一、酶在焙烤食品中的應(yīng)用
在焙烤食品中應(yīng)用的酶制劑主要有淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、脂酶等,這些酶制劑的使用可以增大面包體積,改善面包表皮色澤,提高面包瓤柔軟度,以及延緩陳變、延長保存期限等作用。
1、淀粉酶
焙烤中淀粉酶的應(yīng)用主要是在面包的制作過程中,大量的文獻資料表明,利用淀粉酶能夠改善或控制面粉的處理品質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量(如面包的體積、顏色、貨架壽命)。面粉中添加α一淀粉酶,可調(diào)節(jié)麥芽糖生成量,使二氧化碳產(chǎn)生和面團氣體保持力相平衡;添加β一淀粉酶可改善糕點餡心風(fēng)味,還可防止糕點老化。
在面包生產(chǎn)中采用麥芽和α一淀粉酶,已有數(shù)十年的歷史,試驗表明:向面粉中添加0.5%-0.8%的淀粉酶,就可以使面粉變得完善,大大改進產(chǎn)品的質(zhì)量,因此國外都把面粉中的淀粉酶活力作為面粉質(zhì)量指標(biāo)之一。
2、蛋白酶
蛋白酶添加到面粉中,使面團中的蛋白質(zhì)在一定程度上降解成肽和氨基酸,導(dǎo)致面團中的蛋白質(zhì)含量下降,面團筋力減弱,滿足了餅干、曲奇、比薩餅等對弱面筋力面團的要求,同時,蛋白質(zhì)的降解更有利于人體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。因此,制作面包時,當(dāng)面質(zhì)很硬需要面團具有特別的柔韌性和延伸性時,加人蛋白酶能改善面團物理性質(zhì)和面包質(zhì)量,使面團易于延伸并以較快速度成熟;另外對蛋糕生產(chǎn)中關(guān)鍵原料雞蛋液而言,添加蛋白酶制劑可有效地改善雞蛋液的乳化性和起泡性,從而改善蛋糕品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),還有一些蛋白酶,如Milen—svme真菌蛋白酶,在面包制作中能夠水解面筋內(nèi)部的某些特定位置化學(xué)鍵,從而改善面團延伸性,提高面包的對稱性和均勻性,對面包的結(jié)構(gòu)及風(fēng)味均有改善網(wǎng)。
3、葡萄糖氧化酶
葡萄糖氧化酶是一種新型的酶制劑,主要用于面包專用粉。葡萄糖氧化酶因具有良好的氧化性可顯著增強面團筋力,使面團不粘,有彈性;醒發(fā)后,面團潔白有光澤,組織細膩;烘烤后,體積膨大、氣孔均勻、有韌性、不粘牙。同時隨著葡萄糖氧化酶添加量的增加,面包抗老化效果也隨之增加。
葡萄糖氧化酶作為一種面粉改良劑有望得到廣泛的應(yīng)用。在流變學(xué)特性方面:它能顯著地改善面粉的粉質(zhì)特性,延長穩(wěn)定時間,減少軟化度,提高評價值,改善面粉的拉伸特性,增大抗拉伸阻力,增強彈性,對機械沖擊有更好的承受力,改善面粉的糊化特性,提高最大粘度,降低破損值;在面包烘焙中:使面團有良好的入爐急脹性,增大面包的體積。
4、木聚糖酶
傳統(tǒng)用以改進面團機械加工性能和烘烤膨脹性能的酶是戊聚糖酶,又稱半纖維素酶,主要應(yīng)用于歐式面包中調(diào)整面粉的性能,使面包的體積增大。較多研究認為,面粉中的WEAX(水溶性的阿拉伯木聚糖)有利于面包品質(zhì)的改善,而WUAX(水不溶性的阿拉伯木聚糖)則有不利的影響。隨著木聚糖酶的添加,WUAX會降解為WEAX,可以明顯縮短面團的形成時間和穩(wěn)定時間。另外,面包品質(zhì)的優(yōu)劣主要由產(chǎn)氣能力和持氣能力決定,由于木聚糖酶的添加使得WEAX水解為木糖、木二糖等,為酵母生長提供了碳源,使面團的產(chǎn)氣能力大大增強。
同時,WUAX降解為WEAX,導(dǎo)致黏度更高的WEAX的含量顯著增加,WEAX包裹在二氧化碳氣泡的液膜周圍,增加了面筋——淀粉膜的強度和延伸性,優(yōu)化了面筋網(wǎng)絡(luò),使焙烤時氣泡不容易破裂,且二氧化碳擴散離開面團的速度減慢,提高了面團的持氣能力。木聚糖酶通過提高面團的產(chǎn)氣和持氣能力,最終使面包的體積增加,組織細膩,氣孔均勻且口感良好。另外,優(yōu)化的面筋網(wǎng)絡(luò),能更有效地減緩面包皮水分的揮發(fā),最終導(dǎo)致面包皮硬度的下降。
5、脂肪氧化酶
脂肪氧化酶添加于面粉中,可以使面粉中不飽和脂肪酸氧化,同胡蘿卜素發(fā)生共軛氧化作用,從而將面粉漂白。
二、酶在面條加工中的應(yīng)用
面條是我國的傳統(tǒng)食品,是僅次于面包的世界第二大方便主食,據(jù)統(tǒng)計我國面條加工用小麥粉約占小麥粉總量的40%左右,如何解決傳統(tǒng)面條工業(yè)化是所有面條研究者和生產(chǎn)者共同努力的目標(biāo)。加工面條的原料主要為糧谷原料,組成主要為淀粉和蛋白質(zhì)以及少量的非淀粉碳水化合物和脂質(zhì)等。工業(yè)化面條的加工和成型方法主要為壓延法和擠壓法,酶制劑的選用主要考慮面條的原料組成和加工工藝,以期最終達到改善品質(zhì)的目的。目前,能夠用于面條加工酶制劑主要有以下幾種。
1、氧化酶
用于面制品加工中的氧化酶主要包括:葡萄糖氧化酶、半乳糖氧化酶、脂肪氧合酶和一些過氧化物酶等,它們對面筋結(jié)構(gòu)和面團流變學(xué)性質(zhì)有一定影響。目前,應(yīng)用研究較多的是葡萄糖氧化酶和脂肪氧合酶。
葡萄糖氧化酶能消耗氧氣催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸內(nèi)酯,并釋放出水。葡萄糖氧化酶在面條加工中的作用機理如下:將葡萄糖氧化生成過氧化氫,從而將面筋蛋白中的一SH氧化為一S—S一,有助于面筋蛋白之間形成較好的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增強韌性,能夠改善面粉的加工性能,被認為是較為理想的溴酸鉀替代物。
脂肪氧合酶是一種氧化還原酶,在氧氣的參與下,將順、順一1,4一戊二烯單元的不飽和脂肪酸(如亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸)及酯氧化,反應(yīng)產(chǎn)生具有氧化能力的過氧化氫,它能作用于食品中各種不同的組分。在面條制作中添加脂肪氧合酶,能增強面團的筋力,同時防止面筋蛋白水解。另外,通過偶合反應(yīng)破壞胡蘿卜素的雙鍵結(jié)構(gòu),從而使面粉增白。小麥粉中脂肪氧合酶活力很低,且主要存在于胚乳和麩皮中,但在大豆、扁豆和豌豆中,脂肪氧合酶活性很高,因此,可添加一些脂肪氧合酶活性高的豆粉來改善面條品質(zhì)。
2、脂肪酶
脂肪酶即甘油三酯水解酶,它可以催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯。面粉中含有1%~2%的脂類,且大部分是甘油三酸酯,能被脂肪酶降解生成游離脂肪酸、甘油單酸酯和甘油二酸酯。因此,加入脂肪酶能夠獲得乳化劑對面團的改善效果。在面條加工中,通過此酶的作用,可以使面粉中的天然脂質(zhì)得到改性,形成脂質(zhì)、直鏈淀粉復(fù)合物,從而防止直鏈淀粉在膨脹和煮熟過程中的滲出現(xiàn)象。
3、木聚糖酶
β一1,4一木聚糖酶能夠以內(nèi)切方式作用于木聚糖主鏈產(chǎn)生不同長度的木寡糖和少量木糖,是木聚糖降解酶系中最主要的酶。目前尚未找到木聚糖酶應(yīng)用于面條加工的研究報道,但由于木聚糖酶能夠水解戊聚糖,增加非淀粉多糖的水溶性,降低它們與水的結(jié)合力,這樣就可以釋放出大量的結(jié)合水。這些水可以提供給淀粉和面筋,使面團形成更好的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高面團的機械加工性能,改善面條的品質(zhì)。
4、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶
在面條的生產(chǎn)中,添加TGase(谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶),通過調(diào)整酶的用量和反應(yīng)時間就可以控制面條的質(zhì)構(gòu),使口感明顯提高。因為面團的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)經(jīng)共價交聯(lián)而加強,面團中的淀粉就可以更好地被包裹在此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,在烹煮后釋放進人沸水中的固形物也就減少,同時面條的表面粘性下降,烹煮時就不易結(jié)成大塊,面湯的渾濁度也就降低;并且TGase形成的共價交聯(lián)結(jié)構(gòu)是耐熱的,所以在熱湯中面條可較長時間維持彈性結(jié)構(gòu),提高面條口感。在面條的加工中,一般會加堿水改善其質(zhì)構(gòu)、賦予面條彈性、使其具有良好的風(fēng)味、香氣、色澤等,但是堿水的添加使得部分的賴氨酸變?yōu)橘嚤彼,降低其營養(yǎng)價值,同時還加重腎臟的負擔(dān),對人體健康不利,通過添加TGase可以減少堿水的使用量甚至不使用,面條仍可維持較好的質(zhì)構(gòu)和口感。
三、酶的協(xié)同作用
復(fù)合型酶制劑的復(fù)配技術(shù)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(chǎn)品品質(zhì)的提高往往是間接的。幾種酶制劑混合使用往往有協(xié)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(fù)合酶制劑在面制品中的應(yīng)用也很廣泛。戊聚糖酶或木聚糖酶與真菌淀粉酶結(jié)合使用時,能產(chǎn)生協(xié)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(jié)合使用時,就可采用較少份量的僅一淀粉酶和木聚糖酶,制得較大體積和較好總體質(zhì)量評分的面團,并避免發(fā)粘的問題。
脂酶不會使面團發(fā)粘,而且能夠大大地改進面團的穩(wěn)定性和面包瓤的結(jié)構(gòu),因此,木聚糖酶或淀粉酶與脂酶之間的協(xié)同作用,為改進面包質(zhì)量提供了許多可行性。
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(jié)合使用,就能產(chǎn)生協(xié)同作用。此外,當(dāng)這兩種酶與少量的抗壞血酸一起使用時,面團不僅非常穩(wěn)定,而且能夠增加1%-2%的水吸收能力,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(zhì)。
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(zhì)得到改性,形成脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、直鏈淀粉復(fù)合物,從而防止直鏈淀粉在烹煮過程中的滲出現(xiàn)象。
四、展望
綜上所述,各種酶能夠在面粉品質(zhì)改良方面發(fā)揮積極的作用,在面粉工業(yè)中的應(yīng)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(zhì),可以說酶制劑是標(biāo)準的綠色食品添加劑,酶制劑可以提高我國面粉的品質(zhì),使其接近或達到國外優(yōu)質(zhì)小麥面粉的質(zhì)量,制作出更好的面制品,且酶制劑作為面粉品質(zhì)的改良劑,有著化學(xué)改良劑無法比擬的優(yōu)勢。因此有必要加大酶制劑作用機理及面粉、面制品的特性,用量等的研究,以達到廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和更好的應(yīng)用效果,根據(jù)各種小麥面粉不同特性,同時結(jié)合不同酶制劑的各自特殊的效果,并很好地利用酶制劑之間的協(xié)同增效作用,必將會給面制品加工業(yè)帶來新的生機和活力。