[科普中國(guó)]-乳漿脂酶

脂酶的概況

脂肪分解酶類根據(jù)其分解脂肪酸碳鏈的大小分為兩大類：一類是分解脂肪酸碳鏈小于10的甘油酯，稱為酯酶；一類是分解脂肪酸碳鏈大于等于10的甘油酯，稱為脂酶。絕大部分脂酶也可以分解酯酶底物。也有文獻(xiàn)介紹乳中含有酯酶，其包括脂酶和磷酸酶?；蛘卟粚?duì)酯酶與脂酶進(jìn)行區(qū)分，直接用脂酶表示。乳脂肪分解酶類主要來(lái)源于以下兩種方式：一種是乳中自有的，在牛乳合成和分泌的過程中產(chǎn)生，由乳腺進(jìn)入牛乳中；一種是在存放、加工過程中污染微生物后產(chǎn)生的。

脂酶按底物專一性可分為非專一性脂酶、專一性脂酶、脂肪酸專一性脂酶三類。根據(jù)其在牛乳中的位置分為膜脂酶、乳漿脂酶及其它類。膜脂酶吸附于脂肪球膜之間，乳漿脂酶存在于脫脂乳中，大部分與酪蛋白結(jié)合。脂酶作用于油水界面上，這與酯酶作用于水相中不同。由于脂酶對(duì)脂肪中脂肪酸殘基及酯鍵的位置具有很高的專一選擇性，因此一種脂酶的反應(yīng)產(chǎn)物是相對(duì)恒定的。用一種脂酶生產(chǎn)出的產(chǎn)品在風(fēng)味上具有一定的獨(dú)特性。大多數(shù)脂酶的最適pH在6-9范圍內(nèi)，酶解反應(yīng)的最適溫度是20-40℃，生產(chǎn)中一般用30-36℃1。

乳中內(nèi)源脂酶及其對(duì)乳制品的影響牛乳中內(nèi)源脂酶的含量低，含量隨著哺乳期的不同階段、季節(jié)、牛奶產(chǎn)量、飼料情況的不同而不同。其中最重要的是脂蛋白脂酶，它從1,3位水解甘油三酯，其水解1位的速度比3位稍快。脂蛋白脂酶存在于酪蛋白膠束中，會(huì)引起牛乳脂解，產(chǎn)生滑膩感和腐臭異味。通常在牛腺體和未冷卻的新鮮牛乳中發(fā)生脂酶-底物的反應(yīng)非常有限，因?yàn)槿橹颈话谥厩蚰?nèi)，所以內(nèi)源脂酶的活性很低。但在后續(xù)的加工處理過程（攪拌、均質(zhì)等）中，脂肪球膜被破壞，脂酶的活性被釋放出來(lái)，可以使乳脂肪分解，造成牛乳酸敗。但內(nèi)源酶的穩(wěn)定性較差。因此，內(nèi)源脂酶在乳制品加工的滅菌工序后已經(jīng)沒有活性，對(duì)成品質(zhì)量的影響較小。

微生物脂酶及其對(duì)乳制品的影響很多微生物都可以產(chǎn)生多種脂酶，水解不同鏈長(zhǎng)的脂肪酸。由微生物產(chǎn)生的脂酶對(duì)熱的穩(wěn)定性很好，乳脂肪對(duì)脂酶的熱穩(wěn)定性有保護(hù)作用。脂酶的耐熱性與其不同的來(lái)源、種類、所處的環(huán)境、冷卻、攪拌等條件有關(guān)。在原料奶中由假單胞菌產(chǎn)生的脂酶在63℃，30min的熱處理?xiàng)l件下仍能保持55-100%的活性。在脫脂奶中，100℃，30s的處理?xiàng)l件下，脂酶保持75-100%的活性。因此，由微生物產(chǎn)生的脂酶在乳品生產(chǎn)的熱處理過程中不會(huì)全部失去活性，這會(huì)給乳品品質(zhì)帶來(lái)較大的影響。

脂酶使產(chǎn)品品質(zhì)變劣微生物產(chǎn)生的脂酶是乳制品酸敗的主要原因。由于乳脂肪中含低級(jí)脂肪酸比較多，即使稍微水解也會(huì)產(chǎn)生刺激性的酸敗味，特別是奶油被霉菌污染后，水解更為迅速。霉菌產(chǎn)生的脂酶會(huì)使奶油帶有酸敗的味道并使脂肪變苦。

在保鮮奶生產(chǎn)過程中，苦味物質(zhì)生成的原因之一也是脂酶分解乳脂肪所致。原料奶在擠奶后很容易污染嗜冷菌，嗜冷菌在4℃貯存的奶中生長(zhǎng)，產(chǎn)生脂酶。時(shí)間越長(zhǎng)，合成的酶類越多，危害越大。目前所采用的超高溫瞬時(shí)滅菌的熱處理?xiàng)l件可以殺滅嗜冷菌，但無(wú)法保證所有的脂酶失活，未失活的脂酶在產(chǎn)品貯藏過程中會(huì)緩慢的分解脂肪，產(chǎn)生苦味。由于奶粉中水分含量較低，公認(rèn)微生物無(wú)法在其中生長(zhǎng)。

脂酶的活性在低水分活度的粉末狀條件下比在水溶液中的穩(wěn)定性高。在20℃儲(chǔ)存兩個(gè)月的脫脂奶粉中，脂酶的活性沒有損失。因而脂肪酶解是造成奶粉品質(zhì)變劣的主要原因之一。此外，在干酪中，過度的脂肪酶解也會(huì)使干酪制品產(chǎn)生不愉快的風(fēng)味。在酸乳制品中，酶解產(chǎn)生的游離脂肪酸也會(huì)抑制一些發(fā)酵劑的生長(zhǎng)。

脂酶改善了乳制品的品質(zhì)在一些發(fā)酵制品中，需要利用微生物脂酶的活性。脂酶用于干酪主要是為強(qiáng)化風(fēng)味和縮短成熟時(shí)間。如用霉菌發(fā)酵生產(chǎn)干酪時(shí)，脂酶分解脂肪促進(jìn)干酪的成熟，部分乳酸菌（乳酸鏈球菌、干酪乳桿菌等）也能分泌脂酶促進(jìn)干酪的成熟。嗜熱和嗜溫乳桿菌都具有脂解活性。在一些干酪制品中，脂酶用于脂肪裂解香味的生成。脂肪的裂解對(duì)于瑞士干酪風(fēng)味很重要。在藍(lán)色干酪中，辛辣的風(fēng)味是由短鏈脂肪酸和甲基酮形成的，大部分的脂肪裂解是由一種青霉脂酶催化的，少部分是由牛奶中內(nèi)源的脂酶催化。脂酶在奶油的生產(chǎn)中主要是增香作用，但需要控制酶解程度，過度會(huì)造成酸敗和變苦等不良風(fēng)味。在酸奶中，也有一部分風(fēng)味物質(zhì)——少量揮發(fā)性脂肪酸是由脂酶酶解生成的。乳脂肪賦予乳制品重要的功能，如感官上，賦予了脂肪香氣和順滑的口感，在組織狀態(tài)上，賦予了奶油狀的組織結(jié)構(gòu)，在營(yíng)養(yǎng)上，提供了必須的脂肪酸，改善了脂溶性維生素的吸收等。但近年來(lái)包括乳脂肪在內(nèi)的脂肪類制品由于其內(nèi)含膽固醇，容易造成心腦血管疾病，使特殊人群對(duì)高脂肪含量乳品等一系列食品的食用受到限制。因此，改性成為乳脂肪健康化的有效手段。在傳統(tǒng)乳制品中，脂酶的利用都是自發(fā)的。目前，國(guó)外對(duì)脂酶選擇性改性乳脂肪研究得比較多。選擇性脂肪酶解改性在中性條件下進(jìn)行，與化學(xué)改性相比條件溫和，由于其化學(xué)和立體選擇性可以生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品。

將脂酶特異性地應(yīng)用于乳脂肪的水解，可進(jìn)一步增強(qiáng)干酪、奶粉、奶油的風(fēng)味，促進(jìn)干酪的成熟，改善乳制品的品質(zhì)等。乳脂肪的種類繁多，經(jīng)脂酶水解后的產(chǎn)物各異。脂酶釋放的短鏈脂肪酸-酪酸、己酸、辛酸使產(chǎn)品具有一種獨(dú)特強(qiáng)烈刺激性的風(fēng)味；釋放的中鏈脂肪酸癸酸、月桂酸使產(chǎn)品具有皂類風(fēng)味、；酶解釋放的長(zhǎng)鏈脂肪酸，如肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸等對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味影響很小。脂肪酶解后的不飽和脂肪酸易于氧化形成醛酮等物質(zhì)，形成不良風(fēng)味。酸敗味、苦味、酪酸味、不潔味、澀味、肥皂味等都與脂肪酶解有關(guān)。因此，在進(jìn)行酶解乳脂肪的過程中，必須選擇適合的脂酶，才能達(dá)到生產(chǎn)中所需的目的2。