食品科学专题讲座2.doc

天津科技大学《食品科学专题讲座》硕士生课程论文酶在食品风味方面的应用Application Of Enzymes In The Food Flavor学生姓名：何绍媛学 号：10840007业：粮食、油脂与植物蛋白工程任课教师：刘安军摘要本文介绍了酶的作用机理，食品中脂肪、蛋白质、核酸和风味前体在酶的作用下 生成风味物质的过程，用于消除食品异味的幽，用来生产风味物质的幽，并展望风味 酶的前景关键词：食品；风味；酶ABSTRACTThis paper introduces the mechanism of enzymes, the process of generating flavor using fat, protein, nucleic acid and flavor precursors in food with the help of enzyme， Introducing enzymes used to eliminate the smell of food, enzymes used to produce flavor substances, and looking forward to the prospect of enzymes in food.Key words: food, flavor, enzyme1 前言 52食品中的风味酶及其作用机理 63风味酶在食品风味方面的应用 73.1食品组分在酶作用下产生风味物质 73.1.1 脂肪 73.1.2蛋白质 73.1.3 核酸 83.1.4风味前体物质 83.2风味化合物的酶法合成 8321脂肪酶和酯酶 83.2.2氧化还原酶3.2.3其它酶 94 消除食品异味 105展望 116参考文献 12■ .1 Z. —A—冃IJ 吕人类为了生存，必须从食品中不断地吸取维持生命所必需的热量和营养。

在长期的 生活实践中，人们对食品逐渐形成了一种选择性尽管各种食品都具有口身的营养价 值,然而消费者对于食品的接受程度主要取决于食品的风味我国食品风味的传统概 念是指食品入口前后对人的视觉、嗅觉、味觉、触觉等器官的刺激所形成的一种综合 印象⑴食品应具有良好的风味，有时需耍进行风味强化；而公众对食品添加剂的安全性 日益关注酶是生物细胞所产生的生物催化剂，由丁卿催化过程具有反应吋间短、专 一性强、作用条件温和、易于控制、反应效率高能、保持食物的色、香、味和营养成 分等优点，因而在食品工•业中的应用日趋广泛，这就促进了用酶法或发酵法合成天然 风味物质的研究⑵凡是能影响食品风味的酶都可称为风味酶许多食品风味的产生、消失与自身的 酶系密切相关，食品生产中卿的组成、活性大小等因素都会影响食品的风味另外， 根据风味酶的作用，可以讲其分为能改善食品风味，提高食品质量的风味酶和导致食 品风味变差，质量下降的风味酶2大类⑶本文主要讲述第一大类风味酗，即风味酶在 食品风味技术中的主要应用2食品中的风味酶及其作用机理食品风味的形成是一个生化过程，无论是通过正常的新陈代谢积累起来的风味还 是通过组织细胞被破坏后才产生的风味，都要有先决条件：一是形成风味物质的底物, 即风味前体；二是催化风味物质形成的酶系。

许多食品原料中都含有这种酶系，但是 往往在其加工过程中，游离态的风味物质可能部分损失，产生风味的前体物却不易挥 发和破坏与此同时，产生风味的酶也会失活因此在食品加工过程中添加合适的风 味幽，使结合态的风味前体物水解，从而释放出风味物质，增强和改善食品的风味⑷风味酶还可以控制肽的苦味，有以下2种方法，即氨肽酶法和竣肽酶法氨肽酶法 通过作用丁•肽链的氨基端疏水氨基酸，使其水解成游离的氨基酸；而竣肽酶作用丁•肽 链碳端的疏水氨基酸，使其释放岀来，从而达到脱苦去苦的冃的由丁酶反应的专一性，单一卿作用范围小，因此卿解的水解度不高，所得多肽分 子质量较大而风味酶是兼有外切与内切双重作用的混合蛋口酶，能将已溶解的蛋白 质和肽进一步水解，水解程度更高复合风味酶水解蛋白质初期水解液苦味明显，这是由于蛋口质在酶作用下，分解 为氨基酸和肽类，其中短链的疏水性肽明显苦味，大多由带芳香式侧链的中性氨基酸 组成⑸在蛋白质未水解时，疏水基被掩盖在分子中，水解过程中暴露出来而显苦味 风味酶能水解这些侧链，除去苦味风味酶在食品风味方面的应用3.1食品组分在酶作用下产生风味物质当食品中的蛋白质、碳水化合物、脂肪和核酸被水解时，儿乎都会影响食品风味。

有多种酶可以催化这类物质水解当生产某种特定的风味物质时,也常会有多条途径 3.1.1月旨肪许多食品的主耍风味特征由脂肪决定脂肪在脂肪酶的作用下水解得到的游离脂 肪酸对食品风味有重要影响短链脂肪酸（VC5）有刺激性的烟熏味，•与油脂的酸败味 有关中链脂肪酸（C5〜CQ有肥皂味，对食品风味影响最大例如菠萝椰子老姆酒 有时会带有强烈的肥皂味，就是由于椰子中的脂肪在菠萝脂肪酶作用下，释放出十二 碳脂肪酸⑹长链脂肪酸（＞C12）对食品风味无明显影响一般情况下，胰脂肪酶用于 形成短链脂肪酸，曲霉和假丝酵付脂肪卿可以形成广泛链长的脂肪酸，青霉菌用丁•释 放丁酸，米曲霉用于释放C6〜G（）的脂肪酸在干酪生产中，添加脂肪酶或含有脂肪酶的微生物，可以改善风味,缩短成熟期 在赛达干酪生产中，加入米曲霉可使具风味明显增强，而且可以在风味形成与质构破 坏Z间找到一个最佳平衡点向原料乳中加入酸乳酪和脂肪酶,可以改善拉丁美洲白 干酪的风味、质构,缩短成熟期通过对乳脂肪有控制的水解，可使蓝干酪的风味强度 提高20〜30倍在干酪生产中通过使用不同的脂肪酗可以得到不同的脂肪酸组成，以使各种干酪 的典型风味特征得到充分体现。

黄油在青霉菌与胰脂肪酶混合作用下，可得到干酪类 型风味物质对由黄油生产干酪类型风味物质的酯水解动力学研究表明：固态发酵中 的脂肪酶活性比液态深层发酵中的高3.3倍前者还可用于对橄榄油的水解，并且对乳 脂肪中的风味物质组成有一定的控制能力在面包中添加活性大豆风味物质以作为脂 肪氧化酶的來源，可以对亚麻酸和其它多不饱和脂类进行过氧化作用，以改善面包的 挥发性组分⑺3. 1.2蛋白质对蛋白质进行水解,可以得到风味物质或风味增强剂如青霉蛋白酶可水解人豆 蛋白；链霉蛋白酶水解酪素；胃蛋白酶水解豌豆蛋白；血管紧张肽原酶重组脱脂奶 的蛋白质将蛋白质水解后，有时需耍进一步用谷氨酸酶处理以增强风味例如：将 小麦泥用枯草杆菌和米曲霉蛋门酶处理后，再加入谷氨酸酶，可以使谷氨酸含量增加 2.6 倍蛋白酶也可改善干酪的风味和口感，并缩短成熟期细菌中性蛋白酶可以大大增 加2类西班牙干酪的非蛋白氮含量，有助于缩短其成熟期细菌甲硫氨酸酶通过将含 硫氨基酸转变成甲硫醇，有助丁赛达干酪的风味形成但是,蛋白卿可能导致蛋白质中 疏水基团的禅放，使食品产生苦味，故对它的使用耍慎重当用脂肪酶等可以达到缩短 干酪成熟期并改善风味的冃的时，尽量不用蛋白酶。

3.1.3核酸51肌首酸和5-鸟昔酸（即“I+GT是广泛使用的风味增强剂，可以由核酸酶催化 RNA得到可以直接往食品中加酶来获得“I+GS也可以在使用可溶性酶或固定化酶 的酶反应器中合成后再往食品中添加反应中常用的酶是桔青霉5-磷酸二酯酶罔 3.1.4风味前体物质食品加工过程中的风味损失可以通过添加合适的酗制剂来恢复原因是在加T过 程中，风味物质损失且内源酶被钝化，但风味前体依然存在加入的酶作用丁风味前体, 乂可以重新生成风味物质这种方法已经在水田芥、芥子、甘蓝、洋葱和覆盆子的加 •工中得到应用用适当酶作用于水果中的风味前体，可以有效释放香气物质有他汉逊酵母卩•葡萄 糖昔酶释放水果中的砧烯醇，葡萄糖能抑制该酶的活性，乙醇则有助于提高酶活性 毗喃鼠李糖廿酶或*L■咲喃阿拉伯糖营酶释放水果中的沉香醇和香叶醇在不久的将 來，会廿发出用于特定水果以释放特定香气成分的商业酶制剂在植物的非果实部分也有风味前体，可以使用生产中的下脚料来合成香气物质 例如：用卩■衙萄糖首稱处理豆荚，可把具中的葡萄糖香草醛转化成香草醛用黑曲霉水 解酶处理豆荚也可达到类似冃的，这种工艺现已发展到接近工业生产的规模糖营水 解物是高品质超萄酒中重要的香气化合物。

用非特异性甸萄糖昔卿水解由葡萄酒和葡 萄汁中分离出的糖昔，水解样品与感官分析记录中的“蜂蜜味”、“茶味”、“酸橙 味”或“花香”等特征有关，葡萄酒正是由于这些非浆果属性而得到高的定位这种 用酶法提高产品档次的技术，已经在葡萄酒中得到应用3. 2风味化合物的酶法合成用酶对风味物质进行合成、分离和纯化,是风味化学工业的重耍研究方向3.2.1脂肪酶和酯酶用脂肪酗可以催化酯化反应、酯基转移反应（酸解、醇解或酯交换作用）和内酯化 反应，以进行风味酯的合成到冃前为止，己经有超过50种的酯可以由酶法合成合成 产量受溶剂的疏水性（logP）、脂肪酶来源、醇与酸的分子质量等因索的共同影响底 物极性和水分活度对酯化反应和酯基转移反应的速率影响很大，因为酶活性高度依赖 于酯化过程中的游离水分子当溶剂的logP> 3.5且水分含量v 1%时，是合成短链风味 酯的最佳条件⑼毛霉脂肪酶可将15-轻基十五烷酸和16-疑基-1 •六烷酸转化成相应的大环内酯，反 应在含有酬和甲苯的有机溶剂中进行,80C时转化率可达30%如果水分含量保持在 0.083%,可以使反应的转化率上升香蕉、舌卄瓜、草莓等水果中的香气酯主要是乙酸和丁酸的乙酯、丁酯、异丁酯和 异戊酯，其合成酶是乙酰CoA转移酶或酯合成酶。

在体外，反应性能与酶的来源和底 物结构有关，例如：来自草莓的合成酶的最适底物是戊酰CoA ,而来口香蕉和甜瓜的 合成酶的最适底物是乙酰CoA、丙酰CoA和丁酰CoAL-薄荷醇是香气和风味T业中广泛使用的帖烯醇制取L-薄荷醇的关键步骤是把 它从dl■混合物中分离出来陋法分离L-薄荷醇，主要是通过特异性水解dl■薄荷醇酯中 的“L-部分，得到L ■薄荷醇，再把L■薄荷醇结晶出来这个工艺可以由酵母酯酶或藻 酸单胞菌酯酗实现把红酵•母用聚亚氨树脂凝胶固定，可以得到100%光学纯度的L・ 薄荷醇3. 2. 2氧化还原酶氧化还原酶在风味工业应用较少,主耍困难是酶的生产成本高，反应过程中的辅 助因子再生困难但氧化还原酶仍然具有应用潜力，通过适宜的酶促反应可以对辅助 因子进行再生3.2.2. 1醇脱氢酶(ADH)醇脱氢酗可以从衙萄或马肝中提取出来，也可用微生物方法生产它既可以把酮、 醛还原成醇，乂可以把醇氧化成相应的醛或酮乙醛在柑橘和酸乳酪等食品的风味中发挥重耍作用使用ADH可以把柑橘香精中 的乙醇转化成乙醛，具辅助因子NAD通过使用FMN、Ch和卿再生ADH可以在双相系 统中催化由香叶醇生产香叶醛的丁•艺，转化率可达50%o葡萄杆菌ADH可以把葡萄糖 转化成5 ■酮甸萄糖酸，后者通过控温加热转化成具有强烈肉类风味的甲基咲喃。

3. 2. 2. 2醇氧化酶苯甲醛是李属水果的主要风味物质，当压榨扁桃、美洲李、桃子、苹果等的种子 或果核时,可由酶促反应产生苯甲醛可在体外合成，由醇氧化酶作用丁苯甲醇实现， 后来开发成功了在两相介质中使用毕赤酵母菌的完整细胞生产工艺3. 2. 2. 3其他氧化还原酶假单胞菌脱氢酶可以把L・薄荷酮转化成L・薄荷醇，此酶作用丁由未成熟辣薄荷提 取的香精油(儿乎只含L■薄荷酮),可以增加L■薄荷醇的含量利用纤维单胞菌也可实 现相同工艺从牛肝中提取的醛脱氢酶可以把正戊醛和正己醛氧化，以减少人豆的豆 腥味，反应在好气条件下进行。