食品中的丙烯酰胺产生的主要途径之一是食品组分中的还原糖和天冬酰胺在高于120℃的温度下通过美拉德反应生成。本文研究了生物法酵母和天冬酰胺酶分别降低丙烯酰胺的前体物质以减少和消除油炸薯片中的丙烯酰胺。论文还对天冬酰胺酶在应用中的热稳定性进行研究。论文研究了食品级酵母代谢降低土豆片中还原糖的最佳条件。研究结果表明,在酵母预处理过程中,土豆片中还原糖的降低速率高于对照组。在固液比为1:4、酵母添加量为0.5%,温度为37℃的条件下,预处理110 min土豆片中的还原糖几乎降至为零。运用改良的HPLC-MS/MS法测得的油炸薯片中丙烯酰胺含量与对照组相比降低了70%。感官评价结果显示,与未经过任何预处理的样品相比,酵母预处理后的油炸薯片感官品质没有明显变化。天冬酰胺酶能够将天冬酰胺专一性的水解为天冬氨酸和氨。研究结果表明,在60℃,酶浓度为1750 U/L的条件下,酶解20 min后,土豆片中天冬酰胺含量降低了31.11%,从最初的2.25 mg/g降低至1.55 mg/g。酶预处理后的土豆片经油炸后丙烯酰胺含量与对照组相比降低了52.91%,与未经过任何预处理的油炸薯片相比降低了78.55%。采用分光测色仪定量测定了油炸薯片的色泽变化,结果显示,经过酶预处理的油炸薯片色泽均匀。预处理土豆片油炸后的含油率没有明显变化。为了提高天冬酰胺酶的重复利用率,本研究考察了天冬酰胺酶在应用过程中的稳定性,研究发现,土豆浸出物对天冬酰胺酶具有热稳定作用。土豆浸出液中的天冬酰胺酶在60℃的条件下连续使用多次仍具有较高活力,而60℃的条件下天冬酰胺酶在纯水中的半衰期为0.5 h。为了探寻天冬酰胺酶的稳定因子,本文通过乙醇沉淀和透析法,确定了土豆浸出物中起稳定作用的是小分子物质。本文还系统研究金属离子、氨基酸、糖和醇类物质对天冬酰胺酶热稳定性的影响,结果表明,一些金属离子(Fe2+和K+)、阳离子([NH4]+)和氨基酸,在不影响酶活力的前提下具有提高酶热稳定性的作用。在60℃条件下,当体系中含有40 mmol/L[NH4]+时,8 h后天冬酰胺酶的残余酶活仍大于40%,而同样温度下,天冬酰胺酶在水中1 h后完全失活。一些常用的降低水分活度的物质(甘油、聚乙二醇200、甘露醇、海藻糖)并不能很好的提高天冬酰胺酶的热稳定性。进一步对小分子稳定剂进行复配研究,获得最终的最佳复配稳定剂为20 mmol/L的[NH4]+和2%(m/v)的甘氨酸。在复配稳定剂存在的条件下,天冬酰胺酶在60℃,48 h后的残余酶活力大于60%,相比单一稳定剂,效果大大提高。采用蛋白质荧光光谱和差示扫描量热分析等方法考察酶蛋白结构和性质的变化,研究复配稳定剂对天冬酰胺酶的稳定机理。研究结果表明,复配剂中的酶蛋白表面疏水强度随着时间的延长而升高,60℃,8 h后升高至302.38%,对应天冬酰胺酶的残余酶活由100%降低至71.91%;48 h后酶蛋白表面疏水强度增加至384.76%,残余酶活下降至60.60%。蛋白质表面疏水性强度的不断增加,表明蛋白质内部疏水基团的不断暴露,空间结构发生较大变化导致酶逐步热变性,致使酶活下降。复配稳定剂会淬灭酶蛋白产生的荧光,通过Stern-Volmer方程拟合分析,淬灭常数随温度升高而增加,确定复配剂的淬灭机制为动态淬灭。微量差示扫描量热分析的结果也表明,复配稳定剂使天冬酰胺酶蛋白的热变性温度有所提高,故酶的热稳定性得到提高。