專業酶制劑生產商-棗莊市杰諾生物酶有限公司

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行業資訊

    酶制劑在面粉改良中的應用

     

    1 應用在面粉改良中的主要酶制劑

        1.1 淀粉酶
        淀粉酶是能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱,包括α-淀粉酶(包括真菌α-淀粉酶和細菌α-淀粉酶)、β-淀粉酶、麥芽糖淀粉酶和糖
    化酶,常用的有α-淀粉酶和麥芽糖淀粉酶。
        1.1.1 真菌α-淀粉酶 
        真菌α-淀粉酶來源于米曲霉,是第一個應用于面包制作的微生物酶。由于傳統使用的麥芽的淀粉酶含量不穩定,而且含有蛋白水解酶
    ,所以不適合在工業化生產中應用。相比之下,真菌α-淀粉酶具有更穩定的活性且不含蛋白酶活性,因此在工業上的應用更為廣泛。 真菌α-淀粉能水解直鏈淀粉和支鏈淀粉的α-1,42糖苷鍵生成麥芽糊精和麥芽糖。其最適pH值為4.0-5.0,最適溫度為50-60℃。 實踐應用結果表明,真菌α-淀粉酶作為面粉改良劑添加到面粉中后,主要起到以下幾個作用:在面團中,大多數淀粉以結晶狀態存在,淀粉酶不能分解天然狀態的淀粉。然而在制粉過程中,部分淀粉顆粒被破壞形成破損淀粉。在加入真菌α-淀粉酶的情況下,這些破損淀粉顆粒被水解成麥芽糖(淀粉酶能內切直鏈淀粉成糊精,而糊精又在淀粉內切酶的作用下降解成麥芽糖)。麥芽糖又在酵母本身分泌的麥芽糖酶作用下,水解成葡萄糖供酵母利用,從而為酵母的發酵提供足夠的糖源作為營養物質。 在面包中添加真菌α-淀粉酶可以使面包變得柔軟,能夠增強面團的延展性以及持氣的能力,麥芽糖能被酵母利用產生CO2,從而使面包體積增大,糊精的存在使得面包紋理疏松,同時對改良面包外皮色澤有良好的效果,能出爐后制成感覺良好的面包。實驗還表明:真菌淀粉酶(FAA)能夠降低小麥粉的粉質特性指標,提高而團的拉伸性能,它對
    饅頭的作用效果較顯著,能改善饅頭的質量、風味、彈性和體積。
        1.1.2 糖化酶
        糖化酶又稱為葡萄糖淀粉酶。是一種外切酶,作用于淀粉或糖原時,此酶能從淀粉兩端水解出葡萄糖,從糖鏈的非還原性末端開始,以
    葡萄糖為單位,逐一切斷α-1,42糖苷鍵,并使葡萄糖發生構型轉換,從α型轉變成β型。也能緩慢水解α-1,62糖苷鍵,轉化成葡萄糖。該酶作用直鏈淀粉的產物幾乎全部是葡萄糖,作用于支鏈淀粉后的產物有葡萄糖和帶有α-1,62糖苷鍵的寡糖。 糖化酶主要由霉菌和根霉產生的,在正常使用濃度下溶入水,最適pH值為4.0-4.5,最適溫度為58-60℃。此酶的耐酸性較好,在25℃,pH3.0下,活力穩定而不降低。 此酶水解出來的葡萄糖能參加美拉德反應,使面包增加色澤和風味,同時也可以應用于冷凍面團中,使得面團中的酵母能在深度冷凍面
    團中很快起作用。
        1.2 葡萄糖氧化酶
        葡萄糖氧化酶的系統命名為β-D-葡萄糖氧化還原酶。葡萄糖氧化酶的作用機理是在有氧參與的條件下,葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化
    成δ-D-葡萄糖內酯,同時產生過氧化氫,生成的過氧化氫在過氧化氫酶的作用下,分解成H2O和[O]。葡萄糖氧化酶具有高度的專一性,他只對葡萄糖分子C1上的β-羥基起作用,而且它具有較寬的pH范圍,pH值在3.5-7.0內,酶活力穩定,可耐受的溫度范圍也較寬,30-60℃溫度范圍內,溫度變化對酶活性影響不大。 面筋蛋白由麥谷蛋白和麥醇溶蛋白組成,面筋蛋白中的半胱氨酸是面筋的空間結構和面團形成的關鍵。蛋白質分子間的作用取決于二硫鍵(-S-S-)的數目和大小。二硫鍵可在分子內形成(麥醇溶蛋白),也可以在分子間形成(麥谷蛋白)。葡萄糖氧化酶在氧氣的存在的條件下能將葡萄糖轉化為葡萄糖酸,同時產生過氧化氫。過氧化氫是一種很強的氧化劑,能夠將面筋分子中的巰氫基(-SH)氧化為二硫鍵(-S-S-),從而增強面筋的強度。一般情況下,面團中有許多暴露的-SH鍵,這些巰氫基很容易氧化。據報道,在葡萄糖氧化酶的作用下,面粉和面團水溶性部分的-SH鍵含量明顯下降。葡萄糖氧化酶能顯著的改善面粉的粉質特性,延長穩定時間,減小弱化度,提高評價值,改善面的拉伸特性,增大抗拉伸阻力,改善面粉的糊化特性,提高最大黏度,降低破損值,可形成更耐攪拌、干而不黏的面團。葡萄糖氧化酶能有效的提高面條的咬勁,改善面條的表面狀態,使用木聚糖酶有時會使面團發黏,這是由于結合水被釋放出來,因此木聚糖酶常和葡萄糖氧化酶一起使用,這種組合可替代應用于有些面包品種的乳化劑。 在有些實際應用中,添加巰基氧化酶能增加葡萄糖氧化酶的作用。巰基氧化酶能夠特異性地氧化面團中的自由巰基基團,葡萄糖氧化酶和巰基氧化酶具有協同效應。葡萄糖氧化酶對添加部分新小麥制得的面粉有良好的促進后熟作用,且添加量只需45mg/kg即可。通過一系列實驗研究表明,葡萄糖氧化酶對面粉及其各種制品的生產,不論是在面團操作性能的改善或是在產品品質的提升方面均具有顯著的作用。該酶與其它酶制劑和添加劑之間所具有的協同效應,使廣大用戶得到了更多的選擇。作為一種新型的酶制劑,葡萄糖氧化酶主要用于面包專用粉,它可以提高面團中面筋強度,增強彈性,對機械沖擊有更好的承受力,在面包烘烤中使面團有良好的入爐急脹特性。因此,葡萄糖氧化酶可以作為溴酸鉀的替代品的一個選項。同時
    使用此酶時還應注意不要添加過量,以免會引起面粉筋力過強,給制品加工引起負面影響。
        1.3 半纖維素酶
        半纖維素酶類是一組復雜酶的屬名,通常又稱為木聚糖酶或聚戊糖酶。最常用的半纖維素酶類來自曲霉屬和木霉屬的半纖維素酶,其開
    發應用研究已有近10年。 木聚糖酶在焙烤中的應用是相當廣泛的,它在半纖維素類酶制劑中起著最為重要的作用,其用量要比傳統的半纖維素酶制劑小很多,其最適作用pH為4-6,最適溫度50-60℃。面粉中存在著非淀粉多糖和戊聚糖,主要成分是阿拉伯木聚糖和阿拉伯半乳聚糖肽,其中阿拉伯木聚糖占戊聚糖60%-70%。一般小麥含阿拉伯木聚糖約2%-3%,其中水溶性的為0.5%-0.8%,但它可以結合加入其中水分的30%。水溶性戊聚糖持水力很強,一般能吸水達10-20倍。因此其自身降解和修飾對其功能影響很大。在面粉中增加水溶性阿拉伯木聚糖,能增加面團的持水性。 在內切木聚糖酶的作用下,面團中的阿拉伯木聚糖會部分水解,水分就從面團中逐漸釋放出來,結果面團變軟了,機械力提高了。最終結果是在烘焙中,面包心形成減緩,烘烤膨脹使面包體積增大,面包心更松軟。內切木聚糖酶的作用也會因為阿拉伯呋喃糖苷酶而增強,阿拉伯呋喃糖苷酶能將半纖維素分子的阿拉伯糖支鏈切斷,使得底物更易被內切木聚糖酶降解。最后,面團的穩定性和機械性都提高。含半纖維素酶的酶制劑能夠解決面粉因添加膳食纖維的問題,不可溶戊聚糖的存在和粗糙的麩皮顆粒會干涉面筋的網絡結構,半纖維素酶能將非淀粉多糖部分溶解,從而提高面包品質。 大量實驗證明,在面粉中添加木聚糖酶,能使不溶性阿拉伯木聚糖增溶、改進面團的機械強度和增加面包的體積、改進面包的色澤。通常情況下面粉中存在著內源酶,能使15%-20%的不溶性戊聚糖溶解。但加入外來的酶,可使溶解量增至40%-65%。在面包的生產中,1/3的水分是面團中的戊聚糖吸收,由于它們的高水結合能力,因此會影響面團的流變特性。一般來講,水浸出性戊聚糖對面包產生積極的影響,而水不可浸出性木聚糖對面包質量有損害。面團中有木聚糖酶的作用,使水可浸出性阿拉伯糖能顯著增加,從而改善了面團的操作性能以及面團的穩定性,增大了成品體積,提高了成品的質量。實驗研究表明術聚糖酶對面團的粉質特性和拉伸性能影響都不太顯著,對蒸煮食品品質影響不如葡萄糖氧化酶對面團的粉質性能改良效果最好,它能顯著提高面團的穩定時
    間和評價值,降低面團的弱化度;它能明顯改善饅頭和面條的內部結構和表觀狀態。
         1.4 脂肪酶
         脂肪酶在烘焙工業中的應用也是最近幾年才開始。脂肪酶作用于脂肪中的酯鍵,它能催化甘油三酯水解生成甘油二酯或甘油一酯或甘
    油。生產脂肪酶的微生物主要是有假絲酵母、黑曲霉、根霉、假單孢菌、葡萄球菌等。其最適pH6.0-9.0,溫度30-40℃,能被鈣離子和低濃度膽堿鹽激活。其中應用于面粉工業的脂肪酶來源于微生物。 脂肪酶可以添加于面包、饅頭及面條的專用粉中。在面包專用粉中加入脂肪酶可以得到更好的面團調理功能,使面團發酵的穩定性增加,面包的體積增大,內部結構均勻,質地柔軟,包心的顏色更白,且能提高面包的保鮮能力;而脂肪酶水解脂肪形成的單酰甘油能與淀粉結合形成復合物,從而延緩淀粉的老化,提高面包的保鮮能力,因此,脂肪酶通常與少量脂肪一起使用,要不面粉中脂肪含量太少而達不到這種效果,如果不外加脂肪脂肪酶還是能起到一定的作用,如對面包心的結構和色澤有改善作用;在饅頭專用粉中加入脂肪酶,也會起到類似于面包專用粉的添加效果,尤其對我國使用老面發酵的情況,脂肪酶可以有效防止其發酵過度,以保證產品質量;在面條專用粉中加入脂肪酶,可減少面團上出現斑點,提高咬勁,使面條在水煮中不粘連、不易斷,表面
    光亮。在面粉中適量添加脂肪酶可明顯增加面粉的抗拉伸阻力,延伸性增加,可以解決加入強筋劑后面粉的延伸度變得過小的不足。
        1.5 蛋白酶
        蛋白酶是催化分解蛋白質肽鍵的一類酶的總稱。蛋白酶作用于蛋白質,將其降解為小分子的蛋白肽、多肽、游離氨基酸。蛋白酶種類繁
    多,廣泛存在于所有生物體內,按其來源可分為植物蛋白酶、動物蛋白酶和微生物蛋白酶,按性能分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。蛋白酶也是最早應用面粉工業的酶制劑之一,它主要用于餅干專用粉和面包專用粉中。面粉中常用的是中性蛋白酶,其最適pH為5.5-7.5,最適溫度為65℃左右。 面團中面筋蛋白經蛋白酶處理后,能夠改善其機械特性和烘焙品質。蛋白酶可以水解面筋蛋白,切斷蛋白分子肽鍵,弱化面筋,使面團變軟。用在強筋粉中,效果較好,可降低面團的彈性,提高其延伸性,從而改善了機械特性,同時與亞硫酸氫鈉等用于弱化面筋的化學還原劑相比,蛋白酶作用專一性強,從而充分顯示了生物酶制劑在作為面粉改良劑上的優勢。細菌來源的胞內蛋白酶很少在面包中應用,因為它對面筋的網絡結構會產生不良影響,但可取代焦亞硫酸鈉應用于餅干、脆片、甜點、比薩制作,因為使用焦亞硫酸鈉會使維生素遭到破壞和形成過量的氣體。胞外蛋白酶則能夠改善面包皮的顏色和面包的口味。現在已經開發出了一些特定的胞外蛋白酶只水解外端氨基酸,這樣可釋放一些亮氨酸和苯丙氨酸,這兩種氨基酸都是面包芳香味的構成物質。

    2 酶制劑在面粉中添加的優勢
        2.1 使用方便、添加量合理 烘焙用酶多為干燥流暢的焙烤顆粒,均直徑約為150μm;經稀釋復配后流暢無塵,保證了在線添加的準確
    性和混合均勻性,這對無配粉系統的廠家更具意義。
        2.2 優異的反應催化特性 用在面粉改良中的酶制劑是一類蛋白質,其主要作用是催化食品加工過程中的各種化學反應。與其它的化學
    改良劑相比,它的作用條件很溫和,不需要高壓、高溫、強酸、強堿、高速攪拌等劇烈條件,對生產設備的要求也不高;酶還具有高度的專一性,它對作用底物有嚴格的選擇性,一種酶只能作用于一種反應物,或一類化合物,或一定的化學鍵,并生成一定的目標產物,使用安全
    性高。
        2.3 符合食品工業的發展趨勢 隨著社會的不斷發展和進步,環保、綠色、健康、安全日益成為人們時尚的消費追求,我國在食品添加
    劑生產方面積極倡導"天然、營養、多功能"的方針,與國際提倡"回歸大自然、天然、營養、低熱能、低脂肪"的趨向和人們的上述訴求相一致。因此在化學合成的添加劑由于其潛在的危害性而受到越來越多消費者的排斥的同時,酶制劑則異軍突起,這類多來源于谷物(麥芽粉)、植物(木瓜蛋白酶)、酵母(轉化酶)以及微生物培養等途徑得到的高科技生物制品,天然綠色對人體無毒無害,符合聯合國糧食與農業組織,
    聯合國世界衛生組織、食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)和食品化學藥典(FCC)所建議的食品級酶規格標準。
        2.4 與其它改良劑相比,酶制劑具有較好的價格比 烘焙用酶在歐洲和美洲使用較早,應用極為廣泛,已形成可在工業化條件下培養、
    繁殖、提取、純化、標準化生產的大規模產業,從而使各種酶的生產成本降低。實踐證明,如達到相應的烘焙效果,復合酶的添加量和成本遠遠低于常用的乳化劑和谷朊粉。從目前在國內已廣泛使用的部分酶制劑來看,每噸面粉僅增加成本20-40元左右就可達到較為理想的效果

    關鍵字:酶制劑在面粉改良中的應用
    錄入時間:2011-10-30 Hits:3874

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