食品酶学第一章绪论1、 酶学:是研究酶的结构、性质、作用原理和作用规律、生物学功能及应用的一门学科2、 酶:由生物活细胞产生的,具有高效和专一的催化功能的生物大分子3、 酶活:指酶催化某一化学反应的能力它表示样品中酶的有效含量U)4、 酶活单位:lmin内催化lmol分子底物转化的酶量称该酶的一个活力单位IU)5、 酶总活力:样品的全部酶活力总活力二酶活力*总体积)6、 比活力:单位蛋白质所含有的酶活力是酶的纯度指标,与纯度成正比7、 回收率:提纯后与提纯前的酶活力之比表不在提纯过程中酶的损失程度冋收率f损失稈度J提纯倍数J)8、 提纯倍数:提纯前与提纯后的酶的比活力Z比表示酶提纯过稈中酶纯度提高的稈度提纯倍数f提纯稈度越T提纯效果f)9、 酶活的测定方法:通过测定酶促反丿卫过穆中单位时河内反应物的减少最,或产物的生成 量,即测定酶促反应的速率來确定的1()、一般催化剂的共有特性(1) 只改变反应的速率,不改变反应的性质、方向、平衡点(2) 在反应过程中不消耗(3) 降低反应的活化能11、 生物催化剂的特性高效性、高度专一性、高度受控性、易变性、代谢相关性12、 酶的命名方法:习惯命名法、系统命名法13、 酶分六大类:水解酶、裂解酶、合成酶;转移酶、异构酶、氧化还原酶14、第二章酶的生产与分离纯化1、 微生物酶源的优点(1) 容易得到生产所需的酶类微生物种类繁多,来源广泛,理论上可利用微生物生产任何一种酶类(2) 容易获得高产菌株通过菌种筛选和人工诱导,使微生物定向高产所需的酶类(3) 生产周期短、成木低、不受季节的控制(4) 易于分离提纯2、 酶分离纯化的总原则:(1) 明确原料的特性与数量(2) 了解所分离酶的结构特点,及在细胞中的存在状态(3) 建立一个可靠和快速的测定酶活和纯度的方法(4) 了解备种方法的原理、特性、优缺点(5) 各种方法的使用顺序要安排得当(6) 时刻防止酶变性(7) 充分考虑各种因了的影响和实际的试验条件3、 酶的提取方法(1)机械法:高速组织捣碎机、匀浆器、研磨器%1 高速组织捣碎机:操作简便,破碎效果好;但易引起局部高温导致酶失效,使用时需 考虑酶的特点谨慎使用%1 细胞匀浆器:细胞破碎程度比高速组织捣碎机要好,且机械切力小,不易破坏生物大分了;但处理量小%1 细胞研磨器:(2) 物理法:冻融法、加压破碎法、冷热破壁法、超声波破壁法%1 冻融法:(・15°C冰冻,室温融化)反复冻融后细胞结构遭到破坏,大部分细胞可 被破坏,适用于细胞壁比较脆弱的细胞%1 加压破碎法:%1 渗透压法:先高渗,再突然转入低渗或水溶液,适用于细胞壁比较脆弱的细胞%1 冷热破壁法:(沸水中90°C左右数分钟,再浸入冰水中迅速冷却,如此反复多次)(3) 生物化学法:酶处理法、细胞自溶法、丙酮干粉法%1 酶处理法:外源的溶菌酶oi•各种细胞壁酶进行水解,使细胞内容物释放,成木 高,且不利于后期酶的除杂%1 细胞自溶法:在一定pH和T下,利用组织细胞中自身的酶对细胞降解,历时较 长,不易控制,成分复杂,可能破坏待分离酶。
1 表瓯活性剂处理法:在适当的条件下,活性剂能与脂蛋H形成微泡,改变膜的渗 透性使其溶解此法对膜结合的蛋白十分有效,但对其它蛋白则易使之变性1 丙酗干粉法:丙酮为脂溶性溶剂,可溶解细胞膜上的脂溶性化合物,从而破坏细 胞膜结构,使内容物释放4、 酶的萃取:水溶液萃取、有机溶剂萃取5、 酶的浓缩:蒸发(常压、减压、薄膜蒸发);超滤;吸收剂浓缩;冻融法浓缩6、 酶的纯化:(1) 利用酶的溶解度的不同%1 等电点沉淀法:依据不同的酶与蛋白质有不同的等电点%1 盐析法:盐离了与酶及蛋白质抢夺水分了,从而改变蛋H质的溶解度 盐溶:低浓度的中性盐可增加蛋白质的溶解度盐析:若盐浓度持续增加,蛋白质溶解度反而下降,从而沉淀出来%1 有机溶剂沉淀法:乙醉、丙酗等与水作用,能破坏酶分了周用的水膜,同时改变 溶液的介电常数,使酶沉淀出来%1 PEG沉淀法:原理不明,可能是由于乳化作用(2) 利用酶分子大小、形状的不同%1 离心分离②膜分离③透析%1 凝胶过滤I原理:凝胶是多孔的三维网状结构,孔径大小不一但有一定范围,即最大极限和最小 极限,备物质在柱内同时进行向下的运动和无定向的扩散运动II凝胶的选择:III全进入:当分了肓径小于凝胶颗粒的最小孔径时,分了能进入凝胶颗粒的全部孔径 全排出:当分了直径大于凝胶颗粒的最大孔径时,分了将全部被排出凝胶颗粒Z外IV交联葡聚糖凝胶:商品名:Sephadex G・100表示lg凝胶的吸水量为100/10=10ml, G越大,颗粒的 孔径越大聚丙烯酰胺凝胶:商品名:Bis-Gel-P-60表示可用于分离的分子量范帼为3,000-60,000优点:PH范围宽泛,耐压,强度大,化学性质稳定,不被微生物利用 琼脂糖凝胶:商品名:Sepharose 2B 4B 6B表示琼脂糖含量为2%、4%> 6%,含量越高,孔径越小优点:可分离分子量范围宽泛,适宜PH4・9,40°C以上失活7、酶的分类(1) 按纯度:纯酶制剂、粗酶制剂、复合酶制剂(2) 按形态:液体酶制剂、I司体酶制剂、【司定化酶制剂第三章动力学1、 反应速率:单位时间内反应物或生成物浓度的改变2、 反应级数:在反应中真正相互作用的分了数3、 一级反应:反应速率与反应物浓度的一次方成正比二级反应:反应速率与反应物浓度的二次方成正比零级反应:反应速率与反应物浓度无关,而其他因索煤响的反应4、 两个假设学说(1) 快速平衡假说%1 酶[E]与底物[S]生成中间复合物IES],酶的催化反M是经中间复合物实现的%1 底物浓度[S]要远远大于酶的浓度[E],因此ES的形成不会降低[S]的浓度,底物浓度 始终以初始浓度记%1 不考虑E+P=ES这个可逆反应的存在,即忽略K_2%1 E与S形成ES的反应能快速建立平衡,且比ES分解为P和E的速率快得多,即ES分解这一步可忽略,即反应的初始开始阶段(2) 稳态学说①②同③在反应的初始阶段,产物浓度很低,E+P二ES这个可逆反应的速率极小,可忽略不计6、5、 米氏方程(1)快速平衡假说:VnrCsK-lK= KIv=K+Cs(2)稳态学说:VnrCsK-1+K2v=Km+CsKm= KI(3)双倒数法:米氏常数的意义:(1)当反应速率为最大反应速率的一半时的底物浓度,单位mol/L(2) Km= (K.i+K2) /Kp即米氏常数是小间产物ES的消失速率常数与合成速率常数之 比7、 米氏常数的用途:作为酶与底物亲和力的量度;鉴别最适底物;判断同工酶…8、 抑制分类(1) 可逆抑制:抑制剂与酶以非共价键结合引起酶活的降低或丧失,用物理手段可去 除抑制剂而使酶复性,这种抑制是可逆的。
分类:%1 竞争性可逆抑制:抑制剂与底物结构类似,竞争相同的结构位点%1 非竞争性:抑制剂与底物各白结合在不同的位点,这种抑制剂能结合在酶的非活 性中心,从而降低酶与底物的亲和能力%1 反竞争性:这种抑制剂仅能与ES复合物结合,不能与游离酶结合(2) 不可逆抑制:抑制剂与酶以共价键结合引起酶活的降低或丧失,用物理手段不可 将抑制剂去除,这种抑制是不可逆的9、酶活的影响因素:T、pH、激活剂、辐射…(1) 酶稳定pH:使酶蛋H分了的结构维持天然状态而不变性的pH2) 酶可逆失活pH:由于pH的变化引起作用中心和微环境岀现构彖上的调整,致使 酶活不能表现出来,酶出现可逆性的失活3) 酶的pH作用区间:酶表现活性所要求的pH范围,在最低pH和最高pH Z问(4) 酶的最适pH:酶表现出最大活力时的pHo第四章食品工业中应用的酶㈠糖酶:淀粉酶、乳糖酶、果胶酶、纤维素酶1、淀粉酶:分类:按来源:细菌淀粉酶、霉菌淀粉酶、麦芽糖淀粉酶按作用方式:a ■淀粉酶、B ■淀粉酶、Y ■淀粉酶、脱支酶(1)—淀粉酶系统命名:—1,4・D ■衙聚糖水解酶别称:液化型淀粉酶名称来源:水解后产生的还原糖在光学结构上是a型来源:广泛来源于动、植物和微生物性质:内切酶,金属酶,每个分了中含有一个Ca",可维持酶的空间构象及生理活性 PH:稳定5.5-8,最适5-6, PH4以下失活T: 40°C活性最高,50°C失活,不同来源不同,有的微生物达70C水解特点:作用于直、支链淀粉。
由分子内部随机切开a-1,4-糖廿键,不水解a-1,6- 糖廿键及其周用的a-1,4-糖廿键,将淀粉转化为麦芽糖、少量葡萄糖、一系列相对分了量不 等的低聚糖及糊精应用:①瓯包焙烤工业:松软、膨大、色泽更加诱人%1 工业生产饴糖:淀粉原料经糖化生成,以前大米,现在马铃薯、山芋、玉米%1 纤维脱浆:有选择的去除淀粉浆而不伤害纱线纤维,且生成的糊精更容易洗掉%1 造纸工业:改良纸张涂层淀粉,H然界的淀粉对纸张来说浓度太高,适当降解%1 制药或添加于饲料中:有助于消化%1 检验蜂蜜的真假(2) B ■淀粉酶(液化酶)系统命名:a・l,4・D■葡聚糖:麦芽糖水解酶别称:麦芽糖廿酶、液化酶名称来源:能使生成的麦芽糖由a型转变为B型来源:高等植物与微生物,哺乳动物中不存在微生物来源的更耐热)性质:外切酶水解特点:作用于直、支链淀粉的-1,4■糖廿键从淀粉的非还原末端开始,顺次切下 麦芽糖分了不能水解P-1.4-糖廿键,也不能绕过支点继续水解直链淀粉:偶数匍萄糖基时100%转化为麦芽糖;奇数窗萄糖基时生成麦芽糖、帝j萄糖、三糖支链淀粉:一部分转化为麦芽糖,其余转化为B ■限制糊精应用:①工业生产麦芽糖:T业代替砂糖,不易吸湿,透明度高,用于搞点可防止淀粉 老化,从而延长保质期;不受胰岛索调节,适用于糖尿病人 利用B ■淀粉酶与脱支酶复配可生产麦芽糖浆%1 用于啤酒生产外加酶糖化:可减少麦芽用量,节约成木,提高生产效率(3) y■淀粉酶系统命名:a・l,4・D■匍聚糖:葡萄糖水解酶俗称:外切a・l,4・D・匍萄糖廿酶、葡萄糖淀粉酶、糖化酶、―淀粉酶性质:外切酶水解特点:作用于肓、支链淀粉的«-1,4-糖廿键。
从淀粉的非还原末端开始,逐个水解 生成簡萄糖,并将其构型由a型转变为B型专一性差,也能水解—1,3■糖廿键与a-1,6糖 廿键,但水解速度相对较慢水解底物的分了越大时,水解速度越快故无法100%将淀粉水解DE值:指还原糖(一般以窗萄糖计)占糖浆干物质的百分比DEt ,糖浆级别越高 工业上一般以DE值判断淀粉的水解程度or糖化程度(4)脱支酶系统命名:a・l,6・葡聚糖水解酶俗称:异淀粉酶、脱支酶、普鲁兰酶分类:①异淀粉酶、普鲁兰酶%1 来源不同:酵母异淀粉酶、细菌异淀粉酶、高等植物异淀粉酶%1 底物不同:直接脱支酶(作用于未改性的淀粉和糖原)、问接脱支酶(改性)水解特点:对支链淀粉及糖原分支点有专一性,只水解a-l,6-W键应用:①淀粉的转化:100%转化成玄链淀粉,用于涂膜技术%1 淀粉糖工业2、纤维素酶系统命名:B・1.4■術聚糖4■葡聚糖水解酶分类:内切簡聚糖酶(C1酶)、外切葡聚糖酶(Cx酶,纤维二糖酶)、卩■葡萄糖廿酶 协同作用:%1 内切徜聚糖酶作用于纤维素分了的S・1,4•糖晉键,从长。