食品化学酶省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第六章第六章 酶酶第1页第一节第一节 引论引论 一、酶对食品科学主要性n n控制着全部主要生物大分子合成、分解n n食品加工主要原料是生物材料,生物材料中含有大量酶n n酶作用n n有益：皱胃酶、蛋白酶n n有害：果胶酶、脂酶n n有效地使用和控制内源酶和外源酶第2页二、酶本质二、酶本质n n定义（1979年）n n酶是含有催化性质蛋白质，其催化性质源自于它特有激活能力。n n当前n n并非都是蛋白质第3页酶是生物催化剂酶是生物催化剂n n不参加反应，反应结束时保持不变n n酶在物理和化学状态上改变是可逆n n酶反应中包含可逆中间络合物酶反应中包含可逆中间络合物n n酶被重复使用n n酶周转率（酶周转率（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分子数。酶分子转变成产物分子数。n n大多数酶，大多数酶，1101104 4 s s-1-1n n少许酶（昂贵）大量生物转化第4页酶含有特异性（酶含有特异性（SpecificitySpecificity）酶作为催化剂机制Emil Fischer提出“锁和钥匙”模式特殊形状活性部位准确地立体互补特殊形状活性部位准确地立体互补高度专一高度专一锁锁钥匙钥匙第5页Koshland“Koshland“诱导楔合诱导楔合”模型模型关键点关键点n n底物诱导酶蛋底物诱导酶蛋白几何形状改白几何形状改变变n n催化基团能准催化基团能准确地定向和底确地定向和底物结合到酶活物结合到酶活性部位上去性部位上去A、B：催化基团：催化基团C：结合基团：结合基团第6页三、酶命名三、酶命名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位数字组成酶委员会编号（位数字组成酶委员会编号（EC numberEC number）第7页酶系统命名标准酶系统命名标准例：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-糖苷第8页四、酶辅助因子四、酶辅助因子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）第9页五、在生物体中酶五、在生物体中酶n n酶在原料生长和成熟中起主要作用n n原料收获后酶依然起作用n n直至酶底物被耗尽或酶变性n n因为细胞结构解体常使酶活力提升n n果胶酶使番茄组织软化n n多酚氧化酶使果蔬褐变第10页（一）酶分布（一）酶分布n n不均匀，定位化，区域化分布n n一个酶往往仅存在于细胞一类细胞器，专门执行有限种类酶催化反应n n 细胞核：核酸生物合成和水解降解n n 线粒体：与ATP相关氧化还原酶n n 溶菌体和胰酶原颗粒：水解酶n n特定器官含有特定种类酶n n胃肠道、口腔、小肠n n植物种子：水解酶第11页（二）酶隔离分布和与底物靠（二）酶隔离分布和与底物靠近近n n在完整细胞内，酶经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靠近n n会造成食品色泽、质构、风味、芳香和营养质量上改变n n热处理、低温保藏和酶抑制剂使用有利于稳定产品质量第12页（三）酶在食品原料中含量（三）酶在食品原料中含量n n不一样食品原料所含酶种类和数量不一样n n同一个酶在同一个食品原料中含量还取决于n n生物体年纪（成熟度）n n生长环境条件n n温度、水供给、土壤、肥料第13页六、酶纯化和测定六、酶纯化和测定n n不是纯酶，含有杂酶和非酶组分n n酶分离纯化技术包含：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亲和色谱特定基团亲和力第14页n n选择生产酶制剂微生物n n产生酶纯度高，价格低廉n n常使用霉菌和细菌酶制剂n n酶回收再利用，降低成本n n酶固定化技术第15页酶活测定酶活测定n n测定酶活力方法n n经过定量测定酶反应产物或底物改变进行测定n n经过定量测定酶反应底物中某一性质改变，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酶量。第16页酶活单位酶活单位n nU:国际生物化学协会酶委员会定义:每分钟催化1 mol底物发生转变酶量即：1 mol/min。n nkat：n n酶活力SI单位，即Katal。n nKatal定义是每秒钟催化1mol底物发生转变酶量，即：1mol/s。n n换算关系 1 kat=6107 U 1 U=1.66710-8 kat=16.67 nkat第17页第二节第二节 影响酶活力原因影响酶活力原因n n内在原因n n酶浓度n n底物浓度n n环境条件n npHn n温度n n水分活度n n抑制剂第18页一、底物浓度一、底物浓度反应速度V和底物浓度S关系非线性酶酶“饱和饱和”第19页酶反应酶反应 E+S ES E+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-1k2第20页Km：Michaelis 常数，米氏常数Vmax：最大反应速度，全部酶都以ES形式存在，及酶被底物饱和第21页截距=1/vmax 斜率=Km/vmax1/v第22页n nvmax意义n n在最适条件和被底物饱和时理论上最高酶活力n nKm意义n nv=vmax/2时，Km=Sn n当酶反应速度到达最高反应速度二分之一时底物浓度第23页 KmKm指示酶与底物亲和力指示酶与底物亲和力 较低较低KmKm，亲和力高，催化效率高，亲和力高，催化效率高第24页二、酶浓度二、酶浓度当ES，反应速度酶浓度第25页n n长时间范围内n n初速度保持不变，然后下降n n初速度保持时间与酶种类相关n n酶活下降原因n n产物抑制作用n n酶失活第26页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 n反应进行n nS下降n n反应遵照一级动力学反应速度常数反应速度常数第27页三、三、pHpHS形或钟形第28页pHpH影响酶活力原因影响酶活力原因n npH影响酶分子上电荷分布n n取决于酶蛋白质氨基酸侧链上可离解基团状态n n可离解基团可能处于酶活性部位，所以影响酶与底物结合和催化作用第29页V-pHV-pH曲线确定最适曲线确定最适pHpHn n采取酶反应初速度n n酶pH 稳定范围n n测定方法n n相同温度、缓冲液、酶浓度n n不一样pH下保温第30页第31页n n极端pH普通会使酶失活n n大多数酶最适pH在4.5-8.0n n特殊情况n n胃蛋白酶-1.8n n精氨酸酶-10.0第32页四、温度四、温度（一）酶热稳定性 测定方法：酶液置于不一样温度下保温一定时间后测定酶活第33页酶失活动力学酶失活动力学n n遵照一级动力学 ln u-lnu0=ktn nArrnenius方程n nEa：酶热变性活化能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直线斜率为第34页（二）酶催化反应活化能（二）酶催化反应活化能第35页n n高活化能表示反应速度随温度提升很快提升n n酶降低活化能，产生两个效果n n低温下，使高百分比反应物转变成产物n n升高温度对酶反应速度造成影响相对较小n n在酶稳定范围内，尽可能采取高温第36页（三）低温下酶活力（三）低温下酶活力n n加热使有损质量内源酶失活n n食品原料部分冻结（0以下）时，酶活动并没有完全停顿n n低温使酶活力下降第37页n n但应防止稍低于冰点温度保藏食品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，酶轻易靠近底物第38页五、水分活度五、水分活度食品原料中水分含量必须低于1%2%，才能抑制酶活力第39页有机溶剂（甘油）和水混合n n水分体积分数降低，酶活力下降水分体积分数降低，酶活力下降第40页有机溶剂对酶反应影响有机溶剂对酶反应影响n n影响酶稳定性和反应进行方向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第41页六、酶抑制动力学六、酶抑制动力学n nG绝对值很小，逆向反应不能忽略n n产物积累产生抑制作用n n其它物质也会产生抑制作用n n对酶抑制能够是不可逆n n但可逆抑制更常见第42页动力学方程式动力学方程式第43页（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竞争性抑制剂结构和底物相同，这两种分子与酶结合部位相同n nS+E 与 I+E竞争n nvmax没有影响，Km n n底物S足够高，能够消除竞争性抑制第44页（二）非竞争性抑制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不能消除第45页（三）反竞争性抑制（三）反竞争性抑制n nI不与E反应n nKm、vmax都同时减小n n极少见第46页七、其它环境条件七、其它环境条件 （一）粘度n n90%以上自由水被冻结n n未冻结相粘度会显著提升n n酶和底物分子移动性降低n n酶活力下降第47页（二）压力（二）压力n n普通压力不致于高到使酶失活n n几个处理方式相结合时，造成酶失活n n压力-高温处理n n压力-高剪切处理n n高压灭酶第48页（三）剪切（三）剪切n n混合、管道输送、挤压，使酶失活n n在作用停顿后，酶活再生第49页（四）超声能量（四）超声能量n n使酶失活n n空化作用（起泡）造成酶界面变性n n酶失活过程不符合一级动力学第50页（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剂量比破坏微生物所需剂量大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程度高n n采取热-离子辐射结合处理方法第51页（六）溶剂（六）溶剂n n与水不互溶溶剂稳定酶n n互溶溶剂能使酶失活n n温度低时，较稳定第52页第三节第三节 固定化酶固定化酶n n酶被固定成为不溶解状态n n优点n n酶稳定性提升n n酶能重复屡次使用n n产物中不含酶，不需要采取热处理灭酶，有利于提升食品质量第53页一、酶固定方法一、酶固定方法（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结协力是弱键作用，当温度、pH和离子强度改变，或者当底物存在时，结合酶可能会解吸。第54页（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共价键牢靠，酶不易泄漏共价键牢靠，酶不易泄漏n n缺点：缺点：n n一部分酶起着载体作用而失一部分酶起着载体作用而失去了催化能力，所以用交联去了催化能力，所以用交联法固定酶活力较低。对于价法固定酶活力较低。对于价格昂贵酶，不经济。格昂贵酶，不经济。第55页（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底物可经过扩散自由进入底物可经过扩散自由进入凝胶颗粒，酶和高凝胶颗粒，酶和高MWMW终产物不终产物不能从凝胶颗粒中渗漏出去。能从凝胶颗粒中渗漏出去。n n局限：局限：n n只能适合用于低只能适合用于低MWMW底物。食品底物。食品体系经常有大分子。体系经常有大分子。n n 酶经过扩散而损失可能性还酶经过扩散而损失可能性还是存在。是存在。第56页（四）胶囊包合n n类似载体截留法，形成很小颗粒或胶囊n n硝酸纤维素或尼龙n n只适合低MW底物第57页二、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酶载体被扩散层包围n n邻近酶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不再适用第58页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 较小载体或提升流动速较小载体或提升流动速度可使度可使XX，Km*Km*Z Z、v v：与电性质相关：与电性质相关 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第59页三、固定化酶在食品工业中应用三、固定化酶在食品工业中应用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第60页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=果糖第61页其它固定化酶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（预防蔗糖结晶）n n乳糖酶：水解乳糖（乳糖不耐症）n n应用于食品分析 酶电极第62页第四节第四节 内源酶对品质影响内源酶对品质影响n n酶对生物体主要性n n酶催化反应产生效果n n加紧食品变质速度n n提升食品质量n n控制酶活力第63页一、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+)褐色第64页造成色素变色三种酶造成色素变色三种酶1.脂肪氧合酶 六方面功效六方面功效n n小麦粉和大豆粉漂白小麦粉和大豆粉漂白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产生氧化性不良风味产生氧化性不良风味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氧化破坏必需脂肪酸有益有益有害有害第65页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深入非酶反应，产生醛等不良风味n n最敏感氨基酸是半胱氨酸、酪氨酸、组氨酸和色氨酸第66页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+，失去绿色第67页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第68页控制多酚氧化酶活力控制多酚氧化酶活力消除氧和酚类化合物n n抗坏血酸、亚硫酸盐和巯基化合物n n有还原性，将邻-苯醌还原成底物，预防黑色素n n直接使酶失活n n破坏活性中心组氨酸残基和Cu2+n n非底物酚类（苯二酚、苯甲酸）n n酶抑制剂（与底物竞争酶）第69页二、质构二、质构n n果蔬n n果蔬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酶n n动物组织和高蛋白质植物组织n n蛋白酶作用造成质构软化第70页（一）果胶酶（一）果胶酶 1.果胶甲酯酶n n水解甲酯键，生结果胶酸和甲醇n n二价离子Ca2+存在时，与羧基交联，提升质构强度第71页2.2.聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶n n水解水解-1,4-1,4 糖苷键糖苷键n n包含两种包含两种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：水解分子末端糖苷键端切：水解分子末端糖苷键第72页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糖苷键裂解果胶和果胶酸分子中糖苷键n n形成一个含还原基团产物和一个双键产物形成一个含还原基团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第73页（二）纤维素酶（二）纤维素酶n n果蔬中纤维素影响细胞结构n n纤维素酶与食品原料软化相关n n微生物纤维素酶将不溶性纤维素转化为葡萄糖第74页（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第75页（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淀粉决定食品粘度和质构n n淀粉降解第76页淀粉酶类型淀粉酶类型n n-淀粉酶n n存在于全部生物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葡萄糖淀粉酶第77页（五）蛋白酶（五）蛋白酶蛋白质决定动物性食品原料质构蛋白质决定动物性食品原料质构1组织蛋白酶（Cathepsins）n n存在于动物组织细胞溶菌体内存在于动物组织细胞溶菌体内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，还分离出一个组织羧肽酶一个组织羧肽酶n n参加了肉成熟期间改变参加了肉成熟期间改变n n宰后宰后pHpH下降，酶释放，造成肌原纤维以及胞外下降，酶释放，造成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含有活性。在含有活性。在pH 2.5pH 2.54.54.5范围内含范围内含有最高活力。有最高活力。第78页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含有相同较小亚基（MW=30,000）和较大亚基（MW=80,000，免疫性质不一样）。n n活性部位中含有半胱氨酸残基巯基，被归属于半胱氨酸（巯基）蛋白酶第79页CANPSCANPS作用作用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 激活：激活：1-21-21-21-2 mmol/L Ca mmol/L Ca2+2+n n肌肉中活力是很低肌肉中活力是很低n n经过分裂特定肌原纤维蛋白质影响肉嫩化经过分裂特定肌原纤维蛋白质影响肉嫩化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死后僵直肌肉迟缓松弛，这么产生肉含有良好质死后僵直肌肉迟缓松弛，这么产生肉含有良好质构构第80页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酪蛋白产生疏水性更强-酪蛋白，也能酪蛋白，也能水解水解 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奶酪成熟过程中参加蛋白质水解作用奶酪成熟过程中参加蛋白质水解作用n n对热较稳定，形成乳凝胶对热较稳定，形成乳凝胶n n还存在着一个最适还存在着一个最适pH 4pH 4左右酸性蛋白酶，易热失左右酸性蛋白酶，易热失活活第81页三、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挥发性化合物，与葱风味相关n n芥子油即为异硫氰酸烯丙酯第82页裂解和分子重排裂解和分子重排芥子油芥子油含有特殊风味含有特殊风味S-S-糖苷酶分解糖苷酶分解第83页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质量，未经热烫冷冻蔬菜所含有不良风味与酶活力相关n n各种不一样起源过氧化物酶通常含有一个血色素（铁卟琳）作为辅基。第84页n n过氧化物酶催化以下反应：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，胺或其它有机化合物抗坏血酸、酚，胺或其它有机化合物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活力分光光度法测定过氧化物酶活力第85页电子给予体电子给予体第86页过氧化物酶热稳定性过氧化物酶热稳定性n n热失活含有双相特征热失活含有双相特征n n每一相都遵照一级动每一相都遵照一级动力学力学n n热失活曲线热失活曲线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第87页n n过氧化物酶再生n n非常耐热，作为果蔬热处理是否充分指标n n其它作用n n作为过氧化氢去除剂作为过氧化氢去除剂n n参加木质素生物合成参加木质素生物合成n n参加乙烯生物合成参加乙烯生物合成n n作为成熟促进剂，与果蔬成熟相关作为成熟促进剂，与果蔬成熟相关第88页四、营养质量四、营养质量n n脂肪氧合酶脂肪氧合酶n n必需脂肪酸含量下降必需脂肪酸含量下降n n氧化过程中产生自由基，降低维生素和氨基酸含量氧化过程中产生自由基，降低维生素和氨基酸含量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（氨基酸代谢中必需辅助因子）破坏硫胺素（氨基酸代谢中必需辅助因子）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 引发褐变同时，降低有效赖氨酸含量引发褐变同时，降低有效赖氨酸含量第89页第五节第五节 作为食品加工助剂作为食品加工助剂 和配料而使用酶和配料而使用酶使用酶目标n n回收副产物n n制造食品n n提升提取速度及产量n n改进风味和稳定食品质量第90页使用酶优点使用酶优点n n天然、无毒天然、无毒n n催化特异性，不造成不需要副反应催化特异性，不造成不需要副反应n n普通是粗酶制剂，可能会产生不期望产物；但使用高普通是粗酶制剂，可能会产生不期望产物；但使用高纯度酶制剂在经济上不合算纯度酶制剂在经济上不合算n n在很温和温度和在很温和温度和pHpH条件下含有活性条件下含有活性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在反应进行到期望程度后即可使酶失活在反应进行到期望程度后即可使酶失活第91页酶起源酶起源n n可食和无毒植物、动物以及非致病、非产毒微生物n n微生物起源酶优点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 n生产原料易于取得生产原料易于取得第92页一、甜味剂中使用酶一、甜味剂中使用酶酶法生产甜味剂第93页二、脂酶二、脂酶n n水解处于油水解处于油/水界面三酰基甘油酯键水界面三酰基甘油酯键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主要起源动物胰脏脂酶和微生物脂酶是脂酶主要起源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第94页脂酶专一性脂酶专一性n n酰基甘油专一性n n优先水解低优先水解低MWMW三酰基甘油底物三酰基甘油底物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位置酯键位置酯键n n 能水解能水解1 1位和位和2 2位酯键脂酶可能是混合酶位酯键脂酶可能是混合酶n n脂肪酸专一性n n水解特定脂肪酸形成酯键水解特定脂肪酸形成酯键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立体定向专一性第95页脂酶应用脂酶应用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经过脂酶催化酯交换反应，生产新甘油三酯，经过脂酶催化酯交换反应，生产新甘油三酯，后者含有期望熔点或其它性质后者含有期望熔点或其它性质n n在非水环境下有可能实现，假如有水存在，脂在非水环境下有可能实现，假如有水存在，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：固定化脂酶制剂第96页第97页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它技术，比如蒸汽裂解竞争和其它技术，比如蒸汽裂解竞争n n从天然甘油三酯制备多不饱和脂肪酸时，会从天然甘油三酯制备多不饱和脂肪酸时，会优先考虑酶法优先考虑酶法n n合成乳化剂和风味剂n n安全、天然安全、天然第98页三、蛋白酶三、蛋白酶蛋白酶起源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微生物分泌蛋白酶n n加入蛋白酶制剂n n蛋白质强化饮料蛋白质强化饮料第99页蛋白酶作用蛋白酶作用n n改进食品蛋自质性质n nMWMW分布发生改变分布发生改变n n水解度水解度，MWMW小肽百分比小肽百分比n n水解蛋白质溶解度水解蛋白质溶解度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控制蛋白质水解程度是至关主要第100页蛋白质酶水解过程蛋白质酶水解过程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以上时，质子化氨基酸将离解以上时，质子化氨基酸将离解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，就必须加入碱液第101页 采取采取pH-statpH-stat法控制水解度（法控制水解度（DHDH）适合用于中性或碱性蛋白酶适合用于中性或碱性蛋白酶 B B 碱消耗当量数碱消耗当量数 -氨基平均离解常数氨基平均离解常数 h h总总 可被水解肽键数，可被水解肽键数，88第102页蛋白酶分类蛋白酶分类按活性中心所含有必需催化基团分类按活性中心所含有必需催化基团分类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，比如羧肽酶肽链端解酶，比如羧肽酶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 4第103页蛋白酶应用蛋白酶应用n n制备水解蛋白质制备水解蛋白质 （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凝乳酶和其它蛋白酶应用于干酪生产凝乳酶和其它蛋白酶应用于干酪生产n n从加工肉制品下脚料回收蛋白质从加工肉制品下脚料回收蛋白质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作为食品添加剂改进食品质量作为食品添加剂改进食品质量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降低降低 啤酒低温混浊现象啤酒低温混浊现象第104页四、果胶酶四、果胶酶1 1提升果汁得率提升果汁得率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，使果汁混浊粒子直接压榨后，用果胶酶处理，使果汁混浊粒子沉淀下来沉淀下来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，在果胶等组成保护层里面则是表面带负电荷，在果胶等组成保护层里面则是带正电蛋白质带正电蛋白质n n苹果汁澄清包含酶催化果胶解聚和非酶静电相苹果汁澄清包含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。第105页五、纤维素酶五、纤维素酶n 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，还原基团迟缓增加粘度快速下降，还原基团迟缓增加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减小而降低水解速度随底物链长减小而降低n n-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶n n水解速度随底物链长减小而增加水解速度随底物链长减小而增加第106页第六节第六节 酶在食品分析中应用酶在食品分析中应用n n优点n n酶含有高度灵敏度和专一性，无需将待测物与酶含有高度灵敏度和专一性，无需将待测物与试样中其它组分分离试样中其它组分分离n n步骤简单，节约时间步骤简单，节约时间n n能够将非酶造成化合物改变降至最低能够将非酶造成化合物改变降至最低n n缺点n n试剂昂贵，尤其是纯酶试剂昂贵，尤其是纯酶第107页一、被测定化合物是酶底物一、被测定化合物是酶底物1标准曲线法n n适用条件n n待测物浓度必须小于待测物浓度必须小于100Km100Km（最好小于（最好小于5Km5Km）n n计算方法n n依据米氏方程依据米氏方程n n关键n n严格控制酶反应条件，制作关系良好标准曲严格控制酶反应条件，制作关系良好标准曲线线第108页2总改变法n n适用条件适用条件n n反应必须进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吸光度或荧光体系吸光度或荧光总改变测定产物总改变测定产物（或底物）量（或底物）量n n优点优点n n不需要准确控制酶不需要准确控制酶反应条件反应条件n n缺点缺点n n需要使用较多酶需要使用较多酶第109页二、待测物是酶激活剂或抑制剂n n激活剂反应初速度增加时，可依据增加程度测定该化合物浓度。三、固定化酶在食品分析中应用n n重复使用，降低每次分析费用n n使分析工作愈加紧速和简易n n使用形式固定化酶柱、酶电极、含酶薄片和结合酶免疫固定化酶柱、酶电极、含酶薄片和结合酶免疫吸附剂（吸附剂（ELISAELISA）第110页四、酶作为食品质量指示剂四、酶作为食品质量指示剂第111页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程度n n指示水果成熟度n n可能出现过分褐变指示剂n n洋葱和大蒜风味n n体外酶法评价高蛋白食品营养质量第112页