50％，而放射形膨胀作用由于管内液体静压力加大，可使管膜孔径增加1~2倍以上。某些小分子溶质的渗透性也因溶液中存在微量表面活性剂而增加,可能是由于它们吸附在膜的”活性位置”上,改变了膜的理化特性。 已成商品干燥的透析袋在制备时曾用10％的甘油处理过,以防干燥脆裂,并含有极其微量硫化物、重金属和一些具有紫外吸收的杂质。50％乙醇处理对除去具有紫外吸收杂质特别有效。 超滤膜的性能指标：渗透通量和截流量 额定截留水平表示每中超滤膜所规定截留溶质分子质量的范围。在这个范围内，绝大多数溶质分被膜截留。截留分子质量愈大，膜的表关孔径愈大，反之膜的表关孔径愈小。一般选用额定截留水平稍低于所分离、浓缩的溶质分子质量。 流率可用在一定压力下每分钟通过单位面积膜的液体量来表示(一般用无离子水进行测定)。实验中常用ml/cm2/min表示流率单位。流率大小不仅和膜的表现空径大小有关，而且和膜的结构有关。 影响流速的几个因素1）溶质的分子性质2）溶质浓度3）压力4）搅拌5）温度6）其他 干凝胶的用量（g）= ∏r*r*h/膨胀度（床体积/g） 可采用细长的层析柱，柱长：柱内径=50：1或100：1 装柱的方法分为干装法和湿装法两种 上样量与测定方法和层析柱大小有关。如测定样品含量的方法灵敏或床体积小时，加样量可少，否则反之。 加样量掌握得当，可提高分离效果。一般来说，加样量越少，或加样体积越小（样品浓度高时），分辨率越高。但是，当用于样品的制备和脱盐时，加样量应在不影响分辨率的前提下增大。 凝胶过滤的应用（1）脱盐（2）用于分离提纯（3）测定高分子物质的相对分子质量（4）高分子溶液的浓缩 作为离子交换剂应满足以下条件:有高度的不溶性有疏松多孔的结构或巨大的表面积有较多的交换集团有稳定的物理化学性质 梯度的形成：1、增加溶液的离子强度用一简单的盐（如NaCl）溶于稀缓冲液中；2、改变溶液的PH，若使用的是阳离子交换剂，PH应从低到高递增；使用阴离子交换剂，则应从高到低递减。（实际许可的PH范围应由待分离物质的稳定PH范围和离子交换剂限制的PH范围来决定） 离子交换剂再生：使用过的离子交换剂恢复原来的性状。（通过上述的酸碱反复处理即可，但有时也可借助转型处理来完成） 常用吸附介质一活性炭二硅胶三磷酸钙 等电聚焦等电聚焦是一种高分辨率的蛋白质分离技术。它是利用蛋白质或其他两性电介质物质具有不同的等电点，从而在一个稳定，连续，线形的PH梯度中得到分离。 酶结晶原理：酶作为一种生物大分子，分子量大，结构复杂，且不稳定和敏感，不易定向聚集。所以结晶条件苛刻，要维持在水合状态，处于或接近生理pH及温度的条件下结晶。此外，确保酶的天然活性是至关重要的。只有当酶溶液处于过饱和状态才有析出晶体的可能。我们一般采用重结晶的方法提高纯度，得到更好的酶结晶。 酶结晶的要求酶的纯度酶的浓度结晶温度溶液的离子强度 酶结晶的方法盐析法有机溶剂法等电点法金属离子法温差法