食品酶学导论：酶学与食品工程的交叉科学技术

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：酶学是生物科学和食品科学的基础，懂得酶学才能理解酶在动植物原料及其加工过程中的变化和作用，才能理解食物在体内的生理作用和营养功能。食品酶学的重要特点是基础酶学和食品工程学相互渗透，它是将酶学、食品微生物学的基本原理应用于食品工程并与酶工程有机结合而产生的交叉科学技术。酶学、食品酶学与酶工程三者含义有所不同，但它们之间又能有机联系、互相渗透。

食品酶学（food enzymology）是酶学基本理论在食品工业与技术中应用的科学，是酶学的一个重要分支学科。由于酶在生命活动中的重要作用，以及酶在食品、农业、医药、化工和环保等部门的广泛应用，因此，食品酶学是以普通酶学为基础，重点研究酶在食品工业领域中的基础应用、酶源开发、酶固定化技术、酶的分子修饰及酶在食品加工及保藏中的应用等内容。酶学是生物科学和食品科学的基础，懂得酶学才能理解酶在动植物原料及其加工过程中的变化和作用，才能理解食物在体内的生理作用和营养功能。此外，酶对食品质量（包括食品的感官指标、理化指标及卫生要求等）的影响是很大的，有可能产生好的效果，也有可能产生坏的作用。例如，植物性食物的褐变在很大程度上是由于酚类物质在多酚氧化酶的酶促作用下发生的。但是有些酶促反应却能提高食品色素的质量。例如，蛋粉加工中添加葡萄糖氧化酶可促使蛋粉中葡萄糖氧化成葡萄糖酸，便可避免在蛋粉中发生美拉德（Maillard）反应而产生褐变。而这种反应对另一些食品加工又是有利的，例如在制造面包及其他油炸食品时。食品的风味物质绝大部分是食物原料在生长过程中，乃至收获后或屠宰后产生的。例如，大蒜的辛辣成分主要是二烯丙基二硫化物，它来源于蒜氨酸（S-烯丙基半胱氨酸亚砜），当蒜的组织细胞破损时，其中蒜氨酸裂合酶将蒜氨酸分解为蒜素（二烯丙基次磺酸），蒜素被还原为二烯丙基二硫化物。蒜素及二硫化物是蒜臭及辛辣味的成分。因此，要制备适口的大蒜饮料，需在加工前将蒜加热，促使蒜氨酸裂合酶失活。又例如，动物在屠宰后要经过一段时间肉味才能变得鲜美，因为经屠宰后肌肉中的三磷酸腺苷（ATP）被ATP酶水解为二磷酸腺苷（ADP），2分子ADP在腺苷酸激酶的作用下转变为ATP和-磷酸腺苷（AMP），AMP在脱氨酶的作用下脱去氨基，才成为具有肉鲜味的肌苷酸（IMP）。此外，控制食品加工中酶活力，对于确定果蔬罐头最佳灭菌公式也有重要价值。

食品酶学的重要特点是基础酶学和食品工程学相互渗透，它是将酶学、食品微生物学的基本原理应用于食品工程并与酶工程有机结合而产生的交叉科学技术。酶学、食品酶学与酶工程三者含义有所不同，但它们之间又能有机联系、互相渗透。特别是现代生物工程的兴起和发展，极大地丰富了酶学和食品酶学的研究内容。酶工程是生物工程的重要组成部分。酶工程（enzyme engineering）是从规模生产角度，采用酶催化技术，在生物反应器中控制性地将原料成分转化为人类所需要产品的工程技术。酶工程主要研究酶源开发、酶的发酵生产、酶的分离纯化、酶和细胞固定化、酶的分子修饰以及酶制剂的大规模开发应用等。(www.chuimin.cn)

当今，酶工程的发展日新月异，并与现代基因工程（gene engineering）、蛋白质工程（protein engineering）、发酵工程（fermentation engineering）和细胞工程（cell engineering）紧密结合，对于改良产酶的菌种和采用细胞固定化技术等新技术，改造传统的食品、发酵、医药和环保工业等均起着越来越重要的作用。从现代酶工程发展角度而言，酶工程又可分为化学酶工程和生物酶工程。前者包括固定化酶（细胞）、酶的化学修饰和有机溶剂中酶的催化作用等内容，而后者则包括核酸酶、酶分子定向进化和抗体酶等。总之，酶学与酶工程将为改造传统的食品工业、发展社会经济提供极大的帮助。

食品酶学导论：酶学与食品工程的交叉科学技术

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