生物酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的生物大分子，絕大多數(shù)的主要成分是蛋白質(zhì)，也有極少數(shù)為核酸。生物酶具有催化活性，生命體內(nèi)各種重要的生物化學(xué)代謝過程均離不開酶的參與。生物酶作為生物催化劑具有高效性和專一性的優(yōu)勢，其已在多個(gè)行業(yè)得到應(yīng)用推廣。在食品行業(yè)中，幾千年前我們的祖先就在不知不覺中開始利用生物酶制作各種食品。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和研究的深入，生物酶的作用逐漸被揭曉，不同類型生物酶被提取、加工、制備成各種生物酶制劑，更加方便地用于食品生產(chǎn)、保鮮、包裝、貯存等環(huán)節(jié)，發(fā)揮著獨(dú)特的作用。其中，生物酶制劑在食品保鮮中的應(yīng)用是一個(gè)成功的典型。

       生物酶的食品保鮮機(jī)理

       生物酶食品保鮮技術(shù)是利用生物酶的高效催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響（如降低或除去食品中的氧），保持食品原有的品質(zhì)和特性。生物酶本身還具有良好的抑菌作用（如能溶菌酶，能夠特異性水解細(xì)菌細(xì)胞壁中的肽聚糖而使細(xì)菌破裂死亡），達(dá)到防腐保鮮的目的。生物酶的保鮮作用機(jī)理具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：

       （1）除去食品包裝中的氧氣，減緩氧化變質(zhì)；

       （2）催化水解葡萄糖，抑制美拉德反應(yīng)，防止褐變；

       （3）水解、裂解細(xì)菌的細(xì)胞壁，起到抑菌的作用。

       在實(shí)際應(yīng)用中，往往是幾種機(jī)理共同產(chǎn)生作用。酶制劑保鮮技術(shù)與傳統(tǒng)的物理保鮮技術(shù)（如低溫冷藏、干熱滅菌、濕熱滅菌法等）和化學(xué)保鮮技術(shù)（添加苯甲酸及其鈉鹽、維生素C等）相比存在安全健康、價(jià)格低廉、保鮮效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，已成為食品保鮮研究的一個(gè)重要方向。

       幾種常見的生物酶保鮮劑及其應(yīng)用

       1、葡萄糖氧化酶

       葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase，GOD）是一種具有去除葡萄糖、脫氧和殺菌作用的需氧脫氫酶，對人體無毒副作用。葡萄糖氧化酶的主要來源是黑曲霉和青霉的發(fā)酵過程，發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)提純后制成高純度的固體粉末。葡萄糖氧化酶對β-D-葡萄糖有專一催化活性，在有氧條件下可將β-D-葡萄糖催化生成葡萄糖酸和過氧化氫。葡萄糖氧化酶在食品保鮮中有比較廣泛的應(yīng)用。

       將葡萄糖氧化酶應(yīng)用于含蛋類食品的生產(chǎn)，可去除蛋液中的葡萄糖，防止產(chǎn)品在儲存過程中出現(xiàn)褐變；在釀酒過程中添加葡萄糖氧化酶，可以抗氧化，保持酒的風(fēng)味，延長保存期；在果蔬汁中添加葡萄糖化酶，可除去溶解氧, 防止維生素C氧化變質(zhì)；在奶粉、茶葉、新鮮水果等的除氧包裝過程中，葡萄糖氧化酶的應(yīng)用也十分廣泛。

       2、溶菌酶

       溶菌酶（Lysozyme）是一種自然界中廣泛存在的天然防腐劑，能夠選擇性水解細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之間形成的β-1，4-糖苷鍵，從而壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，使細(xì)菌死亡或失去生理活性，但不會對人體細(xì)胞產(chǎn)生不利影響。溶菌酶可從蛋清液、淚液唾液、血液、乳汁等組織中獲得，其中蛋清液中溶菌酶含量最豐富。

       溶菌酶已被廣泛應(yīng)用于多種食品的保鮮，如冷鮮肉、臘腸、火腿制品、低濃度釀造酒、乳制品、水產(chǎn)品等，且優(yōu)勢明顯。以低濃度釀造酒為例，溶菌酶能有效抑制清酒、葡萄酒中的乳酸菌，防止產(chǎn)品變酸變臭。與傳統(tǒng)的水楊酸防腐相比，溶菌酶不到十分之一的添加量就能達(dá)到相當(dāng)?shù)囊志Ч?，且對胃和干?臟沒有損害，是一種綠色健康的生物酶防腐劑。

       3、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶

       谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（Transglutaminase，TG）是一類具有催化活性中心的單體蛋白質(zhì)，通過催化多肽或蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間的共價(jià)交聯(lián)，改善蛋白質(zhì)的功能與特性，提高食品的口感、味道和外觀。

       谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶常用于肉制品的保鮮，可代替肉制品加工中常用的品質(zhì)改良劑磷酸鹽，生產(chǎn)低鹽產(chǎn)品。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶也常用于乳制品的生產(chǎn)。在乳粉生產(chǎn)過程中，加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可提高酪蛋白的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，防止乳粉結(jié)塊；生產(chǎn)煉乳過程中加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，可防止蛋白質(zhì)顆粒沉淀和脂肪上浮，起到均質(zhì)和穩(wěn)定的作用；谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶同樣可以添加于冰淇淋產(chǎn)品中，增加其可塑性。

       4、乳過氧化物酶體系

       乳過氧化物酶（Lactoperoxidase，LP）是存在于牛乳中的一種血紅蛋白，屬于過氧化物酶，在新鮮牛乳中含量尤其豐富。乳過氧化物酶、硫氰酸鹽、過氧化氫，這三者共同構(gòu)成了鮮牛乳中天然存在的抗菌體系—乳過氧化物酶體系。只有三者共同存在時(shí)，乳過氧化物酶體系才具有抑菌活性。牛乳中天然存在乳過氧化物酶和硫氰酸鹽，但是不含過氧化氫，因此需外源添加過氧化氫。此外，牛乳中本底硫氰酸鹽的含量不足以激活乳過氧化物酶體系，也屬于限制因素，需要額外添加。

       乳過氧化物酶體系常用于乳制品的保鮮，能夠有效抑制鮮奶中嗜中溫細(xì)菌的生長，并對引起乳品貯藏期間腐敗的典型低溫菌具有殺菌作用。乳過氧化物酶體系也可用于肉制品的保鮮，可有效延長冷鮮豬肉的保鮮期，而且與乳酸鏈球菌肽復(fù)配使用，可使豬肉保鮮期達(dá)20天以上。

       生物酶保鮮技術(shù)的發(fā)展趨勢

       生物酶用于食品保鮮有諸多優(yōu)勢，但也存在一些尚需克服的問題。

       如，生物酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，對外界環(huán)境比較敏感，易受到溫度、pH值、重金屬離子等環(huán)境條件的影響而產(chǎn)生活性上的損失；

       再如，天然溶菌酶能夠選擇性抑制革蘭氏陽性菌的生長，但對革蘭氏陰性菌沒有抑制作用，限制了其應(yīng)用范圍。

       因此，解決目前存在的問題，是生物酶保鮮技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。比如發(fā)展“固定化酶”技術(shù)，將游離的生物酶與載體材料結(jié)合，載體材料能夠保護(hù)生物酶，減少環(huán)境因素的干擾，而且方便生物酶的回收與重復(fù)利用；發(fā)展溶菌酶增效技術(shù)，對溶菌酶進(jìn)行修飾，調(diào)整其分子結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展溶菌酶的抑菌譜，可拓寬其在食品保鮮中的應(yīng)用范圍。

       關(guān)鍵詞：生物酶、溶菌酶、保鮮

       文/zong