生物工程进展论文_生物工程进展
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生物工程进展论文
姓名：
王传李
专业：
轻化工程
学号：
15L0903111
酶工程在食品方面的应用
摘要：
酶工程是现代生物工程的一个分支，是当今最具有发展前景的学科之一。酶工程工业在我国起步虽晚，但发展很快，从六十年代中期起步，至今短短的三十多年，已初步建成了完整的酶工业。本文简要介绍酶工程技术的基本概念，研究内容，以及在食品行业中的应用，例如介绍酶工程在淀粉加工、蛋白制品加工、果蔬加工、焙烤食品、酿酒工业和分析与检测方面的应用，以及其现存的缺点，并对酶工程的发展前景作出一些展望。关键词：酶工程，食品工业，应用，发展前景。
前言
工业化酶制剂的品质改良及新品种的开发是现代生物技术介入最多的一个领域,并已取得令人瞩目的成果。80年代末,就已经开发出多种蛋白酶、脂肪酶,到目前为止,国际上工业用酶超过50多种。酶制剂主要用于果汁、啤酒、葡萄酒、乳制品、甜味剂、淀粉加工、糖果、面包等的生产。DNA重组技术对酶工业的渗透,导致了酶工业的飞跃,已有多个国家实现了β-淀粉酶的克隆化;日本经过质粒重组的嗜热芽孢杆菌蛋白酶的活力为原菌酶活力的18倍;利用DNA重组技术,使葡萄糖异构酶和木糖异构酶的活力提高了5倍[1]。
一、酶工程的基本概念和技术
酶工程主要指天然酶制剂在工业上的大规模应用,由4个部
分组成:酶的产生、酶的纯化、酶的固定化、生物反应器[2]。
二、世界上对酶工程的研究主要为以下几个方面：
（1）研究开发新的人工合成酶和模拟酶。
（2）运用基因工程和蛋白质工程，改善原有酶的各种性能，提高酶的产率和稳定性，使其在后提取工艺和应用过程中更容易操作。
（3）加紧对核酸酶和抗体面的研究。
（4）研究酶在有机合成和非水介质中进行生物催化等领域中的应用。
（5）研究开发酶的定向固定化技术，拓宽酶的应用范围，使酶活性的损失降低到最小程度。
（6）深入进行微生物学和糖基转移酶的研究。
三、酶工程在食品方面的应用：
牛奶中含有4.3%~4.5%的乳糖。患乳糖酶缺乏症的人饮用牛奶后将导致不良后果。用乳糖酶可以将乳糖分解为组成乳糖的两个单糖:半乳糖和葡萄糖。用固定化乳糖酶反应器可以连续处理牛奶,将乳糖分解,用于连续化生产低乳糖奶。该技术已于1977年实现工业化。此外,乳糖在温度较低时易结晶,用固定化乳糖酶处理后,可以防止其在冰淇淋类产品中结晶,改善口感,增加甜度。固定化乳糖酶还可以用来分解乳糖,制造具有葡萄糖和半乳糖甜味的糖浆。
水果蔬菜加工中最常用的有果胶酶,纤维素酶,半纤维素酶,淀粉酶,阿拉伯糖酶等。其中果胶酶已成为许多国家果汁、蔬菜汁加工的常用酶之一。利用果胶酶可以明显提高果汁澄清度,增加果汁出汁率,降低果汁相对黏度,提高果汁过滤效果。果胶酶主要由滋生物来生产,人们通过一系列诱变育种技术,可以筛选优良菌种[3]。随着人们对天然健康食品的不断需求,近年来,采用果胶酶和其他的酶(如纤维素酶等)处理可以大大提高出汁率,简化工艺步骤,并且可制得透明澄清的蔬菜汁。再经过种种调配就可以制成品种繁多的饮料食品,如胡萝卜汁,南瓜汁,番茄汁,洋葱汁饮料等。葡萄糖氧化酶可用于果汁脱氧化,国内外对其生产及固定化方法进行了深入的研究。特别是近年来,随着葡萄糖酸钙,葡萄糖酸锌,葡萄糖酸铁等葡萄糖酸系列产品的兴起,需求日益增加,因而开发性能优良的固定化葡萄糖氧化酶用以氧化葡萄糖生产葡萄糖酸具有实际意义。此外,柑橘类加工产品出现过度苦味是柑橘工业中较重要的问题。造成苦味的物质主要有两类:一类为柠檬苦素的二萜烯二内酯化合物;另一类为果实中多种黄酮苷。脱去苦味的方法:有吸附法和固定化酶法。吸附法是一次去除苦味物质,而酶法脱苦主要是利用不同的酶分别作用于柠檬苦素和柚皮苷,生成不含苦味的物质。工厂生产中常采用固定化柚皮甘酶减少柑橘类果汁中的柚皮苷含量。其载体常使用甲壳素、空心玻璃床(DEAE—Sephadex或单宁-6-氨基乙基纤维)、海藻糖、醋酸纤维和三醋酸纤维制成的膜[4]。
在农业方面，应用酶工程对农产品进行深加工，是人们努力的一个方向。乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。此外，酶工程在饲料加工领域也有重大应用。在食品工业方面，酶工程技术广泛应用于食品添加剂生产,不断开发新酶源,研制新产品。在环境治理方面，传统的化学方法显现出了弊端与不足，利用酶工程治理环境得到了人们的青睐。
四、对酶工程发展前景的展望
可以预计,随着各种高新技术的广泛应用及酶工程研究工作的不断深入,酶工程研究和酶制剂工业必将取得更快、更大的发展【5】。可以相信,将来人们可以用化学的方法随心所欲地构造出各种性能优异的人工合成酶和模拟酶,而且还可以采用生物学方法在生物体外构造出性能优良的产酶工程菌为生产和生活服务,酶工程技术必将在工业、医药、农业、化学分析、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面发挥越来越大的作用。在迈向迎接2l世纪的知识经济时代之际，我国酶制剂行业面临着很大的挑战和机遇。我国的酶制剂工艺起步晚,底子薄,虽然近年来发展很快,但我们也应清醒地看到,我国的酶制剂与技术进入国际市场参与竞争还有相当大的难度,我们还必须继续学习,取人之长,紧跟国际酶工程技术的最新发展,提高我国的酶工程技术。
参考文献：
[1]张斌,金莉.固定化酶及其在食品中的应用[J].中国食品添加剂, 2006(1):147-151.[2]袁勤生,赵健.酶与酶工程[M].上海:华东理工大学出版社,2005.3]唐忠海,饶力群.酶工程技术在食品工业中的应用[J].食品研究 与开发,2004,25(4):10-14.[4]史先振.现代生物技术在食品领域的应用研究进展[J].食品研究 与开发,2004,25(4):40-43.[5]居乃琥.21世纪酶工程研究的新动向[J].
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