食品添加劑酶制劑的有效應用研究

認識酶的化學本質，了解酶蛋白的共性、催化特性和各種影響催化反應的因素，控制外界條件，對于合理、正確使用食品添加劑酶制劑、防止酶失活，提高催化反應的效率有重要意義。

1.溫度

溫度是影響催化作用的最重要因素之一，在一定條件下，每種酶都有一個最適作用的溫度，在此溫度下酶活力最高，作用效果最好，酶也較穩定，酶催化反應的速度增加和酶活力的熱變性損失達到平衡，這個溫度便是酶作用的最適溫度。每種酶還有一個活性穩定的溫度，在此溫度下在一定的時間、pH和酶濃度下，酶較穩定，不發生或極少發生活力下降，這一溫度為酶的穩定溫度。超過穩定溫度進行作用，酶會急劇失活。酶的這種熱靈敏性，可用臨界失效溫度Tc表示，指酶在1h喪失一半活力的溫度。所以，一般只有在酶的有效溫度范圍內，才能進行有效的催化作用，溫度每升高10℃，酶反應速度增加1～2倍。溫度對酶作用的影響還與其受熱的時間有關，反應時間延長，酶的最適溫度會降低。另外，酶反應的底物濃度、緩沖液種類、激活劑和酶的純度等因素，也會使酶的最適溫度和穩定溫度有所變化。

2.pH值

pH值能改變酶蛋白和底物分子的解離狀態。每種酶僅在較窄的pH范圍內才表現出較高的活力，該pH值即是酶作用的最適pH值。一般來說，酶在最適pH值表現最穩定，因此酶作用的pH值也就是其穩定的pH值。酶反應pH值過高或過低，酶都會受到不可逆的破壞，穩定性、活力下降，甚至失活。不同酶的最適pH范圍不同，偏酸性、中性、偏堿性的都有。比如根據作用最適pH值，常把蛋白酶分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。酶作用pH值也是一定條件下，測得的參數。溫度或底物不同，酶作用的最適pH不同，溫度越高，酶作用的穩定pH范圍越窄。因此，在酶催化反應過程中，必須嚴格控制反應的 pH值。

3.底物濃度和酶濃度

底物濃度是決定酶催化反應速度的主要因素，在一定的溫度、pH及酶濃度的條件下。底物濃度很低時，酶的催化反應速度隨底物濃度的增加而迅速加快，兩者成正比。隨著底物濃度的增加，反應速度減緩，不再按正比例升高。底物濃度[S]和酶催化反應速度V之間的關系，一般可用米氏方程式表示。有時底物濃度很高，還會因底物抑制作用造成酶反應速度下降。當底物濃度大大超過酶濃度，酶催化反應速度一般與酶濃度成正比。此外，如果酶濃度太低，酶有時會失效，使反應無法進行。在食品加工中所進行的酶催化反應，酶用量一般比底物量少許多，也要考慮酶的成本因素。

4.激活劑

許多物質具有保護和增加酶活性的作用，或者促使無活性的酶蛋白轉變成有活性的酶，這些物質統稱為酶激活劑。激活劑可分為三類：第一類是無機離子，如Na+、K+、Ca2+、、Mg2+、Cu2+、Co2+ 、Zn2+等陽離子，以及Cl-、NO3-、PO43-、SO42-等陰離子。第二類是分子較小的有機物，主要是維生素B族及其衍生物。第三類是具有蛋白質性質的高分子物質。激活劑對酶催化反應速度的影響與底物濃度相似，但在實際生產中應用很少。

抑制劑

許多物質可以減弱、抑制，甚至破壞酶的作用，這些物質稱為酶的抑制劑。如重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、有機陽離子、乙二胺和四乙酸等。實際生產中，要了解和避免抑制劑對酶催化作用的影響。

其他許多物理因素對酶的活性有較大影響，甚至使其變性失活。在實際應用中，由于濕度、pH對酶的變性是不可逆的，故應嚴格控制好pH值，一般必須先調節pH，再加入酶，為使用的關鍵點。然后再調節控制溫度及添加適量的金屬離子激活劑，了解酶制劑使用的有關注意事項，避免克服其它因素的不利影響，使酶有適宜的作用條件和環境。

制劑的一般保存方法應根據酶的性質決定，由于酶不太穩定，易受各種因素的影響而失去活力。要使酶長期保存而不失去活性，關鍵在于干燥和低溫。酶制劑水分含量越高，越易失活，故一般粉狀酶制劑易于保存和運輸。熱和光照都易使酶失去活性，因此，酶制劑應密閉儲存在低溫避光處。酶的底物和某些物質具有保護酶的作用，如淀粉對淀粉酶有保護作用，所以往往將淀粉酶吸附在淀粉上保存。有時也可加入對淀粉酶有保護作用的碳酸鈉。此外，還應注意保存容器的材料，因為有些金屬離子也能引起酶失去活性或抑制酶的活力。