酶制剂在焙烤食品中的应用

酶的种类

作用机理

应用举例

淀粉酶：α-淀粉酶、β-淀粉酶、脱支酶和葡萄糖淀粉酶。

α-淀粉酶失活温度相对较高

(65℃~75℃），应用最为广泛。

1、为酵母提供发酵所需的能量：小麦本身含有的淀粉酶所分解获得的能量不足；面粉加工过程中酶活力降低。

2、促进美拉德反应：产生少量的糖促进糖和蛋白质的美拉德反应，使面包更易上色。

3、减缓淀粉老化过程，延长面包柔软时间及产品的货架期：淀粉酶能将淀粉降解成麦芽糖、葡萄糖、糊精等产物，降低淀粉重结晶的概率，从而使面包细胞弹性增强、膨胀，体积增大，结构松软、形态丰满。

1、Olaerts H等验证了α-淀粉酶活性的提高对面包体积有显著的影响，但过量会导致烘烤过程中淀粉大量水解，淀粉在冷却过程中形成凝胶的能力减弱，从而导致颗粒黏性较高和颗粒结构较差。

2、徐小娟研究发现，在20~80mg·kg^-1范围内，随着淀粉酶添加量的增加，全麦面包的比容逐渐增大，继续增加淀粉酶，比容开始逐渐减小。

此外，淀粉酶在冷冻面团中也有一定的应用。

3、唐语轩研究发现在冷冻面团中添加淀粉酶，有助于缩短醒发时间。真菌α-淀粉酶的添加量在5~10mg·kg^-1时，冷冻面团的比容随着添加量的增加而上升；添加0~20mg·kg^-1的真菌α-淀粉酶能够一定程度上改善冷冻储藏带来的面包品质劣变。

蛋白酶：植物蛋白酶、细菌蛋白酶、霉菌蛋白酶。

应用最广泛的为霉菌蛋白酶。

1、降低面团筋力，促进面团软化：蛋白酶主要作用于面团中的面筋蛋白质，切断氨基酸之间的肽键，将其降解成为多肽和氨基酸。从而可使面团的黏弹性、流动性和延伸性增加，并缩短面团的成筋时间，减少揉面的时间和动力。

2、增加风味物质：筋力减弱有助于改善面团的发酵效果，降解产生的氨基酸与多肽能够帮助香味物质形成与呈现。

1、蛋糕制作中，适量添加蛋白酶可有效改善鸡蛋液的乳化性和起泡性，并且弱化面筋，降低原料及工艺成本，提高产品口感和风味。

2、关文苑研究发现，中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶处理小麦低筋粉均能有效降低脆片的硬度，影响产品的酥脆性。

脂肪酶

1、提高醒发过程中面团组织气室的韧性，改善组织结构，增大产品的体积：脂肪酶主要催化面团中的油脂分解产生自由脂肪酸和一些小分子物质，如酰基甘油、自由脂肪酸等。有助于面筋形成更强的极性和亲水结构，能让麦谷蛋白与水的结合更紧密，增加面筋网络结构中的二硫键，形成更强更稳定的网络结构。

2、使产品组织色泽白皙，提高产品品质：脂肪酶能够使溶于脂肪中的色素释放出来，色素暴露被氧化而褪色。

3、增加产品柔软度，延缓产品老化：脂肪分解后产生的酰基甘油能够起到乳化作用，有助于面团中生成直链淀粉-脂质复合物，改善面包芯的组织结构和白度。

4、降低产品成本：有望替代传统乳化剂，达到同样提高产品品质的目的。

1、在酥皮类烘焙产品中，脂肪酶的添加可以使其口感更加酥脆、层次分明。

2、在某些蛋糕制作中，脂肪酶可改善蛋糕的质地和风味，使其更加细腻可口。

木聚糖酶：半纤维素酶中戊聚糖酶的一个分支。

戊聚糖可分为水溶性戊聚糖和水不溶性戊聚糖。

1、有助于面筋网络结构的形成：在面包制作过程中，木聚糖酶先将水不溶性戊聚糖转化为水溶性，再将水溶性戊聚糖水解为木糖、木二糖等物质；水溶性戊聚糖黏度更高能够包裹在CO₂气泡的液膜周围，提高了面筋-淀粉膜的强度和延伸性，优化了面筋网络结构。

2、小分子糖能够为酵母的发酵提供能量，增强面团的产气能力，缩短面团的醒发时间。

3、能够增强面包芯的持水能力，有效减缓面包表皮水分的挥发，达到延缓面包老化、延长产品货架期。

1、唐语轩研究发现，冷冻时间在0~30d时，添加量在0~20mg·kg^-1，冷冻面团的醒发时间随着木聚糖酶的添加量增加而显著缩短；添加量在5~15mg·kg^-1 ，冷冻面团烘烤面包的比容随着木聚糖酶添加量的增加而增加。

2、G.Ghoshal等研究发现，在25℃和4℃下，木聚糖酶能够降低全麦面包老化速率，增大面包体积、改善面包组织的细腻程度和白度，改善面包表面光泽度，延长产品保质期。

葡萄糖氧化酶（GOD）

1、部分抑菌作用：葡萄糖氧化酶在有氧气和水的条件下催化葡萄糖生成葡萄糖酸和 H₂0₂，生成葡糖酸会引起面团pH下降，可起抑菌作用

2、提高面团延伸性和持气能力，优化面团的加工性能:

生成的H₂0₂是一种强氧化剂，能将面筋中的疏基(-SH)氧化为二硫键(-S-S-)，增强面筋蛋白之间形成的蛋白质网状结构，有助于改善面团的流变学特性，提高凝胶黏度，降低破损值。

1、邓春丽研究发现，葡萄糖氧化酶处理使小麦粉和荞麦粉-混粉面团的拉伸特性得到改善。

2、高立云研究发现，葡萄糖氧化酶可增强面筋网络结构，增加面团弹性和耐机械搅拌性能，并增加面包的体积和比容，使得面包的感官指标获得更优的评价。在试验配方中最优添加量为20U/100g面粉。

谷氨酰胺转氨酶（TG）

1、提高面团面筋的稳定性，提升面团的加工性能：谷氨酰胺转氨酶可以通过催化蛋白质分子间及分子内交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，改善蛋白质的功能特性。其产生的共价交联作用可提高面筋网络结构的冻融稳定性，增大面筋强度，防止高温烘焙后的塌陷，增大产品体积。特别是针对谷物全粉类面包，其富含的纤维会阻碍面筋的网状结构形成。

1、Fatma Boukid等研究发现TG 酶对面包的体积、质地、色泽、水分有显著影响，其和谷朊粉在面包的质地、色泽和水分活度上有显著的协同效应；在低筋面粉、中筋面粉和高筋面粉中，TG酶最佳建议添加量分别为 0.02、0.01、0.01 g·kg^-1。

植酸酶

1、消除谷物烘焙加工中的植酸较有效的方法：植酸酶能将磷酸残基从植酸上水解下来，破坏植酸对矿物元素强烈的亲和力，降低了植酸盐含量，提高矿物元素的活性，增加矿物质的营养效价。

2、提升产品品质：水解释放出的Ca²⁺可直接作用于α-淀粉酶，提高 α-淀粉酶的活性，从而改善烘焙产品的体积和内部结构。

1、Akiko Matsuo 等研究发现，在无蛋白酶且淀粉酶活性较低的条件下，添加植酸酶对面包体积没有显著影响，也不会使面包皮塌陷；在无蛋白酶且淀粉酶活性较高的条件下，添加植酸酶能够增加面包体积。

因此，去除植酸酶制剂中的蛋白酶和控制淀粉酶活性是在烘焙中利用好植酸酶的关键。

其他：过氧化物酶、漆酶、脂肪氧合酶、乳糖酶

1、过氧化物酶能通过催化过氧化氢分解而氧化面筋的结构，使面筋筋力增强，使面团质构良好，使制作的面包容积更大，不易老化。

2、漆酶能够使面团中的成分发生氧化作用，从而增加面团体积，改善其结构，加速面筋形成，进而改善面团的加工性能。

3、脂肪氧合酶能增加面团强度，提高面团的稳定性，增大焙烤食品的体积，改善焙烤产品的组织结构。

4、乳糖酶能够分解乳糖为半乳糖和葡萄糖。在烘烤含乳粉面包时，乳糖酶可以将乳糖分解成葡萄糖供酵母发酵，半乳糖可参与着色反应。

复合酶制剂

发挥协同增效的作用、降低酶制剂用量和成本、实现高效化和经济化、满足各种工艺要求。

1、朱世胜等研究表明D-葡萄糖氧化酶与脂肪酶复合酶能明显改善白苏打饼干的洁白程度。

2、Eveline Lopes Almeida 等研究表明，葡萄糖激酶、半纤维素酶、已糖氧化酶共同作用对面团的耐搅打性能、产品烘焙胀发性能、组织气室的状态等具有一定的改善作用。