生物酶制劑正在改變傳統食品工業
發布時間：2015/10/16 點擊量：
食品安全問題時有發生，選擇自己在家烘焙的國人越來越多。想要吃到安全放心的食物，就只剩自力更生這一條路了嗎？隨著酶工程的發展，越來越多的酶制劑在食品工業中得到了應用，在提高食品安全性方面也有了新進展。專家預言，生物酶制劑正在改變傳統食品工業。
可替代部分化學添加劑
國內層出不窮的食品安全事件，將越來越多的消費者變成了“成分控”。在超市貨架旁，經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。“這些都是化學合成的改良劑。消費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。”諾維信谷物加工業務總監崔劍峰解釋道。
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、質地松軟，又要不使用或少使用化學合成的改良劑，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添加劑來改善食品風味，在國際上已有應用先例。
來自瑞士的食品技術專家吉萊摩·百利度博士舉了一個在歐洲暢銷的使用了清潔標簽的加倍高纖維面包的例子。清潔標簽產品意味著配料欄中不出現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，同時強化了膳食纖維，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理面團，在滿足天然、無添加、高纖維的同時，保持了美味和柔韌。
而對于食品生產加工企業來說，酶制劑的創新研發，還有助于降低生產成本和減少污染物的排放。據諾維信谷物加工行業營銷總監弗雷德里克·梅爾比介紹，傳統淀粉液化過程只有在ph值達到5.5時才能實現，因此，為了將ph值提高到適合液化的水平，需要添加化學品，在液化過程結束時還需再次添加化學品降低ph值。而諾維信最新研發的全新α-淀粉酶lphera可在低ph值下進行液化。“這意味著，酸堿化學物的用量可減少一半以上。此外，它還可以延長離子交換的時間，反過來減少化學物用量、耗水量和污水排放量。”梅爾比說。據估測，lphera可讓淀粉加工廠每公噸底物最多節省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，每年可節支多達60萬美元。
安全性更具優勢
在食品安全國家標準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。相對于其他化學合成添加劑來說，酶制劑真的安全嗎?“酶的本質是具有催化活性的生物大分子,基本上都是以蛋白質的形式存在。”王日葵介紹道，酶本身無毒、無味、無嗅，不會影響食品的安全性和使用價值。
此外，相較于其他化學合成添加劑，酶本身的特性使其在安全性方面更具優勢。例如，酶具有高度催化性，低濃度的酶也能使反應快速進行;酶作用時所要求的溫度、ph值等條件溫和，不會影響食品質量;酶有嚴格的專一性，在成分復雜的原料中可避免引起不必要的化學變化等。
針對酶制劑安全性的另一個擔憂則是，盡管酶有天然屬性，但量產的酶制劑本身也是工業產品，如何保證生產出來的酶制劑是安全無毒的呢?據浙江大學生物系統工程與食品科學學院教授陳啟和介紹，在生產過程中，酶制劑的安全性主要考慮的是酶生產的微生物菌株。理論上，如果菌株是安全的，且菌株和發酵產物進行過系列安全性評價，則一般認為酶制劑是安全的。“當然，并不是所有的產酶微生物都是安全的，要嚴格按照國家具體的條例規定和管理要求來操作。”陳啟和補充道，食品酶的安全性問題已引起重點關注，如何研發出高效、安全的食品加工用酶制劑是該領域的核心問題。
事實上，在食品安全檢測領域，酶制劑也開始得到應用。酶聯免疫測定是一項新的免疫學技術，由于酶的催化頻率很高，所以可以放大反應效果，提高測定敏感度。近年來，這種方法已應用于毒素、微生物污染、農藥殘留、重金屬污染以及肉類品質等的檢測。
再比如，酶傳感器是將酶的催化性和特異性與電化學分析的迅速、便捷性結合起來，從含多種有機物的生物試樣中，選擇性地把特定物質迅速測定出來。“火腿腸中亞硝酸鈉的測定，就可以采用這種方法。”王日葵說。
使用成本高制約推廣
號稱我國“史上最嚴”的食品安全法于10月正式實施，陳啟和認為，在日益嚴峻的食品安全形勢面前，我國酶制劑在食品工業中的應用研發也應隨之加緊進行。但遺憾的是，從傳統食品工業中應用酶制劑的現狀來看，國外對酶制劑的依賴程度比較高，而我國在傳統食品工業加工中對酶制劑的應用并不多。
以傳統釀造酒生產為例，國內普遍過分依賴曲的作用，而對酶的高效應用甚少關注。“如果能借助酶制劑，傳統發酵食品生產中所形成的有害物質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，就可以通過研發新的酶制劑進行分解，從而得到品質更高、風味更佳、安全性更優的傳統發酵產品。”陳啟和告訴記者。
在王日葵看來，目前，在食品加工領域使用的高活性酶制劑普遍價格不菲，這是酶制劑應用受到制約的一個主要原因。因此，生產高活性、低價格的酶制劑將成為今后研究的一個方向。此外，以固定化酶為代表的酶制劑長期使用或回收再利用，也是降低酶制劑使用成本的一個方向。
可替代部分化學添加劑
國內層出不窮的食品安全事件，將越來越多的消費者變成了“成分控”。在超市貨架旁，經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。“這些都是化學合成的改良劑。消費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。”諾維信谷物加工業務總監崔劍峰解釋道。
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、質地松軟，又要不使用或少使用化學合成的改良劑，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添加劑來改善食品風味，在國際上已有應用先例。
來自瑞士的食品技術專家吉萊摩·百利度博士舉了一個在歐洲暢銷的使用了清潔標簽的加倍高纖維面包的例子。清潔標簽產品意味著配料欄中不出現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，同時強化了膳食纖維，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理面團，在滿足天然、無添加、高纖維的同時，保持了美味和柔韌。
而對于食品生產加工企業來說，酶制劑的創新研發，還有助于降低生產成本和減少污染物的排放。據諾維信谷物加工行業營銷總監弗雷德里克·梅爾比介紹，傳統淀粉液化過程只有在ph值達到5.5時才能實現，因此，為了將ph值提高到適合液化的水平，需要添加化學品，在液化過程結束時還需再次添加化學品降低ph值。而諾維信最新研發的全新α-淀粉酶lphera可在低ph值下進行液化。“這意味著，酸堿化學物的用量可減少一半以上。此外，它還可以延長離子交換的時間，反過來減少化學物用量、耗水量和污水排放量。”梅爾比說。據估測，lphera可讓淀粉加工廠每公噸底物最多節省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，每年可節支多達60萬美元。
安全性更具優勢
在食品安全國家標準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。相對于其他化學合成添加劑來說，酶制劑真的安全嗎?“酶的本質是具有催化活性的生物大分子,基本上都是以蛋白質的形式存在。”王日葵介紹道，酶本身無毒、無味、無嗅，不會影響食品的安全性和使用價值。
此外，相較于其他化學合成添加劑，酶本身的特性使其在安全性方面更具優勢。例如，酶具有高度催化性，低濃度的酶也能使反應快速進行;酶作用時所要求的溫度、ph值等條件溫和，不會影響食品質量;酶有嚴格的專一性，在成分復雜的原料中可避免引起不必要的化學變化等。
針對酶制劑安全性的另一個擔憂則是，盡管酶有天然屬性，但量產的酶制劑本身也是工業產品，如何保證生產出來的酶制劑是安全無毒的呢?據浙江大學生物系統工程與食品科學學院教授陳啟和介紹，在生產過程中，酶制劑的安全性主要考慮的是酶生產的微生物菌株。理論上，如果菌株是安全的，且菌株和發酵產物進行過系列安全性評價，則一般認為酶制劑是安全的。“當然，并不是所有的產酶微生物都是安全的，要嚴格按照國家具體的條例規定和管理要求來操作。”陳啟和補充道，食品酶的安全性問題已引起重點關注，如何研發出高效、安全的食品加工用酶制劑是該領域的核心問題。
事實上，在食品安全檢測領域，酶制劑也開始得到應用。酶聯免疫測定是一項新的免疫學技術，由于酶的催化頻率很高，所以可以放大反應效果，提高測定敏感度。近年來，這種方法已應用于毒素、微生物污染、農藥殘留、重金屬污染以及肉類品質等的檢測。
再比如，酶傳感器是將酶的催化性和特異性與電化學分析的迅速、便捷性結合起來，從含多種有機物的生物試樣中，選擇性地把特定物質迅速測定出來。“火腿腸中亞硝酸鈉的測定，就可以采用這種方法。”王日葵說。
使用成本高制約推廣
號稱我國“史上最嚴”的食品安全法于10月正式實施，陳啟和認為，在日益嚴峻的食品安全形勢面前，我國酶制劑在食品工業中的應用研發也應隨之加緊進行。但遺憾的是，從傳統食品工業中應用酶制劑的現狀來看，國外對酶制劑的依賴程度比較高，而我國在傳統食品工業加工中對酶制劑的應用并不多。
以傳統釀造酒生產為例，國內普遍過分依賴曲的作用，而對酶的高效應用甚少關注。“如果能借助酶制劑，傳統發酵食品生產中所形成的有害物質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，就可以通過研發新的酶制劑進行分解，從而得到品質更高、風味更佳、安全性更優的傳統發酵產品。”陳啟和告訴記者。
在王日葵看來，目前，在食品加工領域使用的高活性酶制劑普遍價格不菲，這是酶制劑應用受到制約的一個主要原因。因此，生產高活性、低價格的酶制劑將成為今后研究的一個方向。此外，以固定化酶為代表的酶制劑長期使用或回收再利用，也是降低酶制劑使用成本的一個方向。
