食品酶学-食品酶学基础(4) PPT课件

（一）粘度 ❖ 冷冻中，90%以上的自由水被冻结 ❖ 未冻结相的粘度会显著提高 ❖ 酶和底物分子的移动性降低 ❖ 酶活力下降
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第二节
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第二节
（二）压力
一般压力不致于高到使酶失活 几种处理方式相结合时，导致酶失活 ➢压力-高温处理 ➢压力-高剪切处理 高压灭酶
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改变，或者当底物存在时，结合的酶可能会解
吸。
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（二）共价连接
第三节
两种处理方法：
➢化学试剂和载体（聚丙烯酰胺、葡聚糖、纤维素、
硅胶等）通过化学反应使酶分子上游离的羧基或 氨基共价结合到载体上。
➢双官能试剂（如戊二醛）将酶分子连接起来。酶
分子通过双官能试剂彼此相连接，形成了共价键， 同时酶的以部分起着载体的作用。
教学目的与要求
了解酶的化学本质、分类、酶催化的机理和酶 的反应动力学；酶的固定化方法。
掌握影响酶活力的因素；固定化酶的特点。
掌握各种酶的作用特点，包括脂肪氧合酶、多 酚氧化酶、果胶酶、蛋白酶、淀粉酶、纤维素 酶、过氧化物酶等；哪些酶可作为食品质量的 指示剂。
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教学目的与要求
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第一节引论
酶被反复使用 酶的周转率（Turnover）
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的分子数。
大多数酶，1×104s-1 少量的酶（昂贵）～大量的生物转化
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第一节引论
酶具有专一性或特异性（specificity）
酶作为催化剂的机制不完全清楚
部位上去 酶的专一性或特异性可扩展到键的类型上。

（如热稳定性和难降解常是毒性或致敏性成分的共性）
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• 生产食品酶制剂的菌种的安全性
1.潜在的产毒素性
如一些细菌、放线菌，导致食物中毒
2.潜在的致病性
3.安全菌株
已确定无致病性、不产毒素的菌种，尤其是在
安全用于食品酶制造方面有悠久历史的微生物，
即使经过改造，仍然是产生安全菌种的最优选
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•特点：
1.产品中存在酶工程采用的基因改造序列 2.产品中存在酶工程采用的氨基酸序列修饰成分 3.产品具有本身的酶工程所设计的性状和功能
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三、酶工程食品的研究进展
• 1953年开始研究酶的固定化 • 1967年酶反应器问世 • 1969年，日本首次用固定化酶技术生产L-氨基酸 • 20世纪50~60年代，酶修饰技术
一、酶工程概述
• 【酶工程/酶反应技术】
在一定的生物反应器内，通过对酶制剂的 改组、修饰、固定或创造新的酶类制品等 途径，改善酶制剂的稳定性、催化能力、 专一性、调节性及使用条件，寻求和开发 耐极端条件的酶产品。
耐高温、耐酸碱、 耐盐、耐有机溶剂
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•
酶工程研究内容
1. 化学/初级酶工程
（动/植/微生物细胞 活/死/休止细胞、 整细胞、细胞碎片、 细胞器）
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酶的模拟技术
• 【模拟酶/人工酶/酶模型】采用有机化学、生 物化学等方法，设计和合成一些比天然酶简单， 但又具有天然酶中起主导作用的结构和催化功 能的非蛋白质分子或蛋白质分子。
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五、酶工程食品的应用
定点突变
天然酶 基因
随机突变、筛选
分子杂合

3、性质
最适pH值范围是5.0-6.0。pH4.0-9.0在20℃可以稳定24h
钙离子对β-淀粉酶有降低稳定性作用。
活性中心有巯基存在，巯基试剂对-氯汞苯甲酸和N-乙基 苹果酰胺处理酶或者氧化作用会使酶失活。
环状糊精和麦芽糖是竞争性抑制剂。
酸性环境，大豆比小麦、大麦的稳定。
热稳定性：甘薯最好。
食品酶学解析
分类
直接脱支酶
支链淀粉酶
异淀粉酶
间接脱支酶
食品酶学解析
• 异淀粉酶 –只能水解构成分支点的α-1.6-糖苷键； –不能水解直链分子中的α-1.6-糖苷键。
食品酶学解析
脱支酶性质
• 1）对底物作用的专一性 不同来源对底物专一性不同，主要表现在对于各
种支链低聚糖以及茁霉多糖的分解能力上。 • 2）pH、温度和金属离子的作用
第4章 糖 酶
食品酶学解析
主要内容
•
4.1 淀粉酶
•
4.2 乳糖酶
•
4.3 纤微素酶
•
4.4 果胶酶
食品酶学解析
• 糖酶的作用： 裂解多糖中将单糖结合在一起的化学键，使
多糖降解成为较小的分子； 催化糖单位结构上的重排，形成新的糖类化
合物。
食品酶学解析
糖酶种类
• 淀粉酶 • 乳糖酶 • 纤维素酶 • 果胶酶等
限制糊精，如有α-淀粉酶参与可使支链淀粉完全降解。
食品酶学解析
• pH：3.0-5.5，最适4.0-4.5 • T：50-60℃，最适58-60℃ • 抑制剂：大部分重金属
食品酶学解析
4.1.4 脱支酶
• α-1.6-葡聚糖水解酶（EC3.2.1.9），水解支链淀粉、 糖原以及相关的大分子碳水化合物中的α-1，6-糖苷键。

• 对酶法分析来说，其适用范围仅限于与酶促反 应相关的物质的检测分析，包括酶的底物、辅 酶、酶的抑制剂或激活剂的测定。酶法分析的 检测物质范围有限，但不影响其在临床诊断、 食品分析、环境检测和基础研究中的应用。
• 近年来，酶的固定化技术和生物传感器的快速 发展和应用，其低成本、高精度、快速检测和 自动化分析的特点拓宽了酶法分析的应用领域。
• Ex Ea Ei A → B → C→p
• 式中A为底物，B、C为中间产物，P为可直接测定的产物；Ex为待测酶 ，Ea和Ei都为工具酶，依据工具酶作用的不同又分别称为辅助酶和指示 酶；辅助酶在酶偶联反应中可以一个或多个，也可以不需要；指示酶 是指能监测反应速度的酶。临床酶学分析中，以NAD（P）H/ NAD（P ）+为辅酶的脱氢酶和以H2O2为底物的过氧化物酶（POD）是常用的指 示酶。
• ①比色法 如果酶反应的产物可与特定的化学试剂反应而生 成稳定的有色溶液，且生成颜色的深浅与产物的浓度在一 定的范围内有线性关系可用此法。如蛋白酶的活力测定： 蛋白酶可水解酪蛋白，产生的酪氨酸可与福林试剂反应生 成稳定的蓝色化合物，在一定的浓度范围内，所生成蓝色 化合物颜色的深浅与酪氨酸的量之间有线性关系，可用于 定量测定。
• ②量气法 主要用于有气体产生的酶促反应。如氨基酸脱羧 酶、脲酶的活力测定。产生的二氧化碳量可用特制的仪器 如瓦氏呼吸仪测定之。根据气体变化和时间的关系，即可 求得酶反应的速度。
• ③滴定法 如果产物之一是自由的酸性物质可用此法。如脂 肪酶催化脂肪水解，脂肪酸的增加量代表脂肪酶的活力。
• ④分光光度法 利用底物和产物光吸收性质的不同，可直接 测定反应混合物中底物的减少量或产物的增加量。几乎所有 的氧化还原酶都使用该法测定。如还原型辅酶Ⅰ(NADH2)和 辅酶Ⅱ(NADPH2)在340nm有吸收，而NAD和NADP在该波长下 无吸收，脱氢酶类可用该法测定。该法测定迅速简便，自动 扫描分光光度计的使用对酶活力的快速准确的测定提供的极 大的方便。