食品化学酶的历史

酶学的产生：1777年，意大利物理学家Spallanzani的山鹰实验；1822年，美国外科医生Beaumont研究食物在胃里的消化；19世纪30年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。

1684年，比利时医生Helment提出ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素（酵素）；1833年，法国化学家Payen和Person用酒精处理麦芽抽提液，得到淀粉酶；1878年，德国科学家Kűhne提出enzyme —从活生物体中分离得到的酶，意思是“在酵母中”（希腊文）。

酶学的迅速发展（理论研究）：1926年，美国康乃尔大学的”独臂学者”萨姆纳博士从刀豆中提取出脲酶结晶，并证明具有蛋白质的性质；1930年，美国的生物化学家Northrop分离得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶结晶，确立了酶的化学本质。

酶本质探究历程
1、1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。

过一段时间他将小笼取出，发现肉块消失了。

于是，他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。

2、1810年，JaephGayluac发现酵母可将糖转化为酒精
3、1857年,法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察,提出酒精发酵是由于酵母细胞活动的结果,即离不开酵母活细胞；李比希反对这种观点,认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质。

4、1897年,德国化学家毕希纳把酵母细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,在进行加压过滤,得到不含酵母的提取液,在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡,糖液居然变成了酒,为此Bucher获得了1911年诺贝尔化学奖；后来科学家就把它命名为“酶”,英文名称是Enzyme,意思是“在酵母中”,但是酶到底是什么还是个谜
5、1926年，美国科学家萨姆钠从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。

6、20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。

7、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。

酶的发现史————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：酶的发现过程酶的发现是一个漫长的过程,早在300多年前，人们在日常生活中发现酵母能使果汁和谷类加速转化成酒。

这种转化过程叫作发酵。

1680年,荷兰的业余生物学家、布商列文虎克在用显微镜观察中首先发现了酵母细胞。

一个半世纪以后,法国物理学家卡格尼亚尔·德拉图尔使用一台优质的复式显微镜，专心研究酵母，他仔细观察了酵母的繁殖过程，确定酵母是一种活的微生物。

这样，在1９世纪50年代，酵母就成了一个热门的研究课题。

人们还发现在肠道里也进行着类似于发酵的过程。

１752年，法国物理学家列奥米尔用鹰作实验对象，让鹰吞下几个装有肉的小金属管,管壁上的小孔能使胃内的化学物质作用到肉上。

当鹰吐出这些管子的时候,管内的肉已部分分解了，管中有了一种淡黄色的液体。

1７77年，苏格兰医生史蒂文斯从胃里分离一种液体（胃液）,并证明了食物的分解过程可以在体外进行。

１834年，德国博物学家施旺把氯化汞加到胃液里,沉淀出一种白色粉末。

除去粉末中的汞化合物,把剩下的粉末溶解，得到了一种浓度非常高的消化液，他把这粉末叫作“胃蛋白酶”(希腊语中的消化之意）。

同时,两位法国化学家帕扬和佩索菲发现,麦芽提取物中有一种物质,能使淀粉变成糖,变化的速度超过了酸的作用，他们称这种物质为“淀粉酶制剂”(希腊语的“分离”)。

科学家们把酵母细胞一类的活动体酵素和像胃蛋白酶一类的非活体酵素作了明确的区分。

1878年,德国生理学家库恩提出把后者叫作“酶”。

18９7年,德国化学家毕希纳用砂粒研磨酵细胞，把所有的细胞全部研碎,并成功地提取出一种液体。

他发现，这种液体依然能够像酵母细胞一样完成发酵任务。

这个实验证明了活体酵素与非活体酵素的功能是一样的。

因此,“酶”这个词现在适用于所有的酵素,而且是使生化反应的催化剂。

食品酶学综述摘要:本文介绍了酶学的反展历程，酶的本质的认识过程，酶的催化机理和结构，并对酶的固定化和酶在食品中的应用作了介绍。

关键词：酶学，结构，催化机理，固定化，工业应用1：酶学发展历程酶学作为一门科学可以追溯到19世纪，然而在最近50年中得到了飞速发展。

其研究历程大致如下。

1833年，Payen和Persoz发现麦芽提取液的酒精沉淀物中含有一种对热不稳定的物质，它能将淀粉转变成糖。

在19世纪中期已经知道存在胃蛋白酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和转化酶，以后又陆续发现了一些其他的酶。

1857年法国著名微生物学家巴斯德首先对酒精发酵机理作了理论解释，认为酒精发酵是酵母细胞引起的，提出了“活体酵素”和“非活体酵素”的概念。

同时代的Liebig、Berzelius和Wohler等人提出了不同的看法，认为酒精发酵本质是物质的作用。

因而这两学派围绕酒精发酵的本质在科学史上发生了长达半世纪的学术论战。

1876年德国学者Kühne首先提出enzyme一词。

1897年德国学者Buchener 兄弟在制作药品时，发现酶离开活体细胞也能起作用，，这是一个划时代的发现。

不仅从理论上阐明了生命现象是物质的作用，而且为酶制剂的开发应用奠定了科学依据。

以上是19世纪酶的发现和提出的历程，进入20世纪以后酶学得到了迅速的发展，从纯化、酶反应的动力学、酶的结构功能、酶的合成等各个方面都取得了大的进展。

2酶的本质2.1对酶的本质的认识过程对于酶的认识有以下过程。

关于酶的定义，1964年Dixon【1】等人认为酶是具有催化功能的一种特殊蛋白质。

1975年Stryer【2】指出酶是一类蛋白质，其显著的特性是具有催化能力、催化作用的专一性、作用条件的限制性。

同年，Lemninger【3】认为酶是一种专一地催化生物化学反应的蛋白质，具有非常高的催化效能和高度专一性。

1979年Wyun【4】指出酶是来源于生物体的一种分子，它能够提高某一特定反应速度而不影响已确认了的最终平衡状态，酶可以从反应终了的混合物中回收。

酶的发现及研究史酶的发现来源于人们对发酵机理的逐渐了解。

早在18世纪末和19世纪初，人们就认识到食物在胃中被消化，[1]用植物的提取液可以将淀粉转化为糖，但对于其对应的机理则并不了解。

[2]到了19世纪中叶，法国科学家路易·巴斯德对蔗糖转化为酒精的发酵过程进行了研究，认为在酵母细胞中存在一种活力物质，命名为“酵素”（ferment）。

他提出发酵是这种活力物质催化的结果，并认为活力物质只存在于生命体中，细胞破裂就会失去发酵作用。

[3]法国科学家路易·巴斯德1878年，德国生理学家威廉·屈内首次提出了酶（enzyme）这一概念。

随后，酶被用于专指胃蛋白酶等一类非活体物质，而酵素（ferment）则被用于指由活体细胞产生的催化活性。

这种对酶的错误认识很快得到纠正。

1897年，德国科学家爱德华·比希纳开始对不含细胞的酵母提取液进行发酵研究，通过在柏林洪堡大学所做的一系列实验最终证明发酵过程并不需要完整的活细胞存在。

[4]他将其中能够发挥发酵作用的酶命名为发酵酶（zymase）。

[5]这一贡献打开了通向现代酶学与现代生物化学的大门，其本人也因“发现无细胞发酵及相应的生化研究”而获得了1907年的诺贝尔化学奖。

在此之后，酶和酵素两个概念合二为一，并依据比希纳的命名方法，酶的发现者们根据其所催化的反应将它们命名。

通常酶的英文名称是在催化底物或者反应类型的名字最后加上-ase的后缀，而对应中文命名也采用类似方法，即在名字最后加上“酶”。

例如，乳糖酶（lactase）是能够剪切乳糖（lactose）的酶；DNA聚合酶（DNA polymerase）能够催化DNA聚合反应。

德国科学家爱德华·比希纳人们在认识到酶是一类不依赖于活体细胞的物质后，下一步工作就是鉴定其生化组成成分。

许多早期研究者指出，一些蛋白质与酶的催化活性相关；但包括诺贝尔奖得主里夏德·维尔施泰特在内的部分科学家认为酶不是蛋白质，他们辩称那些蛋白质只是酶分子的携带者，蛋白质本身并不具有催化活性。

酶学发展历程在许多化学反应中，都会有催化剂的参与。

这些具有催化活性的物质，可以降低发生化学反应的能垒以调控反应发生。

在生命过程中，也存在有多种的催化剂催化复杂的生物化学进程。

区别于一般的金属或其他化学催化剂，这些本身具有生物活性并具有生化反应催化活性的物质被称为酶。

酶存在于生命活动生物方方面面，在人类生活过程中起着重要作用。

食品酶学的发展史可分为四个阶段：一、早期经验积累阶段从我国祖先在约公元前6000～5000年利用酶酿酒开始，酶在民间一直被广泛使用。

早在4000多年前的夏禹时代，人类就懂得利用酵母酿酒；《书经》中有“若作酒醴，尔维麹蘖”的记载，其意为：若要酿酒，就必须使用麹和蘖。

麹是指长了微生物的谷物，蘖是指发了芽的谷物，它们都含有丰富的酶。

这些都说明了酶的应用首先是从食品生产开始的。

到了周代，已经能用风干的麦芽粉制作饴糖和造酱，并发现用曲可以治疗消化不良。

但是当时还不知道是酶的作用，对酶的利用也是一种不自觉的行为。

西方各国在17世纪也有了关于没得记载。

1810年J.Gaylussac 发现酵母可将糖类转化为酒精，从此酶经历了一个被不断深入认识到被利用及用于生产的过程。

人们之前认为食物在胃中的消化是靠胃壁蠕动的机械碾磨。

1752年有人做了一个实验，将肉片装在金属丝笼内，让老鹰吞下，经过一段时间取出小笼，肉片不见了。

于是认识到胃液中有某种可以消化肉类的物质存在。

这个实验动摇了蠕动消化的说法。

1857年微生物学家巴斯德等人认为酒精发酵是酵母细胞活动的结果，只有活酵母才能进行发酵。

而持反对态度的李比希认为发酵是溶于酵母溶液中的酶引起的。

直到1897年，Buchner兄弟通过石英砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞却能使糖类发酵的提取液，从而认识到发酵是酶在起作用。

二、酶的性质及机理研究阶段1835—1837年间，Berzelius提出了催化作用的概念，该概念对酶学和化学的发展都十分重要。

可见对于酶的认识一开始就与它具有催化作用的能力联系在一起。

1.酶:酶是由活细胞产生的、具有高效、专一催化功能的生物大分子2.食品酶工程: 食品酶工程是将酶工程的理论与技术应用于食品工业领域，将酶学基本原理与食品工程相结合，为新型食品及食品原料的发展提供技术支持。

3.酶学和酶工程研究的历史与现状: 史前期酶的应用、近代酶学和酶工程研究历史、现代酶学和酶工程研究进展4.史前期酶的应用：①5000多年前古埃及人向酒中添加辅料治病②4000多年前我国就能利用天然酵母酿酒③公元十世纪左右我国已能用豆类做酱④3000年前我国已经盛行饴糖的制造⑤2500年前我国人民发现用曲治疗消化障碍症5.近代酶学和酶工程研究历史：①1783年Spa11anzani盛肉饲鹰，过时取出，肉已液化，为酶催化实验的开端②1833年Payen和Persoz从麦芽水抽提物中酒精沉淀得一种对热不稳定的活性物质③1855年Schoenbein在植物体内发现了过氧化物酶④1856年Schoenbein在蘑菇中发现了多酚氧化酶⑤1859年Liebig第一次提出酶是一种蛋白质⑥1878年德国科学家Kuhne第一次提出“酶”的概念，这个词起源于希腊语，原意为“在酵母中”6.现代酶学和酶工程研究进展：①1902年Henri提出中间产物学说②1913年Michaelis和Menten推导出著名的米氏方程③1926年Sumner分离纯化得到脲酶结晶④1958年Koshland提出了诱导契合学说⑤1982年Cech等人发现四膜虫细胞的26S rRNA前体具有自我剪接功能，并将其称为“Ribozyme”⑥1983年Altman等人发现核糖核酸酶P 的RNA部分具有核糖核酸酶P的催化活性⑦20世纪70年代，DNA重组技术的实现，促使酶学研究进入新的发展阶段。

⑧1970年，Hopkins大学教授从流感嗜血杆菌d中分离纯化出第一个限制性内切酶Ⅱ，为基因工程的诞生奠定了基础。

到目前为止，在基因工程中应用的工具酶已有500多种。

酶的发现史人类最早去研究酶其实并不是为了研究酶这个东西，而是研究人的消化。

当时的人对我们吃下去的是肉，出来的却是这么个东西感到好奇，便有人对此进行了研究。

刚开始，人们认为消化食物是物理性消化，什么是物理性消化呢？就是你的胃和肠子在不断地在蠕动，食物被你吃了之后，在你的胃里面不断地“磨”，把它给磨碎了。

以前只认为有这种摩擦。

后来呢，有个人叫斯帕兰扎尼，搞了这么一个实验：将肉块放入小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。

过一段时间他将小笼取出，发现肉块消失了。

（我写到这里时，很想知道老鹰是怎么想的）金属笼是为了排除物理性消化的干扰，肉外面有笼子，显然不可能是因为胃的蠕动而是其消失，当时人们就开始意识到胃里面、肠子里面应该存在某些化学物质，它能够让肉消失。

慢慢的，人们意识到了一个词，化学性消化。

究竟这使肉消失的化学物质是什么呢，当时人们并不知道。

只是留下了一个引子，并没有后文。

（我猜想可能有人去尝试研究了，但没有成果，所以并没有留下记载。

）一直到后来，过了很久很久，出现了俩个人。

一个是微生物之父巴斯德，另一个就是化学家李比希，这俩个人就开始论战（吵架）了。

巴斯德家里是开葡萄酒庄的，就天天研究葡萄酒，所以呢，巴斯德利用显微镜，他就观察到一种微生物：酵母菌。

他因此推测，是因为酵母菌这个生物、这个整体的存在，使葡萄里的糖类转化成了酒精。

这是巴斯德的观点。

而和他同时期的一个哥们，叫做李比希，他创立了有机化学。

因此被称为“有机化学之父”。

这个哥们和巴斯德不一样，他认为不是酵母菌这个整体发挥了作用，而是其中的某种化学物质的作用。

这俩个人呢，有一段时间，就是属于巴斯德写一篇论文，阿巴阿巴一顿说，然后李比希写一篇巴拉巴拉一顿说。

这俩人就光是在纸上谈兵，骂得不可开交，骂了十几年，一直到后来，李比希抗不下去了，说我不骂了，我去做实验。

李比希怎么做实验的呢？他找来一大堆酵母菌，然后把它们磨碎了，再加入葡萄中，最后证明了使其发酵的并不是酵母菌这个整体，而是其中的某种物质。