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1、第6章 糖 酶（3学时）主要内容：主要内容： 6.1 6.1 6.1 6.1 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 6.2 6.2 6.2 6.2 乳糖酶乳糖酶乳糖酶乳糖酶 6.3 6.3 6.3 6.3 纤微素酶纤微素酶纤微素酶纤微素酶 6.4 6.4 6.4 6.4 果胶酶果胶酶果胶酶果胶酶6.1淀粉酶淀粉是由葡萄糖通过-1.4糖苷键构成的直链淀粉和-1.6糖苷键结合的支链淀粉所组成淀粉-糖原-糊精-多糖-限制糊精（由4个或更多个葡萄糖基构成的寡糖，含-1.6糖苷键）-双糖-葡萄糖了解淀粉酶作用位点及其产物6.1.1淀粉酶分类及性质系统名称常用名作用特性水解产物-1.4葡聚糖-4-葡聚糖水解酶-淀粉酶
2、或液化酶不规则的分解淀粉、糖原类-1.4键以直链淀粉为底物时，产生葡萄糖和麦芽糖。以支链淀粉为底物时，产生葡萄糖、麦芽糖和一系列-限制糊精-1.4葡聚糖-葡萄糖水解酶糖化型淀粉酶或葡萄糖淀粉E从非还原性未端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉糖原类的-1.4键，对-1.3、-1.6也有效以直链淀粉为底物时，产物葡萄糖以支链淀粉为底物时，不完全，有葡萄糖，可能还有-限制糊精，-1.4葡聚糖-4-麦芽糖水解酶-淀粉酶从非还原性未端以麦芽糖为单位, 分解淀粉糖原类的-1.4键以直链淀粉为底物时，麦芽糖外，还有麦芽三糖和葡萄糖（奇数糖基）。以支链淀粉为底物时，麦芽糖、-限制糊精支链淀粉-6-葡聚糖水解酶异淀粉酶
3、只有异淀粉酶对-1.6键分解速度快,分解支链淀粉、糖原中-1.6键 直链淀粉补充：葡萄糖异构E是催化葡萄糖，生成果糖的异构化反应。镁离子和钴离子对这种酶有激活作用，葡萄糖浓度越高，E反应V越快，这种E随产物果糖浓度的提高，E的活性就降低。6.1.2. 淀粉酶水解产物6.1.2.1 -淀粉酶以直链淀粉为底物时，反应一般按两个阶段进行，首先，直链淀粉快速分解，产生寡糖，粘度及与碘返生呈色反应的能力很快下降；第二阶段，寡糖缓慢地水解生成最终产物葡萄糖和麦芽糖。以支链淀粉为底物时，产生葡萄糖、麦芽糖和一系列-限制糊精(1) -淀粉酶的性质-淀粉酶的分子量范围是15600139300，通常为450006
4、0000，其分子中的巯基往往是酶催化活性的必需基团。所有-淀粉酶都是金属酶，每个酶分子至少含有一个钙离子，它是-淀粉酶的激活剂，钙与酶分子的结合非常牢固。只有在低pH和同时存在鳌合剂的条件下，才能将酶分子中的钙除去。如果将酶分子中的钙完全除去，就能导致酶基本上失活和对热，酸或脲等变性因素的稳定性降低。(2) pH对-淀粉酶作用的影响一般-淀粉酶在pH5.58比较稳定，当pH4以下时易失活，酶的最适pH在56，(3) 温度对-淀粉酶作用的影响 温度对酶活性有很大的影响，纯化的-淀粉酶在50 以上容易失活，但是有钙离子大量存在的条件下，酶的热稳定性会增加。食品工业中淀粉酶水解温度高还是低好？6.1
5、.2.2 葡萄糖淀粉E 外切酶，商业酶制剂由霉菌产生，作用pH4-5，将C(1) 构型从转变为型以直链淀粉为底物时，产物葡萄糖以支链淀粉为底物时，不完全，有葡萄糖，可能还有-限制糊精，如有-淀粉酶参与可使支链淀粉完全降解。6.1.2.3 -淀粉酶外切酶，作用pH5.0-6.0，将C(1) 构型从转变为型以直链淀粉为底物时，当直链淀粉含有偶数葡萄糖基时，终产物为麦芽糖；当直链淀粉含有奇数葡萄糖基时，终产物除麦芽糖外，还有麦芽三糖和葡萄糖。 以支链淀粉为底物时，产物为麦芽糖（50-60%）和-限制糊精6.1.2.4 异淀粉酶 专一分解支链淀粉型多糖中-1.6糖苷键形成直链淀粉和糊精经典试题：以支链
6、淀粉（或玉米淀粉）为原料，制造果葡糖浆，需要哪些酶参加催化反应？6.2乳糖酶乳糖是一种二糖，溶解度低，20/15%溶解，甜度低，以蔗糖100，则乳糖16，牛牛奶奶中中乳乳糖糖占占固固形形物物30%。炼乳、冰淇淋等乳制品，由于温度变化，常常有乳糖结晶析出，呈颗粒状结构生活在亚洲一些地区的居民，由于体内缺乏乳糖酶而不能代谢乳糖，对牛奶有过敏性反应，出现腹泻。乳糖酶为-半乳糖苷酶，可使乳糖分解成大致等量的葡萄糖和半乳糖及少量聚半乳糖。6.2.1.影响乳糖酶作用因素 6.2.1.1 温度温度（） 米曲霉乳糖酶酵母乳糖酶大肠杆菌乳糖酶101.54.02.02616.512.09.03018.012.01
7、0.03427.013.09.03733.014.011.05066.04.04.06.2.1.2 不同pH介质对乳糖酶活性的影响细菌乳糖酶最适pH在7.0，霉菌乳糖酶最适pH接近于5.0，酵母乳糖酶最适pH在6.0。牛奶、脱脂牛奶、炼乳的pH对酵母乳糖酶很适合；乳清及其浓缩物的pH对霉菌乳糖酶很适合。6.2.1.3激活剂 硫化物或亚硫酸盐可以提高乳糖分解速度6.2.2. 食品工业应用实例 6.2.2.1 在冰淇淋中应用如果冰淇淋中脱脂奶粉量超过12%，在其贮藏和销售期间经过较大的温度变化，便有乳糖析出。使50%乳糖分解，在冰箱中保存4个月，乳糖也不会结晶。方法：乳糖酶先分解脱脂牛奶，再制造冰
8、淇淋。直接将乳糖酶加到冰淇淋配料中。6.2.2.2 冷冻炼乳、浓缩乳清 乳糖结晶析出，会促使酪蛋白凝聚，不合食用。 6.3纤微素酶 纤微素酶: -1，4葡聚糖4-葡聚糖水解酶，作用于纤维素和从纤维素派生出来的产物，极有前景（能源甘蔗）。6.3.1. 分类1.1 纤维二糖水解酶：对纤维素具有最高亲和力，能降解结晶纤维素1.2 -1，4葡聚糖酶：外切和内切，以葡萄糖为单位1.3 -葡萄糖苷酶：作用于小分子量底物时表现出最高活力6.3.2. 酶的性质2.1 最适pH4.5-6.5，随底物变化2.2 高的热稳定性：显著优于果胶酶2.3 抑制剂：葡萄糖酸内酯，重金属离子（Cu,Hg），天然抑制剂酚类物质
9、（免受霉菌腐烂作用）激活剂：半胱氨酸6.4 6.4 果胶酶果胶酶6.4.1. 果胶物质（主要成分脱水半乳糖醛酸）果胶是一种高分子多糖化合物，作为细胞结构的一部分，存在于几乎所有的植物中，它主要由半乳糖醛酸及其甲酯缩合而成，此外还含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等。果胶的基本结构是-l-4-D半乳糖醛酸主链，鼠李糖单元以（l-2）连接于还原端或以（l-4）连接于非还原端。鼠李糖在果胶多糖的主链上引入了节点阿拉伯糖、半乳糖或阿拉伯半乳聚糖再作为侧链以（l-4）连接于鼠李糖上。柠檬3.04.0%，香蕉0.71.2%，梨0.50.8%，苹果0.51.6%，草莓0.60.7%。果胶的种类1.原果胶原果胶：未
10、成熟果蔬中，不溶于水。2.果果胶胶酸酸：脱水半乳糖醛酸单位上的羧基基本上是游离的（聚半乳糖醛酸），不含甲酯（OCH3）。3.果果胶胶酯酯酸酸：含一定数量甲酯基团，果胶酯酸包括果胶，果胶分子中75%左右的羧基是甲酯化的。酯化度大于7即为高酯化度果胶类物质给食品工业中带来的难题任何一种果汁都存在果胶果蔬汁中：榨汁中粘度大、汁得率低，过滤难。进入饮料中造成混浊沉淀、透光率不高。6.4.2. 果胶酶分布与分类：果胶酶是指分解果胶的多种酶的总称6.4.2.1 分布霉菌中含各种果胶酶，裂解酶；细菌中主要为聚半乳糖醛酸裂解酶；高等植物中主要是果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶，不含果胶裂解酶。 6.4.2.2 分类（
11、1）聚聚半半乳乳糖糖醛醛酸酸酶酶（PG）：此类能水解半乳糖醛酸中-1,4键（优先对甲酯含量低的水溶性果胶酸作用），分两类。a.内切PG（endo-PG）：从分子内部无规则的切断-1，4键，可使果胶或果胶酸的粘度迅速下降，这类酶在果汁澄清中起主要作用。由于酶只能裂开和游离羧基相邻的糖苷键，因此底物水解的速度和程度随它的酯化程度增加而快速下降。最适pH45，霉菌中最多，植物番茄中含量高。b.外切（exo-PG）：从分子末端逐个切断-1，4键，生成半乳糖醛酸，粘度下降不明显。pH5.0，钙激活。 (2)聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）：即果胶裂解酶。以随机方式解聚高度酯化的果胶，使溶液的粘度快速下
12、降，果胶裂解酶只能裂解贴近甲酯基的糖苷键，果胶裂解酶同底物的亲和力随底物的酯化程度提高而增加。pH6.0，只有霉菌中有。不能水解果胶酸 (3)聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）：也称果胶酸裂解酶。解聚低甲氧基果胶或果胶酸，产物为半乳糖醛酸二聚体，只能裂解贴近游离羧基的糖苷键。pH8.09.5，Ca2+是绝对需要的。细菌中含量高。较少应用于果汁生产，为什么？(4)果胶酯酶（PE）霉菌果胶酯酶的最适pH一般在酸性范围，它的热稳定性较低。细菌果胶酯酶的最适pH在碱性范围（7.58.0）。商业霉菌果胶酶制剂，含果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶。果胶酯酶能使果胶中的甲酯水解，生成果胶酸。果胶酯酶在降解果胶的同时会伴随着甲醇（CH3OH)的释出，这在制葡萄酒中应注意采用热处理。采用热处理。植物组织中含量高。果胶在酶作用下脱酯和钙化，使细胞间的粘合强化，但葡萄酒应避免。苹果汁含有高度酯化的果胶，它易于被果胶裂解酶澄清，而单独使用内切-聚半乳糖醛酸酶几乎没有效果。如果采用内切-聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶混合酶制剂。当30%酯键和5%糖苷键被水解时，苹果汁就能达到完全的澄清。总结：霉霉菌菌果果胶胶酶酶最最佳佳，先先果果胶胶酯酯酶酶起起作作用用，再果胶酸酶、果胶裂解酶起作用。再果胶酸酶、果胶裂解酶起作用。问题：生产澄清型果汁中如何正确合理使用果胶酶？谢谢谢谢
