酶在肉制品工业中的应用

酶在肉制品加工中具有广泛的应用，它们能够催化各种生化反应，主要是用于肉品加工、改善组织结构、肉的保鲜，及改善肉品品质、口感和营养价值，嫩化肉类和转化低值蛋白质、提高原料利用率等方面。

涉及的酶类主要有蛋白酶、羧肽酶和谷氨酰胺转氨酶等。

一、肌肉蛋白酶和胶原蛋白酶

肌肉蛋白酶和胶原蛋白酶在肉制品加工中具有不同的应用和作用机制以下是它们在肉制品加工中的区别应用分析：

1、肌肉蛋白酶是一类能够分解蛋白质的酶，它们存在于肌肉组织中，对肌肉的生理功能和代谢过程起着重要作用。根据水解肽键方式的不同，肌肉蛋白酶可分为内肽酶和外肽酶。内肽酶主要水解肽链内部的肽键，而外肽酶则从多肽链的氨基或羧基末端水解肽键，进一步细分为氨肽酶和羧肽酶。此外，根据催化模式的不同，肌肉蛋白酶还可分为丝氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶和金属蛋白酶等类型。

肌肉蛋白酶在肉制品加工中的应用

（1）. 嫩化作用：
 肌肉蛋白酶能够降解肌肉纤维和结缔组织中的蛋白质，从而破坏肌肉纤维结构，使肉质变得更为柔嫩。
（2）. 风味改善：

肌肉蛋白酶是一类在肌肉组织中存在的酶类，它们主要负责蛋白质的水解过程。
肌肉蛋白酶在降解蛋白质的过程中，会产生游离氨基酸、肽类等风味物质的前体，这些物质在后续的加工和熟制过程中会进一步转化为具有特定风味的化合物。
因此，肌肉蛋白酶的添加有助于加速肉制品风味的产生，并改善其整体风味品质。
（3）. 提高原料利用率：
在肉制品加工过程中，肌肉蛋白酶可以将难以利用的碎肉、肉渣等边角料黏结在一起，重新组合成完整的肉块。

这不仅提高了原料的利用率，还降低了生产成本，增加了肉制品的产量。
 2、胶原蛋白酶，又称骨胶原酶，简称胶原酶。是在各种动物组织的细胞内（特别是深酶体部分）发现的一类蛋白酶，来源于同一类组织细胞内由组织蛋白酶组成。由溶组织梭菌（Clostridum histolytirum）制取而得。

胶原蛋白酶在肉制品加工中的应用

（1）. 嫩化作用：

胶原蛋白的含量对肉类的品质具有重要影响。胶原蛋白是一种纤维蛋白，由副键交联而成，具有很强的机械强度。添加蛋白酶能够嫩化肉类，其中最主要的原因在于水解了胶原蛋白。

 胶原蛋白酶主要作用于肉制品中的胶原蛋白，将其降解为短链肽或小分子氨基酸，从而降低胶原纤维的密度和强度。这一过程有助于改善肉制品的嫩度，使其口感更加柔软。满足消费者对肉制品品质的需求。
与肌肉蛋白酶相比，胶原蛋白酶在嫩化作用上更加专一，主要针对胶原蛋白进行降解。
（2）. 组织结构优化：
胶原蛋白是肉制品中的重要结构成分之一，它赋予肉制品一定的弹性和韧性。
 胶原蛋白酶的添加可以调整肉制品的组织结构，使其更加细腻均匀，提高肉制品的商品价值。
（3）. 风味提升：
虽然胶原蛋白酶的主要作用是降解胶原蛋白，但在降解过程中也会产生一些具有特殊风味的氨基酸和肽类化合物。
这些化合物能够为肉制品增添独特的风味，提高其整体口感和风味品质。但相比肌肉蛋白酶，胶原蛋白酶在风味改善方面的作用可能相对较弱。

（4）、应用实例
在肉制品工业中，胶原蛋白酶已被广泛应用于各类肉制品的加工中。例如，在香肠、火腿、肉丸等产品的生产中，通过添加适量的胶原蛋白酶，可以显著改善产品的嫩度和风味。此外，在一些高端肉制品如牛肉干、烤肉等的加工中，胶原蛋白酶也被用作重要的嫩化剂和风味改善剂。

（5）、注意事项
虽然胶原蛋白酶在肉制品中具有广泛的应用价值，但在使用过程中也需要注意以下几点：
控制添加量：过量的胶原蛋白酶可能会导致肉制品过度嫩化，影响口感和品质。因此，在使用过程中需要严格控制添加量。
选择适宜的加工条件：胶原蛋白酶的活性受到温度、pH值等因素的影响。因此，在使用过程中需要选择适宜的加工条件以确保其催化活性。由于肉类中还含有其他蛋白质，因此生产时需要选择对胶原蛋白特异性强的蛋白酶。

 3、区别与应用建议
（1）. 区别：
作用机制：肌肉蛋白酶主要降解肌肉纤维和结缔组织中的蛋白质；而胶原蛋白酶则专门作用于胶原蛋白。
 （2）.嫩化效果：两者都能提高肉制品的嫩度，但胶原蛋白酶在嫩化作用上更加专一且针对性强。
风味改善：肌肉蛋白酶在风味改善方面可能更为显著，因为它能产生更多种类的风味物质前体。
（3）. 应用建议：
在肉制品加工中，可以根据具体需求和产品特点选择合适的酶制剂进行添加。
如果需要显著提高肉制品的嫩度和口感柔软度，可以考虑添加胶原蛋白酶；如果同时希望改善肉制品的风味品质，则可以考虑添加肌肉蛋白酶或两者结合使用。
在使用过程中，需要严格控制酶的添加量和作用条件（如温度、pH值等），以确保酶制剂的催化活性和作用效果。
肌肉蛋白酶和胶原蛋白酶在肉制品加工中具有不同的应用和作用机制。通过合理选择和使用这些酶制剂，可以显著提高肉制品的品质和口感，满足消费者的多样化需求。

二、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和生姜蛋白酶

木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和生姜蛋白酶在肉制品中的应用各有特色，以下是对它们在肉制品中区别应用的详细分析：

 1、木瓜蛋白酶（Papain），又称木瓜酶，是一种在番木瓜（Carieapapaya）中发现的植物蛋白水解酶。对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的酶解能力。

木瓜蛋白酶在肉制品加工中的应用

（1）. 肉类嫩化：木瓜蛋白酶能够分解肉类中的肌原纤维和胶原蛋白，使肉质变得更加鲜嫩。它特异性地水解蛋白质中的肽键，将长链的肌原纤维蛋白分子切割成较小的片段，破坏了蛋白质的原有结构，降低了肉类的韧性。

（2）. 提高保水性：经过木瓜蛋白酶处理后，肉类的结构发生改变，增强了肉的吸水能力，有助于保持肉制品的多汁性。

（3）.实际应用案例
在肉制品加工中，木瓜蛋白酶常被用作嫩肉剂。例如，在制作牛肉干、牛肉丸等肉制品时，添加适量的木瓜蛋白酶可以显著改善肉制品的口感和质地。此外，木瓜蛋白酶还可以用于肉类腌制过程中，以提高肉类的嫩度和保水性。

（4）.安全性：木瓜蛋白酶作为食品添加剂，在肉类加工中具有很高的安全性，符合国家的食品安全标准和规定。

2、菠萝蛋白酶是从菠萝中提取出来的一种巯基蛋白酶，也被称为菠萝酶。

菠萝蛋白酶在肉制品加工中的应用

（1）. 嫩化作用：与木瓜蛋白酶类似，菠萝蛋白酶也能够有效水解肌肉蛋白质，降低肌肉纤维之间的交联程度，使肉质更加嫩滑。

（2）. 风味改善：菠萝蛋白酶在分解蛋白质的过程中，会产生一些具有特殊香味的化合物，这些化合物能够赋予肉制品更加丰富的风味和香气。

（3）. 应用广泛性：菠萝蛋白酶不仅可用于肉制品的嫩化处理，还可用于啤酒生产、乳制品加工以及烘焙食品等多个领域。

 3、生姜蛋白酶是从生姜中提取的一种新型植物蛋白酶。

生姜蛋白酶在肉制品加工中的应用

（1）. 嫩化效果：生姜蛋白酶能够降解肌原纤维，使肌原纤维断裂，从而提高肉类的嫩度。其嫩化效果虽然可能略逊于木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶，但同样具有显著作用。

（2）. 去腥提鲜：生姜蛋白酶能够水解产生腥味的蛋白质，并将其转化成多肽和氨基酸，从而达到去腥的目的。同时，水解产生的可溶性氨基酸中有很多带有鲜味，能够提升肉制品的鲜美程度。

（3）. 健康属性：生姜作为天然植物来源，其提取物生姜蛋白酶在肉制品加工中具有天然、健康、无副作用等优点，符合现代消费者对健康食品的需求。

4、区别总结

（1）. 嫩化效果：三者均具有嫩化肉类的效果，但木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶的嫩化作用可能更为显著。

（2）. 风味改善：菠萝蛋白酶在分解蛋白质的过程中能够产生特殊香味，对肉制品的风味改善作用较为明显。而木瓜蛋白酶和生姜蛋白酶则主要侧重于嫩化和去腥提鲜。

（3）. 健康属性：生姜蛋白酶作为天然植物提取物，在健康属性方面具有一定优势。木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶虽然同样安全有效，但来源上可能不如生姜蛋白酶天然。

（4）. 应用广泛性：菠萝蛋白酶在多个食品工业领域均有广泛应用，包括肉制品加工、啤酒生产、乳制品加工以及烘焙食品等。而木瓜蛋白酶和生姜蛋白酶则主要侧重于肉制品加工领域。

三、羧肽酶

（Carboxypeptidases，CPs）是一类专一性地从肽链的C端逐个降解、释放游离氨基酸的肽链外切酶。

羧肽酶在肉制品加工中的应用:

1、改善肉品组织结构

羧肽酶能够水解肽链的羧基端氨基酸，将肉中的蛋白质分解成更小的肽段。这一过程中，肉品的质地和口感会发生改变，组织结构得到优化，使得肉制品更加细腻、易于咀嚼和消化。

 2、降低苦味提升风味

在肉类加工过程中，某些蛋白质水解后会产生苦味肽，影响肉制品的风味品质。羧肽酶能够继续水解这些苦味肽，释放出游离氨基酸，从而降低或消除苦味，提升肉制品的整体风味。

3、提高原料利用率

肉制品加工中不可避免地会产生碎肉、肉渣等边角料，这些边角料往往难以直接利用。羧肽酶的应用可以将这些边角料中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，便于重新组合成完整的肉块或用于其他肉制品的生产，从而提高原料的利用率。

4、具体应用场景

（1）. 嫩化肉类：羧肽酶可用于嫩化牛肉、猪肉等肉类，通过水解胶原蛋白和其他蛋白质，使肉质更加鲜嫩多汁。

（2）. 改善香肠品质：在香肠等肉制品的生产中，羧肽酶可以帮助提高肉糜的黏结性和保水性，使得香肠等肉制品在加工过程中更加易于成型和保持形状。

（3）. 优化肉制品口感：羧肽酶的应用可以改善肉制品的口感和质地，使其更加符合消费者的口味需求。

四、谷氨酰胺转氨酶，又称谷氨酰胺酶，是一种能够催化蛋白质分子内外的交联、氨基酸连接以及谷氨酰胺基水解的酶。

谷氨酰胺转氨酶简称TG（TGase）在肉制品加工中的应用:

 1、改善肉制品组织结构

谷氨酰胺转氨酶能够显著提高肉制品的脆性、切片性，并改善其产品结构。通过催化蛋白质分子间的交联反应，该酶能够形成致密的三维网络结构，使肉制品在加工和烹饪过程中保持稳定的质构。这种结构特性使得肉制品在高温和冷冻条件下仍能保持良好的口感和外观。

 2、提高肉制品稳定性

（1）. 保水性：谷氨酰胺转氨酶能够增强肉制品的保水能力，减少水分流失，从而延长产品的保质期。这一特性在干燥、烟熏等加工过程中尤为重要。

（2）. 热稳定性：由于该酶形成的三维网络结构具有较高的热稳定性，因此肉制品在加热处理时不易变形或散架，保持了良好的外观和口感。

 3、碎肉粘结与重组肉制品制作

谷氨酰胺转氨酶具有强大的粘结能力，能够将各种碎肉粘结为整块肉，用于制作重组肉制品。例如，重组牛排、重组鸡胸肉等。这种技术不仅提高了原料的利用率，还降低了生产成本。同时，由于粘结过程中使用的是肉类蛋白的自然交联，因此不会影响肉块的食用品质。

4、提升肉制品口感与风味

通过谷氨酰胺转氨酶的催化作用，肉制品中的蛋白质分子结构发生变化，从而赋予产品特有的质构和口感。这种变化使得肉制品更加鲜嫩多汁，口感更加丰富。此外，该酶还能够促进肉制品中风味物质的释放和保留，进一步提升产品的风味品质。

 5、具体应用案例

（1）. 牛肉制品：在牛肉加工过程中添加谷氨酰胺转氨酶，可以显著提高牛肉的嫩度和切片性，同时保持其良好的质构和口感。

（2）. 猪肉制品：在猪肉制品中添加该酶，可以改善其组织结构，提高保水性和热稳定性，使得猪肉制品在加工和烹饪过程中不易变形或散架。

（3）. 重组肉制品：利用谷氨酰胺转氨酶的粘结能力，可以将碎肉粘结为整块肉，用于制作各种重组肉制品。这些产品不仅外观整齐、口感良好，而且具有较高的营养价值。

五、综上所述，酶在肉制品加工中具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。它们能够改善肉制品的品质、口感和营养价值，提高原料利用率，并开发出新型健康肉制品。随着科技的进步和人们对健康饮食需求的不断增加，酶在肉制品加工中的应用将会越来越广泛。（文/小林）