浅析酶制剂在面粉品质改良中的应用

2014-09-25李兵

中国新技术新产品 2014年16期

李兵

（宁夏科技咨询服务中心，宁夏银川 750001）

人们生活水平日益提升，对食品品质要求也相应高。面粉是人们日常生活中常见的食品，优质面粉需要合理添加改良剂，才能达到食用标准。传统面粉改良剂主要是化学成分，例如，增白剂、过氧化苯甲酰以及氯气等。化学成分改良剂虽然能够发挥到良好改良效果，但对人体健康却没有益处。因此，无论是行业，还是消费者，均需要新型天然无公害改良剂来替代化学改良剂。酶制剂主要源自生物，且利用现代化生物技艺制作而成，属于绿色添加剂，在面粉加工领域受到重视，并被广泛应用。

一、酶制剂类型

1 α-淀粉酶

α-淀粉酶第1个被应用在面包制作中，属于微生物酶的一种。通常在面团中淀粉是以结晶体状态存在的，而淀粉酶不能将天然状态下淀粉进行有效分解，当温度控制在45～75℃时，其pH值能够达到4.8～6.0。因此能够发挥抗老化作用，并对小麦淀粉产生改良效果。

2 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶（GOD）是可作为面团氧化剂溴酸钾的替代品，20世纪20年代，在灰绿青酶和黑曲霉中发现该物质。面粉中的葡萄糖被氧化后能生成葡萄糖酸内酯，并释放H2O2。H2O2在过氧化氢酶作用下，将会被分解H2O，进一步增加了面团的弹性，使其具有更强耐搅拌性。

3 蛋白酶

蛋白酶是最早被应用在面粉加工的酶制剂，属于中性蛋白酶。当温度控制在65℃左右、pH值为5.0～7.5时，蛋白酶会发挥最佳改良效果。蛋白酶可将面筋中的蛋白彻底水解，并将蛋白质分子的肽键有效切断，起到弱化面筋作用。进一步增加面团流动性和延伸性，改善面团机械性特征，改善烘焙质量。

4 脂肪酶

脂肪酶是一种能够使面包心变软的水解酶，又称为甘油酯水解酶（EC3.1.1.3）。对甘油三脂进行催化水解，主要生成的物质是甘油二酯或甘油，也会生成甘油一酯。脂肪酶之所以具有软化面包心的功能，主要是由于单酰甘油与淀粉结合的过程中，能够形成一种复合物质，缓解淀粉出现老化现象。这种甘油酯水解酶主要来自微生物，温度合适在37℃，Ph值7.0，能够被低浓度胆盐有效激活，也可以被钙离子激活。

5 谷氨酰胺转氨酶

谷氨酰胺转氨酶（转谷氨酰胺酶）是一种单体蛋白质，主要由331个氨基组成，其分子量大致为38000个。谷氨酰胺转氨酶的主要作用在于促进蛋白质组织结构的完善，促进蛋白质乳化更加稳定，对其保水性和热稳定性也有着积极影响。谷氨酰胺转氨酶的主要催化过程是促进蛋白质多肽分子内与分子键的共价交联，从而改善蛋白质自身功能，提高其凝胶能力，最终实现食品外形和口感的改善。

6 复合酶制剂

复合酶制剂是近年来在面包加工中应用较为广泛的一种酶制剂。复合酶制剂的应用能够提高综合应用效果，因为单一酶是一种特异性的酶，对提高面包品质改良具有局限性，而通过混合制剂的应用，发挥酶制剂专一性、协同性、高效性特性，将全面提高面粉品质，因此加强复合酶制剂开发应用至关重要。

二、酶制剂在面粉品质改良中的应用

1 选用原则

酶制剂中的酶属于细胞原生质合成蛋白质，具有高度催化性和活性，通常是由多种氨基酸组合而成，因此也被形象的称为生物催化剂。酶在自然界中分布广泛，动植物以及微生物中普遍存在。可通过适宜理化方式将酶从生物细胞和组织中提取出来，经过加工便可形成纯度较高的生物化学制品，因此被称作酶制剂。面粉品质直接对其生产附属品质量构成影响，因此在选用酶制剂时，应先测定面粉自身特性，并对其特征进行综合评判。通常，需要考虑的指标有理化特性、面团流变学特性以及烘焙质量特性。只有明确面粉对应指标，才能根据其特点，决定如何选用酶制剂。在面粉品质改良过程中，应用酶制剂应遵循以下几点原则：

（a）在添加酶制剂时，最佳添加量应参考酶制剂产品说明书，并在此基础上根据面粉特性、成品需要进行试验，根据试验结果综合确定添加量；

（b）几种酶制剂混合使用往往效果要优于单独应用一种酶制剂，因此在实际工作中，应大力倡导使用复合型酶制剂，进一步减少酶制剂总用量，节约成本，发挥协同效果，并实现效率的提升；

（c）酶制剂是生物活性物质，其活性成分多，易发生失活现象。因此，酶制剂产品储存和贮藏时要考虑到周围环境，进一步避免其自身活力降低或消失，给面粉品质改良带来影响。

2 应用前景

我国小麦种植、生产数量庞大，但用于加工面粉品质的高级小麦比较有限，尚需大量依赖进口。为进一步缓解目前我国高质量面粉供需矛盾，加强酶制剂在面粉品质改良中应用成为发展趋势，在研究和推广过程中，需不断加大优质酶制剂开发力度，并改进制作工艺。由于酶制剂在面粉品质改良过程中会因为高温作用而使自身活性降低，转化为可被人体充分吸收的蛋白质或营养物质，因此酶制剂具有绿色、天然、无毒、无公害等优势，普通改良剂根本无法与之相提并论，因此将新型酶制剂应用在面粉品质改良中，甚至是整个食品产业链中，可弥补、替代传统改良剂缺陷。生物面粉改良剂（酶制剂）符合国家政策和相关使用标准，具有巨大的经济效益和社会效益，因此在未来发展中将逐渐代替化学成分改良剂，成为面粉制品改良新方向和新趋势。

3 不同类型酶制剂在面粉品质改良中的应用研究

（1）α-淀粉酶在面粉品质改良中的应用

α-淀粉酶在制作面粉过程中，部分淀粉颗粒会被破坏，淀粉酶能将这部分颗粒分解，并降解成麦芽糖，而麦芽糖被酵母利用后，可释放出CO2，进而加大面包体积，并使面包出现纹理。其中麦芽糖α-淀粉酶属于新兴酶制剂，当温度控制在45～75℃时，其pH值能够达到4.8～6.0。因此能够发挥抗老化作用，并对小麦淀粉产生改良效果。同时，还具有一定保鲜作用，对我国食品工业化生产意义深远。

（2）葡萄糖氧化酶在面粉品质改良中的应用

葡萄糖氧化酶主要应用在面包制作中，将其添加进去后，可明显改善面粉粉质特征，增加弹性作用，并对机械设备产生很好承受力。而其自身可将面团粘度提升到最高，并改善面制食品表现状态。

（3）蛋白酶在面粉品质改良中的应用

蛋白酶可直接作用在蛋白分子上，对面筋产生的弱化作用往往具有不可逆性，并且不会对面粉自身营养成分构成破坏作用。蛋白酶主要应用在两种食品制作和加工中，一是面包，二是饼干专业面粉。在饼干制作过程中加入适当蛋白酶，饼干将更加容易被塑造成各种形状，防止面筋过强，使面团操作更加便捷，也进一步避免了饼干制品外形不均匀等现象产生。蛋白质分解后，会产生氨基酸，有助于烘焙过程中产生“米拉德反应”，进一步改善食品口味；而在面包制作过程中添加蛋白酶，可保证面团质量具有稳定性。而来源于细菌的蛋白酶会对面筋产生不良影响，尤其是网络结构，因此其很少应用在面包生产中。

（4）脂肪酶在面粉品质改良中的应用

这种甘油酯水解酶通常会用在面包专用粉中，使面团更好的发酵，增强稳定性，促进面包外形与内部组织均匀，增大体积，同时使面包口感更为松软，颜色更为白皙，对增强面包的保鲜效果有着重要作用；脂肪酶也会用在面条专用粉中，避免面团出现斑点，主要作用是增强面条的咬劲儿，使面条在煮的过程中更加有韧性，不易粘连、拉断，且面条色泽更好。将脂肪酶合理的添加在面粉中，对提高面粉自身韧性和延伸性有着重要作用，对弥补由于添加强筋剂造成的延伸度减小问题有着较高的应用效果。

（5）谷氨酰胺转氨酶在面粉品质改良中的应用

将谷氨酰胺转氨酶合理加入面包面团中，能够有效提高面团软度，使面团的可塑性更强。同时能够更好的吸收面团中的多余水分，促进面包出品率的提高。应用谷氨酰胺转氨酶，对节省面包加工成本有着重要影响，能够有效降低面团的搅拌能量，有效节省加工人力、物力、财力。谷氨酰胺转氨酶的添加要恰到好处，在面包的烘焙中相当于氧化改良剂，计量过多则会造成面包体积缩小。

（6）复合酶在面粉品质改良中的应用

在面包加工过程中，有几种复合酶制剂有着良好的应用效果，例如：木聚糖酶/真菌α—淀粉酶/脂肪酶、葡萄糖氧化酶/真菌α—淀粉酶等。这些复合酶制剂主要的功能作用在于增强面团流变特性，有效增强面包加工品质。为提高添加效果，可以将复合酶制剂与乳化剂有机的混合在一起，增强改良效果，提高面包品质，例如将硬酯酰乳酸钠与脂肪酶酶的联合应用，转谷氨酰胺酶/L-抗坏血酸联合使用，这种应用效果类似于溴酸钾，可作为改善面包品质的良好复合制剂。