目前,酶制剂在老年食品加工中已经占据不可或缺的地位。不过,我国酶制剂发展较晚,并且针对老年食品加工市场的酶制剂种类更显单一,其安全性和应用性研究均显不足。因此,辽宁师范大学生命科学学院的李双娇、肖 蓉*和大连知微生物科技有限公司的赵 静*从植物源性食品入手,阐述酶及其应用技术在老年食品加工中的应用,以期为植物源性老年食品和酶制剂的研究开发提供理论依据和创新思路。
1、植物源性老年食品种类及特点
由于植物源性食品不含胆固醇,能够提供人体无法合成的维生素(如VC和VB族等)和膳食纤维,且具有天然、益于人体健康等优点,是老年人膳食结构中最重要、比重最大的一类食品,同时也是非常适合加工成老年食品的原材料。
2、植物源性食品中内源酶的影响和控制措施
内源酶对植物源性老年食品色泽的影响和控制措施
酚类化合物经酶促转化后可最终使食材品质下降,例如使苹果、梨、菠萝等水果发生褐变,以及使生菜、洋葱、土豆和山药等蔬菜发生褐变。在植物源性食品的组织细胞中,与酚类化合物氧化分解有关的两种酶分别为多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD);而与酚类化合物合成相关的酶则主要是苯丙氨酸氨化酶(PAL)。酚类化合物在PPO和POD作用下,氧化为醌类物质,进一步形成黑褐色色素。在正常的植物组织中,酚类物质、氧气和PPO等酚类氧化酶呈区域性分布,并无接触机会,以确保氧化反应不能在植物细胞内进行。而在食品加工过程中,细胞膜的破坏则打破了这些物质的区域分布,从而使酚类底物在氧气存在的情况下被氧化酶利用产生醌类物质,进而导致褐变。
内源酶对植物源性老年食品风味的影响和控制措施
在果蔬类食材加工过程中(热处理),游离态的芳香物质会发生部分降解,并且风味相关酶(AAT、LOX、ADH和PDC等)失活。但是,风味前体物质却不容易发生挥发和降解。所以,在植物源性老年食品加工过程中,添加风味酶(如β-葡萄糖苷酶等)可使键合态的风味物质前体发生水解或其他生物化学反应,从而使风味物质从前体中释放出来,最终增加、再生、强化以及改善老年食品的风味。
3、外源酶制剂在植物源性老年食品加工过程中的应用
酶制剂来源及安全性
1978年第21届世界卫生组织大会上,联合国粮食及农业组织和世界卫生组织提出了对外源微生物酶的安全性评估标准:首先,来自动植物可食部位,即可作为传统食品成分或传统用于食品的菌种所产生的酶,如符合适当的化学与微生物学要求,即可视为食品,而不必进行毒性实验;第二,由非致病的一般食品污染微生物所产的酶要做短期毒性实验;第三,由非常见微生物所产生的酶要做广泛的毒性实验,包括老鼠的长期喂养实验。这一标准为各国酶的生产提供了安全性评估依据。
酶制剂在植物源性食品加工中的应用
1)酶制剂与植物源性食品中芳香物质的释放
在老年植物源性饮品的开发领域,尤其是具有养生保健以及补充营养功效的天然产物饮品,酶制剂的应用可以起到增香去异味、改善营养吸收的功效。大量研究报道β-葡萄糖苷酶对果蔬汁、茶叶等饮品具有增香功能。这主要是由于β-葡萄糖苷酶能够通过水解糖苷类的香味前体物质来释放挥发性香气成分。
2)酶制剂与植物源性食品中膳食纤维的提取
膳食纤维能够抗腹泻,预防某些癌症(如肠癌),治疗便秘,降低胆固醇、血压和血脂以及血糖等,因此被广泛应用于老年食品的加工过程。
3)酶制剂与植物源性食品中多肽的制备
多肽具有促进矿物质吸收、抑制细菌、抗高血压、抗氧化、抗疲劳、神经调节、免疫调节等生理活性。老年人缺少活性肽后,自身免疫力就会下降,出现新陈代谢紊乱、内分泌失调,从而引起各种疾病的产生,如失眠、身体消瘦等。因此,肽对于老年人来说具有重要的生理作用。利用酶水解制备功能性多肽是目前功能性食品研究的热点。
4)酶制剂的其他应用
老年植物源性功能食品的开发,同样得益于酶制剂的应用拓展。目前,市场上商品化的低聚糖如低聚果糖、低聚半乳糖、壳寡糖等,其主要生产途径是利用微生物所产的外源菊粉酶、β-半乳糖苷酶、壳聚糖酶等酶制剂,以菊粉、乳糖和髙分子壳聚糖等为底物催化生成。此外,利用糖基转移酶生产低聚糖的研究也有报道,如利用固定化α-葡萄糖基转移酶生产低聚异麦芽糖。葡萄籽中的低聚原花青素具有改善微循环、抗氧化、清除自由基的作用,可开发有助于提高老年人免疫力、抗衰老等具有保健功能的植物源性食品。
4、酶在植物源性老年食品的新型加工技术中的应用
酶浸渍处理技术
酶浸渍技术的主要手段包括:酶溶液的被动渗透浸渍、压力辅助浸渍以及自然吸涨浸渍。目前,酶溶液的被动渗透浸渍工艺仅局限于处理压榨后的均质液体果蔬汁。然而,对于固体食材,受细胞壁的通道孔径和酶蛋白分子大小限制,酶溶液很难进入植物组织内部发挥作用,因此,被动渗透浸渍工艺处理效率低,加工效果不明显。
高静压处理技术
在使用HHP技术的过程中,果蔬等植物源性食品内源酶被灭活的同时,不可避免地会使食品本身质构遭到破坏,从而使果蔬质地变软,口感欠佳。此时,可利用真空注入果胶甲酯酶技术来改善果蔬本身的质构。果胶甲酯酶可以使内源果胶在原位脱去甲基。在钙盐存在的情况下,脱去甲基的果胶在较低的pH值下凝胶以提高水果的硬度。对某些鲜切果蔬,在HHP处理之前可真空注入果胶甲酯酶技术来改善果蔬质构,以此来弥补HHP技术的不足之处。
结 语
植物源性食品需求比重又是老年食品市场份额最重要的部分,对这一部分食品市场的细化和深入开发是迫切需要解决的任务。老龄化问题严重的欧美及日本等地区,早已将老年食品的研究与开发提到议事日程,市场上有针对性的老年食品已为消费者提供了多种选择。我国现阶段及未来应根据我国老年人膳食结构和饮食习惯,在保证其营养需求和感官风味的基础上,有针对性地拓展产品种类并提升产品品质。将现有新型酶技术应用于研发和生产中,结合新型食品加工技术,提出相应的调整策略和研发思路,并制定相应的食品卫生标准,是我国老年食品生产研究的可行方向。