酶工程技术在食品添加剂生产中的应用
摘要：近些年来，由于固定化细胞技术、固定化酶反应器的推广与使用，使得
食品新产品得到了开发，食品的品种数量与质量都得到了明显的提高，这为食品工业带来了巨大的经济效益。本文就酶工程技术在食品添加剂中的应用情况作进一步的说明。
关键字：酶工程；食品添加剂 引言
利用酶和细胞或者是细胞器所具有的催化功能为人类提供服务，生产所需产品的技术统称为酶工程技术。作为生物工程的一个重要组成部分，酶工程技术被广泛地应用在食品添加剂的生产中。
一、开发新的酶源
发达国家所掌握的酶工程技术比较熟练，近些年来人们加快了对新酶源的开发，使功能性食品添加剂得到了迅速的发展。我国对于这方面的研究起步比较晚，但是随着近几年的探究与摸索也取得了明显的进步。比如说，华南理工大学利用微生物发酵的技术可以产生一种特定的酶，这种酶具有很强的催化的作用，它可以进行两步酶法催化分子果糖转移反应而产生低聚果糖，这是一项巨大的突破；其次比较有名的就是江苏化工学院自制出了选择性优良以及非常廉价的糖化酶和胰淀粉酶，它们经过一系列的催化作用可以生产出低糖度、低热量、高粘度且不会被微生物发酵的麦芽糖醇。
脂肪酶是大家比较熟悉的一种水解酶，它是一种只能在异相系统或者不溶性系统的油-水界面上来进行水解的酶。但是由于脂肪酶的不稳定性、酶的来源较少、提纯比较困难的种种原因使得它长期以来得不到充足的发展。但是近年来随着细胞工程、固定化技术以及基因工程的兴起，人们逐渐解开了脂肪酶的神秘面纱，对于脂肪酶的研究也取得了飞跃式的发展，其中甘油胆汁及其衍生物在食品行业中是应用最广泛的，它改善了食品工业中面包的质量与口感，它可以诱导或快速形成巧克力面包的香味，为国内外食品的发展奠定了良好的基础。
二、 固定化酶技术与细胞技术的发展
通常所谓的固定化技术就是通过一系列的物理或者化学的方法将酶或者是细胞固定在水溶性或者是非水溶性的膜状、颗粒状、管状的载体上，在这样的情况下能明显的提高酶对热度以及对酸碱度的稳定性；而且利用固定化技术在连续反应的过程中不会造成流失的现象，利用非常简单的方法就可以进行回收再生，为生产的可持续化、节约能耗、降低生产成本提供了技术上的支持。早在70年代，中国科学院生物研究所就对固定化酶或者固定化细胞技术开始了长时间的研究，现在许多的科研单位、高等学校和大型企业已经掌握了固定化酶技术，并取得了明显的效果，现在固定化酶和细胞技术已经广泛地应用于食品添加剂中。
固定化酶技术在甜味剂的生产中采用固定化葡萄糖异构酶在生物反应器中的连续生产，可以制造出葡萄糖浆，这项技术在整个的酶工程工业生产中是最成功的，同时也是应用范围最广的；利用酶技术方法可以将便宜的无水马来酸制作成酒石酸，现在的市场上几乎都是运用这种方法来生产酒石酸，因为它具有操作过程简单、酒石酸纯度高、经济效益高的特点。利用固定化酶和细胞技术还可以生产营养强化剂，营养强化剂主要包括氨基酸、维生素和一些微量的元素，L-天门冬安是最早应用固定化细胞在工业上大规模生产的氨基酸，这项技术随着时间的推移以及科学界的研究已经使它得到了充足的发展，它可以连续数周进行生产，这种方法转化效率极高，对生成的产物易分离，同时产物的纯度也很高。
三、 非水相酶催化反应技术
80年代后期，人们对于界面酶学和非水酶学的研究取得了突破性的发展，这样就极大地促进了脂肪酶多功能催化作用的开发。在食品添加剂生产的领域中，利用固定在有机物中的脂肪酶催化作用可以将廉价的棕榈油变成香味袭人的可可脂，可可脂可以大量的运用在巧克力糖果的生产中。日本富士油脂公司已经取得了这方面有关生产的发明专利，国外利用酶促脂交换反应可以将便宜的油脂改成高品质的食用油，而且含有高不饱和脂肪酸的卵磷脂具有细胞分化的诱导作用，它是一种可以治疗癌症的药物。总之，非水溶剂中酯催化反应技术在食品添加剂生产中具有很大的发展潜力。
四、 固定化载体材料不断的更新，生物反应器不断更新
固定化细胞的制备方法大体可以分为吸附法、包埋法、共价结合法、交联法、多孔物质包络法等，其中包埋法是使用最普遍的。采用戊二醛、甲苯二氰酸酯、
双重氮联苯胺等物质直接与细胞表面的反应基团进行反应，这样就会使细胞彼此交联形成网状结构而固定化细胞的方法也是固定化细胞方法的一种。利用金属丝、棉网等多孔载体固定丝状真菌和放线菌，这样就可以组成转盘式生物反应器，可以使酶的活性长期保持下去。这种技术已经在糖浆、糖化酶等产品的生产中得到大范围的应用。
目前在食品添加剂的生产中常见的生物反应器大致可以分为：连续搅拌全混反应器、鼓泡式反应器以及填充床反应器等等。由于每一种生物反应器都有各自的特点，所以到目前为止没有一种可以通用的比较理想的反应器，还有就是生物反应器的结构设计要不断地进行更新才能不断地满足细胞生产技术中的工艺需要，这同样也是科学界与生物学界需要共同研究的方向。
结论：从本文可以明显地看出，酶工程技术在食品添加剂的生产中已经得到了
广泛的推广与应用，人们对于酶和细胞固定化技术的掌握以及使用，已经给食品的生产带来了巨大的经济效益以及社会效益。科学界与生物学界对于酶不同用途的研究，对固定化方法以及载体材料的不断更新为食品添加剂在工业生产中的连续化和自动化提供了有力的条件，实现了降低生产成本的可能。总之，随着科学的不断发展，酶工程技术在食品添加剂生产中的应用前景是可观的。
参考文献：
[1] 林伟峰,赵谋明.利用酶生产低聚果糖技术的探讨.食品与发酵工业, 2006(4): 76～86
[2] 全易等.麦芽糖醇的生产与应用.精细石油化工, 2010(5): 44～49 [3] 葛世军,王璋.酶法豆乳生产工艺的研究IJ].国际贸易.2010,(6):34-38