食品酶学课后思考题

绪论

1.酶的概念：生物活细胞产生的，具有高效和专一催化功能的生物大分子。

2.酶的特性：（1）催化效率高（2）专一性高（3）酶活力可被调节控制（4）易失活（5）酶的代谢活力与辅酶、辅基和金属离子等相关。

3.酶学：研究酶的性质、酶的作用规律和作用原理，酶的生物学功能及酶的应用的一门科学。

4.食品酶学：研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构和作用规律以及对食品储藏、加工和食用品质的影响，食品级酶的生产及其在食品储藏、加工等环节的应用理论和技术。

第二章 酶

1.酶的分类：（1）氧化还原酶类（2）转移酶类（3）水解酶类（4）裂合酶类（5）异构酶类（6）合成酶类。

2.酶的组成：

3.活性中心：酶与底物结合在酶分子表面的特定区域称为活性中心。

4.必须基团：酶分子活性中心的结合基团和催化基团统称为必须基团。（维持酶活性中心应有的空间构象所必需的基团称为酶活性中心以外的必需基团）。

5.酶原激活：在酶原分子靠近N端的一个或几个特定的肽键断裂，引起酶分子构象变化，进而形成酶的活性中心。

6.酶促反应动力学：研究酶促反应的速度及其影响因素。影响因素包括：底物浓度、酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。

7.米氏常数的意义：1 等于酶促反应速度为最大反应速度一半时底物浓度。

2 近似的表示酶与底物的亲和力

3 酶的特征性常数

4 值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。

8.酶抑制剂：凡是能降低酶促反应速度，但不引起酶分子变性失活的物质统称为酶的抑制剂。

9.同工酶：催化反应相同，但是酶的结构和组成不同。

10.多酶体系：几种酶彼此嵌合形成的复合体，如脂肪酸合成酶复合体。

11.最大反应速度：

12.酶促反应的机制：

13.影响酶促反应速度的因素：1.底物浓度 2.PH 3.酶浓度 4.激活剂 5.抑制剂

14.不可逆抑制作用：指抑制剂与酶蛋白中的必需基团以共价形式结合，引起酶活力降低或丧失,不能用透析或超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活,这种抑制作用是不可逆的,称之为不可逆抑制作用

15.可逆抑制作用：抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合而引起酶活力降低或丧失，但可以通过透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活，这种抑制作用是可逆的，称之为可逆抑制作用。

抑制类型 Vmax Km

无抑制剂 Vmax Km

竞争性抑制作用 不变 变大

非竞争性抑制作用 变小 不变

反竞争性抑制作用 变小 变小

第三章.酶的生产与分离纯化

1.提高酶的发酵产量的方法：1.调节细胞膜透性 2.调节发酵条件 3.通过基因突变选育酶的菌种 4.其他方法（改变碳氮比、通气搅拌、添加酶促进剂、添加阻遏物）

2.消除反馈阻遏：去除代谢物 限制代谢物积累 基因突变去除结合位点

3.酶的发酵生产：经过预先设计，通过人工操作控制，利用细胞的生命活动，产生人们所需要的酶的过程，称为酶的发酵生产。

4.酶发酵生产方式：1固体发酵 2.液体发酵（液体深层发酵和液体表层发酵）

3.固定化细胞发酵

5.筛选酶的生产菌：依据酶催化的反应性质、作用底物的特异性、底物和产物的特性和酶在细胞中的位置。

6.酶活力：特定条件下，1min催化1mmol底物分子转化的酶量为该酶的一个活力单位（U，active unit）

7.酶活力的测定：1 单位时间内底物的减少量 2 单位时间内产物的生成量

8.酶分离纯化的基本步骤：选材，破碎细胞，提取，分离纯化，保存

9.纯化方法：根据溶解度（等电点沉淀法、盐析法、有机溶剂沉淀法、PEG沉淀法），根据分子大小形状不同（离心分离技术、透析和超滤技术、过滤、凝胶层析），酶分子的电荷性（离子交换层析、电泳技术），酶分子的专一性结合（亲和层析、亲和洗脱），稳定性差异（选择性热变性、选择性酸碱变性、选择性表面变性）

10.酶制剂的保藏：低温，干燥，避光，液体加入稳定剂

第四章．固定化酶与固定化细胞

1.固定化酶：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。

2.固定化细胞：被限制自由移动的细胞，即细胞被约束或限制在一定空间范围内，但仍保持催化活性并能被反复连续使用

3.生物传感器：由固定化的具有分子识别功能的生物材料、换能器和信号处理放大装置组成的分析工具或系统。

4.生物传感器的应用：a用于食品质量的微生物传感器（微生物细胞膜上存在能引起免疫反应的蛋白质） b用于食品品质的生物传感器（特异性结合和反应） c用于食品中有害物的生物传感器（毒素、农药等和相应抗体或酶之间的反应）

固定化酶 固定化细胞

优点 1. 可反复使用，效率高，成本低

2. 极易分离，简化了提纯工艺

3. 稳定性提高

4. 催化反应过程更易控制

5. 有一定强度，可用搅拌或柱装的方式作用于底物溶液

6. 更适用于多酶体系 1. 无需酶的分离提纯

2. 可进行多酶反应

3. 稳定性更高，抗污染能力更强

4. 细胞生长停滞时间短，细胞多，反应快

缺点 1. 造成酶的部分失活，酶活力损失

2. 一般只适用于水溶性小分子，对大分子不适用

3. 酶催化微反应的改变可导致反应动力学改变

4. 与完整细胞相比，固定化酶不适合多酶反应，特别是需要辅助因子参加的反应

5. 使用成本增加

6. 固定前必须经过酶的分离纯化 1. 必须保持细胞完整，需防止细胞自溶

2. 必须抑制细胞内蛋白酶对目的酶的水解

3. 细胞内多酶存在会导致副产物

4. 载体，细胞或细胞壁会导致底物渗透与扩散的障碍

第五章.酶分子的定向修饰与改造

1.酶分子的改造和修饰：采用某种生物或化学的方法改变蛋白质的一级结构，就可能改善蛋白质分子的功能性质和生物活性。

2.主要改造和修饰方法：a蛋白质工程技术修饰酶 b酶法有限水解

c氨基酸置换修饰 d亲和标记修饰

e大分子结合修饰 f定向进化

3.酶法有限水解：用适当的方法将酶蛋白的肽链进行有限水解，既可以保持酶活力，又可以降低其抗原性，对酶蛋白的应用极为有利。

4.氨基酸置换修饰：将肽链上的某一个氨基酸换成另外的氨基酸，可能引起酶蛋白的空间结构的某些改变。

5.亲和标记修饰：在底物类似物上结合化学反应基团，使它与酶有较高的亲和力而引入酶的活力部位，使抑制剂在活力部位的浓度远高于活力部位以外的区域，从而与酶共价结合使酶失活。

6.大分子结合修饰：利用水溶性大分子与酶结合，使酶的空间结构发生某些细微的改变，从而改变酶的特性和功能的方法。

7.定向进化：在人为控制下使酶分子朝人们期望的特定目标进化，通过在试管中模拟自然界中发生的进化来实现对生物大分子的人工进化。

8.蛋白质工程：人们通过对蛋白质结构和功能之间规律的了解，按照人们预定的的模式人为地改造蛋白质的结构，从而创造出有特异性质的蛋白质。

蛋白质工程 基因工程

本质 通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质 将目的基因从供体转移到受体细胞，并在受体细胞中表达

结果 合成自然界中不存在的蛋白质 只能生产自然界中已存在的蛋白质

联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出的第二代基因工程

9.酶分子定向进化原理：a合理性设计：利用各种生物化学、晶体学、光谱学等方法对天然酶或突变体进行研究，获得酶分子特征、空间结构、结构和功能之间的关系以及氨基酸残基功能等方面的信息，以此为依据对酶分子进行改造

b非合理性设计：不需要准确的酶分子结构信息而通过随机突变、基因重组、定向筛选对其进行改造

10.酶法有限水解原理：用适当的方法将酶蛋白的肽链进行有限水解，在保证其活性中心不被破坏的前提下，使酶蛋白能更好的被使用

11.酶法有限水解意义：降低了某些酶的抗原性，使其在使用上更为有利。

第六章.食品工业中应用的酶

1.种类：蛋白酶，糖酶，酯酶，氧化还原酶，溶菌酶

2.蛋白酶催化反应机理：使蛋白质分子中的肽键（酰胺键）断裂，生成肽链长度较短的多肽或游离氨基酸

3.酯酶催化反应机理：催化酯类中酯键裂解，形成相应的酸和醇。也催化酸的羟基与醇的醇羟基缩和并脱水。

4.酯酶的应用：果胶酶澄清果汁；叶绿素酶护色；乙酰胆碱酯酶测定农药含量

5.常用的糖酶：a淀粉酶：催化淀粉中糖苷键水解的一类酶（α-淀粉酶，β-淀粉酶，葡萄糖淀粉酶，异淀粉酶）b乳糖酶：催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖的酶 c果胶酶：分解果胶物质的多种酶的统称d纤维素酶：降解纤维素酶水解为葡萄糖的一组酶的统称e转化酶：催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖

6.α-淀粉酶和β-淀粉酶的主要区别：

α-淀粉酶 β-淀粉酶

α-1，4糖苷键 内部随机切开 非还原性末端切开

α-1,6糖苷键 不水解 不水解

水解产物 麦芽糖，糊精，低聚糖和少量葡萄糖 麦芽糖，少量麦芽三塘，葡萄糖，β-极限糊精

产生的还原糖结构 α-型 β-型（麦芽糖）

其他 靠近分支点α-1,6糖苷键的α-1,4糖苷键不水解 不能绕开直支链淀粉的分支点继续作用α-1,4糖苷键

7. 防止酶促褐变的主要方法：隔绝氧气，控制温度，控制pH,加入抑制剂，其他方法（防止机械损伤）

8. 影响过氧化物酶热稳定性的因素：酶的来源，水分含量，温度，pH，化学物质 9. 溶菌酶的主要来源：鸡蛋清（主要来源），其他禽类蛋清人和哺乳动物，植物，微生物，细菌噬菌体

10.酶分析法应用：a以酶为分析对象，测定样品中的酶的含量和活力

b以酶作为分析或分析试剂，用于测定食品样品中用一般化学分析方法难以检测的物质

10. 酶联免疫法：将酶分子与抗体分子连接成一个酶标分子，当它与固相免疫吸附中相应抗原或抗体复合物相遇形成酶－抗体－抗原结合物，加入酶底物，底物被催化成可溶性或不溶性显色产物，可以用肉眼或分光光度计定性或定量，根据显色深浅，确定待测抗原或抗体的浓度与活性。

11.酶联免疫法分类：a直接酶联免疫法 b双抗原夹心法 c间接 d竞争法