食品酶学导论：酶在焙烤食品生产中的应用

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：焙烤食品中应用的α-淀粉酶包括麦芽α-淀粉酶、细菌α-淀粉酶和真菌α-淀粉酶。焙烤工业中，蛋白酶的作用机理主要应用于饼干和面包生产。目前应用于焙烤食品的脂肪酶均来源于微生物，其最适作用条件为温度37℃、pH7.0，可被低浓度胆酸盐及钙离子激活。谷氨酰胺转胺酶在焙烤食品中的作用类似于氧化改良剂，可以通过改善面团形成过程中的流变学特性提高面团的稳定时间和断裂时间。

制造面包糕点时，面团中的酵母依靠面粉本身的淀粉酶和蛋白酶的作用所生成的麦芽糖和氨基酸来进行繁殖和发酵。如果酶活力不高或陈久面粉来制造面包时，由于发酵力差，烤制的面包体积小，色泽差，即使向面包中补加葡萄糖或蔗糖，效果也不理想。

如果使用酶活力高的面粉制造面包，则气孔细而分布均匀，体积大、弹性好、色泽佳。因此欧美各国都把淀粉酶活力作为面粉质量指标之一。为了保证面团的质量，一般添加 α-淀粉酶来调节麦芽糖生成量，使二氧化碳产生和面团气体保持力相平衡。用β-淀粉酶强化面粉可防止糕点老化。

焙烤食品中应用的α-淀粉酶包括麦芽α-淀粉酶、细菌α-淀粉酶和真菌α-淀粉酶。麦芽α-淀粉酶不仅能改善焙烤制品的风味、组织结构和色泽，还能软化面筋，改良面团操作性能，但是不能延长其货架期；真菌α-淀粉酶能提高面团的质量，延长焙烤食品的货架期，但是其热稳定性差，在焙烤过程中易失活；细菌α-淀粉酶耐高温，在焙烤时会产生过多可溶性糊精，使最终制品发黏而不被消费者接受。Sahlstrom S.等研究显示酶的加入会增大面包的体积，但对调粉和醒发时间无影响。Katina K.研究表明酶的作用主要体现在增加面包体积和减少贮藏过程中的淀粉结晶。

小麦面粉中含有蛋白酶、酯酶与脂氧化酶。内源的小麦蛋白酶对面筋蛋白无活性，因而对面团的性能影响不大。面团中加入蛋白酶，能分解其中的面筋蛋白，弱化面筋而使面团变软，从而改善面团的黏弹性、流动性、延伸性，缩短面团的混合时间。此外，蛋白酶会增加面团中多肽和氨基酸的含量，氨基酸是香味物质形成的中间产物，而多肽则是潜在的氧化剂、滋味增强剂、甜味剂或苦味剂，可以提高焙烤产品的风味，改善产品的香气。焙烤工业中，蛋白酶的作用机理主要应用于饼干和面包生产。

目前焙烤工业中使用的蛋白分解酶包括植物蛋白酶、霉菌蛋白酶和细菌蛋白酶。其中，霉菌蛋白酶的应用最为广泛，研究也最为深入。

蛋白酶的用量和添加方式因面粉的强度和工艺要求而不同，但加入量一定要适当，尽量选择专一性强的蛋白酶，因为酶的反应性较难控制，过量添加会使面团筋力过弱，而专一性不强则会使面筋的网络结构发生变化。

脂肪酶能够催化甘油三酯水解生成甘油一酯或甘油二酯或脂肪酸和甘油。目前应用于焙烤食品的脂肪酶均来源于微生物，其最适作用条件为温度37℃、pH7.0，可被低浓度胆酸盐及钙离子激活。脂肪酶对面团有强筋作用，能调节面团活性，增加面团的体积，并对面包芯有二次增白作用。

Sirbu A.等证明外源脂肪酶能增加面包体积和延长产品的保质期。Moayedallaie S.的研究表明脂肪酶与双乙酰酒石酸单、双甘油酯（DATEM）对面包质量的大部分方面都有提升作用。短时发酵中，DATEM、脂肪酶（LipopanF-BG和LipopanXtra-BG）作用效果更明显；长时发酵中，除LipopanXtra-BG外，其他样品均能使面包体积显著增大。

戊聚糖酶和木聚糖酶也称为半纤维素酶，常作为面粉调理剂。戊聚糖酶能够水解小麦粉中的戊聚糖，破坏面团的束水能力，从而释放出水分子，软化面团，提高其流变学特性，改善其机械性能和入炉急胀性，从而获得体积较大的焙烤食品。与传统戊聚糖酶相比，木聚糖酶的纯度更高且副作用更小，适用于馒头、面包甚至饼干的生产。目前，木聚糖酶在焙烤食品制作中的机理尚未完全清楚，有观点认为其改良作用类似于戊聚糖酶，即对不可溶戊聚糖的部分水解，有利于改善面团的机械性能和入炉急涨性，增大面团的体积，提高面团的弹性和稳定性，提高面包的屑粒结构。

植酸酶又称肌醇六磷酸酶，是催化植酸盐和植酸水解成磷酸（盐）和肌醇的一类酶的总称，能有效催化植酸盐分解释放出无机磷。植酸盐存在于小麦糊粉层中，能限制小麦粉中铁、锌等金属矿物质的活性，对面粉强筋剂有少量的阻碍作用，焙烤制品中加入植酸酶使产品具有较高的矿物活性，改善其质构。

Sanz Penella J.M.发现植酸酶对面粉的吸水率和植酸分解有显著作用，但其作用效果受到麦麸质量浓度的限制，低质量浓度的麦麸有利于植酸酶作用。

葡萄糖氧化酶最早于1928年在灰绿青霉和黑曲霉中发现。由于其天然、无毒副作用，近几年葡萄糖氧化酶在食品工业中得到广泛应用，被视为溴酸钾的最佳替代品。该酶可以在有氧条件下，将面粉中的葡萄糖氧化成δ-D-葡萄糖酸内酯，同时产生H₂O₂。生产的H₂O₂在过氧化氢酶的作用下分解成H₂O和[O]，[O]可将面筋蛋白中的巯基氧化形成二硫键，增强面团的网络结构，明显改善面粉粉质特性和面团的拉伸特性和耐机械搅拌特性，提高焙烤制品的入炉急胀性和烘焙质量。(www.chuimin.cn)

贾英民等进行了面粉中添加葡萄糖氧化酶后巯基变化的研究，结果表明面粉中巯基减少与葡萄糖氧化酶的浓度和活力相关，但该氧化过程是一个复杂的非正向变化过程。

谷氨酰胺转氨酶又称谷氨酰胺酶，是一种催化酰基转移反应转移酶，可以通过催化蛋白质分子间及分子内交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，改善蛋白质的功能特性。

谷氨酰胺转胺酶在焙烤食品中的作用类似于氧化改良剂，可以通过改善面团形成过程中的流变学特性提高面团的稳定时间和断裂时间。谷氨酰胺转胺酶还可以代替乳化剂和氧化剂改善面团的稳定性，提高烘焙产品的质量。

Renzetti S.等研究了用微生物谷氨酰胺转胺酶处理的，来源于不同无麸质面粉的面团和面包的微观结构、流变学特性和焙烤特性。结果显示谷氨酰胺转胺酶对荞麦和糙米面包的焙烤特性和外观有显著提高作用，对玉米面粉弹性有负面影响，但是可以提高其比容及降低其硬度和咀嚼度，表明谷氨酰胺转胺酶能够被应用到无麸质面粉，提升其网络形成，从而提高其焙烤质量。

应用到焙烤食品中的酶制剂还有过氧化物酶、漆酶、脂肪氧合酶和乳糖酶等。过氧化物酶能通过催化过氧化氢分解而氧化面筋的结构，使面筋筋力增强，使面团质构良好，使制作的面包容积更大，不易老化。

漆酶是一类含铜多酚氧化酶，能够通过氧化芳香族氨基酸而结合面筋蛋白。漆酶能够使面团中的成分发生氧化作用，从而增加面团体积，改善其结构，加速面筋形成，进而改善面团的加工性能。

脂肪氧合酶又称脂肪氧化酶，是一种氧化还原酶，能高度专一催化具有顺，顺-1，4-戊二烯基团的过不饱和脂肪酸反应。脂肪氧合酶能增加面团强度，提高面团的稳定性，增大焙烤食品的体积，改善焙烤产品的组织结构。

乳糖酶能够分解乳糖为半乳糖和葡萄糖。在烘烤含乳粉面包时，通过乳糖酶作用，可以将乳糖分解成葡萄糖供酵母发酵，而剩余半乳糖可参与着色反应。

酶制剂在焙烤食品中的应用不同于其他食品添加剂，每一种剂都有自身特定的使用效果和专一性，而不同面粉也有其不同的固有品质，各种酶制剂之间存在协同效应，如果能将这几种酶制剂复配使用，往往效果更佳。将各种酶制剂经科学配置和物理混合，其同时具备促进发酵、增筋、改善质构、漂白、保鲜等多种功能。

StojceskaV.等研究了不同酶对富含啤酒糟的高纤维面包的影响，结果证明内1，4-木聚糖酶和纤维素酶复合酶对于提高面包的质构、体积和保质期有显著作用。

食品酶学导论：酶在焙烤食品生产中的应用

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