酶在⾷品加⼯与保藏中的最新应⽤进展
酶是⼀类由活细胞产⽣的具有⽣物催化功能的分⼦量适中的蛋⽩质,具有极⾼的催化效率、⾼度的特异性及控制的灵敏性。⼤多数酶是⽔溶性的。由于酶催化反应具有底物专⼀性、催化⾼效性、反应条件温和等优点,符合绿⾊化学的要求从⽽被⼤家⾼度重视已在许多领域得到⼴泛的应⽤[1]。
世界上已知的酶制剂有5000多种,⼯业化⽣产酶制剂近200种,常⽤的30多种。据不完全统计,2001年我国酶制剂产量达32万t,占世界酶制剂销售量的5%左右[2]。作为⼀种⾷品添加剂,与传统的化学法,如酸法、碱法加⼯⾷品相⽐,酶技术具有其显著的优越性。除了具有⾼效性和专⼀性以外,还具有使⽤⽅便、酶制剂⽤量⼩、经济上合算的优势,对企业开发新品种、选⽤新⼯艺、采⽤新设备、提⾼产品得率、降低成本、改进质量、提⾼产品风味等⽅⾯均能起到重要的作⽤。⽽且,酶的反应条件温和,营养成分损失少,易操作,能耗低。因此,酶⼯程技术在⾷品⼯业中各个领域都得到⼴泛应⽤,如制糖业、酿造业、⾁类⼯业、焙烤业以及乳品⼯业和果蔬⼯业等,并已成为⾷品⾏业中不可缺少的⼀部分[3]。1酶在⾷品加⼯中的应⽤1.1酶在粮油⾷品加⼯中的应⽤1.1.1焙烤⾷品
在⾯粉⽣产中最关⼼的问题是如何增强⾯粉的筋⼒,改善⾯团的流变学特性和机械加⼯性能,使⽣产出的⾯制品具有较好的质构和⼝感。⽬前国际上的研究热点是应⽤⽣物技术,采⽤新型酶制剂和其他安全、天然的配料,开发⾼效的⾯粉改良剂。⼩麦粉中的蛋⽩质主要是⾯筋蛋⽩,含有⼤量的⾕氨酞胺残基,是⾕氨酞胺转胺酶较好的反应底物[4]。倪新华[5]等曾应⽤⾕氨酸胺转胺酶对⾯粉进⾏了品质改良研究,结果表明⾕氨酞胺转胺酶可以催化⾯筋蛋⽩形成。ε-(γ-⾕氨酞基)赖氨酸共价键,从⽽明显改善⾯团的粉质特性,使⾯团的形成时间、稳定时间、断裂时间增加,⾯团的弱化度降低。此外,加酶⾯团的持⽔性增加,⾯团的表⾯赫性下降。
⾯包的⽼化直接关联到经济效益。以美国为例,每年⼤约占总产量3%-5%的⾯包由于保鲜问题被销毁,造成价值10亿美元的经济损失。⽽麦芽糖淀粉酶则可通过延长⾯包货架期在很⼤程度上减少由于保鲜问题⽽造成的损失,并极⼤地提⾼⾯包⼯⼚的配送能⼒和⽣产效率。其抗⽼化的应⽤亦可推⼴到冷冻⾷品等⾕物⾷品中。麦芽糖淀粉酶具有独⼀⽆⼆的抗⽼化作⽤,它⽔解直链淀粉与⽀链淀粉,并主要⽣成仅⼀麦芽糖和⼀⼩部分糊精,延缓由于淀粉和⾯筋之间的相互作⽤⽽导致的⽼化,从⽽保持⾯包的弹性、松软和新鲜[6]。淀粉和⾮淀粉⽔解酶类通常作为⾯包改良剂应⽤于焙烤⼯业中。⽬前,⾮淀粉多糖⽔解酶在焙烤⼯业中的应⽤引起了⼈们的关注。在⾯包加⼯过程中适量添加戊聚糖酶(主要是⽊聚糖酶)不仅能提⾼⾯团的机械加⼯性能,⽽且可以消除发酵过度的危害,增⼤⾯包体积,改善⾯包芯质地以及延缓⽼化等[7-8]。这是因为⽊聚糖酶能够通过降解⾯团中的阿拉伯⽊聚糖以改善产品品质。Aspergillus niger Vat.Awamori⽊聚糖酶
可以提⾼⾯包的品质,主要表现在提⾼⾯包的⽐容。当与淀粉酶复合使⽤时,这种效果会更明显。⼤多数研究者使⽤的中温真菌⽊聚糖酶,添加了该酶的⾯包体积最⼤增加量为30%[8-9]。⾯包的⽼化是⼀个复杂的过程,通常定义为⾯包芯硬度的增加和⾯包新鲜度的下降。⾯包⽼化中最主要的变化是⾯包芯硬度逐渐的增加。Haros等研究了添加不同⽔解酶对⾯包品质的影响,发现⽊聚糖酶确实能改善新鲜⾯包芯的硬度,降低⾯包⽼化速率。Martinez-Anaya等和Lau—rikainen等的研究也证实了添加⽊聚糖酶能够降低⾯包的⽼化速率。也有报道称⽊聚糖酶不能影响⾯包的⽼化速率,但却能通过增加⾯包体积降低新鲜⾯包芯的硬度。Gil 等的研究却表明:添加半纤维素酶对⾯包的硬度和⽼化速率均没有明显的影响。关于⽊聚糖酶如何延缓⾯包⽼化的机理⾄今未有定论。有研究者提出可能是由于⽊聚糖中不利于⾯包品质的⽔不溶性组分被降解的缘故,但是这和贮存过程中⾯包的⽼化速率的降低相关性并不显著。Gruppen等提出可能是由于⽊聚糖酶降低了⽔不溶性阿拉伯⽊聚糖的交联程度,使其溶胀⽽吸收更多的⽔分。Haros等则从⽊聚糖酶⽔解导致WU—AX吸收的⽔分释放后在⾯团中重新分布的⾓度来解释⽊聚糖酶对延缓⾯包⽼化所起的作⽤[7-11]。⽊聚糖酶对⾯团和⾯包作⽤的效果是不同的,这可能是由于不同品种⾯粉中的戊聚糖存在差异,⽽⽊聚糖酶对底物有⼀定的特异性。另外,⼩麦粉中含⽊聚糖酶抑制剂,对不同⽊聚糖酶的特异性也不同。所以,关于⽊聚糖酶对⾯包品质的改善及其作⽤机制仍需进⼀步研究。1.1.2油脂
纤维素酶⽤于处理⼤⾖,可促使其脱⽪,同时,由于它能使胞壁破坏,使包含其中的蛋⽩质、油脂完全分离,增加其从⼤⾖和⾖饼中提取优质⽔溶性蛋⽩质和油脂的获得率,既降低了成本,缩短了时间,⼜提⾼了产品质量[12]。酶制剂在油脂中的应⽤很多,也很有意义,但由于过去存在着成本问题,使⽤尚不⼴泛。随着酶制剂⽣产规模的增加,成本逐渐降低,且产品本⾝越来越趋于成熟,酶在油脂⽣产中⼯业化应⽤的逐步增⼤[13]。酶法⽣产DHA可⽤来源于酵母的脂肪酶,作⽤于鱼油的DHA(⼰⼆酸⼆⼰酯)的⽢油酯成分进⼀步进⾏缩合反应和转酰基反应,以使DHA浓缩,使DHA含量达50%以上。在⾷⽤植物油尤其是⼤⾖油的精炼中,就⽤酶法脱胶可使脱胶过程在含⽔量低的条件下⾼效进⾏,节约单位处理成本并适于后续⼯序的精制[14]。1.1.3淀粉糖
利⽤淀粉为原料⽣产糖品统称为淀粉糖。由于⾕物含有丰富淀粉,所以⾕物是加⼯淀粉糖理想原料最初淀粉糖⽣产是⽤酸⽔解⽅法,但随着⽣物技术飞速发展和酶⾃⾝所具有⽣物相容性特点,酶法制备淀粉糖已取代传统⽅法。可根据需要选择合适淀粉
酶⽣产各种各样淀粉糖如糊精、环状糊精、饴糖、麦芽糖葡萄糖、果糖等,从⽽使⾕物附加值增加,a-淀粉酶糖化酶和葡萄糖异构酶可将淀粉转化成⾼果糖浆,a-淀粉酶通常⽤于淀粉浆液化过程中,以使淀粉能充分溶解并为下⼀步过程作准备,仅⼀淀粉酶分解⼤的直链淀粉和⽀链淀粉分⼦使淀粉能被整理成可溶性糊精。糖化酶可将汤汁般糊精进⾏糖化,并将聚合体⽔解成⼀个个
单独葡萄糖分⼦。这些连续分⼦链被从糊精末端开始断开,包括那些⽀链淀粉分⽀点。糖化酶⽣产葡萄糖可被加⼯成各种糖浆、结晶葡萄糖、发酵成燃料酒精和饮料⽤酒精,或被转化成果糖。
⽣产淀粉糖过程包括酶法液化与糖化两个部分,⼯业上应⽤酶法⽣产淀粉糖需要48-72h,其中液化只需⼏⼗分钟或者⼏⼩时,⽽糖化则需⼏⼗⼩时,因此,糖化过程是淀粉转化⽣产淀粉糖的关键步骤。为了缩短反应时间同时提⾼酶的利⽤率,Chi-Bata于1978年⾸次提出了固定化酶的概念,但由于酶在固定化后活性部位被掩盖或是酶固定不牢等缺点,固定化酶并没有在淀粉⾏业中得到很好的应⽤。近年来,由于酶⼯程技术的快速发展及膜分离技术的不断进步,⼀个新的概念——酶膜反应器,正在逐渐被⼈们熟知并且开始逐渐应⽤于淀粉⾏业[15]。1.2 酶在果蔬加⼯中的应⽤
在果蔬加⼯的过程中为了使植物组织软化膨润⼀般采⽤加热蒸煮、酸碱处理等⽅法会造成果蔬的⾹味和维⽣素损失。因此在果蔬加⼯过程中常常需要加⼊酶制剂以提⾼产品的产率保证产品的质量。例如在加⼯果汁过程时加⼊果胶酶可加速浑浊颗粒凝聚促进果汁澄清提⾼率汁固定化酶处理后的果汁苦味明显降低葡萄糖氧化酶可以去除果汁和⼲燥果蔬制品中的氧⽓
防⽌产品的氧化变质防⽌微⽣物滋⽣延长⾷品保质期柚柑酶可以费解柑橘果⾁和果汁中的柚⽪苷从⽽达到消除苦味改善产品的感官性能[16]。1.2.1.⽔果罐头加⼯
制作桔⼦罐头时需除桔瓣囊⾐,过去使⽤碱处理法,耗⽔量⼤,⼜费⼯时。现采⽤⿊曲霉产⽣的半纤维素酶、果胶酶和纤维素酶的混合物,可很好地除去桔瓣囊⾐,⽽避免上述缺点。桔⼦罐头常发⽩⾊浑浊,这是同桔⾁中橙⽪苷造成的。采⽤橙⽪苷酶,可将橙⽪苷⽔解成为⽔溶性的橙⽪素,从⽽消除桔⼦罐头的⽩浊现象。桃果实含有红⾊花青素,罐藏时同⾦属离⼦作⽤⽽呈紫褐⾊。采⽤花青素酶处理桃酱、葡萄汁等,即可脱⾊⽽提⾼经济价值。这是因为花青素酶可以⽔解花青⾊素使之变为⽆⾊物质。1.2.2.柑桔类脱苦
柑桔类脱苦问题历来是果品加⼯中的⼀⼤问题。桔⼦中的柠檬苦素是引起桔汁产⽣苦味的原因,利⽤球形节杆菌固定化细胞的柠檬酶处理即可消除苦味。1.2.3.果汁加⼯
⽔果中均含有果胶物质。果胶的重要特性之⼀,就是在酸性和⾼浓度的糖存在时,即可形成凝胶。这⼀性质是制造果冻、果酱的基础。但在果汁加⼯上,却造成了压榨、澄清的因难。现采⽤果胶酶处理破碎的果实,即可加速果汁过滤和促进澄清。1.2.4⽔果蔬菜保藏
⽤葡萄糖氧化酶除去脱⽔蔬菜的糖分可防⽌贮藏过程中发⽣褐变。瓶装桔汁贮藏时因氧化⽽使⾊⾹味变劣.采⽤葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶去氧即可保持果汁原有的⾊⾹味。⽔果冷冻保藏时,由于果实⾃⾝的酶作⽤⽽发酵变质,也可⽤葡萄糖氧化酶保鲜。
在果品和蔬菜加⼯过程中如果采⽤纤维素酶适当处理,可使植物组织软化膨松,能提⾼可消化性和⼝感[17]。1.3酶在动物性制品中的应⽤1.3.1酶在⾁制品中的作⽤
酶技术可以促使⾁类嫩化。这项⽣物技术新成果对于改善⾁类的质地、增强⾁制品的风味,起到了极⼤的作⽤[18]。例如:⽊⽠蛋⽩酶可以⽣产嫩⾁粉;蛋⽩酶⽤来⽣产明胶、制造⾁类蛋⽩⽔解物;溶菌酶在⾁类制品中起到保鲜、防腐的功效;转⾕氨酰胺酶可使⾁类中的肌球蛋⽩B、肌球蛋⽩发⽣聚合,在热诱导的肌球蛋⽩B凝胶和⽣⾹肠⾁中,转⾕氨酰胺酶处理后⽤电⼦显微镜可以发现⽹络结构⽐对照好[19-20]。转⾕氨酰胺酶形成的交联增强了⾹肠和⽕腿肠等⾁制品中蛋⽩质的⽹络结构,使其弹性、硬度等物理性质得到提⾼。并且不受⾼温和冷冻的影响。⽤转⾕氨酰胺酶处理过的碎⾁经冷冻、切⽚、烹饪等也不会重新散开。Sakamoto和Soeda应⽤转⾕氨酰胺酶处理碎⾁,做成⾁丸、烧卖等,可⼤⼤地提⾼⾁的利⽤率,其外观、质地、风味、⼝感得到了极⼤改善[21-22]。吕⼼泉等[23]采⽤碎⽜⾁为主要原料,配以各种辅料,添加转⾕氨酰胺酶,研制出了⼀种⾊泽、⼝感、风味均被⼈们接受的重组⽜⾁⼲。1.3.2 酶在鱼制品中的应⽤
海洋中许多鱼类因其⾊泽、外观或味道⽋佳等原因,都不能⾷⽤,⽽这类⽔产却⾼达海洋⽔产的80%左右。在⾁类⾷品⽣产中,添加少量的⽊⽠蛋⽩酶可以分解胶原蛋⽩,软化⾁品。在⽣产鱼蛋⽩粉可以利⽤蛋⽩酶[24];三甲基胺氧化酶可以脱腥除味,使鱼制品风味更佳。
王淼等⼈[25]⽐较了转⾕氨酰胺酶对5种海鱼鱼糜制品凝胶性能的影响。结果表明,鱼糜制品中加⼊转⾕氨酰胺酶使其强度有不同程度的提⾼,特别是对本⾝凝胶性能不佳的梅鱼和黄姑鱼.凝胶强度分别提⾼了529%和489%。周爱梅等[26]⼈发现,在鳙鱼鱼糜中添加不同浓度的转⾕氨酰胺酶,均可使其凝胶的破断强度、凹陷深度、凝胶强度及持⽔性增加,⽽对其颜⾊、⽩度⽆影响。孙京新[27]研究表明带鱼鱼糜原料具有⼀定的转⾕氨酰胺酶活性。随着酶制剂添加量的增⼤,对照组与各处理组之间制品质构特性包括硬度、弹性均显著增加,⽽脆性变化不显著。TGase制剂可有效改善低值鱼鱼糜制品质构特性。李艳青等⼈[28]经实验证明了TGase在淡⽔鱼制品的凝胶中的最适添加量、最适的作⽤温度和作⽤时间。另外,研究表明TGase添加剂对新鲜的原料鱼没有明显效果。值得注意的是添加过多的TGase会降低凝胶的强度,Asagani等[29]研究发现在转⾕氨酰胺酶浓度接近0.03%时,鱼⾁膏凝胶胶体强度达到最⼤值。因此,在使⽤转⾕氨酰胺酶时,必须考虑其最佳适⽤量。1.3.3 酶在乳制品中的应⽤
⽜奶中含有4-4.5%的乳糖,这是⼀种缺乏甜味⽽且溶解度很低的双糖,难于消化。有些⼈饮⽜奶后常发⽣腹泻、腹痛等病,其原因即在于此。⽽且由于乳糖难溶于⽔,常在炼乳、冰淇淋中砂样结晶析出,从⽽影响⾷品风味。⽤乳糖酶处理⽜乳⽣产脱乳糖的⽜奶,就可以解决这些问题。在缺乏巴⽒消毒设备或冷藏
的条件下,过氧化氢酶可⽤于⽜奶消毒,优点是不会⼤量破坏⽜奶中的酶和有益细菌。杨君等[30]应⽤海藻酸钠-壳聚糖固定化乳酸菌进⾏发酵乳清饮料研究。乳糖酶⽤于乳制品中可提⾼乳酪制品的消化性、乳清制品的利⽤率、减少浓缩奶制品中乳糖结晶等。乳过氧化物酶可⽤于乳制品中如软⽩⼲酪、液态奶以延长货架期。
溶菌酶是⼀种⾮特异性免疫因⼦,可对肠道中腐败性微⽣物有特殊的杀灭作⽤,是婴⼉⾷品中的抗菌蛋⽩,是⼀种必需的添加因⼦[31]。溶菌酶在婴⼉体内可以直接或间接地促进婴⼉肠道内双歧杆菌的增殖;可以促进婴⼉胃肠内乳酪蛋⽩形成微细凝乳,延长在肠道停留时间,有利于婴⼉消化吸收;可以促进⼈⼯喂养婴⼉肠道细菌菌群的正常化;它还能够强化⾎清灭菌蛋⽩、r-球蛋⽩等体内防御因⼦,以增强对感染的抵抗⼒,特别是对早产婴⼉有预防体重减轻,预防消化器官疾病,增加体重的功效,是婴⼉⾷品及配⽅奶粉等的良好添加剂[32]。溶菌酶特别适合于巴⽒杀菌奶的防腐,⼀般在包装前加⼊300-600ppm[33]。另外,在奶酪加⼯中添加⼀定量的溶菌酶可以防⽌中后期奶酪的后期起泡、风味变差及不影响奶酪⽼化过程中奶酪基液的品质,同时,还能起到抑菌作⽤,不⾄引起酪酸发酵,这是其它防腐剂所⽆法⽐拟的。
在转⾕氨酰胺酶的作⽤下,⽤葡萄糖-δ-内酯酸化酪蛋⽩或预先在50℃下⽤酶处理酪蛋⽩溶液lh,再酸化,可形成较强的凝胶。转⾕氨酰胺酶形成的凝胶具有良好的特性,强度⼤,增强了对酸对热的抵抗性,提⾼了保⽔性。因此,在酸奶⽣产中添加转⾕氨酰胺酶可改善酸奶品质,提⾼酸奶质量。另外,在重制奶酪⽣产中,添加转⾕氨酰胺酶处理后,使乳清蛋⽩和酪蛋⽩交联在⼀起,可以提⾼奶酪的质量,增加经济效益。⽤该酶处理⽜奶,可使⽜奶黏性增加[34]。1.3.4 酶在蛋制品中的应⽤
利⽤葡萄糖氧化酶可以去除全蛋粉、蛋黄粉中存在的少量葡萄糖,防⽌产品褐变或产⽣异味保持产品的⾊、⾹、味[35]。2酶在⾷品保藏中的应⽤2.1⾷品的除氧保鲜
葡萄糖氧化酶是⼀种有效的除氧保鲜剂。葡萄糖氧化酶是催化葡萄糖与氧反应⽣成葡萄糖酸和双氧⽔的⼀种氧化还原酶[36]。例如:葡萄糖氧化酶和葡萄糖混合在⼀起,包装于不透⽔但可以透⽓的保鲜薄膜袋中,封闭后,置于装有需要保鲜⾷品的密闭容器中,密闭容器中的氧⽓透过薄膜进⼊保鲜袋与葡萄糖反应,由此除去密闭容器中的氧,防⽌氧化作⽤的发⽣,达到⾷品保鲜的⽬的。葡萄糖氧化酶也可以直接加到罐装果汁、⽔果罐头等含有葡萄糖的⾷品中,起到防⽌⾷品氧化变质的效果,同时也可以有效的防⽌容器的氧化作⽤[37]。2.2 ⾷品的灭菌保鲜
微⽣物的污染会引起⾷品的变质、腐败。杀灭微⽣物污染有很多⽅法,但这些⽅法可能引起⾷品品质的改变,防腐剂的添加还可能对⼈体健康带来某些不良的影响。⽤溶菌酶处理⾷品可以杀灭存在于⾷品中的细菌,以达到防腐保鲜的效果。在⼲酪、⽔产品、啤酒、清酒、鲜奶、奶粉、⽣⾯条等⽣产中应⽤⼴泛[38]。
溶菌酶现⼰⼴泛应⽤于⽔产品⾁⾷品蛋糕清酒料酒饮料以及⽇⽤化妆品的防腐剂由于⾷品中的羟基和酸会影响溶菌酶的活性因此它⼀般与酒植酸⽢氨酸等物质配合使⽤⽬前与⽢氨酸配合使⽤的溶菌酶制剂应⽤于⾯⾷⽔产熟⾷及冰淇淋等⾷品的防腐在低度酒中添加20mg/kg 的溶菌酶不仅对酒的风味⽆任何不良影响还可防⽌产酸菌的⽣长同时受酒类澄清剂的影响很⼩是低度酒类较好的防腐剂,如⽇本就把溶菌酶⽤于清酒的防腐此外溶菌酶还可⽤于pH6.0-7.5的饮料和果汁的防腐[39]。2.3 在⾷品包装及保藏中的应⽤
⾕氨酰胺转胺酶在⾼浓度的条件下制得的薄膜具有⾼拉⼒强度且不溶于⽔及其他溶剂。李红等⼈的研究表明:利⽤⾕氨酰胺转胺酶⽣产的⼤⾖蛋⽩⾷⽤保鲜膜有较好的⽔蒸⽓阻隔性能和隔油性,能达到⾷品保鲜的要求[22]。Venugopal 等⼈利⽤⾕氨酰胺转胺酶处理鱼⾁蛋⽩后,可⽣成可⾷性的薄膜,可直接⽤于⽔产品的包装和保藏。提⾼产品的外观和货架期。另外⾕氨酰胺转胺酶可以⽤于包埋脂类和脂溶性物质,可以防⽌⽔产品氧化腐败[40]。3.酶在⾷品检测分析中的应⽤
酶检测法就是⽤酶来测定某些⽤⼀般化学⽅法难于检测的⾷品成分的含量或测定⾷品中某些特殊酶的活性或含量。其特点是准确、快速、特异性和灵敏性。酶法分析包括⾷品组分的酶法测定、⾷品质量的酶法评价及⾷品卫⽣与安全等⽅⾯的问题。3.1酶免疫测定(ELISA)法
酶免疫测定(Enzyme immunoassay,ELISA)是继放射免疫测定技术(radioimmunoassay RIA)之后发展起来的⼀项新的免疫学技术,它将酶促反应的⾼效率和免疫反应的⾼度专⼀性有机地结合起来,可对⽣物体内各种微量有机物的含量进⾏测定(只要有纯品)。⽬前,ELISA技术在⾷品中也得到了越来越⼴泛的应⽤。采⽤ELISA法测定的真菌毒素有:黄曲霉毒素B1、黄曲毒毒素Ml、T-2毒素和⽟⽶⾚霉烯酮(F-2)、杂⾊曲霉素、脱氧雪腐镰⼑菌烯醇(DON)、腐马素毒素(FT)也都相继建⽴了ELISA测定。农药残留、毒品、⽣物碱、⾷品中抗⽣素及激素等残留,藻类毒素、动物毒素(如河豚毒素)、贝类毒素已经或正在研究建⽴ELISA法[41]。3.2聚合酶链式反应(PCR)
聚合酶链式反应(PCR)以特定的基因⽚段为模板,利⽤⼈⼯合成的⼀对寡聚核苷酸为引物,以四种脱氧核苷酸为底物,在DNA聚合酶的作⽤下,通过DNA模板的变性,达到基因扩增的⽬的。PCR是⽬前转基因⾷品检测较为成熟的⽅法。刘光明等应⽤PCR-ELISA检测技术,建⽴了转基因⼤⾖与⽟⽶中常⽤外源基因的快速检测体系,并应⽤于进出境产品的转基因检测实际⼯作中,结果表明,PCR-ELISA法具有操作简便、灵敏特异、结果准确的优点可对转基因⼤⾖、⽟⽶及其它转基因产品进⾏定性和定量检测[42]。3.3酶⽣物传感器
酶传感器主要利⽤它对⽣物体的催化特性,且对特定底物有反应的特异性,
把这种特异性与电化学分析的迅速性和简便性结合起来,从含有多种多样的有机物的⽣物试样中,有选择地把特定物质迅速测定出来。它还具有能反复进⾏,不需要通常进⾏酶分析时需要的酶和显⽰剂,实现⽆试剂分析,因此,发展较快,现已有多酶传感器,可⽤在⽣产线上监控⾷品加⼯流程、发酵⼯艺过程及微⽣物浓度的控制,⼜可在包装材料上测知⾷品是否经过不当温度的贮存,冷冻时微⽣物含量及贮存寿命的预警[43]。
利⽤酶电极进⾏⾷品分析,已能测定多种氨基酸和⼀些糖类,如:⽤脲酶电报法测定⾷品中赖氨酸含量。由固定化蔗糖转化酶(INN),葡萄糖变旋酶(MLrr)及葡萄糖氧化酶(GOD)的复合酶膜组成的过氧化氢双电极系统,可同时测定样品中蔗糖和葡萄糖的含量。具有操作简单,测定快速,结果准确可靠,仪器稳定性好,酶膜使⽤寿命长的特点,⼀次进样可同时测定样品中蔗糖和葡萄糖的含量,⽽且样品⽆需特别处理。适⽤于⾷品发酵液中蔗糖和葡萄糖的测定[44]。在酿酒过程中,将⼄醇酶和葡萄糖氧化酶固定成酶膜,与电极连接,制成的⽣物传感器可监控葡萄糖和⼄醇的浓度。利⽤嘌呤氧化酶电极,检测酶催化反应中过氧化氢的产⽣量,对鱼新鲜度进⾏测定。淀粉双酶传感器,测定⾷品中淀粉的含量。此外测定猪⾁、⽜乳鲜度的酶传感器也已开发出来。酶电极已在⾷品⾏业得到了⼴泛应⽤。3.4酶抑制率法
在⼀定条件下,有机磷和氨基甲酸酯类农药对丁酰胆碱酯酶的活性有抑制作⽤,在底物的作⽤下,酶分解成可发⽣显⾊反应的硫代胆碱。与显⾊剂反应后,⽤分光光度计测定吸光度随时间的变化值,计算出酶抑制率,通过酶抑制率判定蔬菜中农药残留的存在情况。许学勤等⽤固定化⼩麦酯酶测有机磷农药,所得固定化酶对10-7mol/L⽔平下敌敌畏的抑制仍有明显的响应。效果明显优于游离酶的抑制响应[45]。该法作为蔬菜⽣产,销售企业进⾏⽇常农残监测和质量管理的快速检测⼿段,是⾮常经济和有效的。具有⼴泛的实⽤性。也可作为质监部门监督抽查中的筛选检测⽅法。该法的应⽤,对加强⾷品安全质量管理,促进⽆公害的发展具有重要的意义。
此外,⽤溶液凝胶法固定--淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖氧化酶,将其⽤于流动注射化学发光分析体系,可实现对淀粉的快速检测,测定的线性范围为10~200mg/L,检出限为0.2mg/L,10次测定的相对标准偏差为1.8%[46]。⽤酶⼀重量法,精确度⾼,可分别测定总的、不溶性及可溶性的膳⾷纤维,且该⽅法适于⼀般⾷物如⾕类、⽔果、蔬菜和保健⾷品测定[47]。参考⽂献
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