世界上小麥的主要去處集中在焙烤食品的生產(chǎn)上，其中面包的生產(chǎn)占很大的比例。印度80%的小麥以加工傳統(tǒng)食品如chapathi的形式被消耗。全麥面包產(chǎn)量的增加一方面是由于人們對(duì)高膳食纖維食品需求量的增加，另一方面是由于南非地區(qū)全麥面包價(jià)格較低。此外，流行病學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)：在許多西方國(guó)家，冠心病、糖尿病以及其他幾種遺傳病盛行，也使全麥面包的研究得到普遍重視。我國(guó)面包工業(yè)向主食工業(yè)化，低脂肪、有機(jī)、營(yíng)養(yǎng)方向發(fā)展。
面包生產(chǎn)中，還有很多研究工作要做，如面包的抗老化、組織結(jié)構(gòu)的改善等。面包老化會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，美國(guó)每年大約有10億美元的烘焙食品因此而廢棄。要想占有一定的市場(chǎng)份額，必須克服這一問(wèn)題使面包貨架期延長(zhǎng)。
酶作為一種天然的面團(tuán)改良劑在烘焙食品中的應(yīng)用已有50多年的歷史，但由于成本問(wèn)題，其大規(guī)模的應(yīng)用近幾年才得以實(shí)現(xiàn)。
1酶在面包制作中的應(yīng)用
1.1淀粉酶在焙烤食品中的作用
α－淀粉酶通常與蛋白酶一起應(yīng)用于改善面團(tuán)的功能性質(zhì)。小麥及黑麥面粉只含約0.5%～1.0％的可發(fā)酵糖，不能提供酵母生長(zhǎng)所需的糖。如果面粉中α－淀粉酶的活力不足，淀粉分解所產(chǎn)生的麥芽糖含量很低，面團(tuán)起發(fā)性不好。因此面團(tuán)中可加入約0.3％的麥芽α－淀粉酶或α－淀粉酶以提高面團(tuán)的質(zhì)量。α－淀粉酶對(duì)熱不穩(wěn)定，在烘烤的過(guò)程中易失活，與葡萄糖淀粉酶可以共同控制產(chǎn)品還原糖的含量，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量，如顏色等。α－淀粉酶可降低產(chǎn)品黏度，改善產(chǎn)品的加工性能，終使產(chǎn)品松軟，體積增大。焙烤過(guò)程中，淀粉膠凝，蛋白質(zhì)變性形成剛性結(jié)構(gòu)并釋放水到淀粉凝膠中去。如果α－淀粉酶活力過(guò)高，烘烤過(guò)程前期過(guò)量淀粉水解，則會(huì)導(dǎo)致面包黏性增強(qiáng)，體積較小。α－淀粉酶在75℃時(shí)失活，所以不會(huì)產(chǎn)生上述情況，會(huì)使面包的貨架期延長(zhǎng)兩倍。S.Sahlstrom等研究了面包制作中四種α－淀粉酶的加入，調(diào)粉時(shí)間及醒發(fā)時(shí)間對(duì)面包質(zhì)量及貨架期的影響。研究結(jié)果表明：酶的加入會(huì)增大面包體積，但加入α-淀粉酶似乎對(duì)降低調(diào)粉時(shí)間和醒發(fā)時(shí)間無(wú)影響。加入Pullulanase可延遲面包老化。α－淀粉酶不能水解完整的淀粉顆粒。酵母發(fā)酵的過(guò)程中也依賴于β－淀粉酶產(chǎn)生的還原糖，進(jìn)而通過(guò)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生良好的風(fēng)味和色澤。MarcJ.E.C.vanderMaarel等對(duì)α－淀粉酶系的特性、三維空間結(jié)構(gòu)，催化機(jī)理及應(yīng)用進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究。F.Randez-Gil，J.A.Prieto等在SUC2和ACT1兩個(gè)啟動(dòng)子的控制下，構(gòu)建了Aspegillusoryzaeα－淀粉酶cDNA，然后克隆到一個(gè)面包酵母菌株中，并構(gòu)建整合了YIp及游離基因YEp質(zhì)粒，根據(jù)產(chǎn)α－淀粉酶能力篩選轉(zhuǎn)化株。FranciscaRandez-Gil等研究并報(bào)道了重組DNA技術(shù)改變面包制作的配方及加工條件。新面包酵母菌的產(chǎn)氣能力、耐壓能力、產(chǎn)蛋白質(zhì)及其他代謝物的能力對(duì)面包的風(fēng)味、流變學(xué)特性及貨架期都有所改善。而桿菌中嗜熱麥芽糖淀粉酶以不同的方式影響面團(tuán)的流變學(xué)特性及淀粉分子。這種酶影響直鏈淀粉的數(shù)量而使其獲得單分散性和保持分子量不變，而且發(fā)現(xiàn)冷面團(tuán)的黏性與直鏈淀粉分子聚合的數(shù)量有關(guān)聯(lián)。
1.2蛋白酶在焙烤食品中的作用
健全的、未發(fā)芽的谷物蛋白酶活性通常很低，且大多為木瓜蛋白酶，就是說(shuō)當(dāng)存在能夠還原二硫鍵的物質(zhì)時(shí)，蛋白酶才有活性。內(nèi)源性蛋白酶對(duì)面包質(zhì)量影響較小，因?yàn)槠湮炀厶呛枯^高。然而水解面筋蛋白的酶類對(duì)面包質(zhì)量有很顯著的影響。例如某些昆蟲(chóng)的唾液中含有水解谷物中主要蛋白質(zhì)的酶類，可以使面筋蛋白水解過(guò)度。在面包制作過(guò)程中控制蛋白酶的用量，加入適量的蛋白酶可縮短1/3的調(diào)粉時(shí)間，同時(shí)面團(tuán)的機(jī)械性能及組織結(jié)構(gòu)也會(huì)得到提高。
1.3半纖維素酶在焙烤食品中的作用
早在1973年，Casier等人就提出不同的小麥面粉所含有的戊聚糖種類不同�？偟膩�(lái)說(shuō)，戊聚糖對(duì)面包體積、面團(tuán)組織結(jié)構(gòu)具有正影響。黑麥面粉含有的戊聚糖能阻止面筋的形成，這些戊聚糖的部分水解可以顯著提高面團(tuán)的加工性能及體積。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，非淀粉多糖在面包制作過(guò)程中起到很重要的作用。半纖維素酶和β－葡聚糖酶可顯著提高面團(tuán)質(zhì)量。白面粉、全麥粉及黑麥粉分別含有約2.5%～3％、5%及8%的半纖維素，這些半纖維素在面團(tuán)吸水能力方面起著重要作用。戊聚糖可吸收其6.5倍重量的水分。
自從發(fā)現(xiàn)市售木聚糖酶作為非純品可增大面包體積，改善面團(tuán)質(zhì)量以后，人們的注意力從研究水解蛋白和淀粉的酶逐漸轉(zhuǎn)向研究半纖維素及戊聚糖的酶類。這可認(rèn)為是烘焙酶技術(shù)史上的一次變革。近年來(lái)，半纖維素酶，特別是戊聚糖酶在全麥面包生產(chǎn)中應(yīng)用的研究成為熱點(diǎn)。已經(jīng)證明面團(tuán)中加入戊聚糖酶會(huì)明顯提高抗老化能力，而且在黑麥面包生產(chǎn)中可降低調(diào)粉時(shí)間，以及調(diào)粉過(guò)程中消耗的能量。G.Cleemput等對(duì)內(nèi)源性非淀粉多糖水解酶在面包制作過(guò)程中對(duì)非淀粉多糖（NSP）的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：在調(diào)粉和烘烤階段，部分水不溶性NSP轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘�。發(fā)酵過(guò)程中阿拉伯木聚糖分子量的變化部分原因是由于酶水解。由于從面團(tuán)或面包中提取阿拉伯木聚糖很難，表明NSP之間或NSP與蛋白質(zhì)或其他面粉組分存在著相互作用�？扇芙馕炀厶桥c谷蛋白結(jié)合形成的膠狀物質(zhì)，改善內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而脂肪酶則阻止了甘油三酯與谷蛋白的結(jié)合，提高面團(tuán)穩(wěn)定性，操作性好，成品面包彈性更好，體積增大，面包心結(jié)構(gòu)均勻，色澤光亮。
1.4氧化酶類在焙烤食品中的作用
1.4.1脂肪氧合酶和巰基氧化酶。氧化酶在修飾面筋蛋白中展現(xiàn)很重要的地位。19世紀(jì)20年代人們?cè)诖蠖怪邪l(fā)現(xiàn)了脂肪氧合酶，它能夠漂白小麥面粉。起初人們稱之為胡蘿卜素氧化酶，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這種氧化酶可氧化多不飽和脂肪酸而非類胡蘿卜素。近人們又發(fā)現(xiàn)脂肪氧合酶可影響面團(tuán)的性質(zhì)，所以作為面團(tuán)改良劑使用。脂肪氧合酶催化面粉中的不飽和脂肪酸發(fā)生氧化，形成氫過(guò)氧化物，氫過(guò)氧化物氧化蛋白質(zhì)分子中的巰基(-SH)，形成二硫橋(-S-S-)，并能誘導(dǎo)蛋白質(zhì)分子聚合，使蛋白質(zhì)分子變得更大，從而增加面團(tuán)的攪拌耐力。另外，脂肪氧合酶還能使面包心變白。巰基氧化酶（從Aspergillusniger得到）直接加入或與葡萄糖氧化酶復(fù)配使用可強(qiáng)化面筋。
1.4.2葡萄糖氧化酶和過(guò)氧化物酶。
葡萄糖氧化酶和過(guò)氧化物酶具有顯著的改善面粉中面筋強(qiáng)度和彈性、總體提高面粉品質(zhì)的作用。它與其他酶制劑和添加劑之間具有協(xié)同效應(yīng)，用于烘焙面包等高筋粉的生產(chǎn)，均能獲得理想效果。同時(shí)，葡萄糖氧化酶憑借其天然的優(yōu)良特性，可替代被癌癥研究機(jī)構(gòu)列為致癌物質(zhì)的溴酸鉀等各種化學(xué)添加劑。
1.5漆酶（laccase）在焙烤食品中的作用
漆酶是一種糖蛋白。肽鏈一般由500左右個(gè)氨基酸組成。糖配基占整個(gè)分子的10%～45%。糖組成包括氨基己糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、巖藻糖和阿拉伯糖等。由于分子中糖基的差異，漆酶的分子量隨來(lái)源不同會(huì)有很大差異，甚至來(lái)源相同的漆酶分子量也會(huì)不同。漆酶(對(duì)二苯酚氧化酶)是一類含銅的多酚氧化酶，能夠氧化包括多酚、甲氧基苯酚、二胺化合物在內(nèi)的一大類底物。
漆酶也用作面團(tuán)改良劑，作用于面粉中的主要組分。當(dāng)漆酶加入到面團(tuán)中時(shí)，會(huì)使面團(tuán)成分發(fā)生氧化作用，以提高它們之間的結(jié)合力。漆酶可增加面團(tuán)體積，改善面團(tuán)結(jié)構(gòu)，提高柔軟度，降低黏度，進(jìn)而改善面團(tuán)的加工性能。漆酶可加速面筋的形成，也能加速面筋蛋白的降解，加入阿魏酸可提高面團(tuán)的加工性能。此外，漆酶單獨(dú)使用時(shí)可降低阿拉伯木聚糖的水溶性，與阿魏酸復(fù)合使用時(shí)可提高氧化巰基的能力。
3結(jié)束語(yǔ)
隨著生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)酶在面包生產(chǎn)中應(yīng)用的興趣更加濃厚。各種酶在面包生產(chǎn)中的作用機(jī)理有待于進(jìn)一步研究，以開(kāi)發(fā)出多功能、有效的面包改良劑。