食品加工助剂及酶制剂用途

食品加工助剂是指在加工食品原料、食品或其配料时，因加工工艺需要，为了保证加工过程顺利进行而使用的物质。食品加工助剂是有助于食品加工顺利进行的各种物质。这些物质与食品本身无关，如助滤、澄清、吸附、润滑、脱模、脱色、脱皮、提取溶剂、发酵用营养物质等。食品加工助剂一般应在食品中除去而不应成为最终食品的成分，或仅有残留，在最终产品中没有任何工艺功能，无须在产品成分中标明。

一、酶制剂

酶是由活细胞产生的、催化特定生物化学反应的一种生物催化剂，是一种蛋白质。酶制剂是指酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品。根据国际生物化学联合委员会对酶的分类，酶可以分成6类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、聚合酶类和合成酶类。

（一）酶制剂在食品加工中的用途

酶制剂作为一类绿色食品添加剂，用于改善食品品质和食品制造工艺，其应用已越来越普遍。在食品工业中主要用于淀粉、酿造、果汁、饮料、调味品、油脂加工等领域，在食品加工中具有重要作用。

①酶能提高食品的保藏性，防止食品腐败变质。如溶菌酶现已广泛用作水产品、肉食品、蛋糕、清酒、料酒、饮料等产品的防腐剂，一般与植酸、甘氨酸等物质配合使用。

②改善食品质地。如复合蛋白酶可嫩化肌肉，使肉制品鲜嫩可口；谷氨酰胺转氨酶，用于鲜肉处理，通过催化蛋白质分子之间的交联，改善蛋白质性能，生产重组肉时，不仅可将碎肉黏结在一起，还能将各种非肉蛋白交联到肉蛋白上，明显改善肉制品的口感、风味、组织结构和营养。而木聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶等在面包生产中可以使面团光滑、柔软，缩短发酵时间，提高耐醒发能力，提高成品质量。

③酶制剂还能提高食品的品质和方便性。如用纤维素酶及果胶酶处理果蔬，使硬组织软化，方便食用，提高适口性。丹宁酶消除多酚类物质，去除涩味并消除其形成的沉淀。

（二）食品中主要酶制剂

1.淀粉酶

淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称，一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖原等的α-1，4-糖苷键，根据水解产物异构类型的不同，可分为α-淀粉酶（EC 3.2.1.1）、β-淀粉酶（EC 3.2.1.2）、葡萄糖淀粉酶（EC 3.2.1.3）等。

（1）α-淀粉酶

α-淀粉酶每个分子中含有一个Ca2+，最适pH为4.5～7.0，最适温度85～94℃。

α-淀粉酶以随机的方式作用于淀粉中的α-1，4-糖苷键，产生糊精、低聚糖和单糖等水解产物。底物不同时，水解结果也不相同。例如，底物为直链淀粉时，最终产物是葡萄糖和麦芽糖；底物为支链淀粉时，最终产物除葡萄糖和麦芽糖外，还有一系列α-极限糊精。α-淀粉酶不能水解α-1，6-糖苷键。

（2）β-淀粉酶

β-淀粉酶主要存在于大多数高等植物以及少数几种细菌中，其相对分子质量和热稳定性质与具体的来源有关。β-淀粉酶最适pH范围是5.0～6.0。

β-淀粉酶作用于淀粉时，是从糖链的非还原端开始，以一个麦芽糖为单位，切断α-1，4-糖苷键，并且使麦芽糖的构型从α型转化为β型，即得到的是β-麦芽糖。但是β-淀粉酶不能绕过α-1，6-糖苷键继续作用，所以，当它作用于支链淀粉时，一般只有50%～60%能转化为β-麦芽糖。

（3）葡萄糖淀粉酶

葡萄糖淀粉酶是一种外切酶，最适pH为4～5，最适作用温度为50～60℃，作用于淀粉或糖原时，从糖链的非还原端开始，以葡萄糖为单位，逐一切断α-1，4-糖苷键，并使葡萄糖构型从α型转变β型。葡萄糖淀粉酶的特异性较低，除了能作用于α-1，4-糖苷键外，它还能作用于α-1，3-糖苷键和α-1，6-糖苷键，但对α-1，4-糖苷键的作用比对其他两种糖苷键的作用强烈。虽然葡萄糖淀粉酶能作用于α-1，6-糖苷键，但却必须与α-淀粉酶共同作用，才能把支链淀粉彻底水解。

2.蛋白酶

蛋白酶为水解蛋白质和多肽肽键的一类酶。蛋白质在蛋白酶作用下依次被水解成胨、多肽、肽，最后成为蛋白质的组成单位——氨基酸。

实际生产中，常按酶的来源分为胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、细菌或霉菌蛋白酶等。微生物蛋白酶则常根据其作用最适pH分类为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶等。蛋白酶是食品工业中最重要的一类酶，广泛应用于干酪生产、肉类嫩化、植物蛋白水解。

（1）木瓜蛋白酶

木瓜蛋白酶，亦称木瓜酶，是由木瓜的未成熟果实，提取出乳液，经凝固、干燥得到粗制品。由木瓜制得的酶制剂主要有3种酶：木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶和溶菌酶。

木瓜蛋白酶为酸性蛋白酶，其适宜pH为5，当溶液的pH低于3和接近14时，酶很快失活，而且，其最适pH会随底物而变动，明胶时为5，蛋清蛋白和酪蛋白则为7，最适温度为65℃。

木瓜蛋白酶在食品工业中主要用于啤酒和其他酒类的澄清、肉类嫩化；用于饼干、糕点松化，可使制品疏松，降低碎饼率；用于酱油，提高产率和氨基酸含量；还可作为凝乳酶的代用品和干酪的凝乳剂。

（2）菠萝蛋白酶

菠萝蛋白酶由菠萝果实及茎（主要利用其外皮）经压榨提取、盐析（或丙酮、乙醇沉淀）、分离、干燥而制得。

此酶水解肽键及酰胺键，等电点pI为9.4，最适pH为6～8。属糖蛋白，含糖量约为2%。在食品工业中主要用于啤酒和其他酒类的澄清，肉类嫩化，饼干、糕点松化，水解蛋白质生产等。添加量在0.8～1.2 mg/kg。

3.其他酶制剂

（1）果胶酶

果胶酶为灰白色或微黄色粉末，有3种类型：原果胶酶、果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶。果胶酶的最适pH因底物而异。最适温度为40～50℃。

主要用于果汁澄清，能提高果汁过滤速率，降低果汁黏度，防止果泥和浓缩果汁胶凝化，提高果汁得率，还可用于果蔬脱内皮、内膜等。果汁澄清时果胶酶的用量和作用条件，因果实的种类、品种、成熟程度以及酶制剂的种类和活力不同而不同。葡萄汁用0.2%的果胶酶在40～42℃下放置3 h，即可完全澄清。苹果汁澄清，果胶酶最高用量为3%。

（2）纤维素酶

纤维素酶为灰白色粉末或液体，作用的最适pH为4.5～5.5。对热较稳定，一般最适作用温度为50～60℃。

主要用于提高大豆蛋白的提取率。酶法提取工艺用在原碱法提取大豆蛋白工艺前，增加酶液浸泡豆粕处理，可增加提取率11.5%，质量也有提高。用于制酒生产，可提高酒的出酒率和原料利用率，降低溶液黏度，缩短发酵时间，使酒口感醇香，杂醇油含量低。(www.xing528.com)

二、消泡剂

消泡剂是指以消除或抑制食品加工过程中产生的泡沫为目的而添加的一类食品添加剂。在食品加工过程中，由于所溶解蛋白质的界面作用，有时会产生大量泡沫，既影响工业生产的顺利进行，又影响最终产品的质量，因此一定要加以控制。

（一）消泡剂的性质及用途

有效的化学消泡剂必须具备下列条件：

①具有比被加液体更低的表面张力。

②易于分散在被加液体中。

③在被加液体中的溶解度很差。

④具有不活泼的化学惰性。

⑤无残留物或气体。

⑥符合食品安全要求。

目前，我国准许使用的消泡剂有高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧丙烯甘油醚、乳化硅油等，主要应用于发酵工艺中。

（二）常用消泡剂

1.乳化硅油

乳化硅油俗称硅油，是以甲基聚硅氧烷为主体组成的有机硅消泡剂。为乳白色、黏稠液体，无臭，性质稳定，不挥发，对金属没有腐蚀性，不溶于水、乙醇、甲醇。乳化硅油属于亲油性表面活性剂，表面张力小，消泡能力强。

我国规定乳化硅油主要应用于发酵工艺，如味精的生产，在谷氨酸发酵过程中用以消除泡沫，按发酵液计，乳化硅油的用量为0.2 g/kg。用于消除豆浆中的气泡，其用量为0.1%。

2.高碳醇脂肪酸酯复合物

高碳醇脂肪酸酯复合物的主要成分是硬脂肪酸酯、液状石蜡、硬脂酸二乙醇胺和硬脂酸铝组成的混合物，为白色至淡黄色黏稠液体，性能稳定、不挥发、不易燃、无腐蚀性，相对密度0.78～0.88，消泡率可达96%～98%，属破泡型消泡剂。

高碳醇脂肪酸酯复合物主要应用于酿造工艺，最大使用量为1.0 g/kg；豆制品工艺，最大使用量为1.6 g/kg；制糖工艺及发酵工艺，最大使用量为3.0 g/kg。

3.聚氧丙烯甘油醚

聚氧丙烯甘油醚为无色或淡黄色黏稠状液体，有苦味，难溶于水，溶于乙醇和苯等有机溶剂，主要用于酵母、味精。

除以上几种消泡剂外，我国还制定了聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚的使用标准，它们均用于酵母、味精的生产，添加量按生产需要适量使用。

此外，还可用一些天然的脂肪酸作消泡剂，如癸酸、月桂酸（十二烷酸）、肉豆蔻酸（十四烷酸）、辛酸、油酸、棕榈酸产品，它们有的还具有增香的功能，由于这些产品是天然物质，无毒，可安全地用于生产。

三、助滤剂

助滤剂是指在食品加工的过滤单元操作中，为防止滤渣堆积过于密实，使过滤顺利进行，而使用的细碎程度不同的不溶性惰性材料，以帮助过滤为目的，兼有脱色作用的食品添加剂。主要有活性炭、硅藻土、高岭土等。

1.活性炭

活性炭可用于淀粉糖浆的脱色和提纯，也可用于油脂和酒类的脱色、脱臭。用活性炭脱色之前，需将糖液中的胶黏物滤去，然后蒸发至浓度为48%～52%，再加入一定量的活性炭进行脱色，最后压滤，以便将残存糖液中的一些微量色素脱除干净，得到无色澄清的糖液。

2.硅藻土

硅藻土是由硅藻的硅质细胞壁组成的一种沉积岩，主要成分为二氧化硅的水合物。有强吸水性，能吸收自身质量1.5～4倍的水。常作为砂糖精制、葡萄酒、啤酒、饮料等加工的助滤剂；如与活性炭并用可提高脱色效果和吸附胶质的作用。使用硅藻土时，应先将硅藻土放在水中搅匀，然后流经过滤机网片，使其在网片上形成硅藻土薄层，当硅藻薄层达1 cm左右，即可过滤得到澄清的制品。

3.高岭土

高岭土主要成分为含水硅酸铝，易分散于水或其他液体中，有滑腻感，并有土味。高岭土既有助滤、脱色作用，又可作为抗结剂、沉降剂等，可用于葡萄糖的澄清。

四、加工助剂的使用原则

食品加工助剂的使用需要遵循以下3个原则：

①食品加工过程中加工助剂的使用量应限制在能达到预期效果的最低量。

②加工助剂在食品终产品中的残留量应在当前的工艺水平下尽可能降到最低，并且不会对食品本身产生任何物理的或其他作用。

③食品加工助剂在工艺需要的同时应强调安全性，追求低用量、低残留。其在食品终产品中的残留量不能对健康造成任何危害，不对食品终产品有功能作用。