酶技术将生命中必不可少的蛋白质用于提供可持续的全球食品解决方案

什么是酵素?

酶是维持生命所必需的蛋白质。 存在于包括微生物在内的所有生物中,酶是催化剂,这意味着它们可以加速各种类型的反应。 例如,在体内,参与消化的酶会代谢食物,为重要的生物过程提供能量。

仅在人体中,从唾液到胃和肝脏,到处都可以找到超过 3,000 种酶。 有些可以分解酒精,有些可以维持皮肤细胞。 每种酶都有独特的形状,决定了它可以与什么样的物质或底物发生反应。 为了发生反应,底物分子必须与酶活性位点的形状精确匹配——就像钥匙适合锁一样。 由于它们的特殊性质,大多数酶只能催化一种类型的反应。 降解酶是分解脂肪、蛋白质或碳水化合物(如糖和淀粉)分子的酶。 其他类型的酶将底物分子结合在一起。 由于这些反应使酶保持不变,因此只要保持最佳温度和 pH 条件,它们就可以一次又一次地使用。 如果没有这些最佳条件,酶的反应性会降低或变性。

米粒上生长的曲霉(Aspergillus oryzae)

自古以来,人类就利用微生物(如霉菌)中的酶的力量来协助食品生产。 例如,酶对于发酵至关重要,它可以保存食物并使它们更有营养和美味。 通过发酵,牛奶、谷物和水果等原料被转化为奶酪、酸奶和各种酒精饮料。 酶通过液化和糖化淀粉来加速发酵,即将其分解成糖。 在日本,在大米和其他谷物上自然形成的曲霉中发现的酶已被用于制作酱油、味噌、清酒和其他由大米、大麦和大豆制成的发酵食品。 有了酶,有限的食物资源可以进一步延伸,产生各种各样的最终产品。

随着时间的推移,随着发酵技术的进步,酶的功能也得到了更好的理解。 直到最近,食品工业使用的大部分酶都是降解酶,例如在肉类加工中,蛋白质降解酶长期以来一直被用于嫩化牛排和汉堡包。 但较新的研究开辟了一系列应用,利用某些酶将分子结合在一起并促进某些食物的弹性和紧实度的能力。 正是出于这个原因,味之素集团将注意力转向了转谷氨酰胺酶。

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什么是转谷氨酰胺酶?

转谷氨酰胺酶是一种酶,可将体内的蛋白质结合成聚合物,使其成为制造屏障和稳定结构(如皮肤)必不可少的物质。 与几个世纪以来已知的其他酶不同,它仅在 1950 年代后期才首次被描述和命名。

1980 年,味之素的一个研发团队开始研究一种由大豆蛋白制成的早期植物肉。 用大豆蛋白开发肉类的一个挑战一直是难以重现动物蛋白的质地。 在寻找能够赋予大豆蛋白所需的弹性和紧实度的物质时,味之素集团的研究人员发现了一种称为转谷氨酰胺酶的酶。 这导致揭示了这种酶在氨基酸谷氨酰胺和赖氨酸的残基侧链之间形成共价键的潜力。 这种反应使蛋白质凝结成更大的蛋白质,并使得制造大豆蛋白成为可能,其特征在于类似于动物蛋白的强而有弹性的蛋白质纤维。

 

由于转谷氨酰胺酶与多种蛋白质发生反应,因此可用于广泛的食品应用。 例如,酪蛋白酸钠溶液——一种在牛奶中发现的蛋白质,即使在加热时也能抵抗胶凝——当用转谷氨酰胺酶处理时,它可以在室温下发生胶凝。 这对酸奶和奶酪的生产具有重要意义。 此外,由于转谷氨酰胺酶在高于 0°C 的温度下具有活性,并且具有 5.0 至 8.0 的广泛最佳 pH 范围,因此它可用于从香肠和肉饼到面条、豆腐和预制食品的食品应用。

ACTIVA®️——世界上第一个用于食品应用的转谷氨酰胺酶制剂

1987 年,味之素集团及其研究合作伙伴首次通过使用传统微生物的发酵工艺大规模生产转谷氨酰胺酶。 这导致了 1993 年 ACTIVA® 的商业化,这是世界上第一条用于食品应用的微生物转谷氨酰胺酶制剂。

将 ACTIVA® 作为转谷氨酰胺酶制剂(酶与其他食品材料的混合物)而非纯酶形式进行营销,帮助公司轻松地将食品酶技术应用于食品加工。 此外,由于转谷氨酰胺酶的反应性因蛋白质底物的类型而异——与牛奶、肉类和大豆蛋白的反应比与蛋清的反应更好——通过混合选定的子试剂,ACTIVA® 的反应速度和成本性能得到进一步提高,或食品材料,针对每种食品应用进行了优化。 同样,这种酶制剂技术也提高了其他性能指标,例如质地、成型性和抑制食物随时间变质的能力。 ACTIVA® 可以涂抹在切肉和辅料的表面,或在凝固前与碎肉混合。 通过这种方式,少量的肉可以分层、成型或模制成肉卷、肉块或肉饼和肉块等产品。

此后,味之素集团继续开发进一步的应用和新的酶制剂,以增强转谷氨酰胺酶的功能,以满足食品行业的需求。 除了面包、面条和植物性蛋白质产品外,它目前正在全球范围内开发一系列产品,以改善各种肉类、奶制品和海鲜产品的质地、抑制随着时间的推移降解并增强可成型性。

 

通过全面、可持续的解决方案,毫不妥协地提供健康和营养

味之素集团通过将转谷氨酰胺酶和其他酶与各种食品材料相结合,不断扩展其食品酶解决方案。 虽然普通的降解酶通常会通过分解蛋白质来破坏肉类的天然质地,但本集团已开发出专有的酶处理方法,可在不牺牲天然质地的情况下使肉类嫩化,从而生产出具有食品生产商和消费者所需的口感等物理特性的高质量产品。 其他产品致力于打破大米中的淀粉链,以增加保水性而不损失质地,通过防止淀粉在储存过程中回生来提高产量并延长保质期。

这些先进的酶技术有助于提高食品生产力、降低成本和更有效地利用食品资源。 特别是,味之素集团一直是粘合配方的先驱,这些配方彻底改变了用于烧烤和烧烤等应用的成型肉的生产方式。 通常,切大块肉会产生大量最终被浪费的辅料。 但在加工前使用酶处理将肉块在模具中粘合在一起,可以产生更均匀的肉片,减少食物损失并提高生产效率。 食品酶现在也用于不太常见的应用,例如鱼丸等海鲜产品,并开辟了一系列进一步的可能性。

但酶的力量并不止于此。 随着人口老龄化等社会变化,味之素的食品酶解决方案也在不断发展并寻找新的食品应用,例如易于食用的无骨鱼片,这在医院有很高的需求。 酶制剂也被用于开发更具健康意识的食品,因为它们可以弥补肉和鱼中盐或磷酸盐减少时通常导致的质地损失。

结合利用味之素集团专有的味道和风味应用 鲜味 和 国久美 应用方面,集团的酶技术在提供全面的食品解决方案方面发挥着重要作用,这些解决方案在不影响口味的情况下促进全球健康和营养。 此外,它们越来越多地被用作清洁标签材料 植物蛋白产品 并因其为可持续发展做出贡献的能力而受到关注。


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