生物酶制劑正在改變傳統(tǒng)食品工業(yè)
發(fā)布時(shí)間：2015/10/16 點(diǎn)擊量：
食品安全問題時(shí)有發(fā)生，選擇自己在家烘焙的國(guó)人越來越多。想要吃到安全放心的食物，就只剩自力更生這一條路了嗎？隨著酶工程的發(fā)展，越來越多的酶制劑在食品工業(yè)中得到了應(yīng)用，在提高食品安全性方面也有了新進(jìn)展。專家預(yù)言，生物酶制劑正在改變傳統(tǒng)食品工業(yè)。
可替代部分化學(xué)添加劑
國(guó)內(nèi)層出不窮的食品安全事件，將越來越多的消費(fèi)者變成了“成分控”。在超市貨架旁，經(jīng)常能看到有人拿著食品包裝袋翻來覆去地研究配料表，盡管大多數(shù)人并不了解上面寫的“氧化劑”、“乳化劑”、“降筋劑”到底是指什么。“這些都是化學(xué)合成的改良劑。消費(fèi)者拿到手的饅頭面包之所以白白胖胖柔軟可愛而非灰暗掉渣，都是改良劑在起作用。”諾維信谷物加工業(yè)務(wù)總監(jiān)崔劍峰解釋道。
以廣受歡迎的全谷物和高纖維食品為例，想要成品口感柔韌、質(zhì)地松軟，又要不使用或少使用化學(xué)合成的改良劑，其難度無異于“又要馬兒跑，又要馬兒不吃草”。“想要解決這一難題，就特別需要酶的幫忙。”崔劍鋒表示。
用酶制劑代替部分化學(xué)添加劑來改善食品風(fēng)味，在國(guó)際上已有應(yīng)用先例。
來自瑞士的食品技術(shù)專家吉萊摩·百利度博士舉了一個(gè)在歐洲暢銷的使用了清潔標(biāo)簽的加倍高纖維面包的例子。清潔標(biāo)簽產(chǎn)品意味著配料欄中不出現(xiàn)歐盟編碼的食品添加劑，保持食品天然的屬性。這款加倍纖維面包使用了全麥小麥粉，同時(shí)強(qiáng)化了膳食纖維，但完全沒有使用硬脂酰乳酸鈉和雙乙酰酒石酸單甘油酯等乳化劑，油和糖的含量也較低，而是使用了多種酶制劑來調(diào)理面團(tuán)，在滿足天然、無添加、高纖維的同時(shí)，保持了美味和柔韌。
而對(duì)于食品生產(chǎn)加工企業(yè)來說，酶制劑的創(chuàng)新研發(fā)，還有助于降低生產(chǎn)成本和減少污染物的排放。據(jù)諾維信谷物加工行業(yè)營(yíng)銷總監(jiān)弗雷德里克·梅爾比介紹，傳統(tǒng)淀粉液化過程只有在ph值達(dá)到5.5時(shí)才能實(shí)現(xiàn)，因此，為了將ph值提高到適合液化的水平，需要添加化學(xué)品，在液化過程結(jié)束時(shí)還需再次添加化學(xué)品降低ph值。而諾維信最新研發(fā)的全新α-淀粉酶lphera可在低ph值下進(jìn)行液化。“這意味著，酸堿化學(xué)物的用量可減少一半以上。此外，它還可以延長(zhǎng)離子交換的時(shí)間，反過來減少化學(xué)物用量、耗水量和污水排放量。”梅爾比說。據(jù)估測(cè)，lphera可讓淀粉加工廠每公噸底物最多節(jié)省1至1.2美元。如果一家工廠加工50萬噸底物，那么采用這種最新的酶制劑，每年可節(jié)支多達(dá)60萬美元。
安全性更具優(yōu)勢(shì)
在食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2760中，酶制劑被列入食品添加劑大類中的食品加工助劑范疇。也就是說，酶制劑本身也是一種食品添加劑。相對(duì)于其他化學(xué)合成添加劑來說，酶制劑真的安全嗎?“酶的本質(zhì)是具有催化活性的生物大分子,基本上都是以蛋白質(zhì)的形式存在。”王日葵介紹道，酶本身無毒、無味、無嗅，不會(huì)影響食品的安全性和使用價(jià)值。
此外，相較于其他化學(xué)合成添加劑，酶本身的特性使其在安全性方面更具優(yōu)勢(shì)。例如，酶具有高度催化性，低濃度的酶也能使反應(yīng)快速進(jìn)行;酶作用時(shí)所要求的溫度、ph值等條件溫和，不會(huì)影響食品質(zhì)量;酶有嚴(yán)格的專一性，在成分復(fù)雜的原料中可避免引起不必要的化學(xué)變化等。
針對(duì)酶制劑安全性的另一個(gè)擔(dān)憂則是，盡管酶有天然屬性，但量產(chǎn)的酶制劑本身也是工業(yè)產(chǎn)品，如何保證生產(chǎn)出來的酶制劑是安全無毒的呢?據(jù)浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院教授陳啟和介紹，在生產(chǎn)過程中，酶制劑的安全性主要考慮的是酶生產(chǎn)的微生物菌株。理論上，如果菌株是安全的，且菌株和發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行過系列安全性評(píng)價(jià)，則一般認(rèn)為酶制劑是安全的。“當(dāng)然，并不是所有的產(chǎn)酶微生物都是安全的，要嚴(yán)格按照國(guó)家具體的條例規(guī)定和管理要求來操作。”陳啟和補(bǔ)充道，食品酶的安全性問題已引起重點(diǎn)關(guān)注，如何研發(fā)出高效、安全的食品加工用酶制劑是該領(lǐng)域的核心問題。
事實(shí)上，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，酶制劑也開始得到應(yīng)用。酶聯(lián)免疫測(cè)定是一項(xiàng)新的免疫學(xué)技術(shù)，由于酶的催化頻率很高，所以可以放大反應(yīng)效果，提高測(cè)定敏感度。近年來，這種方法已應(yīng)用于毒素、微生物污染、農(nóng)藥殘留、重金屬污染以及肉類品質(zhì)等的檢測(cè)。
再比如，酶?jìng)鞲衅魇菍⒚傅拇呋院吞禺愋耘c電化學(xué)分析的迅速、便捷性結(jié)合起來，從含多種有機(jī)物的生物試樣中，選擇性地把特定物質(zhì)迅速測(cè)定出來。“火腿腸中亞硝酸鈉的測(cè)定，就可以采用這種方法。”王日葵說。
使用成本高制約推廣
號(hào)稱我國(guó)“史上最嚴(yán)”的食品安全法于10月正式實(shí)施，陳啟和認(rèn)為，在日益嚴(yán)峻的食品安全形勢(shì)面前，我國(guó)酶制劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用研發(fā)也應(yīng)隨之加緊進(jìn)行。但遺憾的是，從傳統(tǒng)食品工業(yè)中應(yīng)用酶制劑的現(xiàn)狀來看，國(guó)外對(duì)酶制劑的依賴程度比較高，而我國(guó)在傳統(tǒng)食品工業(yè)加工中對(duì)酶制劑的應(yīng)用并不多。
以傳統(tǒng)釀造酒生產(chǎn)為例，國(guó)內(nèi)普遍過分依賴曲的作用，而對(duì)酶的高效應(yīng)用甚少關(guān)注。“如果能借助酶制劑，傳統(tǒng)發(fā)酵食品生產(chǎn)中所形成的有害物質(zhì)能得到一定程度降低。比如氨基甲酸乙酯、生物胺等有害物質(zhì)，就可以通過研發(fā)新的酶制劑進(jìn)行分解，從而得到品質(zhì)更高、風(fēng)味更佳、安全性更優(yōu)的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品。”陳啟和告訴記者。
在王日葵看來，目前，在食品加工領(lǐng)域使用的高活性酶制劑普遍價(jià)格不菲，這是酶制劑應(yīng)用受到制約的一個(gè)主要原因。因此，生產(chǎn)高活性、低價(jià)格的酶制劑將成為今后研究的一個(gè)方向。此外，以固定化酶為代表的酶制劑長(zhǎng)期使用或回收再利用，也是降低酶制劑使用成本的一個(gè)方向。
可替代部分化學(xué)添加劑
國(guó)內(nèi)層出不窮的食品安全事件，將越來越多的消費(fèi)者變成了“成分控”。在超市貨架旁，經(jīng)常能看到有人拿著食品包裝袋翻來覆去地研究配料表，盡管大多數(shù)人并不了解上面寫的“氧化劑”、“乳化劑”、“降筋劑”到底是指什么。“這些都是化學(xué)合成的改良劑。消費(fèi)者拿到手的饅頭面包之所以白白胖胖柔軟可愛而非灰暗掉渣，都是改良劑在起作用。”諾維信谷物加工業(yè)務(wù)總監(jiān)崔劍峰解釋道。
以廣受歡迎的全谷物和高纖維食品為例，想要成品口感柔韌、質(zhì)地松軟，又要不使用或少使用化學(xué)合成的改良劑，其難度無異于“又要馬兒跑，又要馬兒不吃草”。“想要解決這一難題，就特別需要酶的幫忙。”崔劍鋒表示。
用酶制劑代替部分化學(xué)添加劑來改善食品風(fēng)味，在國(guó)際上已有應(yīng)用先例。
來自瑞士的食品技術(shù)專家吉萊摩·百利度博士舉了一個(gè)在歐洲暢銷的使用了清潔標(biāo)簽的加倍高纖維面包的例子。清潔標(biāo)簽產(chǎn)品意味著配料欄中不出現(xiàn)歐盟編碼的食品添加劑，保持食品天然的屬性。這款加倍纖維面包使用了全麥小麥粉，同時(shí)強(qiáng)化了膳食纖維，但完全沒有使用硬脂酰乳酸鈉和雙乙酰酒石酸單甘油酯等乳化劑，油和糖的含量也較低，而是使用了多種酶制劑來調(diào)理面團(tuán)，在滿足天然、無添加、高纖維的同時(shí)，保持了美味和柔韌。
而對(duì)于食品生產(chǎn)加工企業(yè)來說，酶制劑的創(chuàng)新研發(fā)，還有助于降低生產(chǎn)成本和減少污染物的排放。據(jù)諾維信谷物加工行業(yè)營(yíng)銷總監(jiān)弗雷德里克·梅爾比介紹，傳統(tǒng)淀粉液化過程只有在ph值達(dá)到5.5時(shí)才能實(shí)現(xiàn)，因此，為了將ph值提高到適合液化的水平，需要添加化學(xué)品，在液化過程結(jié)束時(shí)還需再次添加化學(xué)品降低ph值。而諾維信最新研發(fā)的全新α-淀粉酶lphera可在低ph值下進(jìn)行液化。“這意味著，酸堿化學(xué)物的用量可減少一半以上。此外，它還可以延長(zhǎng)離子交換的時(shí)間，反過來減少化學(xué)物用量、耗水量和污水排放量。”梅爾比說。據(jù)估測(cè)，lphera可讓淀粉加工廠每公噸底物最多節(jié)省1至1.2美元。如果一家工廠加工50萬噸底物，那么采用這種最新的酶制劑，每年可節(jié)支多達(dá)60萬美元。
安全性更具優(yōu)勢(shì)
在食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2760中，酶制劑被列入食品添加劑大類中的食品加工助劑范疇。也就是說，酶制劑本身也是一種食品添加劑。相對(duì)于其他化學(xué)合成添加劑來說，酶制劑真的安全嗎?“酶的本質(zhì)是具有催化活性的生物大分子,基本上都是以蛋白質(zhì)的形式存在。”王日葵介紹道，酶本身無毒、無味、無嗅，不會(huì)影響食品的安全性和使用價(jià)值。
此外，相較于其他化學(xué)合成添加劑，酶本身的特性使其在安全性方面更具優(yōu)勢(shì)。例如，酶具有高度催化性，低濃度的酶也能使反應(yīng)快速進(jìn)行;酶作用時(shí)所要求的溫度、ph值等條件溫和，不會(huì)影響食品質(zhì)量;酶有嚴(yán)格的專一性，在成分復(fù)雜的原料中可避免引起不必要的化學(xué)變化等。
針對(duì)酶制劑安全性的另一個(gè)擔(dān)憂則是，盡管酶有天然屬性，但量產(chǎn)的酶制劑本身也是工業(yè)產(chǎn)品，如何保證生產(chǎn)出來的酶制劑是安全無毒的呢?據(jù)浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院教授陳啟和介紹，在生產(chǎn)過程中，酶制劑的安全性主要考慮的是酶生產(chǎn)的微生物菌株。理論上，如果菌株是安全的，且菌株和發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行過系列安全性評(píng)價(jià)，則一般認(rèn)為酶制劑是安全的。“當(dāng)然，并不是所有的產(chǎn)酶微生物都是安全的，要嚴(yán)格按照國(guó)家具體的條例規(guī)定和管理要求來操作。”陳啟和補(bǔ)充道，食品酶的安全性問題已引起重點(diǎn)關(guān)注，如何研發(fā)出高效、安全的食品加工用酶制劑是該領(lǐng)域的核心問題。
事實(shí)上，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，酶制劑也開始得到應(yīng)用。酶聯(lián)免疫測(cè)定是一項(xiàng)新的免疫學(xué)技術(shù)，由于酶的催化頻率很高，所以可以放大反應(yīng)效果，提高測(cè)定敏感度。近年來，這種方法已應(yīng)用于毒素、微生物污染、農(nóng)藥殘留、重金屬污染以及肉類品質(zhì)等的檢測(cè)。
再比如，酶?jìng)鞲衅魇菍⒚傅拇呋院吞禺愋耘c電化學(xué)分析的迅速、便捷性結(jié)合起來，從含多種有機(jī)物的生物試樣中，選擇性地把特定物質(zhì)迅速測(cè)定出來。“火腿腸中亞硝酸鈉的測(cè)定，就可以采用這種方法。”王日葵說。
使用成本高制約推廣
號(hào)稱我國(guó)“史上最嚴(yán)”的食品安全法于10月正式實(shí)施，陳啟和認(rèn)為，在日益嚴(yán)峻的食品安全形勢(shì)面前，我國(guó)酶制劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用研發(fā)也應(yīng)隨之加緊進(jìn)行。但遺憾的是，從傳統(tǒng)食品工業(yè)中應(yīng)用酶制劑的現(xiàn)狀來看，國(guó)外對(duì)酶制劑的依賴程度比較高，而我國(guó)在傳統(tǒng)食品工業(yè)加工中對(duì)酶制劑的應(yīng)用并不多。
以傳統(tǒng)釀造酒生產(chǎn)為例，國(guó)內(nèi)普遍過分依賴曲的作用，而對(duì)酶的高效應(yīng)用甚少關(guān)注。“如果能借助酶制劑，傳統(tǒng)發(fā)酵食品生產(chǎn)中所形成的有害物質(zhì)能得到一定程度降低。比如氨基甲酸乙酯、生物胺等有害物質(zhì)，就可以通過研發(fā)新的酶制劑進(jìn)行分解，從而得到品質(zhì)更高、風(fēng)味更佳、安全性更優(yōu)的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品。”陳啟和告訴記者。
在王日葵看來，目前，在食品加工領(lǐng)域使用的高活性酶制劑普遍價(jià)格不菲，這是酶制劑應(yīng)用受到制約的一個(gè)主要原因。因此，生產(chǎn)高活性、低價(jià)格的酶制劑將成為今后研究的一個(gè)方向。此外，以固定化酶為代表的酶制劑長(zhǎng)期使用或回收再利用，也是降低酶制劑使用成本的一個(gè)方向。
