酶在焙烤食品制作中有哪些用途？

　　世界上小麦的消费主要集中在焙烤食品的生产上，其中面包的生产占很大的比例。印度80%的小麦以加工传统食品如chapathi的形式被消耗。全麦面包产量的增加一方面是由于人们对高膳食纤维食品需求量的增加，另一方面是由于南非地区全麦面包价格较低。此外，流行病学观察发现：在许多西方国家，冠心病、糖尿病以及其他几种遗传病盛行，也使全麦面包的研究得到普遍重视。我国面包工业向主食工业化，低脂肪、有机、营养方向发展。

　　面包生产中，还有很多研究工作要做，如面包的抗老化、组织结构的改善等。面包老化会产生严重的经济损失，美国每年大约有10亿美元的烘焙食品因此而废弃。要想占有一定的市场份额，必须克服这一问题使面包货架期延长。

　　酶作为一种天然的面团改良剂在烘焙食品中的应用已有50多年的历史,但由于成本问题，其大规模的应用近几年才得以实现。

　　1酶在面包制作中的应用

　　1.1淀粉酶在焙烤食品中的作用

　　α－淀粉酶通常与蛋白酶一起应用于改善面团的功能性质。小麦及黑麦面粉只含约0.5%～1.0％的可发酵糖，不能提供酵母生长所需的糖。如果面粉中α－淀粉酶的活力不足，淀粉分解所产生的麦芽糖含量很低，面团起发性不好。因此面团中可加入约0.3％的麦芽α－淀粉酶或真菌α－淀粉酶以提高面团的质量。真菌α－淀粉酶对热不稳定，在烘烤的过程中易失活，与葡萄糖淀粉酶可以共同控制产品还原糖的含量，进而影响产品的质量，如颜色等。α－淀粉酶可降低产品黏度，改善产品的加工性能，最终使产品松软，体积增大。焙烤过程中，淀粉胶凝，蛋白质变性形成刚性结构并释放水到淀粉凝胶中去。如果α－淀粉酶活力过高，烘烤过程前期过量淀粉水解，则会导致面包黏性增强，体积较小。真菌α－淀粉酶在75℃时失活，所以不会产生上述情况，会使面包的货架期延长两倍。S.Sahlstrom等研究了面包制作中四种真菌α－淀粉酶的加入，调粉时间及醒发时间对面包质量及货架期的影响。研究结果表明：酶的加入会增大面包体积，但加入α-淀粉酶似乎对降低调粉时间和醒发时间无影响。加入Pullulanase可延迟面包老化。α－淀粉酶不能水解完整的淀粉颗粒。酵母发酵的过程中也依赖于β－淀粉酶产生的还原糖，进而通过美拉德反应产生良好的风味和色泽。MarcJ.E.C.vanderMaarel等对α－淀粉酶系的特性、三维空间结构，催化机理及应用进行了比较详细的研究。F.Randez-Gil,J.A.Prieto等在SUC2和ACT1两个启动子的控制下，构建了Aspegillusoryzaeα－淀粉酶cDNA，然后克隆到一个面包酵母菌株中，并构建整合了YIp及游离基因YEp质粒，根据产α－淀粉酶能力筛选转化株。FranciscaRandez-Gil等研究并报道了重组DNA技术改变面包制作的配方及加工条件。新面包酵母菌的产气能力、耐压能力、产蛋白质及其他代谢物的能力对面包的风味、流变学特性及货架期都有所改善。而杆菌中嗜热麦芽糖淀粉酶以不同的方式影响面团的流变学特性及淀粉分子。这种酶影响直链淀粉的数量而使其获得单分散性和保持分子量不变，而且发现冷面团的黏性与直链淀粉分子聚合的最大数量有关联。

　　1.2蛋白酶在焙烤食品中的作用

　　健全的、未发芽的谷物蛋白酶活性通常很低，且大多为木瓜蛋白酶，就是说当存在能够还原二硫键的物质时，蛋白酶才有活性。内源性蛋白酶对面包质量影响较小，因为其戊聚糖含量较高。然而水解面筋蛋白的酶类对面包质量有很显著的影响。例如某些昆虫的唾液中含有水解谷物中主要蛋白质的酶类，可以使面筋蛋白水解过度。在面包制作过程中控制蛋白酶的用量，加入适量的真菌蛋白酶可缩短1/3的调粉时间，同时面团的机械性能及组织结构也会得到提高。

　　1.3半纤维素酶在焙烤食品中的作用

　　早在1973年，Casier等人就提出不同的小麦面粉所含有的戊聚糖种类不同。总的来说，戊聚糖对面包体积、面团组织结构具有正影响。黑麦面粉含有的戊聚糖能阻止面筋的形成，这些戊聚糖的部分水解可以显著提高面团的加工性能及体积。近来研究发现，非淀粉多糖在面包制作过程中起到很重要的作用。半纤维素酶和β－葡聚糖酶可显著提高面团质量。白面粉、全麦粉及黑麦粉分别含有约2.5%～3％、5%及8%的半纤维素，这些半纤维素在面团吸水能力方面起着重要作用。戊聚糖可吸收其6.5倍重量的水分。

　　自从发现市售木聚糖酶作为非纯品可增大面包体积，改善面团质量以后，人们的注意力从研究水解蛋白和淀粉的酶逐渐转向研究半纤维素及戊聚糖的酶类。这可认为是烘焙酶技术史上的一次变革。近年来，半纤维素酶，特别是戊聚糖酶在全麦面包生产中应用的研究成为热点。已经证明面团中加入戊聚糖酶会明显提高抗老化能力，而且在黑麦面包生产中可降低调粉时间，以及调粉过程中消耗的能量。G.Cleemput等对内源性非淀粉多糖水解酶在面包制作过程中对非淀粉多糖（NSP）的影响进行了研究。结果表明：在调粉和烘烤阶段，部分水不溶性NSP转变为水溶性的。发酵过程中阿拉伯木聚糖分子量的变化部分原因是由于酶水解。由于从面团或面包中提取阿拉伯木聚糖很难，表明NSP之间或NSP与蛋白质或其他面粉组分存在着相互作用。可溶解戊聚糖与谷蛋白结合形成的胶状物质,改善内部网络结构。而脂肪酶则阻止了甘油三酯与谷蛋白的结合,提高面团稳定性，操作性好，成品面包弹性更好，体积增大，面包心结构均匀，色泽光亮。

　　1.4氧化酶类在焙烤食品中的作用

　　1.4.1脂肪氧合酶和巯基氧化酶。氧化酶在修饰面筋蛋白中展现很重要的地位。19世纪20年代人们在大豆中发现了脂肪氧合酶，它能够漂白小麦面粉。起初人们称之为胡萝卜素氧化酶，后来发现这种氧化酶可氧化多不饱和脂肪酸而非类胡萝卜素。最近人们又发现脂肪氧合酶可影响面团的性质，所以作为面团改良剂使用。脂肪氧合酶催化面粉中的不饱和脂肪酸发生氧化，形成氢过氧化物，氢过氧化物氧化蛋白质分子中的巯基(-SH)，形成二硫桥(-S-S-)，并能诱导蛋白质分子聚合，使蛋白质分子变得更大，从而增加面团的搅拌耐力。另外，脂肪氧合酶还能使面包心变白。巯基氧化酶（从Aspergillusniger得到）直接加入或与葡萄糖氧化酶复配使用可强化面筋。

　　1.4.2葡萄糖氧化酶和过氧化物酶。

　　葡萄糖氧化酶和过氧化物酶具有显著的改善面粉中面筋强度和弹性、总体提高面粉品质的作用。它与其他酶制剂和添加剂之间具有协同效应,用于烘焙面包等高筋粉的生产,均能获得理想效果。同时,葡萄糖氧化酶凭借其天然的优良特性,可替代被国际癌症研究机构列为致癌物质的溴酸钾等各种化学添加剂。

　　1.5漆酶（laccase）在焙烤食品中的作用

　　漆酶是一种糖蛋白。肽链一般由500左右个氨基酸组成。糖配基占整个分子的10%～45%。糖组成包括氨基己糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、岩藻糖和阿拉伯糖等。由于分子中糖基的差异，漆酶的分子量随来源不同会有很大差异，甚至来源相同的漆酶分子量也会不同。漆酶(对二苯酚氧化酶)是一类含铜的多酚氧化酶，能够氧化包括多酚、甲氧基苯酚、二胺化合物在内的一大类底物。

　　漆酶也用作面团改良剂，作用于面粉中的主要组分。当漆酶加入到面团中时，会使面团成分发生氧化作用，以提高它们之间的结合力。漆酶可增加面团体积，改善面团结构，提高柔软度，降低黏度，进而改善面团的加工性能。漆酶可加速面筋的形成，也能加速面筋蛋白的降解，加入阿魏酸可提高面团的加工性能。此外，漆酶单独使用时可降低阿拉伯木聚糖的水溶性，与阿魏酸复合使用时可提高氧化巯基的能力。

　　1.6谷氨酰胺转移酶（TGM）在焙烤食品中的作用

　　低提取率的面粉中加TGM黏度提高11％，体积和芳香物质的强度提高31％，典型的味觉物质及固体与气泡体积之比提高25％，气泡数量减少17％。对于全麦粉，淀粉酶与TGM可使面团柔软度提高16%。而J.A.Gerrard等则认为烘焙食品中的谷氨酰胺转移酶可能会干扰面团中的醇溶蛋白，产生与腹部反应有关的抗原决定簇。这种可能性有待于进一步研究，所以建议烘焙制品中不应加入谷氨酰胺转移酶。

　　2复合酶的研究

　　近年来人们越来越关注各种酶之间的协同作用对面团及面包质量的改良作用，周素梅等研究了戊聚糖酶(Pentopan)、葡萄糖氧化酶(GOX)以及脂肪氧合酶(活性大豆粉，SF)对普通粉和专用粉面包品质的影响。Gox与Pentopan对普通粉面包的改良效果最好；SF与Pentopan则对专用粉的改良效果最好。面包贮存试验显示，戊聚糖酶与氧化酶的协同作用对延缓面包老化的效果最好。

　　Nakai等发布了麦芽三糖合成酶单独或与葡萄糖氧化酶或半纤维素酶联合应用于面包制作过程中的报道。

　　3结束语

　　随着生物技术的迅猛发展，人们对酶在面包生产中应用的兴趣更加浓厚。各种酶在面包生产中的作用机理有待于进一步研究，以开发出多功能、有效的面包改良剂。

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