生物酶制剂与食品保鲜

       生物酶是由活细胞产生的生物大分子，绝大多数的主要成分是蛋白质，也有极少数为核酸。生物酶具有催化活性，生命体内各种重要的生物化学代谢过程均离不开酶的参与。生物酶作为生物催化剂具有高效性和专一性的优势，其已在多个行业得到应用推广。在食品行业中，几千年前我们的祖先就在不知不觉中开始利用生物酶制作各种食品。随着现代科技的发展和研究的深入，生物酶的作用逐渐被揭晓，不同类型生物酶被提取、加工、制备成各种生物酶制剂，更加方便地用于食品生产、保鲜、包装、贮存等环节，发挥着独特的作用。其中，生物酶制剂在食品保鲜中的应用是一个成功的典型。

       生物酶的食品保鲜机理

       生物酶食品保鲜技术是利用生物酶的高效催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响（如降低或除去食品中的氧），保持食品原有的品质和特性。生物酶本身还具有良好的抑菌作用（如能溶菌酶，能够特异性水解细菌细胞壁中的肽聚糖而使细菌破裂死亡），达到防腐保鲜的目的。生物酶的保鲜作用机理具体体现在三个方面：

       （1）除去食品包装中的氧气，减缓氧化变质；

       （2）催化水解葡萄糖，抑制美拉德反应，防止褐变；

       （3）水解、裂解细菌的细胞壁，起到抑菌的作用。

       在实际应用中，往往是几种机理共同产生作用。酶制剂保鲜技术与传统的物理保鲜技术（如低温冷藏、干热灭菌、湿热灭菌法等）和化学保鲜技术（添加苯甲酸及其钠盐、维生素C等）相比存在安全健康、价格低廉、保鲜效果显著等优点，已成为食品保鲜研究的一个重要方向。

       几种常见的生物酶保鲜剂及其应用

       1、葡萄糖氧化酶

       葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase，GOD）是一种具有去除葡萄糖、脱氧和杀菌作用的需氧脱氢酶，对人体无毒副作用。葡萄糖氧化酶的主要来源是黑曲霉和青霉的发酵过程，发酵产物经提纯后制成高纯度的固体粉末。葡萄糖氧化酶对β-D-葡萄糖有专一催化活性，在有氧条件下可将β-D-葡萄糖催化生成葡萄糖酸和过氧化氢。葡萄糖氧化酶在食品保鲜中有比较广泛的应用。

       将葡萄糖氧化酶应用于含蛋类食品的生产，可去除蛋液中的葡萄糖，防止产品在储存过程中出现褐变；在酿酒过程中添加葡萄糖氧化酶，可以抗氧化，保持酒的风味，延长保存期；在果蔬汁中添加葡萄糖化酶，可除去溶解氧, 防止维生素C氧化变质；在奶粉、茶叶、新鲜水果等的除氧包装过程中，葡萄糖氧化酶的应用也十分广泛。

       2、溶菌酶

       溶菌酶（Lysozyme）是一种自然界中广泛存在的天然防腐剂，能够选择性水解细菌细胞壁肽聚糖中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之间形成的β-1，4-糖苷键，从而坏细菌的细胞壁，使细菌死亡或失去生理活性，但不会对人体细胞产生不利影响。溶菌酶可从蛋清液、泪液唾液、血液、乳汁等组织中获得，其中蛋清液中溶菌酶含量最丰富。

       溶菌酶已被广泛应用于多种食品的保鲜，如冷鲜肉、腊肠、火腿制品、低浓度酿造酒、乳制品、水产品等，且优势明显。以低浓度酿造酒为例，溶菌酶能有效抑制清酒、葡萄酒中的乳酸菌，防止产品变酸变臭。与传统的水杨酸防腐相比，溶菌酶不到十分之一的添加量就能达到相当的抑菌效果，且对胃和干肝 脏没有损害，是一种绿色健康的生物酶防腐剂。

       3、谷氨酰胺转氨酶

       谷氨酰胺转氨酶（Transglutaminase，TG）是一类具有催化活性中心的单体蛋白质，通过催化多肽或蛋白质分子内或分子间的共价交联，改善蛋白质的功能与特性，提高食品的口感、味道和外观。

       谷氨酰胺转氨酶常用于肉制品的保鲜，可代替肉制品加工中常用的品质改良剂磷酸盐，生产低盐产品。谷氨酰胺转氨酶也常用于乳制品的生产。在乳粉生产过程中，加入谷氨酰胺转氨酶可提高酪蛋白的玻璃化转变温度，防止乳粉结块；生产炼乳过程中加入谷氨酰胺转氨酶，可防止蛋白质颗粒沉淀和脂肪上浮，起到均质和稳定的作用；谷氨酰胺转氨酶同样可以添加于冰淇淋产品中，增加其可塑性。

       4、乳过氧化物酶体系

       乳过氧化物酶（Lactoperoxidase，LP）是存在于牛乳中的一种血红蛋白，属于过氧化物酶，在新鲜牛乳中含量尤其丰富。乳过氧化物酶、硫氰酸盐、过氧化氢，这三者共同构成了鲜牛乳中天然存在的抗菌体系—乳过氧化物酶体系。只有三者共同存在时，乳过氧化物酶体系才具有抑菌活性。牛乳中天然存在乳过氧化物酶和硫氰酸盐，但是不含过氧化氢，因此需外源添加过氧化氢。此外，牛乳中本底硫氰酸盐的含量不足以激活乳过氧化物酶体系，也属于限制因素，需要额外添加。

       乳过氧化物酶体系常用于乳制品的保鲜，能够有效抑制鲜奶中嗜中温细菌的生长，并对引起乳品贮藏期间腐败的典型低温菌具有杀菌作用。乳过氧化物酶体系也可用于肉制品的保鲜，可有效延长冷鲜猪肉的保鲜期，而且与乳酸链球菌肽复配使用，可使猪肉保鲜期达20天以上。

       生物酶保鲜技术的发展趋势

       生物酶用于食品保鲜有诸多优势，但也存在一些尚需克服的问题。

       如，生物酶的本质是蛋白质，对外界环境比较敏感，易受到温度、pH值、重金属离子等环境条件的影响而产生活性上的损失；

       再如，天然溶菌酶能够选择性抑制革兰氏阳性菌的生长，但对革兰氏阴性菌没有抑制作用，限制了其应用范围。

       因此，解决目前存在的问题，是生物酶保鲜技术的重要发展趋势。比如发展“固定化酶”技术，将游离的生物酶与载体材料结合，载体材料能够保护生物酶，减少环境因素的干扰，而且方便生物酶的回收与重复利用；发展溶菌酶增效技术，对溶菌酶进行修饰，调整其分子结构，扩展溶菌酶的抑菌谱，可拓宽其在食品保鲜中的应用范围。

       关键词：生物酶、溶菌酶、保鲜

       文/zong