食品酶学

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名词解释:
酶活力:指酶催化一定反应的能力,即一定条件下,单位时间内催化一定量的底物反应或生成一定量的产物所需要的酶量。

比活力:指每毫克或每毫升酶蛋白所具有的酶活力单位数,一般用IU/mg蛋白质表示。

同工酶:存在于同一种属生物或同一个体中,能催化同一种化学反应,但酶蛋白分子的结构及理化性质和生化特性(米氏常数Km、电泳行为等)存在明显差异的一组酶称为同工酶。

变构酶:具有变构效应的酶。

在代谢反应中催化第一步反应的酶或交叉处反应的酶多为变构酶。

胞内酶:在细胞内起催化作用的酶。

胞外酶:细胞内合成而在细胞外起作用的酶。

酶的活性中心:酶分子中直接与底物结合,并催化底物发生化学反应的部位,称为酶的活性中心。

米氏常数:酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。

酶原:有些酶在细胞内刚刚合成或分泌时,尚不具有催化活性,这些无活性的酶的前体称为酶原。

竞争性抑制:指抑制剂与底物竞争酶的同一活性中心,从而干扰酶与底物的结合,使酶的催化活性降低。

PCR(聚合酶链式反应):是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术。

Elisa(酶联免疫吸附测定):指将可溶性的抗原或抗体结合到聚苯乙烯等固相载体上,利用抗原抗体结合专一性进行免疫反应的定性和定量检测方法。

填空和判断:
酶的生产方法:组织提取:木瓜蛋白酶、凝乳蛋白酶;微生物发酵法:最大量的来源;化学及生物合成:生物重组
酶的分类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶或合成酶
酶作为生物催化剂的特点:(区别)高效性、高度专一性(相对专一性、绝对专一性、立体异构性)、酶活性的不稳定性、酶活性的可调节性(不可逆调节、可逆调节:酶活性的调节和酶合成的调节)
酶的食品分析方法:酶联电极法、电极法、酶联分光光度分析法、酶联荧光分析法、酶联免疫吸附测定
酶的分离纯化方法:沉淀分离、离心分离、过滤和膜分离、层析技术、电泳分离、萃取分离酶的反应速度影响因素关系:底物浓度、抑制剂、激活剂、温度、PH
激活剂:凡是能促使酶促反应速度加快或使酶活力回付的物质均称为酶的激活剂。

酶的激活剂大多数是金属离子。

抑制剂:不可逆抑制作用、可逆抑制作用(竞争性抑制、非竞争性抑制反竞争性抑制)
简答题:
1、简述酶的分离提纯步骤:
(1)生物组织或细胞的机械破碎(2)根据蛋白质的特性,选择不同的溶剂进行抽提(3)粗提(4)精制(5)成品加工
2、如何鉴定酶的纯度:
比活力是酶纯度的量度,即指单位重量的蛋白质中所具有酶的活力单位数,一般用IU/mg 蛋白质来表示。

酶的比活力在酶学研究中用来衡量酶的纯度,一般来说,酶的比活力越高,酶的纯度越高。

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3、何为固定化酶、有何优缺点:
固定化酶是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。

优点:第一,对热、酸碱和有机溶剂等的稳定性提高,对抑制剂的敏感性降低、有些酶甚至还新增了抗蛋白酶的特性;第二,酶活力损失较少,使用寿命延长,甚至可循环使用;第三,适于连续化、自动化生产,催化过程容易控制;第四,催化反应完成后,酶回收操作简单,产品中不会带进酶蛋白,改善了后处理过程,酶的利用效率提高,生产成本降低。

缺点:第一,固定化会造成酶部分失活,活力下降;第二,固定化酶一般只适用于水溶性的小分子底物,对大分子不适宜;第三,对胞内酶进行固定化时,必须经过酶的分离纯化操作。

4、固定化技术及固定化技术的特点:
分为传统固定化技术和新型固定化技术。

传统固定化方法分为吸附法、包埋法、共价键结合法和交联法等四类,吸附法和共价键结合法称为载体结合法。

吸附法是通过载体表面和酶分子表面次级键的相互作用,从而达到固定目的的一种方法。

优点是操作简便,条件温和,不会引起酶的变异失活,且载体价廉易得,可反复使用。

但酶与载体结合不牢,极易脱落,使其使用受到一定的限制。

吸附法通常分为物理吸附
法和离子吸附法。

包埋法是指将酶包埋在高聚物的细微凝胶网格中,或高分子半透膜内的固定化方法。

前者称为凝胶包埋法,后者称为微胶囊包埋法。

包埋法一般不需要与酶蛋白的氨基酸残基进行结合反应,很少改变酶的空间构象,酶活回收率较高,可以应用于许多酶的固定化。

但只适用于小分子底物和产物的酶催化反应。

共价键结合法是指将酶与聚合物载体以共价键结合的固定化方法。

优点是酶与载体间连接牢固,即使用高浓度底物或离子强度的溶液进行反应,也不会导致酶和载体的分离,因此具有良好的稳定性及重复使用性。

缺点是反应条件比较苛刻,常常会引起酶蛋白高级结构发生改变,导致酶的活性中心受损。

交联法使用双功能或多功能试剂,使酶分子之间相互交联呈网状结构。

酶分子和双功能试剂或多功能试剂之间形成共价键,得到三向的交联网状结构。

固定化方法的特点比较:
新型固定化技术:辐射技术、等离子体技术、纳米技术、磁处理
5、多酚氧化酶和酶促褐变的关系、如何防止这类酶促褐变的发生:
酶促褐变实际上是多酚氧化酶作用的间接结果。

方法:(1)隔绝氧气:可以采用隔绝氧气、防止氧气与食品接触的方式来抑制褐变的产生
(2)控制温度:通过高温短时热处理,可使其部分或全部不可逆地失活,从而抑制酶促褐变的发生。

另外,果蔬储藏时应采用低温,以延缓酶促褐变的发生。

(3)控制PH值:大多数食品中多酚氧化酶作用的最适pH值范围为4.0~7.0,可以在食品中加入酸性物质,调整其pH值来抑制酶促褐变。

(4)加入抑制剂(抗坏血酸、SO2或亚硫酸盐、其他抑制剂)
6、β-葡萄糖苷酶为什么可以作为风味酶:
水果、蔬菜、茶叶等食品中的芳香成分不仅以游离态形式存在,相当于一部分以风味前体物——β-糖苷(单萜烯基-β-D-葡萄糖苷)的形式存在,β-葡萄糖苷酶与其他风味酶协同作用于该前体物,释放出挥发性糖苷配基,可起到增香作用,增强果汁的天然风味。

7、脂肪氧和酶在面包生产中的作用和作用机制:
首次应用是对小麦面团中的类胡萝卜素进行漂白。

做法是在面团中加入少量具有较高脂肪氧和酶活力的大豆粉。

作用:
(1)以大豆粉形式存在的脂肪氧和酶加入到面团中,改变面团的流变性质。

它可以增加面团体积,并改善面团质构,还能增加面团抵抗过度混合的能力。

(2)在面粉中加入1%含有脂肪氧和酶大豆粉,能改进面粉的颜色和焙烤质量。

一是在面筋蛋白中形成二硫键,从而改变面团流变性;二是通过面筋蛋白质的氧化,增加面团中游离脂肪的数量。

(作用机制)
(3)脂肪氧和酶可通过偶合反应破坏胡萝卜素的双键结构,从而漂白面粉,改善面粉的色泽。

8、乳糖酶在食品工业中有哪些应用:
在乳品工业中的应用:
(1)缓解乳糖不耐症(2)用于乳清的精深加工(3)用于半乳果葡糖浆的生产(4)用于低糖奶粉的生产
在焙烤工业中的应用:
乳糖酶可以改善面包的感官质量。

添加乳糖酶来增加可发酵性糖的含量,加速酵母发酵产气,增加面包的体积;同时,分解产生的半乳糖可以参加生色反应,改善面包的色泽。

9、举例说明几种酶去除毒素因子的反应:
(1)去除食品中的抗营养因子
植酸易于同膳食中的铁、锌和其他金属离子形成难溶的络合物,使人体吸收这
些元素变得困难;还能同蛋白质形成稳定的复合物,从而降低豆类蛋白质的生
理价值。

(2)水解牛乳中的乳糖
(3)降低淀粉类食品高温生产丙烯酰胺含量
10、生产果胶酶的微生物有哪些、果胶酶在食品工业上有哪些用途、作用机制是哪些:
微生物:酱油曲霉、日本曲霉、金黄曲霉、中塞卡曲霉、黑曲霉
食品工业中应用:(1)存在于水果或蔬菜中的果胶酶能降解果胶物质,因此在加工含有果胶的食品时应采用高温的方法使果胶酶失活;(2)果胶酶常用于果汁的萃取和澄清,根据需要以及果胶性质采取不同的果胶酶对果胶进行降解,达到澄清的目的;(3)果酒澄清、过滤;(4)果实脱皮;(5)其他物质的提取。

11、根据葡萄氧化酶的作用机制说说其在食品工业中的应用:
(1)改变转化糖中葡萄糖和果糖的比例
(2)降低玉米糖浆中葡萄糖的含量
(3)加入到面粉中起催熟作用
(4)加入到牛乳中起凝结作用
(5)稳定柑橘饮料及浓缩汁的质量
(6)保护肉制品及干酪的颜色
(7)蛋类食品的脱糖保鲜
(8)防止食品氧化
(9)抑制微生物的繁殖
(10)改变面团的流变性
(11)测定葡萄糖含量
12、Elisa检测方法的基本原理:
是把抗原或抗体预先结合到某种固相载体表面,测定时,先将受检样品(含待测抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按一定程序与结合在固相载体上的抗原或抗体起反应,形成抗原或抗体复合物,反应结束后,洗涤去除反应液中的其他物质,再加入酶反应底物,由于抗原抗体复合物对酶标记产生调节作用,使酶活性受到抑制或激活,从而计算出被检查抗原或抗体的含量。

由于酶催化效率很高,间接地放大了免疫反应的结果,使得测定具有很高的灵敏度。

13、比较各个淀粉酶作用位点及其产物、说明α-淀粉酶在食品中的应用(必考):
1)在制糖工业中的应用:葡萄糖的生产绝大多数是采用α-淀粉酶将淀粉液化成糊精,再利用糖化酶生产葡萄糖。

2)在焙烤食品中的应用:使用可以增大面包体积,改烧表皮色泽,改良面粉质量,延缓陈变,提高柔软度,延长保存期限。

3)饴糖和淀粉糖生产:采用α-淀粉酶液化和麦芽糖化的工艺生产。

4)在发酵食品中的应用:经α-淀粉酶处理的粗淀粉原料可用于柠檬酸、谷氨酸、抗生素、酶制剂及其他产品的发酵生产。

5)糊精制备:用α-淀粉酶水解淀粉,通过控制水解条件,可得到各种不同糖值的麦芽糊精。