酶工程技術(shù)及其在食品加工檢測(cè)中的應(yīng)用

鄭昆 楊紅

摘 要：新陳代謝是生物生存發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，而酶在生物新陳代謝中發(fā)揮著催化劑的作用。通過(guò)對(duì)酶進(jìn)行深入研究，既可以充分了解生物的新陳代謝過(guò)程，又能夠推動(dòng)其他行業(yè)的發(fā)展。近些年來(lái)，酶工程技術(shù)在食品加工檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)得到了十分廣泛的應(yīng)用，對(duì)食品工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。相關(guān)人員要深化對(duì)酶工程技術(shù)的研究，不斷拓展酶工程技術(shù)的應(yīng)用范圍與深度。

關(guān)鍵詞：酶工程技術(shù);食品加工;食品檢測(cè)

酶工程又被稱(chēng)為蛋白質(zhì)工程學(xué)，主要服務(wù)于人類(lèi)生產(chǎn)及其他目的。具體來(lái)講，酶工程是指工業(yè)上有目的的設(shè)置一定的反應(yīng)器和反應(yīng)條件，利用酶的催化功能，在一定條件下催化化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)人類(lèi)需要的產(chǎn)品或服務(wù)于其他目的的一門(mén)應(yīng)用技術(shù)。酶工程的研究?jī)?nèi)容眾多，如酶制劑的制備、酶的修飾改造等。目前，酶工程技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域，對(duì)這些行業(yè)的發(fā)展起到了明顯的促進(jìn)作用。

生物酶由有機(jī)物體的活細(xì)胞孕育而來(lái)，可對(duì)生物機(jī)體內(nèi)的生物反應(yīng)產(chǎn)生催化作用。通常情況下，可從以下幾個(gè)方面總結(jié)生物酶的特點(diǎn)。①具有較高的催化效率。相較于其他類(lèi)型的催化劑，酶往往具有更高的催化效率，能夠高出107～1 020倍左右[1]。②具有明顯的專(zhuān)一性特征。其他催化劑能夠?qū)Χ喾N化合物的反應(yīng)進(jìn)行催化，而生物酶則只能夠?qū)σ环N化合物的反應(yīng)進(jìn)行催化。③具有較為溫和的反應(yīng)條件，能夠調(diào)控酶的催化過(guò)程。但由于其屬于蛋白質(zhì)范疇，溫度、pH值等因素會(huì)在很大程度上產(chǎn)生干擾作用，導(dǎo)致生物酶活性減弱，缺乏良好的穩(wěn)定性。

1 酶工程技術(shù)的研究

1.1 酶的提純與分離

在酶工程技術(shù)研究領(lǐng)域內(nèi)，非?；A(chǔ)性的內(nèi)容為提取和分離純化。此項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)不僅會(huì)對(duì)酶的產(chǎn)率、活性等產(chǎn)生直接影響，與其他技術(shù)的發(fā)揮也具有密切聯(lián)系?，F(xiàn)階段，超聲輔助法、沉淀法等應(yīng)用較為廣泛[2]。以POD酶為例，借助于硫酸銨-丙酮沉淀法可高效分離、純化大豆不同部位的POD酶。再如，在生姜蛋白酶提取時(shí)，可將沉淀法的有機(jī)溶劑法引用過(guò)來(lái)，也能夠產(chǎn)生良好的提取效果。

1.2 固定化酶技術(shù)

固定化酶技術(shù)指的是通過(guò)應(yīng)用特殊方法，于特定空間內(nèi)限定游離酶，或于一定載體上固定游離酶，這樣游離酶的自由移動(dòng)難以實(shí)現(xiàn)，但依然保持酶的空間結(jié)構(gòu)、活性中心的完整性。①固定化材料。無(wú)機(jī)載體材料、有機(jī)載體材料是常見(jiàn)的固定化材料，近些年來(lái)，有諸多新型材料被研發(fā)出來(lái)，如磁性納米材料、復(fù)合載體材料等。②固定化方法。過(guò)去主要利用吸附法、交聯(lián)法等單一方法在載體上固定游離酶，對(duì)其自由移動(dòng)進(jìn)行限制。近些年來(lái)，復(fù)合方法得到廣泛應(yīng)用，其能夠?qū)我环椒ǖ牟蛔氵M(jìn)行有效彌補(bǔ)。

1.3 動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)酶

通過(guò)對(duì)特定技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，優(yōu)良動(dòng)植物細(xì)胞得到順利獲取后，將細(xì)胞培養(yǎng)于特定條件的反應(yīng)器中，即可對(duì)需求的酶進(jìn)行有效獲取。其中，蛋白酶、氧化酶等主要由植物細(xì)胞中獲取，而胰蛋白酶、凝乳酶則可從動(dòng)物細(xì)胞中獲取[3]。

2 酶工程技術(shù)在食品加工檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 食品加工中的應(yīng)用

2.1.1 谷物加工

借助酶工程技術(shù)加工與開(kāi)發(fā)谷物，可促使谷物加工行業(yè)的整體效益得到顯著提升。谷物中含有較多的淀粉，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。依托酶技術(shù)深加工處理谷物淀粉，可促使淀粉制糖、淀粉制酒等得到實(shí)現(xiàn)。近些年來(lái)，人們?nèi)遮呹P(guān)注食物的營(yíng)養(yǎng)狀況，利用酶技術(shù)可將符合人類(lèi)身體營(yíng)養(yǎng)需求的谷物食品開(kāi)發(fā)出來(lái)，如膳食纖維等。纖維物質(zhì)是膳食纖維的主要組成，其能夠改善人體多種生理功能。在膳食纖維加工過(guò)程中，要將具有較短分子鏈和較小分子量的膳食纖維轉(zhuǎn)化具有較長(zhǎng)分子鏈與較大分子量的淀粉，酶技術(shù)在其轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的作用。利用淀粉酶、糖化酶等多種生物酶，即可高效水解淀粉的分子鏈，有助于加工效率、加工質(zhì)量的提升。

2.1.2 果蔬加工

果汁加工是酶技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，在加工過(guò)程中，由于植物細(xì)胞空隙中會(huì)釋放果膠類(lèi)物質(zhì)，這些物質(zhì)具有較高的黏稠度，對(duì)果汁的過(guò)濾與澄清造成了不利影響。而利用果膠酶能夠有效分解果汁中的果膠，明顯降低果汁黏稠度，不僅榨汁產(chǎn)量得到增加，澄清效率也得到了改善。在果蔬加工過(guò)程中，難免會(huì)用到一些尚未完全成熟的果實(shí)，由于果實(shí)中的淀粉含量較高，將會(huì)增加果汁黏度。而通過(guò)在加工過(guò)程中同步應(yīng)用淀粉酶與果膠酶，則可有效規(guī)避這些問(wèn)題，促使果汁生產(chǎn)質(zhì)量得到提高。

2.1.3 肉類(lèi)加工

為滿足人們的營(yíng)養(yǎng)需求，在肉制品生產(chǎn)中要對(duì)食用鹽含量、脂類(lèi)含量等進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí)，受加工工藝等因素的影響，會(huì)有較多副產(chǎn)物出現(xiàn)于加工過(guò)程中，如果能夠高效利用副產(chǎn)物，既可以提高資源利用率，又可以擴(kuò)大企業(yè)效益。基于酶工程技術(shù)的支持，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)加工工藝，既能夠?qū)θ庵破返娘L(fēng)味進(jìn)行及時(shí)改變或保持，又能夠避免生成有害物質(zhì)。通過(guò)將水解酶、氧化酶等應(yīng)用于肉類(lèi)加工中，可增加肉制品中的活性肽物質(zhì)，進(jìn)而加工出具有特殊風(fēng)味的肉制品[4]。同時(shí)，肉類(lèi)保水性能也可得到提升。

2.2 食品檢測(cè)中的應(yīng)用

（1）酶聯(lián)免疫分析法。酶聯(lián)免疫分析法于20世紀(jì)70年代出現(xiàn)，由于其操作難度較小，且定量檢測(cè)有效性較高，被廣泛應(yīng)用于食品安全檢測(cè)領(lǐng)域。基于酶聯(lián)免疫分析法的支持，能夠?qū)呤称分械霓r(nóng)藥成分殘留進(jìn)行高效檢測(cè)。目前，依托酶聯(lián)免疫分析法已制成多種檢測(cè)試劑，各類(lèi)試劑具有不同的使用范圍及檢測(cè)準(zhǔn)確度。因此，在食品安全檢測(cè)過(guò)程中，工作人員要結(jié)合食品基質(zhì)對(duì)酶聯(lián)免疫試劑的種類(lèi)進(jìn)行科學(xué)選擇。完成檢測(cè)過(guò)后，可利用液相色譜法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，以便保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性[5]。

（2）酶生物傳感器法。酶的催化性能具有專(zhuān)一性的特征，而電化學(xué)分析的簡(jiǎn)便性、高效性?xún)?yōu)勢(shì)明顯，通過(guò)有機(jī)結(jié)合酶與電極，可快速、準(zhǔn)確地分析檢測(cè)復(fù)雜的混合物。近些年來(lái)，酶生物傳感器的類(lèi)型不斷增多，準(zhǔn)確性、靈敏度等得到了大幅度的提高，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)得到了十分廣泛的應(yīng)用。以亞硝酸鹽檢測(cè)為例，借助于特定的酶生物傳感器即可在短時(shí)間對(duì)食品中的實(shí)際含量進(jìn)行精確檢測(cè)，有效滿足了檢測(cè)工作需求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，酶工程技術(shù)是生物化工技術(shù)的重要組成部分，通過(guò)深入研究和開(kāi)發(fā)酶工程技術(shù)，可對(duì)食品工業(yè)的發(fā)展起到良好推動(dòng)作用。近些年來(lái)，隨著一系列現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日趨成熟，將會(huì)進(jìn)一步拓展酶工程技術(shù)的研究深度，酶工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)逐步擴(kuò)大。相關(guān)技術(shù)人員要充分明確酶工程技術(shù)的價(jià)值，積極了解世界范圍內(nèi)的前沿成果，持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展酶工程技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]林棟材.現(xiàn)代生物化工中酶工程技術(shù)研究與應(yīng)用[J].化工管理，2020（17）：110-111.

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[3]何芳，李艷梅，劉中陽(yáng).淺談生物化工發(fā)展及制約因素[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2019（2）：29-31.

[4]王林芳.現(xiàn)代生物技術(shù)中酶工程技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].生物化工，2020，6（1）：104-106.

[5]李妍.淺談生物化工在我國(guó)的現(xiàn)狀[J].科技風(fēng)，2019（17）：240.