酶的基本性质及其作用.ppt

第第 六六 章章 酶1.教学目的与要求教学目的与要求1.1.了解了解酶的化学本的化学本质、分、分类与与酶的反的反应动力学。力学。2.2.熟悉固定化熟悉固定化酶的的优缺点及基本方法。缺点及基本方法。3.3.掌握掌握酶促褐促褐变的机理、影响因素及控的机理、影响因素及控制手段；食品加工中重要的制手段；食品加工中重要的酶类及及酶在在食品加工中的食品加工中的应用。用。2.6.1 6.1 引引论6.1.16.1.1 酶对食品科学的重要性食品科学的重要性 控制着所有重要的生物大分子（蛋白控制着所有重要的生物大分子（蛋白质、碳水、碳水化合物、脂化合物、脂类）和小分子（氨基酸、糖和）和小分子（氨基酸、糖和维生生素）的合成、分解。素）的合成、分解。食品加工的主要原料是生物材料食品加工的主要原料是生物材料,生物材料中生物材料中含有大量的含有大量的酶。酶的作用的作用 有益的：有益的：皱胃胃酶、蛋白、蛋白酶、乳糖、乳糖酶有害的：果胶有害的：果胶酶、脂、脂酶 有效地使用和控制内源有效地使用和控制内源酶和外源和外源酶。3.6.1.2 6.1.2 酶的本的本质定定义（1979年）年）Dixon、Webb 酶是是具具有有催催化化性性质的的蛋蛋白白质，其其催催化化性性质源源自于它特有的激活能力。自于它特有的激活能力。目前目前 并并非非所所有有具具有有催催化化能能力力的的生生物物分分子子都都是是蛋蛋白白质。小分子核糖核酸小分子核糖核酸酶。4.6.1.36.1.3 酶是生物催化是生物催化剂不参与反不参与反应，反，反应结束束时保持不保持不变 酶在物理和化学状在物理和化学状态上的改上的改变是可逆的是可逆的 酶反反应中包含可逆的中中包含可逆的中间络合物合物 酶被反复使用被反复使用 酶的周的周转率（率（Turnover）w在在酶被被完完全全饱和和条条件件下下，单位位时间内内底底物物被被每每个个酶分分子子转变成成产物的分子数。物的分子数。w大多数大多数酶，1104 s-1 少量的少量的酶（昂（昂贵）大量的生物）大量的生物转化化 5.6.1.6.1.4 4 酶在食品工在食品工业中的中的应用用1.加工工加工工艺上的上的应用用n啤酒啤酒发酵，奶酪生酵，奶酪生产。2.应用于食品成分分析用于食品成分分析利利用用酶的的敏敏感感性性和和专一一性性测定定食食品品原原料料和和成成品的成分品的成分变化。化。3.在控制食品在控制食品产品和原料的品和原料的贮藏性和品藏性和品质方面的方面的应用。用。6.6.1.6.1.5 5 酶具有特异性（具有特异性（SpecificitySpecificity）酶作作为催化催化剂的机制的机制 Emil Fischer提出的提出的“锁和和钥匙匙”模式模式 特殊形状的活性部位精确地立体互特殊形状的活性部位精确地立体互补 高度高度专一一敏感性敏感性锁钥匙匙7.6.2 6.2 酶的命名的命名一、一、习惯命名命名-淀淀粉粉酶、纤维素素酶、胰胰蛋蛋白白酶、胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶、过氧化物氧化物酶或或过氧化氧化氢酶 二、商品名称二、商品名称 三、系三、系统命名命名国国际酶学委学委员会会8.酶的系的系统命名的原命名的原则例：聚半乳糖例：聚半乳糖醛酸酸酶，EC 3.2.1.15水解水解酶，糖苷，糖苷键，O-糖苷糖苷9.6.3 6.3 生物体中的生物体中的酶酶在原料的生在原料的生长和成熟中起重要的作用和成熟中起重要的作用 原料收原料收获后后酶仍然起作用仍然起作用 n直至直至酶的底物被耗尽或的底物被耗尽或酶变性性 由于由于细胞胞结构的解体，常促使构的解体，常促使酶活力提高活力提高 果胶果胶酶使番茄使番茄组织软化化 多酚氧化多酚氧化酶使果蔬褐使果蔬褐变10.6.3.1 6.3.1 酶在生物体中的分布在生物体中的分布不均匀的，定位化，区域化分布不均匀的，定位化，区域化分布 一种一种酶往往往往仅存在于存在于细胞的一胞的一类细胞器，胞器，专门执行有限种行有限种类的的酶催化反催化反应 细胞核：核酸的生物合成和水解降解胞核：核酸的生物合成和水解降解 线粒体：粒体：与与ATP有关的氧化有关的氧化还原原酶 溶菌体和胰溶菌体和胰酶原原颗粒粒：水解：水解酶 特定的器官含有特定种特定的器官含有特定种类的的酶 胃胃肠道、口腔、小道、口腔、小肠 植物的种子：水解植物的种子：水解酶11.6.3.2 6.3.2 酶的隔离分布和与底物的接近的隔离分布和与底物的接近在完整的在完整的细胞内，胞内，酶通通过各种方式和底各种方式和底物隔离物隔离 u细胞器、胞器、细胞膜、胞膜、细胞壁、内源胞壁、内源酶抑制抑制剂 组织解体使解体使酶与底物接近与底物接近 u导致食品的色致食品的色泽、质构、构、风味、芳香和味、芳香和营养养质量上的改量上的改变 热处理、低温保藏和理、低温保藏和酶抑制抑制剂的使用有的使用有助于助于稳定定产品品质量量12.6.3.3 6.3.3 酶在食品原料中的含量在食品原料中的含量不同食品原料所含不同食品原料所含酶的种的种类和数量不同和数量不同 同一种同一种酶在同一种食品原料中的含量在同一种食品原料中的含量还取决于取决于 生物体的年生物体的年龄（成熟度）（成熟度）生生长的的环境条件境条件 w温度、水的供温度、水的供给、土壤、肥料、土壤、肥料 13.6.4 食品的酶促褐变1、什么是什么是酶促褐促褐变？n酶促褐促褐变（Enzymic Browning)是直接由是直接由酶参与的褐参与的褐变作用。作用。2、引起引起酶促褐促褐变的的酶类n过氧化物氧化物酶类（以（以铁卟啉啉为辅基）基）n酚酚酶类（以（以铜为辅基）基）3、酶促褐促褐变的机制的机制14.6.4 食品的酶促褐变 植物中的酚植物中的酚类物物质在酚在酚酶及及过氧化物氧化物酶的催化下氧化成的催化下氧化成醌，醌再再进行非行非酶促反促反应生成褐色的色素。生成褐色的色素。15.1、酶促褐变的机制植物植物组织中含有中含有酚酚类物物质，在完整的，在完整的细胞中作胞中作为呼吸呼吸链传递物物质，在酚，在酚-醌之之间保持着保持着动态的平衡；的平衡；当当细胞胞组织破坏后，破坏后，氧氧大量侵入，酚在大量侵入，酚在酶的催化作用下造成的催化作用下造成醌的形成，平衡受的形成，平衡受到破坏；到破坏；于是于是发生生醌的的积累，累，醌再再进一步氧化聚一步氧化聚合形成褐色色素称合形成褐色色素称为黑色素或黑色素或类黑精，黑精，造成食品的褐造成食品的褐变。16.1、酶促褐变的机制 过氧化物氧化物酶催化的催化的酶促褐促褐变1.2.3.4.黑色素黑色素黑色素黑色素17.1、酶促褐变的机制 酪氨酸的酪氨酸的酶促褐促褐变18.1、酶促褐变的机制 酪氨酸的酪氨酸的酶促褐促褐变v 土豆褐土豆褐变、毛、毛发中黑色素形成机制；中黑色素形成机制；v 目前目前发现的唯一一条的唯一一条动植物共有的褐植物共有的褐 变途径。途径。19.1、酶促褐变的机制 绿原酸的原酸的酶促褐促褐变邻苯二酚氧化苯二酚氧化酶1/2O2聚合聚合褐色褐色黑色黑色实例：例：v 梨心梨心变黑黑贮存前存前经两次两次“发汗汗”；v 香蕉心香蕉心变黑，不能黑，不能贮存在存在12以下，以下，但也不能温度但也不能温度过高，乙高，乙烯催熟；催熟；20.2、酶促褐变发生的条件v 酚酚类底物底物v 酶v 氧氧 易易发生生酶促褐促褐变的食品：的食品：藕、香蕉、洋葱、茄子、土豆、苹果、梨、桃子等；藕、香蕉、洋葱、茄子、土豆、苹果、梨、桃子等；三者缺一不可三者缺一不可 不易不易发生生酶促褐促褐变的食品：的食品：柠檬、桔子、香瓜、西瓜等；檬、桔子、香瓜、西瓜等；21.3、控制酶促褐变的方法v 酚酚类底物底物v 酶v 氧氧 主要途径：主要途径：钝化化酶的活性（的活性（热烫、抑制、抑制剂等）；等）；改改变酶作用的条件（作用的条件（pH,水分活度等）；水分活度等）；隔隔绝氧气；氧气；使用抗氧化使用抗氧化剂（Vc,SO2等）等）22.3、控制酶促褐变的方法（1）热处理法理法（2）二氧化硫或）二氧化硫或亚硫酸硫酸盐处理理 抑制酚抑制酚酶活性；活性；与糖与糖类羰基加成，阻止美拉得反基加成，阻止美拉得反应；将有色物将有色物质还原褪色。原褪色。&优点：点：v 防止防止酶促褐促褐变，防腐；，防腐；v 避免避免VC氧化失效；氧化失效；v SO2易去除；易去除；v 方便，成本低；方便，成本低；&缺点：缺点：v 漂白，破坏花青素；漂白，破坏花青素；v 腐腐蚀素素铁罐的内壁；罐的内壁；v 不愉快臭味不愉快臭味,0.064%；v 破坏破坏VB1；23.3、控制酶促褐变的方法（3）驱氧或隔氧或隔绝空气空气（4）底物甲基化）底物甲基化 5蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷 儿茶酚儿茶酚 愈愈创木酚木酚 咖啡酸咖啡酸 阿魏酸阿魏酸 绿原酸原酸 3 3阿魏酸金阿魏酸金鸡钠酸酸 24.4、控制酶促褐变的方法（5）控制）控制pH|酚酚酶的最适的最适pH在在67，3明明显无活性；无活性；|水果：控制在酸性条件下水果：控制在酸性条件下 蔬菜：控制在中、碱性条件下蔬菜：控制在中、碱性条件下A.柠檬酸是最广泛使用的食用酸；檬酸是最广泛使用的食用酸；降低降低pH，控制酚，控制酚酶活性；活性；螯合酚螯合酚酶的的Cu辅基基。B.苹果酸苹果酸C.抗坏血酸抗坏血酸25.4、控制酶促褐变的方法（6）加入酚）加入酚类底物底物类似物似物|有效抑制苹果汁的有效抑制苹果汁的酶促褐促褐变A.肉桂酸肉桂酸B.对位香豆酸位香豆酸C.阿魏酸阿魏酸26.6.4 6.4 影响影响酶活力的因素活力的因素一、内在因素一、内在因素 酶的的浓度度底物的底物的浓度度二、二、环境条件境条件 pH温度温度 水分活度水分活度 抑制抑制剂27.6.5 6.5 酶的固定化的固定化酶被固定成被固定成为不溶解的状不溶解的状态酶的固定化与固定化的固定化与固定化酶优点：点：1.酶的的稳定性提高，可增加定性提高，可增加连续性的操作；性的操作；2.酶能反复多次使用，降低成本；能反复多次使用，降低成本；3.产物物中中不不含含酶，不不需需要要采采用用热处理理灭酶，有助于提高食品的有助于提高食品的质量；量；4.酶固固定定化化后后，性性质会会改改变，有有利利于于对酶促促反反应的控制，有助于控制食品品的控制，有助于控制食品品质。28.6.6作作为食品加工的助食品加工的助剂和配料而使用的和配料而使用的酶6.6.1 6.6.1 使用使用酶的目的的目的 回收副回收副产物物 制造食品制造食品 提高提取的速度及提高提取的速度及产量量 改改进风味和味和稳定食品定食品质量量29.6.6.2 6.6.2 使用使用酶的的优点点天然、无毒天然、无毒 催化的特异性，不造成不需要的副反催化的特异性，不造成不需要的副反应 一一般般是是粗粗酶制制剂，可可能能会会产生生不不期期望望的的产物物；但但使使用高用高纯度的度的酶制制剂在在经济上不合算上不合算 在很温和的温度和在很温和的温度和pH条件下具有活性条件下具有活性 低低浓度度时有活性有活性 易于控制反易于控制反应速度速度 在反在反应进行到期望的程度后即可使行到期望的程度后即可使酶失活失活 30.6.6.3 6.6.3 酶的来源的来源可食的和无毒的植物、可食的和无毒的植物、动物以及非致病、物以及非致病、非非产毒的微生物毒的微生物 微生物来源微生物来源酶的的优点点 生生产能力能力强 诱变或改性或改性 胞外胞外酶，易于回收，易于回收 生生产原料易于原料易于获得得31.一、甜味一、甜味剂中使用的中使用的酶酶法生法生产甜味甜味剂32.二、脂二、脂酶水解水解处在油在油/水界面的三水界面的三酰基甘油的基甘油的酯键 广泛地分布于植物、广泛地分布于植物、动物和微生物物和微生物 动物胰物胰脏脂脂酶和微生物脂和微生物脂酶是脂是脂酶的主要来源的主要来源 水解方式水解方式 n 1,2-二二酰基甘油基甘油 n三三酰基基甘甘油油 2一一酰基甘油基甘油 n 2,3-二二酰基甘油基甘油 33.三、蛋白三、蛋白酶蛋白蛋白酶的来源的来源 内源蛋白内源蛋白酶 肉肉类成熟成熟 酵母自溶制酵母自溶制备酵母提取物酵母提取物 微生物分泌的蛋白微生物分泌的蛋白酶 加入的蛋白加入的蛋白酶制制剂 蛋白蛋白质强化化饮料料 34.蛋白蛋白酶的作用的作用改改进食品蛋白食品蛋白质的性的性质 水解度水解度，MW小的小的肽的比例的比例 水解蛋白水解蛋白质的溶解度的溶解度 乳化能力和起泡能力改乳化能力和起泡能力改变 控制蛋白控制蛋白质的水解程度是至关重要的的水解程度是至关重要的35.蛋白蛋白酶的的应用用制制备水解蛋白水解蛋白质（如生（如生产大豆水解蛋白）大豆水解蛋白）从油料种子加工分离蛋白从油料种子加工分离蛋白质 制制备浓缩鱼蛋白蛋白质 改改进明胶生明胶生产工工艺 凝乳凝乳酶和其他蛋白和其他蛋白酶应用于干酪生用于干酪生产 从加工肉制品的下脚料回收蛋白从加工肉制品的下脚料回收蛋白质 对猪（牛）血蛋白猪（牛）血蛋白质进行行酶法改性脱色法改性脱色 作作为食品添加食品添加剂改善食品的改善食品的质量量 木瓜蛋白木瓜蛋白酶用于配制肉用于配制肉类嫩化嫩化剂 减少减少 啤酒低温混啤酒低温混浊现象象36.酶作作为食品食品质量的指示量的指示剂37.38.后面内容直接删除就行资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用39.主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！40.致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求41.感感谢您的您的观看和下看和下载The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation and make it into a film to 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