復(fù)合酶制劑在面粉工業(yè)中的應(yīng)用前景

楊春玲

中央儲(chǔ)備糧大連直屬庫　遼寧大連　116033

復(fù)合酶制劑在面粉工業(yè)中的應(yīng)用前景

楊春玲

中央儲(chǔ)備糧大連直屬庫遼寧大連116033

介紹葡萄糖氧化酶等酶制劑對(duì)面粉品質(zhì)改良的機(jī)理和使用方法，指出酶制劑在面粉中的應(yīng)用前景十分廣闊；討論在面粉中應(yīng)用酶制劑應(yīng)該注意的一些問題。

面粉改良劑酶制劑葡萄糖氧化酶

近十年來，我國的面粉加工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，無論是生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備的先進(jìn)性，還是產(chǎn)品的檔次和質(zhì)量都得以大大提高。農(nóng)業(yè)的發(fā)展，小麥連年豐收增產(chǎn)，促進(jìn)了面粉工業(yè)的發(fā)展。但是，我國面粉工業(yè)目前存在著諸多困難和挑戰(zhàn)，如生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩，產(chǎn)品供過于求，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。單純的使用小麥來調(diào)整面粉質(zhì)量，一是國產(chǎn)小麥品質(zhì)不穩(wěn)定，二是進(jìn)口小麥價(jià)格高，貨源連續(xù)性不確定。因此，選擇添加劑作為面粉后處理已被面粉廠所共識(shí)。但在選擇添加劑安全的問題上，也越來越受到全社會(huì)的關(guān)注，質(zhì)量安全已成為食品行業(yè)的頭等大事。從溴酸鉀到過氧化苯鉀酰的禁用，天然、綠色、安全、高效的酶制劑越來越受到面粉行業(yè)的廣泛應(yīng)用。

酶制劑在食品中的應(yīng)用很廣泛，如回收副產(chǎn)品、改進(jìn)食品風(fēng)味、提高食品質(zhì)量、研制開發(fā)新品種、提高提取速度和產(chǎn)品得率等。酶制劑在食品工業(yè)中屬加工助劑類添加劑[1]。生產(chǎn)酶制劑的原料有動(dòng)物性的、植物性的和微生物性的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近代酶制劑的主要來源多為微生物性的。目前已知的酶制劑有近百種，常用的有30多種。

在烘焙工業(yè)中應(yīng)用麥芽和微生物α-淀粉酶已有數(shù)十年的歷史[2]，其主要作用是提高發(fā)酵速度，改善面包結(jié)構(gòu)，增加面包體積，延長(zhǎng)面包的貨架期。酶是一種純天然生物制品，隨著人們生活水平的提高，在崇尚天然食品的今天，酶在烘焙食品和其他面制食品的加工中越來越起著重要的作用，近幾年來在面粉工業(yè)中的應(yīng)用愈來愈引起人們的重視，在專用粉的生產(chǎn)中，在通用粉品質(zhì)的改進(jìn)中，各種酶制劑發(fā)揮著不可忽視的作用。

1　葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶（GOD）的系統(tǒng)名稱為β-D-葡萄糖氧化還原酶最先于1982年在黑曲霉和灰綠青霉中發(fā)現(xiàn)，在有氧參與的條件下，葡萄糖氧化。

葡萄糖氧化酶（GOD）能高度專一性地催化β–D–葡萄糖與空氣中的氧反應(yīng)，使葡萄糖氧化為葡萄糖酸和過氧化氫，且酶活力穩(wěn)定，在較寬的溫度范圍及pH范圍內(nèi)都具有活性。由于其天然、無毒、無副作用，近幾年在食品工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，該酶被視為溴酸鉀的最佳替代品。

將葡萄糖氧化酶用于面粉中，明顯地改善面粉粉質(zhì)特性和面團(tuán)的拉伸特性。面筋蛋白中的硫氫基（-SH）將會(huì)被氧化形成二硫鍵（-S-S-），從而增強(qiáng)面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)具有良好的彈性和耐機(jī)械攪拌特性。H2O2是在面團(tuán)中起作用的活性成分。夏萍[3]等的研究表明,添加葡萄糖氧化酶（GOD）的面粉和面團(tuán)的水溶性抽提物中-SH基含量明顯下降，這說明由GOD催化葡萄糖氧化所產(chǎn)生的H2O2氧化了-SH基，從而也就強(qiáng)化了面團(tuán)。

商品GOD是食品級(jí)酶制劑，它溶于水，在2～4℃條件下，其活力至少可保持一年。GOD具有較寬的pH適應(yīng)范圍，在pH3．5～7．0范圍內(nèi)，酶活性穩(wěn)定，可耐受50℃以上的高溫。在使用中，往往可耐受更低的pH環(huán)境，例如，在pH2．6的可樂飲料和pH3．2的葡萄飲料中，30℃時(shí)，葡萄糖氧化酶仍具有相當(dāng)高的穩(wěn)定性。

近幾年來，有關(guān)葡萄糖氧化酶在面粉中的應(yīng)用研究取得了進(jìn)展。林家永等[4]進(jìn)行了應(yīng)用葡萄糖氧化酶與脂酶改進(jìn)小麥粉質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)研究，選用兩種典型的強(qiáng)筋面粉和弱筋面粉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化酶和脂酶對(duì)面團(tuán)質(zhì)地的改善都十分顯著，其中葡萄糖氧化酶的效果更為明顯，并報(bào)告了兩種酶在面粉中的添加量：在強(qiáng)筋面粉中，葡萄糖氧化酶的最佳添加量為20～30 mg/kg，脂酶為50～60 mg/kg;在弱筋面粉中，葡萄糖氧化酶的最佳添加量為50～70 mg/kg,脂酶為60～80 mg/kg。林家永等的研究還證明了葡萄糖氧化酶和脂酶聯(lián)合在面粉中使用，具有協(xié)同改善面粉品質(zhì)的作用，兩種酶的最佳配合使用量為：在強(qiáng)筋面粉中，葡萄糖氧化酶20 mg/kg+脂酶50 mg/kg；在弱筋面粉中，葡萄糖氧化酶70 mg/kg+脂酶80mg/kg。

張守文[5]等將葡萄糖氧化酶與硬脂酰乳酸鈉（SSL）、谷朊粉、維生素C等面粉改良劑復(fù)配在面粉中使用，進(jìn)行了布拉班德粉質(zhì)和拉伸試驗(yàn)，研究了面團(tuán)的流變學(xué)特性。結(jié)果表明，葡萄糖氧化酶與其他面粉改良劑復(fù)配使用，可以顯著地改善面粉的粉質(zhì)特性和拉伸特性，如增加面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間，減少弱化度，提高評(píng)價(jià)值，提高最大抗拉阻力，改善延伸性等。指出GOD作為面粉品質(zhì)改良劑的組成成分，是生物工程技術(shù)應(yīng)用在面粉品質(zhì)改良方面的一大突破，并認(rèn)為該技術(shù)可以代替溴酸鉀對(duì)面粉品質(zhì)進(jìn)行改良。該研究的建議用量是：葡萄糖氧化酶0．01%，硬脂酰乳酸鈉0．5%,谷朊粉3%，VC30 mg/kg。

我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室也進(jìn)行了類似的研究和應(yīng)用試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，我們以GOD100 mg/kg和150 mg/kg兩種不同添加量添加到通用面粉中，結(jié)果該粉的粉質(zhì)曲線形成時(shí)間從1．8 min增加到2．5 min，穩(wěn)定時(shí)間從3．5 min提高到5．0 min和5．3 min，評(píng)價(jià)值從38提高到44和42。拉伸曲線也有明顯變化，最大抗延阻力45 min時(shí)從210 Bu上升到433 Bu和425 Bu，延伸性從167 mm下降到109 mm和116 mm。

在面粉生產(chǎn)中，我們將葡萄糖氧化酶和其他面粉改良劑聯(lián)用進(jìn)行烘焙試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化酶對(duì)通用粉和面包專用粉的品質(zhì)改良均有明顯的改良效果，主要表現(xiàn)在能提高通用粉的穩(wěn)定性，增強(qiáng)筋力，改進(jìn)面包專用粉的流變學(xué)特性，提高面團(tuán)的耐攪拌能力，增大面包體積。

2　其它酶制劑在面粉工業(yè)中的應(yīng)用

在烘焙工業(yè)中應(yīng)用的酶制劑很多，這些酶制劑原則上均可應(yīng)用于面粉中，諸如能提高發(fā)酵速度，改善面制品組織結(jié)構(gòu)的真菌α-淀粉酶；可改進(jìn)面團(tuán)機(jī)械加工性能的木聚糖酶；可強(qiáng)化面筋，提高面團(tuán)的耐發(fā)酵性能并使制品增白的脂酶；具有獨(dú)特抗老化作用，延長(zhǎng)制品貨架期的麥芽糖α-淀粉酶（Maltogeniea-amylase）等[6]。這些酶如果選擇合適的配比復(fù)合使用，將會(huì)產(chǎn)生良好的協(xié)同作用，使制品得到最佳的改善。

細(xì)菌麥芽糖α-淀粉酶與真菌α-淀粉酶相比，不僅能大大改進(jìn)面包的抗老化作用，而且對(duì)面包瓤的彈性和口感的改善都優(yōu)于真菌α-淀粉酶，在美國和歐洲，麥芽糖α-淀粉酶的銷量很大。麥芽糖α-淀粉酶和乳化劑（如分子蒸餾單甘酯）共用，具有明顯的抗老化作用，相比之下，真菌α-淀粉酶雖然有明顯的改進(jìn)制品組織結(jié)構(gòu)、降低硬度、增大制品體積的作用，但不具備有降低淀粉在貯存過程中老化速度的作用，故不能產(chǎn)生抗老化作用。

我國面制品以饅頭為主，長(zhǎng)期以來，饅頭的老化回生是限制我國主食品工業(yè)化發(fā)展的一大障礙。因此，可以考慮在饅頭專用粉使用麥芽糖α-淀粉酶，以解決機(jī)械化生產(chǎn)的批量饅頭老化回生的技術(shù)難題。

戊聚糖酶和木聚糖酶均能調(diào)整面團(tuán)性能，增大面包體積，特別是在歐式面包中應(yīng)用很廣。傳統(tǒng)面包工藝多用戊聚糖酶，戊聚糖酶又稱半纖維素酶。近代，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，由基因變性微生物（Genetically Modified Organisms）制得的木聚糖酶比傳統(tǒng)的戊聚糖酶更優(yōu)越，木聚糖酶更純化，副酶活力比戊聚糖少，使制品性質(zhì)更穩(wěn)定,用量也少，故正逐步替代戊聚糖酶制劑。木聚糖酶在面粉中的添加量一般為10～100 mg/kg，可提高高筋網(wǎng)絡(luò)的彈性，增強(qiáng)面團(tuán)穩(wěn)定性，改善加工性能，改進(jìn)面包瓤的結(jié)構(gòu)，增大面包體積。但要防止添加過量，不管是戊聚糖酶還是木聚糖酶，如果添加過量都會(huì)使面粉中的戊聚糖過度降解，從而破壞面粉戊聚糖的水結(jié)合能力，使面團(tuán)發(fā)粘。

脂酶是一種具有增筋和增白雙重作用的酶制劑，特別是能增加面團(tuán)過度發(fā)酵時(shí)的穩(wěn)定性，雖然在粉質(zhì)曲線和拉伸曲線上所表現(xiàn)的變化不大，但添加脂酶后，面團(tuán)烘烤膨脹性增加，面包體積增大，說明脂酶對(duì)面團(tuán)性能的調(diào)整是實(shí)實(shí)在在的。在無油脂的烘烤食品配方中，脂酶的應(yīng)用效果更佳，添加量為5～50 mg/kg。在含有氫化起酥油的面包配方中，脂酶幾乎不起什么作用。中國的饅頭用粉，多使用老面發(fā)酵，往往會(huì)造成過度發(fā)酵，因此可考慮在饅頭粉中使用脂酶。脂酶也要防止添加過量，否則會(huì)造成面筋強(qiáng)度過大，產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，使制品體積變小，結(jié)構(gòu)板結(jié)。

根據(jù)不同面粉的固有品質(zhì)和各種酶的特性，將幾種酶復(fù)合使用，會(huì)有比單獨(dú)使用某一種酶更佳的效果，即所謂的協(xié)同增效作用。比如，將木聚糖酶和真菌α-淀粉酶聯(lián)用在面包中，可使總用酶量下降，而獲得更大體積和更高評(píng)分的面包，又會(huì)避免產(chǎn)生發(fā)粘的問題。如果將木聚糖酶、真菌α-淀粉酶和脂酶聯(lián)用，增效作用更好，因?yàn)橹覆粫?huì)使面團(tuán)發(fā)粘，而能強(qiáng)化面筋，從而制約了因木聚糖酶或α-淀粉酶可能過量使面團(tuán)發(fā)粘的問題。三酶共用，總用酶量下降，制品體積增大，結(jié)構(gòu)組織細(xì)膩均勻，總評(píng)分大為提高。如果在上述三酶的基礎(chǔ)上，增加麥芽糖淀粉酶，會(huì)大大提高制品的保鮮效果。葡萄糖氧化酶和真菌α-淀粉酶連用也能產(chǎn)生協(xié)同作用效果，因GOD能使面團(tuán)強(qiáng)度增加卻會(huì)使延伸性縮短，而真菌（偶氮甲酰胺）α-淀粉酶會(huì)使面團(tuán)有良好的延伸性。GOD和真菌α-淀粉酶聯(lián)用，在某些面包配方中可替代溴酸鉀，也可替代ADA。GOD和VC共用，也是一種優(yōu)秀的增筋劑。

各種酶制劑還可和乳化劑聯(lián)用同樣有良好協(xié)同增效作用。如硬脂酰乳酸鈉（SSL）、硬脂酰乳酸鈣—鈉（CSL—SSL）、分子蒸餾甘酯等，均可和各種酶制劑共用。如何確定聯(lián)用配方，需根據(jù)面粉品質(zhì)的要求，依據(jù)各酶和各乳化劑的特點(diǎn)，共用后可能產(chǎn)生的協(xié)同增效作用方向進(jìn)行設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，取得經(jīng)驗(yàn)后再用于生產(chǎn)實(shí)踐。面粉改良劑復(fù)配公司在這方面可多做工作，研制出便于面粉企業(yè)直接使用的復(fù)合性面粉品質(zhì)改良劑。

3　在面粉中使用酶制劑應(yīng)注意的問題

我國在面粉中使用酶制劑改進(jìn)面粉品質(zhì)還處在試驗(yàn)期，無論從谷物化學(xué)原理、添加工藝及改良劑效果控制等方面都有待進(jìn)一步研究。根據(jù)我們初步研究和應(yīng)用的一些體會(huì)，提出一些值得注意的問題，以供參考。

1）各種酶制劑純品暴露在空氣中均易吸潮，以葡萄糖氧化酶更甚，且添加量以mg/kg計(jì)，因此面粉企業(yè)使用時(shí)，很難直接添加，建議先以淀粉或面粉為載體稀釋后使用，且應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。面粉改良劑復(fù)配公司在配制各種酶制劑時(shí)，應(yīng)選用低水分含量的變性淀粉和非淀粉多糖類天然載體。

2）嚴(yán)防添加過量。酶制劑在面粉中添加過量雖對(duì)人體健康不構(gòu)成危害，但均會(huì)影響面粉品質(zhì)，使面團(tuán)發(fā)粘或變硬，甚至使面團(tuán)崩潰，嚴(yán)重影響制品質(zhì)量。

3）在面粉中添加真菌α-淀粉酶后，使用降落數(shù)值儀（Fallig Number）不能觀察到FN值的明顯改變，往往造成添加過量，這是因?yàn)樵搩x器水浴的高溫（100℃）會(huì)迅速破壞所添加的α-淀粉酶。檢測(cè)添加的α-淀粉酶，建議采用布拉班德粘度儀（Brabender Amylograph）,該儀器系從室溫開始，按1．5℃/min速度升溫到95℃[7]，故能測(cè)定出所添加的α-淀粉酶的作用。

[1]凌關(guān)庭．食品添加劑手冊(cè)（第二版）[K]．化學(xué)工業(yè)出版社，1997：1016-1045

[2]J．QISI．Synergistic Enzymes for Breadbaking[J]．Cereal Foods World,42（10）：802-807

[3]夏萍，林軍．葡萄糖氧化酶在面包中作用機(jī)理的初探[G]//21世紀(jì)食品添加劑展望研討會(huì)會(huì)議文件，2000：113-115

[4]林家永，唐娜，李曉東，等．葡萄糖氧化酶與脂肪酶對(duì)小麥粉質(zhì)量的改進(jìn)作用[G]//中國糧油學(xué)會(huì)首屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選編，2000：175-183

[5]張守義，于麗，王圣明，等．葡萄糖氧化酶復(fù)配改良劑面粉烘焙品質(zhì)特性的研究[G]//中國糧油學(xué)會(huì)首屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選編．中國糧食學(xué)會(huì)，2000：184-191

[6]斯旗．酶在烘烤食品中的協(xié)調(diào)作用[J]．中國食品工業(yè)，1998，5（5）：20-23

[7]柯惠玲，李敏．谷物品質(zhì)分析（第二版）[M]．湖北科技出版社，1994：203-216

TS 211．4+3，TS 202．3

A

1674-5280（2015）02-0034-03

2014-11-18

楊春玲（1966—），女，研發(fā)工程師。