復合酶制劑在發酵面食中的應用

劉高峰，田天娥，汪小平，連 鋒，陳世玩，李堅鋒，劉 偉，鐘燕連

（中山市南方新元食品生物工程有限公司，廣東 中山 528437）

酶是一種具有生物催化活性的蛋白質，有高度專一性、催化效率高、操作條件溫和及健康等特點。酶制劑作為一類綠色食品添加劑，用于改善食品品質和食品制造工藝，其應用已越來越普遍，品種也不斷增多。針對不同食品加工應用領域特點，我們公司已開發出各種專用復合酶制劑。復合酶制劑是根據產品的需要，把多種酶制劑及原輔料按一定比例混合而成的食品添加劑。把多種酶制劑混合使用，往往有協同增效作用，還可減少單一酶的使用量，現就復合酶制劑在發酵面食制品加工中的應用作簡單介紹。小麥、玉米、高粱、燕麥及蕎麥等谷物主要成分是淀粉，其次是蛋白質，在其面食品（發酵焙烤食品、發酵蒸煮類面制品等）加工中一般主要用以下幾類酶：

1 面包中常用的酶制劑及作用

生產面包對面粉品質要求較高，進口的強筋小麥最適合于生產面包專用粉，但進口數量有限，且價格較高，在實際應用中受到一定限制。國產優質小麥培育和種植近年發展很快，涌現出一批優質強筋小麥品種，其品質雖暫時趕不上進口強筋小麥，但基本上能滿足生產面包專用粉的質量要求。若再通過添加面粉改良劑進行一定地處理，就能作為生產優質面包的專用粉。下面介紹幾種面包中常用的酶制劑及其作用。

1.1 α-淀粉酶

α-淀粉酶可以以隨機的方式從直鏈淀粉內部水解糖苷鍵，最終產物是麥芽糖和葡萄糖。淀粉酶在面包生產中的作用是：將面團內的破損淀粉分解為麥芽糖及葡萄糖，提供給酵母發酵，產生二氧化碳，增大面包體積。淀粉酶將一部分淀粉分解可以使面團軟化、延伸性增加，得到體積大而組織細膩的面包；同時淀粉酶能改變淀粉性質，使淀粉的老化作用緩慢，延長面包保持柔軟的時間，但應用時要注意控制淀粉酶的用量，并不是越多越好，淀粉酶添加過多則會使面包體積偏小，芯發粘。

總之適量淀粉酶可加快面團發酵速度，縮短發酵時間，提高入爐急脹性，改善面包內部組織結構，使面包有較好松軟度，增大面包比容，使面包表皮色澤良好而穩定，延緩淀粉老化，延長面包保鮮時間。

1.2 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶在氧氣存在的條件下能將葡萄糖轉化為葡萄糖酸，同時產生過氧化氫。過氧化氫是一種強氧化劑，能將面筋分子中巰基(-SH)氧化為二硫鍵(-S-S-)，增加面筋筋力。過氧化氫在面團內過氧化物酶的作用下產生自由基，促進水溶性戊聚糖中阿魏酸過氧化交聯凝膠作用，從而形成較大網狀結構，增強面筋網絡彈性。因此葡萄糖氧化酶能夠顯著改善面粉粉質特性，加強面筋蛋白間三維空間網狀結構，延長穩定時間，減小弱化度，強化面筋，生成更強、更具有彈性的面團，增大面包體積，從而提高烘焙質量。

1.3 木聚糖酶或戊聚糖酶

面粉中非淀粉多糖主要為戊聚糖，對面團的流變性和面包的體積起著重要的作用。戊聚糖分為水溶性戊聚糖和水不溶性戊聚糖，水溶性戊聚糖對面制品的品質有改良作用，而不溶性戊聚糖對面制品的品質卻有破壞作用。戊聚糖酶可以將水不溶性戊聚糖分解，變成水溶性戊聚糖，從而提高面筋網絡的彈韌性，增強面團對過度攪拌的耐受力，改善面團的可操作性及穩定性，增強面團的持氣能力，提高面包的入爐急脹性，增大面包體積。

木聚糖酶可以使阿拉伯木聚糖和面筋之間水分重新分布，或使水溶性木聚糖分子長鏈更易于與蛋白質等大分子結合，使該部分木聚糖參與到面筋網絡結構中去，或增加面筋與淀粉膜的強度和延伸性，使面包在高溫焙烤時氣泡不容易破裂，二氧化碳擴散離開面團的速率減慢，使最終產品體積增大，內部結構更加均勻而細膩，產生蜂窩狀微孔，從而使面包松軟、質地細膩，面包芯持水能力大為增強，面包老化過程得以延緩。大量研究證明，戊聚糖酶和木聚糖酶因其對面包品質顯著改良作用及公認安全性，已成為面包改良劑中一種重要成分。

1.4 過氧化氫酶

幾乎所有的生物機體都存在過氧化氫酶，包括小麥籽粒及其加工而成的面粉。過氧化氫酶能夠催化過氧化氫釋放出氧，進而將面筋分子中巰基(-SH)氧化為二硫鍵(-S-S-)，增強面團的面筋網絡結構，增大面包的體積。一般過氧化氫酶和葡萄糖氧化酶配合使用效果更好。

1.5 脂肪氧化酶

脂肪氧化酶是一種含非血紅素鐵的蛋白質，專一催化具有順、順一1，4戊二烯結構的多元不飽和脂肪酸加氧反應，氧化生成具有共軛雙鍵的過氧化氫物。過氧化氫物作為氧化劑繼續氧化面粉，改善面團的流變性。脂肪氧化酶在面團中有雙重作用，一是氧化面粉中的色素使之褪色，增加面包內部組織光澤和白度；二是氧化不飽和脂肪酸使之形成過氧化物，氧化蛋白質分子中的硫氫基團，形成分子內和分子間的二硫鍵，誘導蛋白質分子聚合，使蛋白質分子變得更大，從而提高面筋筋力，改善面包質構，使面包瓤更加柔軟。

1.6 脂肪酶

脂肪酶是一類具有多種催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其它一些水不溶性酯類的水解、醇解、酯化、轉酯化及酯類的逆向合成反應。脂肪酶對脂肪—蛋白質的相互作用有重要影響。通過對結合脂肪的酶解，釋放出游離脂肪及與蛋白質中疏水結合的部位，從而對面團的流變性及面筋產生影響。在面團的調制過程中加入脂肪酶，出現和乳化劑相同的效果，如改善面團特性及增加面包的體積，同時脂肪酶對面團強度具有明顯的改善作用，可解決加入強筋劑后面團延伸性變短的缺點。

1.7 蛋白酶

蛋白酶可降低面團的筋力，使強筋面團更容易操作，且可塑性強。制作面包時適量添加蛋白酶，會使面團中多肽和氨基酸含量增加。亮氨酸和苯丙氨酸是形成香味的中間產物，多肽則是潛在的滋味增強劑、氧化劑、甜味劑或苦味劑。適量添加蛋白酶有利于改善面包皮的顏色和面包的香氣口味；過量添加則會使面團變粘，面包質量下降。實驗表明，每1 kg面粉較適合的添加量為0.001～0.01 g。

1.8 谷氨酰胺轉氨酶

谷氨酰胺轉氨酶可催化蛋白質多肽發生分子內和分子間共價交聯，從而改善蛋白質的結構和功能，對蛋白質的性質如發泡性、乳化性、乳化穩定性、熱穩定性、保水性和凝膠能力影響顯著，進而改善食品的風味、口感、質地和外觀等。在面包面團中添加谷氨酰胺轉氨酶，可降低面團硬度，增加面團塑性；增加面團吸水率，提高面包出品率；減少面團攪拌能量，節省加工成本。谷氨酰胺轉氨酶在面包焙烤中的作用類似氧化改良劑，但添加過多面包體積反而會偏小，因此要注意用量。

1.9 植酸酶

植酸酶為催化植酸及其鹽類水解為肌醇與磷酸(鹽)的一類酶的總稱，屬磷酸單脂水解酶，具有特殊的空間結構，能夠依次分解植酸分子中的磷，將植酸(鹽)降解為肌醇和無機磷，同時釋放出與植酸(鹽)結合的其它營養物質。植酸廣泛存在于植物組織和一些糧食產品中。植酸能限制小麥粉中金屬礦物質的活性，如鋅、鐵等，導致其很難被人體吸收，因此為抗營養因子。添加植酸酶可分解植酸，同時能改善面包質構，增加面包體積。全麥面包中含有大量對人體有益膳食纖維，但全麥粉中也存在一些植酸(鹽)，所以在全麥面包中應用植酸酶是必要的，植酸酶不會影響面團的pH，但能縮短面團醒發時間，改善面包質構，增加面包比容。

2 蒸煮發酵類面制品中常用的酶制劑及作用

2.1 α-淀粉酶

淀粉酶可以水解面粉中的淀粉，產生可供酵母利用的糖，促進酵母產氣，從而增加饅頭的體積。淀粉酶對饅頭的外部品質指標有改良作用，相關研究表明淀粉酶能明顯改善饅頭的表皮色澤及瓤色、高徑比、咀嚼性和硬度，其研究證明饅頭中淀粉酶添加量為30 mg/kg時饅頭外部品質和內部品質都較好。

2.2 木聚糖酶

木聚糖酶可以水解面粉中不溶性的木聚糖而改善面筋網絡，改善面團的操作性和穩定性，使饅頭具有更好的組織結構和更大的體積。研究表明木聚糖酶在適當的添加范圍內可以明顯地改善饅頭的感官品質，同時改善饅頭心的硬度、彈性和柔軟性。木聚糖酶具有明顯的抗老化作用，可改善饅頭在貯存過程中的品質，從而延長其貨架壽命。根據饅頭的感官評分、饅頭皮和饅頭心的硬度變化，以及饅頭貯存過程中硬度和彈性的變化趨勢，發現木聚糖酶在饅頭制作中3 mg/kg面粉的添加量最佳。

2.3 真菌脂肪酶

真菌脂肪酶水解非極性的脂類 (如甘油三脂)，產生脂肪酸和二脂或一脂，脂肪酸可以作為面粉內源性脂肪氧化酶的底物，通過氧化反應，將面粉中的有色物質漂白，從而增加饅頭的白度，脂肪酶作用后產生的單酯增加淀粉(脂肪復合物)的生成，從而抑制淀粉酶粒的溶脹，增加饅頭的咬勁和光滑感，減小粘性，脂肪酶可以增加面團的穩定性，從而增加饅頭的耐醒發性，在醒發時不出現塌陷。

2.4 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶通過氧化葡萄糖生成葡萄糖酸和過氧化氫，其中過氧化氫可以氧化面團中的-SH生成二硫鍵(-S-S-)，從而強化面筋，增加面團的彈性，提高饅頭的挺立度。研究表明葡萄糖氧化酶對饅頭表皮的綜合白度和饅頭芯硬度改善效果最明顯，當達到葡萄糖氧化酶的添加量為20 mg/kg時，綜合白度值最大，饅頭芯硬度最軟；葡萄糖氧化酶對于多谷物饅頭的比容改善效果不明顯，隨著葡萄糖氧化酶的添加，多谷物饅頭的比容會出現降低的趨勢，所以葡萄糖氧化酶對于比容的改善沒有作用，甚至會起到負面作用；但葡萄糖氧化酶對于饅頭具有較好的抗老化性，當葡萄糖氧化酶添加量為20 mg/kg時，饅頭的抗老化效果最好。

2.5 脂肪酶

脂肪酶是一類具有多種催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其它一些水不溶性酯類的水解、醇解、酯化、轉酯化及酯類的逆向合成反應。脂肪酶對脂肪—蛋白質的相互作用有重要影響。通過對結合脂肪的酶解，釋放出游離脂肪及與蛋白質中疏水結合的部位，從而對面團的流變性及面筋產生影響。在面團的調制過程中加入脂肪酶，出現和乳化劑相同的效果，如改善面團特性及增加饅頭的體積，同時脂肪酶對面團強度具有明顯的改善作用，可解決加入強筋劑后面團延伸性變短的缺點。脂肪酶添加于面粉中，可以使面粉中不飽和脂肪酸氧化，同胡蘿卜素發生共軛氧化作用，從而將面粉漂白。

3 復合酶制劑協同效果

復合酶制劑的復配技術和配方將是面粉改良劑研究的首要形式。盡管已知的酶有許多作用，但單一的酶往往是特異性的酶，其產品品質的提高往往是間接的。幾種酶制劑混合使用往往有協同增效作用，起到“1+1＞2”的效果，還可減少單一酶的使用量。復合酶制劑在面制品中的應用也很廣泛。

戊聚糖酶或木聚糖酶與真菌淀粉酶結合使用時，能產生協同作用。一般來說，純木聚糖酶用量合適可使面團體積增大，但用量過高時，面團就會變得太粘。將木聚糖酶與少量的真菌淀粉酶結合使用時，就可采用較少份量的單一淀粉酶和木聚糖酶，制得較大體積和較好總體質量評分的面團，并避免發粘的問題。

脂肪酶不會使面團發粘，而且能夠大大地改進面團的穩定性和面包瓤的結構，因此，木聚糖酶或淀粉酶與脂肪酶之間的協同作用，為改進面團質量提供了許多可行性。脂肪酶(Lipase，EC 3.1.1.3)可以催化油脂水解，使面粉中的天然脂質得到改性，形成脂質、蛋白質、直鏈淀粉復合物，從而防止直鏈淀粉在烹煮過程中的滲出現象。

葡萄糖氧化酶雖能使面團強度加大卻會使之干硬，而高劑量的真菌淀粉酶則能賦予面團較好的延伸性，將這兩種酶結合使用，就能產生協同作用。此外，當這兩種酶與少量的抗壞血酸一起使用時，面團不僅非常穩定，而且能夠增加1%～2%的吸收水能力，使面包體積有更大的增長，面包皮也更為松脆，提高面包整體的感官品質。

4 酶制劑在面制品中的應用前景

隨著生活水平的提高，人民的生活模式已經由“溫飽型”逐步向“舒適型”轉變，今后人們不但要吃飽，更要吃好，吃得安全。近年來，人們越來越關心自己的飲食質量，崇尚天然食品已成為一種必然的趨勢。酶是一種純天然生物制品，屬于蛋白質，在面粉中經食品加工后變性，無毒無害，是標準的綠色食品添加劑，酶制劑具有專一性強、添加量少、改良效果好的優點，各種酶能夠在面粉品質改良方面發揮積極的作用，在面粉工業中的應用前景很好。酶制劑是一種純天然生物制品，無毒、無害、安全高效，酶本身又是蛋白質，可以說酶制劑是標準的綠色食品添加劑，酶制劑可以提高國內面粉的品質，使其接近或達到國外優質小麥面粉的質量，制作出更好的面制品，且酶制劑作為面粉品質的改良劑，有著化學改良劑無法比擬的優勢。因此有必要加大酶制劑作用機理及面粉、面制品的特性及用量等方面的研究，以拓寬應用領域和更好的應用效果，根據各種小麥面粉不同特性，同時結合不同酶制劑的各自特殊效果，并很好地利用酶制劑之間的協同增效作用，必將會給面制品加工業帶來新的生機和活力。酶制劑開發將不斷探索和發展，也將越來越廣泛地應用于面制品中。