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1、第六章第六章 酶酶1详细课资第一节第一节 引论引论一、酶对食品科学的重要性n n控制着所有重要的生物大分子的合成、分解n n食品加工的主要原料是生物材料, 生物材料中含有大量的酶n n酶的作用n n有益的：皱胃酶、蛋白酶n n有害的：果胶酶、脂酶n n有效地使用和控制内源酶和外源酶2详细课资二、酶的本质二、酶的本质n n定义（1979年）n n酶是具有催化性质的蛋白质，其催化性质源自于它特有的激活能力。n n目前n n并非都是蛋白质3详细课资酶是生物催化剂酶是生物催化剂n n不参与反应，反应结束时保持不变n n酶在物理和化学状态上的改变是可逆的n n酶反应中包含可逆的中间络合物酶反应中包含可逆
2、的中间络合物n n酶被反复使用n n酶的周转率（酶的周转率（TurnoverTurnover） n n在酶被完全饱和条件下，单位时间内底物被每个在酶被完全饱和条件下，单位时间内底物被每个酶分子转变成产物的分子数。酶分子转变成产物的分子数。n n大多数酶，大多数酶，1 110104 4 s s-1-1n n少量的酶（昂贵）大量的生物转化4详细课资酶具有特异性（酶具有特异性（SpecificitySpecificity）酶作为催化剂的机制Emil Fischer提出的“锁和钥匙”模式特殊形状的活性部位精确地立体互补特殊形状的活性部位精确地立体互补高度专一高度专一锁锁钥匙钥匙5详细课资Koshlan
3、dKoshland的的“诱导楔合诱导楔合” 模型模型要点要点 底物诱导酶蛋底物诱导酶蛋白几何形状的白几何形状的改变改变 催化基团能精催化基团能精确地定向和底确地定向和底物结合到酶的物结合到酶的活性部位上去活性部位上去A、B：催化基团：催化基团C：结合基团：结合基团6详细课资三、酶的命名三、酶的命名n n习惯命名-淀粉酶、纤维素酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白淀粉酶、纤维素酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、过氧化物酶或过氧化氢酶酶、过氧化物酶或过氧化氢酶 n n商品名称n n系统命名4 4位数字组成的酶委员会编号（位数字组成的酶委员会编号（EC numberEC number）7详细课资酶的系统命名的原则酶的
4、系统命名的原则例：聚半乳糖醛酸酶，例：聚半乳糖醛酸酶，EC 3.2.1.15EC 3.2.1.15 水解酶，糖苷键，O-糖苷8详细课资四、酶的辅助因子四、酶的辅助因子n n酶在作用时需要有一个非蛋白质组分存在，这个组分称为辅助因子n n分类n n金属离子n n羧肽酶-Zn，激酶-Mgn n有机化合物B族维生素n n辅酶（coenzyme）9详细课资五、在生物体中的酶五、在生物体中的酶n n酶在原料的生长和成熟中起重要的作用n n原料收获后酶仍然起作用n n直至酶的底物被耗尽或酶变性n n由于细胞结构的解体常使酶活力提高n n果胶酶使番茄组织软化n n多酚氧化酶使果蔬褐变10详细课资（一）酶的分
5、布（一）酶的分布n n不均匀的，定位化，区域化分布n n一种酶往往仅存在于细胞的一类细胞器，专门执行有限种类的酶催化反应n n 细胞核：核酸的生物合成和水解降解n n 线粒体： 与ATP有关的氧化还原酶n n 溶菌体和胰酶原颗粒 ：水解酶n n特定的器官含有特定种类的酶n n胃肠道、口腔、小肠n n植物的种子：水解酶11详细课资（二）酶的隔离分布和与底物（二）酶的隔离分布和与底物的接近的接近n n在完整的细胞内，酶通过各种方式和底物隔离细胞器、细胞膜、细胞壁、内源酶抑制剂n n组织解体使酶与底物接近n n会导致食品的色泽、质构、风味、芳香和营养质量上的改变n n热处理、低温保藏和酶抑制剂的使用
6、有助于稳定产品质量12详细课资（三）酶在食品原料中的含量（三）酶在食品原料中的含量n n不同食品原料所含酶的种类和数量不同n n同一种酶在同一种食品原料中的含量还取决于n n生物体的年龄（成熟度）n n生长的环境条件n n温度、水的供给、土壤、肥料13详细课资六、酶的纯化和测定六、酶的纯化和测定n n不是纯酶，含有杂酶和非酶组分n n酶的分离纯化技术包括：n n选择性沉淀n n高浓度盐或有机溶剂n n膜分离技术n n柱层析技术n n凝胶过滤色谱分子大小n n离子交换色谱电荷密度n n亲和色谱特定基团的亲和力14详细课资n n选择生产酶制剂的微生物n n产生的酶纯度高，价格低廉n n常使用霉菌和
7、细菌酶制剂n n酶回收再利用，降低成本n n酶的固定化技术15详细课资酶活的测定酶活的测定n n测定酶活力的方法n n通过定量测定酶反应的产物或底物的变化进行测定n n通过定量测定酶反应底物中某一性质的变化，如粘度来测定n n酶活定义在一定条件下，催化单位底物转变成产物所需的酶量。16详细课资酶活单位酶活单位n nU:国际生物化学协会酶委员会定义:每分钟催化1 mol底物发生转变的酶量即：1 mol/min。n nkat：n n酶活力的SI单位，即Katal。n nKatal的定义是每秒钟催化1mol底物发生转变的酶量，即：1mol/s 。n n换算关系 1 kat = 6107 U 1 U
8、= 1.66710-8 kat=16.67 nkat17详细课资第二节第二节 影响酶活力的因素影响酶活力的因素n n内在因素n n酶的浓度n n底物的浓度n n环境条件n npHn n温度n n水分活度n n抑制剂18详细课资一、底物浓度一、底物浓度反应速度V和底物浓度S的关系非线性酶酶“饱和饱和”19详细课资酶反应酶反应E+SESE+PE 游离状态酶S 底物ES 酶-底物络合物P 反应产物k 反应速度常数k1k-1k220详细课资Km ：Michaelis 常数，米氏常数Vmax：最大反应速度，所有的酶都以ES形式存在，及酶被底物饱和21详细课资截距=1/vmax 斜率=Km/ vmax1/
9、v22详细课资n nvmax的意义n n在最适条件和被底物饱和时的理论上的最高酶活力n nKm的意义n nv=vmax/2时，Km=Sn n当酶反应速度达到最高反应速度一半时的底物浓度23详细课资 KmKm指示酶与底物的亲和力指示酶与底物的亲和力 较低较低KmKm，亲和力高，催化效率高，亲和力高，催化效率高24详细课资二、酶浓度二、酶浓度当ES，反应速度酶浓度25详细课资n n长时间范围内n n初速度保持不变，然后下降n n初速度保持的时间与酶的种类有关n n酶活下降的原因n n产物的抑制作用n n酶失活26详细课资反应动力学反应动力学n n反应早期n nS是一个常数n n酶反应是零级反应n
10、n反应进行n nS下降n n反应遵循一级动力学反应速度常数反应速度常数27详细课资三、三、pHpHS形或钟形28详细课资pHpH影响酶活力的原因影响酶活力的原因n npH影响酶分子上电荷的分布n n取决于酶蛋白质的氨基酸侧链上可离解基团的状态n n可离解基团可能处于酶的活性部位，因此影响酶与底物的结合和催化作用29详细课资V-pHV-pH曲线确定最适曲线确定最适pHpHn n采用酶反应的初速度n n酶的pH 稳定范围n n测定方法n n相同的温度、缓冲液、酶浓度n n不同的pH下保温30详细课资31详细课资n n极端的pH一般会使酶失活n n大多数酶的最适pH在4.5-8.0n n特殊情况n
11、n胃蛋白酶-1.8n n精氨酸酶-10.032详细课资四、温度四、温度（一）酶的热稳定性 测定方法：酶液置于不同温度下保温一定时间后测定酶活33详细课资酶失活动力学酶失活动力学n n遵循一级动力学 ln u-lnu0=ktn nArrnenius方程n nEa：酶热变性的活化能n nR：通用气体常数n nln残余百分酶活时间 呈线性关系n n直线的斜率为34详细课资（二）酶催化反应的活化能（二）酶催化反应的活化能35详细课资n n高活化能表示反应速度随温度的提高很快提高n n酶降低活化能，产生两个效果n n低温下，使高比例的反应物转变成产物n n升高温度对酶反应速度造成的影响相对较小n n在酶
12、稳定的范围内，尽可能采用高温36详细课资（三）低温下酶的活力（三）低温下酶的活力n n加热使有损质量的内源酶失活n n食品原料部分冻结（0以下）时，酶的活动并没有完全停止n n低温使酶活力下降37详细课资n n但应避免稍低于冰点的温度保藏食品n n水冻结后，酶和底物浓缩，促进酶活n n冻结和解冻破坏组织结构，酶容易接近底物38详细课资五、水分活度五、水分活度食品原料中的水分含量必须低于1%2%，才能抑制酶活力39详细课资有机溶剂（甘油）和水混合n n水分体积分数减少，酶活力下降水分体积分数减少，酶活力下降40详细课资有机溶剂对酶反应的影响有机溶剂对酶反应的影响n n影响酶的稳定性和反应进行的方
13、向n n有机溶剂与水不互溶n n反应移向催化合成反应n n有机溶剂与水互溶n n反应移向催化水解反应41详细课资六、酶抑制动力学六、酶抑制动力学n nG的绝对值很小，逆向反应不能忽视n n产物的积累产生抑制作用n n其它物质也会产生抑制作用n n对酶的抑制可以是不可逆的n n但可逆抑制更常见42详细课资动力学方程式动力学方程式43详细课资（一）竞争性抑制（一）竞争性抑制n nES不和抑制剂结合，EI不和底物结合n n竞争性抑制剂的结构和底物相似，这两种分子与酶结合的部位相同n nS+E 与 I+E竞争n nvmax没有影响，Km n n底物S足够高，可以消除竞争性抑制44详细课资（二）非竞争性
14、抑制n nS+E 不影响 E+In nKm没有影响，vmaxn nI同时和S、E反应n n增加S不能消除45详细课资（三）反竞争性抑制（三）反竞争性抑制n nI不与E反应n nKm 、vmax都同步减小n n很少见46详细课资七、其他环境条件七、其他环境条件（一）粘度n n90%以上的自由水被冻结n n未冻结相的粘度会显著提高n n酶和底物分子的移动性降低n n酶活力下降47详细课资（二）压力（二）压力n n一般压力不致于高到使酶失活n n几种处理方式相结合时，导致酶失活n n压力-高温处理n n压力-高剪切处理n n高压灭酶48详细课资（三）剪切（三）剪切n n混合、管道输送、挤压，使酶失活
15、n n在作用停止后，酶活再生49详细课资（四）超声能量（四）超声能量n n使酶失活n n空化作用（起泡）导致酶的界面变性n n酶失活过程不符合一级动力学50详细课资（五）离子辐射（五）离子辐射n n离子辐射能使酶完全失活所需的剂量比破坏微生物所需的剂量大10倍。n n缺氧和干燥条件下，酶稳定性高n n室温下比低温下失活的程度高n n采用热-离子辐射结合处理的方法51详细课资（六）溶剂（六）溶剂n n与水不互溶的溶剂稳定酶n n互溶的溶剂能使酶失活n n温度低时，较稳定52详细课资第三节第三节 固定化酶固定化酶n n酶被固定成为不溶解的状态n n优点n n酶的稳定性提高n n酶能反复多次使用n
16、n产物中不含酶，不需要采用热处理灭酶，有助于提高食品的质量53详细课资一、酶的固定方法一、酶的固定方法（一）吸附n n将酶吸附在氧化铝、有机聚合物、玻璃、无机盐或硅胶等材料上n n优点：n n无需特殊化学试剂，简便价廉 n n缺点：n n结合力是弱键作用，当温度、pH和离子强度改变，或者当底物存在时，结合的酶可能会解吸。54详细课资（二）共价连接n n化学试剂或双官能试剂（如戊化学试剂或双官能试剂（如戊二醛）二醛）n n载体载体n n优点：优点：n n共价键牢固，酶不易泄漏共价键牢固，酶不易泄漏n n缺点：缺点：n n一部分酶起着载体的作用而一部分酶起着载体的作用而失去了催化能力，因此用交失去
17、了催化能力，因此用交联法固定的酶活力较低。对联法固定的酶活力较低。对于价格昂贵的酶，不经济。于价格昂贵的酶，不经济。55详细课资（三）载体截留n n凝胶（聚丙烯酰胺）凝胶（聚丙烯酰胺）n n特点：特点：n n低低MWMW底物可通过扩散自由进入底物可通过扩散自由进入凝胶颗粒，酶和高凝胶颗粒，酶和高MWMW的终产物的终产物不能从凝胶颗粒中渗漏出去。不能从凝胶颗粒中渗漏出去。n n局限：局限：n n只能适用于低只能适用于低MWMW底物。食品体底物。食品体系常常有大分子。系常常有大分子。n n 酶通过扩散而损失的可能性酶通过扩散而损失的可能性还是存在的。还是存在的。56详细课资（四）胶囊包合n n类似
18、载体截留法，形成很小的颗粒或胶囊n n硝酸纤维素或尼龙n n只适合低MW底物57详细课资二、固定化酶动力学二、固定化酶动力学n n酶被固定，仅底物能自由扩散n n酶的载体被扩散层包围n n邻近酶的底物浓度低于体相中底物浓度n n静电作用n n反应初速度v0不再适用58详细课资表观米氏常数表观米氏常数扩散项扩散项静电项静电项X X、D D：扩散系数：扩散系数 较小的载体或提高流动较小的载体或提高流动速度可使速度可使XX，Km* Km* Z Z、v v：与电性质有关：与电性质有关 底物和载体电荷相同，底物和载体电荷相同，Km*,Km*,酶酶- -底物亲和力底物亲和力59详细课资三、固定化酶在食品工
19、业中的应用三、固定化酶在食品工业中的应用n n仅有少数固定化酶被应用于工业化n n固定化葡萄糖异构酶，生产高果糖浆玉米淀粉 糊精（DP10） 葡萄糖 高果糖浆 -淀粉酶淀粉酶葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶60详细课资n n菌种链霉素、凝结芽孢杆菌、放线菌n n载体DEAE-纤维素、多孔陶瓷n n反应平衡常数=1，葡萄糖=果糖61详细课资其它固定化酶n n氨基酰基转移酶n n天冬酶n n富马酸酶n n半乳糖苷酶：水解棉子糖（防止蔗糖结晶）n n乳糖酶：水解乳糖（乳糖不耐症）n n应用于食品分析 酶电极62详细课资第四节第四节 内源酶对品质的影响内源酶对品质的影响n n酶对生物体
20、的重要性n n酶催化反应产生的效果n n加快食品变质的速度n n提高食品的质量n n控制酶活力63详细课资一、颜色一、颜色n n颜色食品质量n n以瘦肉为例n n氧合肌红蛋白红色n n脱氧肌红蛋白紫色n n高铁血红蛋白(Fe2+氧化为Fe3+ )褐色64详细课资导致色素变色的三种酶导致色素变色的三种酶1.脂肪氧合酶 六方面的功能六方面的功能n n小麦粉和大豆粉的漂白小麦粉和大豆粉的漂白n n面团制作中形成二硫键面团制作中形成二硫键n n破坏叶绿素和胡萝卜素破坏叶绿素和胡萝卜素n n产生氧化性的不良风味产生氧化性的不良风味n n氧化破坏维生素和蛋白质氧化破坏维生素和蛋白质n n氧化破坏必需脂肪酸
21、氧化破坏必需脂肪酸有益有益有害有害65详细课资脂肪氧合酶催化过程脂肪氧合酶催化过程n n作用于不饱和脂肪酸产生自由基中间物n n产生氢过氧化物n n进一步非酶反应，产生醛等不良风味n n最敏感的氨基酸是半胱氨酸、酪氨酸、组氨酸和色氨酸66详细课资2. 2. 叶绿素酶叶绿素酶n n水解叶绿素产生植醇和脱植基叶绿素n n果蔬失去Mg2+，失去绿色67详细课资3. 3. 多酚氧化酶多酚氧化酶n n存在于植物、动物和一些微生物中n n催化两类反应羟基化羟基化氧化氧化黑色素黑色素褐变褐变非酶反应非酶反应68详细课资控制多酚氧化酶的活力控制多酚氧化酶的活力消除氧和酚类化合物n n抗坏血酸、亚硫酸盐和巯基化
22、合物n n有还原性，将邻-苯醌还原成底物，防止黑色素n n直接使酶失活n n破坏活性中心的组氨酸残基和Cu2+n n非底物的酚类（苯二酚、苯甲酸）n n酶抑制剂（与底物竞争酶）69详细课资二、质构二、质构n n果蔬n n果蔬的质构取决于碳水化合物n n果胶物质、纤维素、半纤维素、淀粉、木质素n n自然界存在作用于碳水化合物的酶n n动物组织和高蛋白质植物组织n n蛋白酶作用导致质构的软化70详细课资（一）果胶酶（一）果胶酶1. 果胶甲酯酶n n水解甲酯键，生成果胶酸和甲醇n n二价离子Ca2+存在时，与羧基交联，提高质构强度71详细课资2. 2. 聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶n n水解水解 -
23、1,4-1,4糖苷键糖苷键n n包括两种包括两种n n内切：从果胶分子内部水解糖苷键内切：从果胶分子内部水解糖苷键n n端切：水解分子末端的糖苷键端切：水解分子末端的糖苷键72详细课资3. 3. 果胶酸裂解酶果胶酸裂解酶n n存在于微生物中，非高等植物中存在于微生物中，非高等植物中n n裂解果胶和果胶酸分子中的糖苷键裂解果胶和果胶酸分子中的糖苷键n n形成一个含还原基团的产物和一个双键产物形成一个含还原基团的产物和一个双键产物n n235 nm 235 nm 处有特征吸收处有特征吸收73详细课资（二）纤维素酶（二）纤维素酶n n果蔬中的纤维素影响细胞的结构n n纤维素酶与食品原料的软化有关n
24、n微生物纤维素酶将不溶性纤维素转化为葡萄糖74详细课资（三）戊聚糖酶（三）戊聚糖酶n n存在与微生物和一些高等植物中n n水解木聚糖、阿拉伯聚糖和阿拉伯木聚糖（5碳聚糖）n n小麦中存在n n微生物戊聚糖酶制剂75详细课资（四）淀粉酶（四）淀粉酶n n存在于动物、高等植物和微生物中n n淀粉决定食品的粘度和质构n n淀粉降解76详细课资淀粉酶的类型淀粉酶的类型n n -淀粉酶n n存在于所有的生物n n内切酶，水解“干”n n显著影响粘度n n高温下才失活n n-淀粉酶n n存在于高等植物中n n端解酶，水解“支”n n被巯基试剂（半胱氨酸）所抑制n n葡萄糖淀粉酶77详细课资（五）蛋白酶（五
25、）蛋白酶蛋白质决定动物性食品原料的质构蛋白质决定动物性食品原料的质构1组织蛋白酶（Cathepsins）n n存在于动物组织细胞的溶菌体内存在于动物组织细胞的溶菌体内n n五种组织蛋白酶：五种组织蛋白酶：A A、B B、C C、D D和和E E，还分离出，还分离出一种组织羧肽酶一种组织羧肽酶n n参与了肉成熟期间的变化参与了肉成熟期间的变化n n宰后宰后pHpH下降，酶释放，导致肌原纤维以及胞外下降，酶释放，导致肌原纤维以及胞外结缔组织（胶原）分解结缔组织（胶原）分解n n在酸性在酸性pHpH具有活性。在具有活性。在pH 2.5pH 2.54.54.5范围内具范围内具有最高的活力。有最高的活力
26、。78详细课资2 2钙离子激活中性蛋白酶钙离子激活中性蛋白酶n n两种：CANP和CANPn n都是二聚体n n含有相同的较小亚基（MW=30,000）和较大的亚基（MW=80,000，免疫性质不同）。n n活性部位中含有半胱氨酸残基的巯基，被归属于半胱氨酸（巯基）蛋白酶79详细课资CANPSCANPS的作用的作用n nCANP I CANP I 完全激活：完全激活：50-10050-10050-10050-100 mol/L Camol/L Ca2+2+n nCANP II CANP II 的激活：的激活：1-21-21-21-2 mmol/L Ca mmol/L Ca2+2+n n肌肉中的
27、活力是很低的肌肉中的活力是很低的n n通过分裂特定的肌原纤维蛋白质影响肉的嫩化通过分裂特定的肌原纤维蛋白质影响肉的嫩化n n同溶菌体蛋白酶协同作用同溶菌体蛋白酶协同作用n n死后僵直的肌肉缓慢松弛，这样产生的肉具有良死后僵直的肌肉缓慢松弛，这样产生的肉具有良好的质构好的质构80详细课资3 3乳蛋白酶乳蛋白酶n n碱性丝氨酸蛋白酶碱性丝氨酸蛋白酶n n水解水解-酪蛋白产生疏水性更强的酪蛋白产生疏水性更强的-酪蛋白，也酪蛋白，也能水解能水解 s s- -酪蛋白，但不能水解酪蛋白，但不能水解-酪蛋白酪蛋白n n奶酪成熟过程中参与蛋白质的水解作用奶酪成熟过程中参与蛋白质的水解作用n n对热较稳定，形成
28、乳的凝胶对热较稳定，形成乳的凝胶n n还存在着一种最适还存在着一种最适pH 4pH 4左右的酸性蛋白酶，易热左右的酸性蛋白酶，易热失活失活81详细课资三、风味三、风味1硫代葡萄糖苷酶n n 在芥菜子和辣根中存在着芥子苷n n S-糖苷发生糖苷配基裂解和分子重排n n 产物中异硫氰酸酯是含硫的挥发性化合物，与葱的风味有关n n芥子油即为异硫氰酸烯丙酯82详细课资裂解和分子重排裂解和分子重排芥子油芥子油具有特殊风味具有特殊风味S-S-糖苷的酶分解糖苷的酶分解83详细课资2. 2. 过氧化物酶过氧化物酶n n普遍地存在于植物和动物组织中n n过氧化物酶活力会损害食品的质量，未经热烫的冷冻蔬菜所具有的
29、不良风味与酶的活力有关n n各种不同来源的过氧化物酶通常含有一个血色素（铁卟琳）作为辅基。84详细课资n n过氧化物酶催化下列反应： ROOH+AH2 H2O+ROH+An nROOH：有机过氧化物n nAH2被氧化，是电子给予体n n抗坏血酸、酚，胺或其他有机化合物抗坏血酸、酚，胺或其他有机化合物n n被氧化成有色化合物被氧化成有色化合物n n分光光度法测定过氧化物酶的活力分光光度法测定过氧化物酶的活力85详细课资电子给予体电子给予体86详细课资过氧化物酶的热稳定性过氧化物酶的热稳定性n n热失活具有双相特征热失活具有双相特征n n每一相都遵循一级动每一相都遵循一级动力学力学n n热失活曲线
30、的热失活曲线的3 3部分部分n n热不稳定部分热不稳定部分n n过渡区域过渡区域n n热稳定部分热稳定部分87详细课资n n过氧化物酶的再生n n非常耐热，作为果蔬热处理是否充分的指标n n其它作用n n作为过氧化氢的去除剂作为过氧化氢的去除剂n n参与木质素的生物合成参与木质素的生物合成n n参与乙烯的生物合成参与乙烯的生物合成n n作为成熟的促进剂，与果蔬的成熟有关作为成熟的促进剂，与果蔬的成熟有关88详细课资四、营养质量四、营养质量n n脂肪氧合酶脂肪氧合酶n n必需脂肪酸含量的下降必需脂肪酸含量的下降n n氧化过程中产生的自由基，降低维生素和氨基酸含量氧化过程中产生的自由基，降低维生素
31、和氨基酸含量n n抗坏血酸氧化酶抗坏血酸氧化酶n n硫胺素酶硫胺素酶n n 破坏硫胺素（氨基酸代谢中必需的辅助因子）破坏硫胺素（氨基酸代谢中必需的辅助因子）n n核黄素水解酶核黄素水解酶n n多酚氧化酶多酚氧化酶n n 引起褐变的同时，降低有效赖氨酸的含量引起褐变的同时，降低有效赖氨酸的含量89详细课资第五节第五节 作为食品加工的助剂作为食品加工的助剂 和配料而使用的酶和配料而使用的酶使用酶的目的n n回收副产物n n制造食品n n提高提取的速度及产量n n改进风味和稳定食品质量90详细课资使用酶的优点使用酶的优点n n天然、无毒天然、无毒n n催化的特异性，不造成不需要的副反应催化的特异性，
32、不造成不需要的副反应n n一般是粗酶制剂，可能会产生不期望的产物；但使用一般是粗酶制剂，可能会产生不期望的产物；但使用高纯度的酶制剂在经济上不合算高纯度的酶制剂在经济上不合算n n在很温和的温度和在很温和的温度和pHpH条件下具有活性条件下具有活性n n低浓度时有活性低浓度时有活性n n易于控制反应速度易于控制反应速度n n在反应进行到期望的程度后即可使酶失活在反应进行到期望的程度后即可使酶失活91详细课资酶的来源酶的来源n n可食的和无毒的植物、动物以及非致病、非产毒的微生物n n微生物来源酶的优点n n生产能力强生产能力强n n诱变或改性诱变或改性n n胞外酶，易于回收胞外酶，易于回收n
33、n生产原料易于获得生产原料易于获得92详细课资一、甜味剂中使用的酶一、甜味剂中使用的酶酶法生产甜味剂93详细课资二、脂酶二、脂酶n n水解处在油水解处在油/ /水界面的三酰基甘油的酯键水界面的三酰基甘油的酯键n n广泛地分布于植物、动物和微生物广泛地分布于植物、动物和微生物n n动物胰脏脂酶和微生物脂酶是脂酶的主要来源动物胰脏脂酶和微生物脂酶是脂酶的主要来源n n水解方式水解方式1,2-1,2-二酰基甘油二酰基甘油三酰基甘油三酰基甘油一酰基甘油一酰基甘油2,3-2,3-二酰基甘油二酰基甘油94详细课资脂酶的专一性脂酶的专一性n n酰基甘油专一性n n优先水解低优先水解低MWMW的三酰基甘油底物
34、的三酰基甘油底物n n位置专一性n n如胰脂酶，仅水解如胰脂酶，仅水解1,31,3位置的酯键位置的酯键n n 能水解能水解1 1位和位和2 2位酯键的脂酶可能是混合酶位酯键的脂酶可能是混合酶n n脂肪酸专一性n n水解特定脂肪酸形成的酯键水解特定脂肪酸形成的酯键n n微生物白地霉脂酶油酸，优先水解微生物白地霉脂酶油酸，优先水解n n立体定向专一性95详细课资脂酶的应用脂酶的应用n n奶酪加工中n n从乳脂中释出风味前体和风味化合物从乳脂中释出风味前体和风味化合物n n三酰基甘油改性n n通过脂酶催化的酯交换反应，生产新的甘油三通过脂酶催化的酯交换反应，生产新的甘油三酯，后者具有期望的熔点或其他
35、性质酯，后者具有期望的熔点或其他性质n n在非水环境下有可能实现，如果有水存在，脂在非水环境下有可能实现，如果有水存在，脂酶将快速水解甘油三酯酶将快速水解甘油三酯n n技术关键：固定化脂酶制剂技术关键：固定化脂酶制剂96详细课资97详细课资n n油脂水解n n技术上可行，能否应用于实际生产取决于它技术上可行，能否应用于实际生产取决于它和其他技术，例如蒸汽裂解的竞争和其他技术，例如蒸汽裂解的竞争n n从天然的甘油三酯制备多不饱和脂肪酸时，从天然的甘油三酯制备多不饱和脂肪酸时，会优先考虑酶法会优先考虑酶法n n合成乳化剂和风味剂n n安全、天然安全、天然98详细课资三、蛋白酶三、蛋白酶蛋白酶的来源
36、n n内源蛋白酶n n肉类成熟肉类成熟n n酵母自溶制备酵母提取物酵母自溶制备酵母提取物n n微生物分泌的蛋白酶n n加入的蛋白酶制剂n n蛋白质强化饮料蛋白质强化饮料99详细课资蛋白酶的作用蛋白酶的作用n n改进食品蛋自质的性质n nMWMW分布发生变化分布发生变化n n水解度水解度，MWMW小的肽的比例小的肽的比例n n水解蛋白质的溶解度水解蛋白质的溶解度n n乳化能力和起泡能力改变乳化能力和起泡能力改变n n控制蛋白质的水解程度是至关重要的100详细课资蛋白质的酶水解过程蛋白质的酶水解过程n肽键水解后，羧基和肽键水解后，羧基和 -氨基间产生质子交换氨基间产生质子交换n在在pH 6.5以上
37、时，质子化的氨基酸将离解以上时，质子化的氨基酸将离解n要保持反应体系要保持反应体系pH不变，就必须加入碱液不变，就必须加入碱液101详细课资采用采用pH-statpH-stat法控制水解度（法控制水解度（DHDH） 适用于中性或碱性蛋白酶适用于中性或碱性蛋白酶B B 碱消耗的当量数碱消耗的当量数 - -氨基的平均离解常数氨基的平均离解常数 h h总总 可被水解的肽键数，可被水解的肽键数，8 8102详细课资蛋白酶的分类蛋白酶的分类按活性中心所含有的必需的催化基团分类按活性中心所含有的必需的催化基团分类n n丝氨酸蛋白酶丝氨酸蛋白酶- -羟基羟基n n胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶和凝血胰凝
38、乳蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶和凝血酶以及微生物蛋白酶酶以及微生物蛋白酶n n巯基蛋白酶（或半胱氨酸蛋白酶）巯基蛋白酶（或半胱氨酸蛋白酶）- -巯基巯基n n木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶以及木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶以及微生物蛋白酶（链球菌蛋白酶）微生物蛋白酶（链球菌蛋白酶）n n金属蛋白酶金属蛋白酶- -ZnZn2+2+n n肽链端解酶，例如羧肽酶肽链端解酶，例如羧肽酶A An n天冬氨酸蛋白酶（或酸性蛋白酶）天冬氨酸蛋白酶（或酸性蛋白酶）- -羧基羧基n n最适最适pHpH范围是范围是2-2-4 4103详细课资蛋白酶的应用蛋白酶的应用n n制备水解蛋白质制备水解蛋白质
39、（如生产大豆水解蛋白）（如生产大豆水解蛋白）n n从油料种子加工分离蛋白质从油料种子加工分离蛋白质n n制备浓缩鱼蛋白质制备浓缩鱼蛋白质n n改进明胶生产工艺改进明胶生产工艺n n凝乳酶和其他蛋白酶应用于干酪生产凝乳酶和其他蛋白酶应用于干酪生产n n从加工肉制品的下脚料回收蛋白质从加工肉制品的下脚料回收蛋白质n n对猪（牛）血蛋白质进行酶法改性脱色对猪（牛）血蛋白质进行酶法改性脱色n n作为食品添加剂改善食品的质量作为食品添加剂改善食品的质量n n木瓜蛋白酶用于配制肉类嫩化剂木瓜蛋白酶用于配制肉类嫩化剂n n减少减少 啤酒低温混浊现象啤酒低温混浊现象104详细课资四、果胶酶四、果胶酶1 1提高
40、果汁得率提高果汁得率n n果实破碎后加入果胶酶，降低粘度，再压榨或果实破碎后加入果胶酶，降低粘度，再压榨或离心离心2 2果汁澄清果汁澄清n n直接压榨后，用果胶酶处理，使果汁混浊的粒直接压榨后，用果胶酶处理，使果汁混浊的粒子沉淀下来子沉淀下来n n混浊粒子是蛋白质混浊粒子是蛋白质- -碳水化合物复合物，粒子碳水化合物复合物，粒子表面带负电荷，在果胶等构成的保护层里面则表面带负电荷，在果胶等构成的保护层里面则是带正电的蛋白质是带正电的蛋白质n n苹果汁澄清包括酶催化果胶解聚和非酶静电相苹果汁澄清包括酶催化果胶解聚和非酶静电相互作用两个阶段。互作用两个阶段。105详细课资五、纤维素酶五、纤维素酶n
41、 n使纤维素增溶和糖化n n分为4类n n内切葡聚糖酶内切葡聚糖酶n n粘度快速下降，还原基团缓慢增加粘度快速下降，还原基团缓慢增加n n纤维二糖水解酶纤维二糖水解酶n n端解酶，还原基团较快增加端解酶，还原基团较快增加n n端解葡萄糖水解酶端解葡萄糖水解酶n n水解速度随底物链长的减小而降低水解速度随底物链长的减小而降低n n-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶n n水解速度随底物链长的减小而增加水解速度随底物链长的减小而增加106详细课资第六节第六节 酶在食品分析中的应用酶在食品分析中的应用n n优点n n酶具有高度灵敏度和专一性，无需将待测物与酶具有高度灵敏度和专一性，无需将待测物与试样中其他组分分离
42、试样中其他组分分离n n步骤简单，节省时间步骤简单，节省时间n n可以将非酶造成的化合物的变化降至最低可以将非酶造成的化合物的变化降至最低n n缺点n n试剂昂贵，尤其是纯酶试剂昂贵，尤其是纯酶107详细课资一、被测定的化合物是酶的底物一、被测定的化合物是酶的底物1标准曲线法n n适用条件n n待测物的浓度必须小于待测物的浓度必须小于100Km100Km（最好小于（最好小于5Km5Km）n n计算方法n n根据米氏方程根据米氏方程n n关键n n严格控制酶反应的条件，制作关系良好的标严格控制酶反应的条件，制作关系良好的标准曲线准曲线108详细课资2总变化法n n适用条件适用条件n n反应必须进
43、行完全反应必须进行完全n n方法方法n n从反应前后酶反应从反应前后酶反应体系的吸光度或荧体系的吸光度或荧光的总变化测定产光的总变化测定产物（或底物）的量物（或底物）的量n n优点优点n n不需要精确控制酶不需要精确控制酶反应条件反应条件n n缺点缺点n n需要使用较多的酶需要使用较多的酶109详细课资二、待测物是酶的激活剂或抑制剂n n激活剂反应初速度增加时，可根据增加的程度测定该化合物的浓度。三、固定化酶在食品分析中的应用n n重复使用，降低每次分析的费用n n使分析工作更加快速和简易n n使用形式固定化酶柱、酶电极、含酶薄片和结合酶的免固定化酶柱、酶电极、含酶薄片和结合酶的免疫吸附剂（疫吸附剂（ELISAELISA） 110详细课资四、酶作为食品质量的指示剂四、酶作为食品质量的指示剂111详细课资n n指示热处理是否充分n n检测食品原料是否经受冷冻和解冻n n检测食品受细菌等污染的程度n n指示水果的成熟度n n可能出现过分褐变的指示剂n n洋葱和大蒜风味n n体外酶法评价高蛋白食品的营养质量112详细课资
