食品化学-酶
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酶的历史一、概念酶工程亦称酶工艺,是在生物反应器中,利用酶的催化作用,将相应的原料转化为有用物质的技术酶工程与发酵工程密切相关,是发酵工业发展的产物,是酶学原理与化工技术相结合而形成的一门理论性很强的应用技术。
主要内容包括各种酶的开发、生产和利用,酶的分离、纯化技术、酶的化学修饰技术,固定化技术,酶反应器的研制和应用等。
酶是生物催化剂,是生物体产生的具有活性的蛋白质。
它可高效、专一地催化特定的生化反应,酶的催化作用可使反应速度提高10的8次到10的20次倍。
酶促反应具有反应条件温和、能耗低、污染小、操作简单等优点。
2、1961 年国际生化联合会酶学委员会提出将酶分为:氧化还原酶:在生物体内参与产能、解毒和某些生物活性物质的合成;转移酶:在生物体内将某功能基团从一个化合物转至另一个化合物;水解酶:在生物体内外起降解作用,是人类应用最广的酶类;裂解酶:可脱去底物上某一基团而留下双链,或可相反地在双链处加入某一基团;异构酶:依生物代谢需要对某些物质进行分子异构化;连接酶(合成酶):关系着许多生命物质的合成;3、酶蛋白有3种组成形式:单体酶:是仅有1个活性部位的多肽链构成的酶,分子量为13000-35000 。
寡聚酶:是由若干相同或不同的亚基结合而组成的酶。
多酶复合物:是指多种酶进行连续反应的系统,前一反应产物为后一反应的底物。
二、酶的探索与发现:公元前800年,古老的烹调方法中已使用来自微生物的酶。
1833-1835年,淀粉的第一次酶解法国化学家Anselme Payen和ean-Franois Persoz 描述了从大麦的麦芽中分离淀粉酶多聚体的过程,并将之命名为淀粉酶。
1836年,德国生理学家Theodor Schwann在研究消化过程时,分离出一种在胃内消化蛋白的物质,将它命名为胃蛋白酶。
这是第一个从动物组织中提取到的酶。
1883年,Johan Kjeldahl建立了一套检测有机物中-3价氮的方法,即测定氮的含量的方法。
《食品化学》酶试卷一、名词解释(每小题3分,本题满分6分)1.酶促褐变:酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。
2.固定化酶:指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续的进行反应,反应后的酶可以回收重复使用。
二、填空题(每空1分,本题满分37分)1.根据酶所催化的反应类型和机理,把酶分成氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶六大类,在食品加工中常用的酶是水解酶,其次是氧化还原酶及异构酶等。
2.在酶纯化中使用高浓度盐或有机溶剂的分离技术是选择性沉淀技术。
在酶□□□□□□□□□□□□□□□□□□层析技术及膜分离技术。
3.pH□□□□□□□□□□□□1)PH引起酶变性而失活;□2)PH改变酶蛋白分子的电离状态;(3)PH改变底物的电离状态。
4.□□□□□□□□□□□1,2口苯二酚,此酶以铜为辅也必须以氧为受氢体,□□□□□□□□□□□□□□一元酚或二元酚为底物,催化底物形成□,□□□□□□□□□□□□□□5.□□□□□□□□□□□L-酪氨酸;桃、苹果等褐变的关键底物是绿原酸。
6.水果和蔬菜的质构主要取决于所含有的一些复杂的碳水化合物果胶、纤维素、半纤维素、淀粉和木质素。
□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□要是蛋白质7.□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□;□□□□□□活力被广泛用作果蔬热处理是否充分的指标。
8.在芥菜和辣根中存在着芥子苷,在硫代葡萄糖苷酶的作用下,发生分子重排和裂解,生成的含硫挥发性化合物异硫氰酸酯,它与葱的风味有关。
9.□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□10.固定化酶由于能重复使用,在食品酶分析中使用的有□□□薄片□□联免疫分析。
□□□□□□□□□□1分,□□□□14分)1.□□□□□□□□□□□□□□□2.□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□3.□□□□□□□□□□□□□□□4. a-□□□□□□□□□,%□□□□□□□□□□5.□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□6.□□□□□□□□□□□□□□□□□□□7.□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□标。
名词解释1焦糖化反应:在没有氨基化合物存在的条件下,将糖和糖浆直接加热熔融,在温度超过100℃时,糖分解变化形成黑褐色的焦糖,称为焦糖化反应。
2酶的活性中心:由少数必须基团组成的能与底物分子结合并完成特定催化作用的空间小区域3防腐剂:凡具有杀死微生物或抑制其增殖作用的物质4肉的成熟:动物屠宰后经僵直到软化,使肉产生最佳食用状态的过程5脂肪酸的β氧化:脂肪酸通过酶催化α与β碳原子间的断裂、β-碳原子上的氧化,相继切下二碳单位而降解的方式称为脂肪酸的β氧化6必需氨基酸:人体不能合成而只能由食物供给的氨基酸。
分别是Lys Phe V al Met Trp Leu Ile Thr(His)7酶的必需基团:酶蛋白中只有少数特定的氨基酸残基的侧链基团和酶的催化活性有直接关系,这些官能团称为酶的必需基团8生物氧化:糖类、脂肪和蛋白质等有机物质在生物体类的氧化分解,又叫细胞呼吸9血色质:在缺氧的条件下,肌色质的中的三价铁还原为二价铁,生成粉红色的物质,称为血色质。
10抗氧化剂:能组织或延缓食品氧化,以提高食品质量的稳定性和延长贮存期的食品添加剂。
11水分活度:一个食品样品中水蒸气分压P与同一温度下纯水的饱和蒸气压P0之比。
Aw=P/P012酶原:无催化活性的酶分子称为酶原13 EMP途径:葡萄糖无氧分解为丙酮酸的一系列化学变化过程,又称葡萄糖的酵解途径14 转氨基作用:氨基酸的α-氨基与酮酸的α-酮基在转氨酶的作用下相互交换,使原来的α-氨基酸变为相应的α-酮酸,α-酮酸转变为相应的α-氨基酸,这个过程称为转氨基作用。
15 食品添加剂:为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成的或者天然的物质16生色基:能够在紫外可见区内吸光的基团17肌色质:当氧合肌红蛋白或血红蛋白在有氧的条件下加热,因珠蛋白变性,血红素的二价铁变为三价铁,生成黄褐色的变肌红蛋白,称为肌色质。
18味觉:食品溶液或食品中可溶性成分溶于唾液中,刺激味蕾,进而刺激味觉神经传递到大脑味觉中枢,经大脑分析产生的一种感觉19异化作用:通过物质分解,将自身物质转化为外部物质的过程20淀粉的老化:淀粉溶液在室温或者低于室温的条件下,硬度会变大,体积会减小,会变得不透明,甚至凝结而沉淀,这种现象称为淀粉的老化。
食品化学酶试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 酶的活性中心是指:A. 酶分子上与底物结合的区域B. 酶分子上与底物结合的氨基酸残基C. 酶分子上与底物结合的蛋白质部分D. 酶分子上与底物结合的非蛋白质部分答案:A2. 下列哪种物质不是酶的辅因子?A. 金属离子B. 维生素C. 核酸D. 氨基酸答案:D3. 酶促反应中,酶的作用是:A. 提供能量B. 降低反应的活化能C. 改变反应的平衡位置D. 增加反应物的浓度答案:B4. 酶的Km值是指:A. 酶的最大反应速率B. 酶的半饱和浓度C. 酶的活性中心D. 酶的抑制常数答案:B5. 酶的专一性是由什么决定的?A. 酶的分子结构B. 酶的活性中心C. 酶的辅因子D. 酶的底物答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 酶是一种能够________生物化学反应速率的生物催化剂。
答案:催化2. 酶的活性可以通过改变________来调节。
答案:温度或pH值3. 酶的催化效率比非酶催化剂高大约________倍。
答案:10^7至10^134. 酶的活性中心通常包含________和________。
答案:底物结合位点,催化位点5. 酶的抑制作用可以分为________抑制和________抑制。
答案:竞争性,非竞争性三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述酶的催化机制。
答案:酶通过降低反应的活化能来加速化学反应。
酶的活性中心与底物结合,形成酶-底物复合物,然后通过催化位点上的化学变化,将底物转化为产物,最后产物释放,酶恢复到其原始状态。
2. 描述酶的专一性是如何实现的。
答案:酶的专一性主要是由其活性中心的结构决定的。
活性中心的形状、电荷分布和化学性质必须与特定底物相匹配,以实现有效的底物结合和催化反应。
3. 解释酶的Km值在酶动力学中的意义。
答案:Km值是酶动力学中的一个重要参数,它表示酶催化反应达到最大速率一半时的底物浓度。
Km值越小,表示酶对底物的亲和力越高,催化效率也越高。
酶的名词解释食品化学酶是一类生物催化剂,在食品化学中起着重要的作用。
它们是由蛋白质组成的,在生物体内通过催化化学反应来加速代谢过程。
酶能够降低活化能,使反应更容易进行,并且能够高效地选择性地催化特定的反应。
一、酶的基本特性1. 酶的催化作用速度非常快。
酶催化反应的速度通常是非酶催化反应的百万倍甚至更高。
2. 酶是高度专一性的。
每一种酶都有特定的底物,并且只能催化特定的反应。
3. 酶的活性受到pH、温度、底物浓度等因素的影响。
适宜的条件能够提高酶的活性,而不适宜的条件则可能导致酶的失活。
4. 酶的活性可被抑制剂或激活剂调节。
抑制剂能够降低酶的活性,而激活剂则可以增加酶的活性。
二、酶在食品化学中的应用1. 酶在食品加工中的应用。
酶能够在食品加工过程中改善产品的质地、口感和营养价值。
例如,面包的发酵过程中需要酵母酶来产生二氧化碳,使面团膨胀发酵;牛奶制作乳酸酸奶时,乳酸菌中的乳酸酶能够将乳糖转化为乳酸,增加酸奶的酸度和口感。
2. 酶在食品分解和转化中的应用。
酶可以帮助食品中的蛋白质、碳水化合物和脂肪被分解和转化为人体能够吸收和利用的营养物质。
例如,胃中的胃蛋白酶能够将蛋白质分解为氨基酸,使其易于消化和吸收;食物中的淀粉酶能够将淀粉水解为糖分子,提供能量。
3. 酶在食品保存和防腐中的应用。
酶能够影响食品的味道、气味和颜色,也可以对食品中的微生物生长起到抑制作用。
例如,水果中的过氧化物酶可以减少果肉氧化的速度,延长水果的保鲜期;使用过氧化氢酶处理牛奶可以降低其过氧化氢含量,防止牛奶变质。
4. 酶在食品酿造和发酵中的应用。
酿酒、酿造,以及一些特殊食品的制作过程中,酶能够促进发酵过程,提高产品的风味和品质。
例如,啤酒酿造过程中,酿酒酵母中的酵母酶能够将麦芽中的淀粉转化为酒精和二氧化碳。
三、酶的发展和前景随着科学技术的进步,对酶的研究和应用不断深入。
人们正在努力开发新的酶,改良已有的酶,并探索酶在更广泛领域的应用。
果蔬中的酶徐锐(江苏大学食品学院 212000)内容提要:果蔬细胞中含有各种各样的酶,结构十分复杂,溶解在细胞汁液中。
在生物体内,酶控制着所有重要的生物大分子(蛋白质、碳水化合物、脂类、核酸)和小分子(氨基酸、糖和维生素)的合成与分解。
果蔬中所有的生物化学作用,都是在酶的参与下进行的。
例如:苹果芒果,菠萝,番茄等在成熟中变软,都是由于果胶酯酶和多聚半乳糖醛酸酶活性增强的结果。
下面举出几种为例,说明它们对果蔬成熟及品质变化中的作用。
关键词:果蔬、活性、酶一、氧化还原酶a 抗坏血酸还原酶(又称抗坏血酸酶)此酶存在时,可使L-抗环血酸氧化为D-抗环血酸。
该酶制品大约有0.25%的铜,而铜量的多少和作用活性度几乎是平行的。
在香蕉,胡萝卜和莴苣中广泛分布着这种酶,它对于维生素C的消长有很大关系。
b 过氧化氢酶和过氧化物酶此两种酶广泛的存在于水果蔬菜组织中。
过氧化氢酶可催化如下反应:2H2O2—→2H2O+O2由于呼吸中的过氧化氢酶的作用,可防止组织中的过氧化氢积累到有毒的程度。
在成熟时期随着果蔬氧化活性的增强,这两种酶的活性都两种酶的活性都有着显著增高。
芒果呼吸作用的增强直接和酶活性有关,过氧化氢酶和相应的氧化酶可能与乙烯生成有关,过氧化物酶也有可能与乙烯的自身催化合成有关,与衰老的细胞活性有关。
c 多肽氧化酶总所周知,植物一旦受到伤害,即发生褐变,这种现象多是由于多酚氧化酶进行催化的结果。
此酶需要有氧的存在才能进行氧化生成醌,再氧化聚合,形成有色物质。
二、果胶酶类果实在成熟过程中,质地变化最为明显,其中果胶酶类起着重要作用。
果实成熟时硬度降低,与半乳糖醛酸酶和果胶酯酶的活性增加成正相关。
梨在成熟过程中,果胶酯酶的活性开始增加开始,即已达到初熟阶段。
苹果中果胶酯酶活性因品种不同而有很大差异,也可能与耐贮相关。
香蕉在催熟过程中,果胶酯酶活性显著增加,特别是果皮由绿转黄时更为明显。
番茄果肉成熟时变软,是受果胶酶类作用的结果。
情境二食品酶学(答案)一、填空1.酶的活性中心是由结合基团和催化基团组成,结合基团负责与底物特异性结合,催化基团直接参与催化。
2.关于酶催化专一性有两种解释机制:锁和钥匙学说和诱导契合学说。
3. 国际生化协会酶学委员会根据酶催化反应的类型而将酶分成六大类,依次是氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和合成酶(连接酶)。
4. 具有酶催化活性的蛋白质按其组成可分为单纯蛋白酶和结合蛋白酶两类,全酶=酶蛋白+辅酶因子。
5. 酶固定化的方法主要有吸附法、包埋法和化学键结合法。
6. 过氧化氢酶的编号是E.C.1.11.1.6,其中,E.C代表国际酶学委员会;数字的含义依次为酶的6大分类、大类中的亚类、亚亚类、在亚亚类中的序号。
7. 对一个酶的命名必需说明的是酶的作用底物和反应的性质。
Vmax[S]表示:最大反应速度;Km表示米氏常数,8. 米氏方程为V=—————,V表示:反应速度; VmaxKm + [S]反映了酶和底物的亲和性大小,数值上等于酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度,其倒数1/Km越大,说明该酶与反应物亲和程度越大。
;[s]表示底物浓度。
米氏方程表达了酶促反应速度和底物浓度之间的关系。
9. 酶的抑制作用可分为可逆抑制作用和不可逆抑制作用两种。
二、单选1.焙烤食品表面颜色反应的形成主要是由于食品化学反应中的(A)引起的。
(A)非酶褐变反应(B)酶促褐变反应(C)脂类自动氧化反应(D)糖的脱水反应2. 破损果蔬褐变主要由(C)引起。
(A)葡萄糖氧化酶(B)过氧化物酶多酚氧化酶(D)脂肪氧化酶3. 一般认为与高蛋白植物质地变软直接有关的酶是(A)。
(A)蛋白酶(B)脂肪氧合酶(C)果胶酶(D)多酚氧化酶4. 导致水果和蔬菜中色素变化有三个关键性的酶,但下列(D)除外。
(A)脂肪氧化酶(B)多酚氧化酶(C)叶绿素酶(D)果胶酯酶5. 下列不属于酶作为催化剂的显著特征为(B)。
(A)高催化效率(B)变构调节(C)高专一性(D)酶活的可调节性6. 莲藕由白色变为粉红色后,品质大大下降,原因是(C)。
食品化学名词解释 离子水合作用:在水中添加可解离的溶质,会使纯水通过氢键键合形成的四面体排列的正常结构遭到破坏,对于不具有氢键受体和给体的简单无机离子,它们与水的相互作用仅仅是离子-偶极的极性结合。
这种作用通常被称为离子水合作用。
疏水水合作用:向水中加入疏水性物质,如烃、脂肪酸等,由于它们与水分子产生斥力,从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强,处于这种状态的水与纯水结构相似,甚至比纯水的结构更为有序,使得熵下降,此过程被称为疏水水合作用。
疏水相互作用:如果在水体系中存在多个分离的疏水性基团,那么疏水基团之间相互聚集,从而使它们与水的接触面积减小,此过程被称为疏水相互作用。
笼形水合物:指的是水通过氢键键合形成像笼一样的结构,通过物理作用方式将非极性物质截留在笼中。
通常被截留的物质称为“客体”,而水称为“宿主”。
结合水:通常是指存在于溶质或其它非水成分附近的、与溶质分子之间通过化学键结合的那部分水。
化合水:是指那些结合最牢固的、构成非水物质组成的那些水。
状态图:就是描述不同含水量的食品在不同温度下所处的物理状态,它包括了平衡状态和非平衡状态的信息。
玻璃化转变温度:对于低水分食品,其玻璃化转变温度一般大于0℃,称为Tg;对于高水分或中等水分食品,除了极小的食品,降温速率不可能达到很高,因此一般不能实现完全玻璃化,此时玻璃化转变温度指的是最大冻结浓缩溶液发生玻璃化转变时的温度,定义为Tg´。
自由水:又称游离水或体相水,是指那些没有被非水物质化学结合的水,主要是通过一些物理作用而滞留的水。
自由流动水:指的是动物的血浆、植物的导管和细胞内液泡中的水,由于它可以自由流动,所以被称为自由流动水。
水分活度:水分活度能反应水与各种非水成分缔合的强度,其定义可用下式表示: 其中,P为某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸汽分压;P0表示在同一温度下纯水的饱和蒸汽压;ERH是食品样品周围的空气平衡相对湿度。