食品化学课件第六章酶.ppt

1、第六章第六章 酶酶Chapter 6 Enzyme第一节第一节 引言引言一、酶对食品科学的重要性一、酶对食品科学的重要性米饭为啥越嚼越甜？米饭为啥越嚼越甜？当人的胆囊被切除后，为什么就要少吃肥肉？当人的胆囊被切除后，为什么就要少吃肥肉？消化不良的人为啥要多吃多酶片？消化不良的人为啥要多吃多酶片？二、酶的来源与分布二、酶的来源与分布酶是由生物细胞产生的，然后按照需要分布在细胞酶是由生物细胞产生的，然后按照需要分布在细胞内和细胞外。根据酶的活动部位，一般把酶分成：内和细胞外。根据酶的活动部位，一般把酶分成：r胞内酶胞内酶-由细胞产生并在细胞内部起作用的酶。由细胞产生并在细胞内部起作用的酶。（如氧化

2、还原酶等）（如氧化还原酶等）r胞外酶胞外酶-由细胞产生后分泌到细胞外起作用的酶。由细胞产生后分泌到细胞外起作用的酶。如水解酶类如水解酶类三、酶的本质三、酶的本质（一）酶的化学本质（一）酶的化学本质 绝大部分酶是由生物细胞产生的，绝大部分酶是由生物细胞产生的，具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质。因此，质。因此，酶的化学本质是蛋白质酶的化学本质是蛋白质。|具有催化功能的核酸是特例。具有催化功能的核酸是特例。这种具有催化活性的这种具有催化活性的RNARNA命名为核酶、核糖酶命名为核酶、核糖酶或酶性或酶性RNARNA等等（二）酶的催化作用与活化能（二）酶的催化作用与

3、活化能加速反应的本质加速反应的本质-降低活化能降低活化能活化能活化能：活泼态与常态之间的能量差，即使反应物由常态变成活泼态与常态之间的能量差，即使反应物由常态变成活化态所需要的能量。活化态所需要的能量。使反应达到其能阈的两个途径使反应达到其能阈的两个途径：为反应物分子提供所需的活化能（外加能量）为反应物分子提供所需的活化能（外加能量）降低反应的活化能，使本来不具活化水平的分子成降低反应的活化能，使本来不具活化水平的分子成为活化分子。为活化分子。酶促反应的活化能酶促反应的活化能（三）酶与底物形成中间络合物的方式（理论）（三）酶与底物形成中间络合物的方式（理论）(1)锁钥假说锁钥假说(lock a

4、nd key hypothesis)整个酶分子的天然构象是具有刚性整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。一把钥匙对一把锁一样。(2)诱导契合假说诱导契合假说（inducedfit hypothesis):酶表面并没有一种与底物互补的固酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状诱导才形成了互补形状.1.习惯命名法习惯命名法推荐名称推荐名称2.系统命名法系统命名法系统名称系统名称四、酶的命名四、酶的命名（一）习惯命名法（一）习惯命名法

5、 1.1.根据被作用的根据被作用的底物底物命名；命名；2.2.根据催化根据催化反应的性质反应的性质命名；命名；3.3.将酶的将酶的作用底物作用底物和和催化反应的性质催化反应的性质结结合起来命名；合起来命名；4.4.将将酶的来源酶的来源与与作用底物作用底物结合起来命名；结合起来命名；（二）系统命名法（二）系统命名法酶的系统命名由两部分组成酶的系统命名由两部分组成：酶所作用的底物的名称酶所作用的底物的名称酶所催化的反应的类型酶所催化的反应的类型例如：例如：L-乳酸：乳酸：NAD+氧化还原酶氧化还原酶 乳酸乳酸+NAD+丙酮酸丙酮酸+NADH+H+2.系统编号系统编号-EC1111&EC-表示国际酶

6、学委员会表示国际酶学委员会 第一个数字表示酶所属的大类（第一个数字表示酶所属的大类（1 16 6大类大类)第二个数字表示酶在该大类中所属的亚类第二个数字表示酶在该大类中所属的亚类 第三个数字表示酶所属的次亚类第三个数字表示酶所属的次亚类 第四个数字表示酶在所属次亚类中的流水编号第四个数字表示酶在所属次亚类中的流水编号EC11127乳酸脱氢酶：乳酸脱氢酶：表示该酶为氧化还原酶类，底物上发生氧化的供表示该酶为氧化还原酶类，底物上发生氧化的供体基团是醇基（亚类），氢的受体是体基团是醇基（亚类），氢的受体是NADNAD（次亚类），（次亚类），流水编号为流水编号为2727。五、酶的辅助因子五、酶的辅助因

7、子&全酶全酶=酶蛋白酶蛋白+辅助因子辅助因子 酶蛋白酶蛋白-不能单独表现催化活性的蛋白质部分不能单独表现催化活性的蛋白质部分。辅助因子辅助因子-结合酶中的非蛋白质部分（包括辅酶、辅结合酶中的非蛋白质部分（包括辅酶、辅 基、金属离子）基、金属离子）。酶蛋白酶蛋白-与底物结合，决定与底物结合，决定反应的专一性和高效率反应的专一性和高效率。辅助因子辅助因子-直接对电子、原子或某些化学基团起传递直接对电子、原子或某些化学基团起传递 作用，作用，决定反应的类型决定反应的类型。第二节第二节 影响活力的因素影响活力的因素一、一、底物浓度底物浓度对反应速度的影响对反应速度的影响 反应级数反应级数1.当底物浓度

8、较低时，当底物浓度较低时，v与与S 成正比，为成正比，为一级反应一级反应，即即v=kS；2.当底物浓度继续增加时，反应速度不再与底物浓度成正当底物浓度继续增加时，反应速度不再与底物浓度成正比而升高，为比而升高，为混合级反应混合级反应；3.当底物浓度很高时，当底物浓度很高时，v逐渐趋近极限值逐渐趋近极限值Vmax，为，为零级反零级反应应底物浓度对酶促反应速度的影响是非线性的。底物浓度对酶促反应速度的影响是非线性的。中间产物学说解释中间产物学说解释v-S关系曲线：关系曲线：E+S ES E+P；底物对酶促反应的饱和现象：底物对酶促反应的饱和现象：（二）米氏方程式：（二）米氏方程式：Michaeli

9、s&Menten 于于1913年推导出了上述年推导出了上述矩形双曲线的数学表达式，即著名的矩形双曲线的数学表达式，即著名的米氏方程米氏方程。Vmax S Km S 二二.酶浓度酶浓度对反应速度的影响对反应速度的影响根据中间产物学说，酶反应式为：根据中间产物学说，酶反应式为：E+S ES P+E 酶反应速度用产物酶反应速度用产物P的生成速度表示，产物的生成速度表示，产物的生成与中间产物的生成与中间产物ES的浓度成正比，当的浓度成正比，当底物量底物量足够足够时，时，ES的量就与酶的浓度成正比，因此，的量就与酶的浓度成正比，因此，酶促反应初速度与酶浓度的关系呈酶促反应初速度与酶浓度的关系呈正比关系。

10、正比关系。三、三、温度温度对反应速度的影响对反应速度的影响一般来说，酶促反应速度随温度的增高而一般来说，酶促反应速度随温度的增高而加快。但当温度增加达到某一点后，由于加快。但当温度增加达到某一点后，由于酶蛋白的热变性作用，反应速度迅速下降，酶蛋白的热变性作用，反应速度迅速下降，直到完全失活。直到完全失活。酶促反应速度随温度升高而达到一最大值酶促反应速度随温度升高而达到一最大值时的温度就称为时的温度就称为酶的最适温度酶的最适温度(optimum tempe-rature)。（一）温度对酶反应影响的原因（一）温度对酶反应影响的原因1.1.温度加速酶反应温度加速酶反应影响中间产物的形成与分解影响中间

11、产物的形成与分解 温度影响反应体系的能量水平、酶和底物分子的运动温度影响反应体系的能量水平、酶和底物分子的运动及其反应基团的解离状态，从而影响及其反应基团的解离状态，从而影响ES的形成与分的形成与分解，随温度升高，反应速度加快。解，随温度升高，反应速度加快。2.2.温度降低反应温度降低反应影响酶的稳定性影响酶的稳定性 随温度升高，酶分子稳定性下降，酶蛋白变性，活性随温度升高，酶分子稳定性下降，酶蛋白变性，活性中心被破坏，酶失去活性，酶促反应速度降低。中心被破坏，酶失去活性，酶促反应速度降低。四、四、pH对反应速度的影响对反应速度的影响观察观察pH对酶促反应速度对酶促反应速度的影响，通常为一的影

12、响，通常为一“钟形钟形”曲线，即曲线，即pH过高或过过高或过低均可导致酶催化活性的低均可导致酶催化活性的下降。下降。酶酶催催化化活活性性最最高高时时溶溶液液的的pH值值 就就 称称 为为 酶酶 的的 最最 适适pH(optimum pH)。人体内大多数酶的最适人体内大多数酶的最适pH在在6.58.0之之间间y pH值影响酶活性的值影响酶活性的机制机制1环境过酸、过碱能使酶变性失活环境过酸、过碱能使酶变性失活pHpH值值影响酶的稳定性影响酶的稳定性2 2pHpH值影响值影响酶分子活性部位上有关基团的酶分子活性部位上有关基团的解离解离pH改变酶活性部位上有关基团的解离状态改变酶活性部位上有关基团的

13、解离状态;pH值改变影响中间产物值改变影响中间产物ES的形成或进一步分解；的形成或进一步分解；pH影响了维持酶分子空间结构的有关基团的解离影响了维持酶分子空间结构的有关基团的解离;3pH值能值能影响底物的解离影响底物的解离；五五.抑制剂抑制剂对反应速度的影响对反应速度的影响（一）抑制作用的概念（一）抑制作用的概念1.1.失活作用：失活作用：由于由于酶蛋白变性酶蛋白变性而引起酶活力丧失的作用。而引起酶活力丧失的作用。2.2.抑制作用：抑制作用：使使酶活性部位酶活性部位的结构和性质改变，从而酶活力下降或的结构和性质改变，从而酶活力下降或丧失丧失,酶蛋白一般并酶蛋白一般并未变性未变性。抑制剂：能引起

14、酶抑制作用的物质，用抑制剂：能引起酶抑制作用的物质，用I I表示；表示；抑制剂对酶有一定的选择性；抑制剂对酶有一定的选择性；3 3抑制剂的种类抑制剂的种类氰化物、重金属离子、一氧化碳、硫化氢、氰化物、重金属离子、一氧化碳、硫化氢、生物碱、砷化物、麻醉剂、表面活性剂及生物碱、砷化物、麻醉剂、表面活性剂及磺胺类药物磺胺类药物（二）抑制作用的机制（二）抑制作用的机制1.与酶结合成稳定的络合物，减低或破坏酶的活力。与酶结合成稳定的络合物，减低或破坏酶的活力。2.2.破坏酶或辅基活性基团或改变活性部位的构象；破坏酶或辅基活性基团或改变活性部位的构象；3.3.抑制剂与酶的激活剂结合；抑制剂与酶的激活剂结合

15、；4.4.夺取酶与底物结合的机会，从而降低夺取酶与底物结合的机会，从而降低ESES；|总的来说，抑制作用是破坏和改变酶总的来说，抑制作用是破坏和改变酶与底物的结合，阻碍了酶对底物的催与底物的结合，阻碍了酶对底物的催化化。凡是能降低酶促反应速度，但不引起酶分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子变性失活的物质统称为酶的抑制剂酶的抑制剂(inhibitor)。按照按照抑制剂与酶作用的方式分两类抑制剂与酶作用的方式分两类：不可逆抑制作用不可逆抑制作用(irreversible inhibition)可逆抑制作用可逆抑制作用(reversible inhibition)（三）抑制

16、作用的类型（三）抑制作用的类型（三）抑制作用的类型（三）抑制作用的类型不可逆抑制作用：不可逆抑制作用：指抑制剂与酶活性中心指抑制剂与酶活性中心必需基团以共价键必需基团以共价键结合，结合，引起酶活性丧失。不能用透析、超滤或凝胶过滤引起酶活性丧失。不能用透析、超滤或凝胶过滤等物理方法解除抑制。等物理方法解除抑制。可逆抑制作用：可逆抑制作用：抑制剂与酶往往通过抑制剂与酶往往通过非共价键非共价键结合，其结合是可结合，其结合是可逆的，可以用透析或超滤等物理方法解除抑制。逆的，可以用透析或超滤等物理方法解除抑制。酶的不可逆抑制作用酶的不可逆抑制作用有机磷化合物有机磷化合物胆碱酯酶胆碱酯酶失活的酶失活的酶酸

17、酸&根据可逆根据可逆抑制剂、底物和酶三者抑制剂、底物和酶三者的关的关系，分为三种类型：系，分为三种类型：A.竞争性抑制作用竞争性抑制作用 B.非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用 C.反竞争性抑制作用反竞争性抑制作用2.可逆抑制作用：可逆抑制作用：A.竞争性抑制竞争性抑制（competitive inhibition)：抑制剂与底物抑制剂与底物竞争，与酶的同一活性中心竞争，与酶的同一活性中心结合，从而干结合，从而干扰了酶与底物的结合，使酶的催化活性降低。扰了酶与底物的结合，使酶的催化活性降低。2.可逆抑制作用：可逆抑制作用：E EE ES SI IESESEIEIE PE P+竞争性抑制剂多是酶的

18、竞争性抑制剂多是酶的底物类似物底物类似物或反应产物；或反应产物；抑制剂与底物竞争与酶抑制剂与底物竞争与酶结合（结合部位相同），结合（结合部位相同），多多与酶的活性中心同底物相结合的基团结合。与酶的活性中心同底物相结合的基团结合。底物浓度增加时底物浓度增加时,抑制作用减弱抑制作用减弱,取决于底物浓度取决于底物浓度与抑制剂浓度的比例及其与酶的亲和力的大小与抑制剂浓度的比例及其与酶的亲和力的大小,可以通过加大底物浓度的方法消除抑制作用。可以通过加大底物浓度的方法消除抑制作用。竞争性抑制的特点：竞争性抑制的特点：k-3k+3+IESIk+2E+PESE+Sk+1k-1k-3k+3+IEI+Sk+1k-

19、1反应模式反应模式B.非竞争性抑制非竞争性抑制（noncompetitive inhibition）抑抑制制剂剂既既可可以以与与游游离离酶酶结结合合，也也可可以以与与ESES复复合合物物结结合合，使酶的催化活性降低，称为非竞争性抑制。使酶的催化活性降低，称为非竞争性抑制。非竞争性抑制的作用模式图非竞争性抑制的作用模式图+S S S S+S S S S+ESIESIEIEIE EESESE EP P 非非竞竞争争性性抑抑制制剂剂的的化化学学结结构构不不一一定定与与底底物物的的分分子子结结构构类类似；似；底底物物和和抑抑制制剂剂分分别别独独立立地地与与酶酶的的不不同同部部位位相相结结合合；抑抑制制

20、剂是剂是与酶的活性中心以外的必需基团结合与酶的活性中心以外的必需基团结合而起作用的；而起作用的；抑抑制制剂剂对对酶酶与与底底物物的的结结合合无无影影响响，故故底底物物浓浓度度的的改改变变对对抑制程度无影响抑制程度无影响。非竞争性抑制的特点：非竞争性抑制的特点：k-3k+3+IESIk+2E+SE+PESk+1k-1反应模式反应模式C.反竞争性抑制反竞争性抑制（uncompetitive inhibition)抑抑制制剂剂不不能能与与游游离离酶酶结结合合，但但可可与与ESES复复合合物物结结合合并并阻阻止产物生成，无活性的止产物生成，无活性的ESI，使酶的催化活性降低。，使酶的催化活性降低。反竞

21、争性抑制的作用模式图反竞争性抑制的作用模式图+E ES SESESESIESIE EP P 反反竞竞争争性性抑抑制制剂剂的的化化学学结结构构不不一一定定与与底底物物的分子结构类似；的分子结构类似；抑制剂与底物可抑制剂与底物可同时同时与酶的不同部位结合；与酶的不同部位结合；必必须须有有底底物物存存在在，抑抑制制剂剂才才能能对对酶酶产产生生抑抑制作用；抑制程度随底物浓度的增加而增加；制作用；抑制程度随底物浓度的增加而增加；反竞争性抑制的特点：反竞争性抑制的特点：七、七、激活剂激活剂对反应速度的影响对反应速度的影响酶的激活剂或活化剂酶的激活剂或活化剂：凡能提高酶的活性，加速酶促反应进行的物质都称为凡

22、能提高酶的活性，加速酶促反应进行的物质都称为激活剂或活化剂。激活剂或活化剂。（一）激活剂的种类（一）激活剂的种类&按分子大小可分三类按分子大小可分三类：1.无机离子无机离子（1）无机阳离子）无机阳离子-金属离子（如金属离子（如Na+、K+、Mg2等）等）（2）无机阴离子）无机阴离子（如（如Cl、Br等）等）2.中等大小的有机分子中等大小的有机分子y某些还原剂某些还原剂 如半胱氨酸、巯基乙醇、抗坏血酸如半胱氨酸、巯基乙醇、抗坏血酸 作用机制：作用机制：使酶中的二硫键还原成巯基，从而提高酶使酶中的二硫键还原成巯基，从而提高酶活性或与底物、酶或活性或与底物、酶或ES复合复合四、水分活度对酶活力的影响

23、四、水分活度对酶活力的影响 水分活度较低时，酶活水分活度较低时，酶活性被抑制。只有酶的水合作性被抑制。只有酶的水合作用达到一定程度时才显示出用达到一定程度时才显示出活性。例如活性。例如-淀粉酶在淀粉酶在aw0.8(约约2%的含水量的含水量)以上以上才显示出水解淀粉的活力，才显示出水解淀粉的活力，当水活性当水活性aw为为0.95(约约12%的的含水量含水量)时，酶的活力提高时，酶的活力提高15倍倍(右图右图)。水分活度对酶活力的影响水分活度对酶活力的影响 磷酸酯酶催化卵磷脂水解磷酸酯酶催化卵磷脂水解-淀粉酶催化淀粉水解淀粉酶催化淀粉水解一、一、水解酶类水解酶类糖苷键水解酶糖苷键水解酶脂水解酶脂水

24、解酶肽键水解酶肽键水解酶1 1、淀粉酶、淀粉酶定义：定义：常指水解淀粉分子的常指水解淀粉分子的1，4-糖糖苷键和苷键和1，6-糖苷的酶糖苷的酶应用：应用：主要用于淀粉的液化和糖化，发主要用于淀粉的液化和糖化，发酵制淀粉糖，也可改进面包质量。酵制淀粉糖，也可改进面包质量。（1 1）-淀粉酶，液化酶淀粉酶，液化酶广泛分布于动物（唾液、胰脏）、植物（麦芽、广泛分布于动物（唾液、胰脏）、植物（麦芽、山萮菜）及微生物中。山萮菜）及微生物中。此酶以此酶以Ca2+Ca2+为必需因子并作为稳定因子和激活为必需因子并作为稳定因子和激活因子，无差别地随机切断糖链内部的因子，无差别地随机切断糖链内部的 1 1，4-

25、4-链。因此，其特征是引起底物溶液粘度的急剧链。因此，其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失，这种作用称为下降和碘反应的消失，这种作用称为“液化液化”。最终产物在分解直链淀粉时以葡萄糖为主。最终产物在分解直链淀粉时以葡萄糖为主。-淀粉酶淀粉酶与与-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次以麦芽糖淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断为单位切断 1 1，4-4-葡聚糖链，切断至葡聚糖链，切断至 1 1，6-6-键的前键的前面反应就停止了，因此生成分子量比较大的极限糊精。面反应就停止了，因此生成分子量比较大的极限糊精。主要见于高等植物中（大麦、小麦、甘薯）等。主要见于高等植物

26、中（大麦、小麦、甘薯）等。-淀粉酶淀粉酶葡萄糖淀粉酶，糖化酶，葡萄糖淀粉酶，糖化酶，从淀粉分子非还原端依次切割从淀粉分子非还原端依次切割（1414）链糖苷键）链糖苷键和和（1616）链糖苷键，逐个切下葡萄糖残基。）链糖苷键，逐个切下葡萄糖残基。异淀粉酶异淀粉酶 水解支链淀粉或糖原的水解支链淀粉或糖原的-1-1，6-6-糖苷键，生成长糖苷键，生成长短不一的直链淀粉（糊精）。主要由微生物发短不一的直链淀粉（糊精）。主要由微生物发酵生产，菌种有酵母、细菌、放线菌。酵生产，菌种有酵母、细菌、放线菌。淀淀粉粉酶酶用用于于酿酿酒酒、味味精精等等发发酵酵工工业业中中水水解解淀淀粉粉；在在面面包包制制造造中中

27、为为酵酵母母提提供供发发酵酵糖糖，改改进进面面包包的的质质构构；用用于于啤啤酒酒除除去去其其中中的的淀淀粉粉浑浑浊浊；利利用用葡葡萄萄糖糖淀淀粉粉酶酶可可直直接接将将低低黏黏度度麦麦芽芽糊糊精精转转化化成成葡葡萄萄糖糖，然然后后再再用用葡葡萄萄糖糖异异构构酶酶将将其其转转变变成成果果糖糖，提提高高甜甜度度等等。目目前前商商品品淀淀粉粉酶酶制制剂剂最最重重要要的的应应用用是是用用淀淀粉粉制制备备麦麦芽芽糊糊精、淀粉糖浆和果葡糖浆等。精、淀粉糖浆和果葡糖浆等。应用应用2 2、纤维素酶、纤维素酶由多种水解酶组成的一个复杂酶系，自由多种水解酶组成的一个复杂酶系，自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。然界中

28、很多真菌都能分泌纤维素酶。纤维素酶分成三类：纤维素酶分成三类：C1C1酶、酶、CxCx酶和酶和 葡糖葡糖苷酶。苷酶。C1C1酶是对纤维素最初起作用的酶，酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。破坏纤维素链的结晶结构。CxCx酶是作用酶是作用于经于经C1C1酶活化的纤维素、分解酶活化的纤维素、分解-1-1，4-4-糖糖苷键的纤维素酶。苷键的纤维素酶。葡糖苷酶可以将纤维葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。分解为葡萄糖。3 3、脂肪水解酶、脂肪水解酶存在于动物胰腺、牛羊的可食前胃组织、高等存在于动物胰腺、牛羊的可食前胃组织、

29、高等植物的种子以及米曲霉、黑曲霉中。植物的种子以及米曲霉、黑曲霉中。脂酶主要用于催化油脂的水解和改善油脂的性脂酶主要用于催化油脂的水解和改善油脂的性质。在奶酪、奶油加工中，改善产品风味，但质。在奶酪、奶油加工中，改善产品风味，但也可以产生不良风味。也可以产生不良风味。脂肪酶只作用于油脂肪酶只作用于油水界面的脂肪分子，增加水界面的脂肪分子，增加油水界面能提高脂肪酶的活力，所以，在脂肪油水界面能提高脂肪酶的活力，所以，在脂肪中加入乳化剂能大大提高脂肪酶的催化能力。中加入乳化剂能大大提高脂肪酶的催化能力。4 4、果胶酶、果胶酶果胶酶是能水解果胶类物质的一类酶的总称。它存在果胶酶是能水解果胶类物质的一

30、类酶的总称。它存在于高等植物和微生物中于高等植物和微生物中。（一）果胶酶的分类及作用（一）果胶酶的分类及作用以以作作用用底底物物的的不不同同分分：果果胶胶酯酯酶酶、聚聚半半乳乳糖糖醛醛酸酸酶酶和和果胶裂解酶果胶裂解酶3 3种类型。种类型。（1 1）、果胶酯酶）、果胶酯酶 存在：存在：植物及部分微生物种类里。植物及部分微生物种类里。作作用用：催催化化果果胶胶脱脱去去甲甲酯酯基基生生成成聚聚半半乳乳糖糖醛醛酸酸链链和和甲甲醇的反应。醇的反应。适适宜宜条条件件：不不同同来来源源最最适适pH不不同同，霉霉菌菌来来源源的的果果胶胶酯酯酶酶的的最最适适pH在在酸酸性性范范围，细菌来源的果胶酯酶在偏碱性范围

31、，植物来源的果胶酯酶在中性附近。围，细菌来源的果胶酯酶在偏碱性范围，植物来源的果胶酯酶在中性附近。对食品加工的影响：对食品加工的影响：在在一一些些果果蔬蔬的的加加工工中中，若若果果胶胶酯酯酶酶在在环环境境因因素素下下被被激激活活，将将导导致致大大量量的的果果胶胶脱脱去去甲甲酯酯基基，从从而而影影响响果果蔬蔬的的质质构构。生生成成的的甲甲醇醇也也是是一一种种对对人人体体有有毒毒害害作作用用的的物物质质，尤尤其其对对视视神神经经特特别别敏敏感感。在在葡葡萄萄酒酒、苹苹果果酒酒等等果果酒酒的的酿酿造造中中，由由于于果果胶胶酯酯酶酶的的作作用用，可可能能会会引引起起酒酒中中甲甲醇醇的的含含量量超超标标

32、，因因此此，果果酒酒的的酿酿造造，应应先先对对水水果果进进行行预预热热处处理理，使使果果胶胶酯酯酶酶失失活活以以控控制制酒酒中甲醇的含量。中甲醇的含量。作作用用：降降解解果果胶胶的的1414糖糖苷苷键键，使使得得果果胶胶的的粘粘度度下下降降、相相对对分分子子质质量量减减少少，还还原原性性基基团团增增加加，水水解解产产物物为为单单体的半乳糖醛酸，该产物不再有凝胶作用。体的半乳糖醛酸，该产物不再有凝胶作用。（2 2）、聚半乳糖醛酸酶）、聚半乳糖醛酸酶 （3 3）、果胶裂解酶）、果胶裂解酶 分布：分布：以霉菌为主，在植物中尚无发现。以霉菌为主，在植物中尚无发现。作作用用：果果胶胶裂裂解解酶酶是是催催

33、化化果果胶胶或或果果胶胶酸酸的的半半乳乳糖糖醛醛酸酸残残基基的的C C4 4C C5 5位位上上的的氢氢进进行行反反式式消消去去作作用用，使使糖苷键断裂，生成含不饱和键的半乳糖醛酸。糖苷键断裂，生成含不饱和键的半乳糖醛酸。5 5、蛋白酶、蛋白酶来来源源：动动物物、植植物物和和微微生生物物中中都都可可以以提提取取，也是食品工业中重要的一类酶。也是食品工业中重要的一类酶。（一）动物蛋白酶（一）动物蛋白酶存存在在：人人和和哺哺乳乳动动物物的的消消化化道道。如如:胃胃蛋蛋白白酶酶、胰胰蛋蛋白白酶酶、胰胰凝凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶和羧肽酶乳蛋白酶、弹性蛋白酶和羧肽酶 胃胃黏黏膜膜细细胞胞分分泌泌的的胃胃蛋

34、蛋白白酶酶，可可水水解解各各种种由由芳芳香香族族氨氨基基酸酸形形成的肽键成的肽键 胰胰腺腺分分泌泌的的胰胰蛋蛋白白酶酶，只只能能水水解解赖赖氨氨酸酸和和精精氨氨酸酸的的羧羧基基参参与与生成的肽键，生物界中有一些天然的胰蛋白酶抑制剂。生成的肽键，生物界中有一些天然的胰蛋白酶抑制剂。人人体体摄摄取取的的蛋蛋白白质质就就是是在在消消化化道道中中这这些些酶酶的的综综合合作作用用下下被被消消化化吸吸收收的的。胃胃蛋蛋白白酶酶、胰胰蛋蛋白白酶酶、胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶酶等等先先都都分分别别以以无无活活性性前前体体的的酶酶原原形形式式存存在在，在消化道需经激活后才具有活性。在消化道需经激活后才具有活性。在在

35、动动物物组组织织细细胞胞的的溶溶酶酶体体中中有有组组织织蛋蛋白白酶酶，最最适适pHpH为为5.55.5左左右右。当当动动物物死死亡亡之之后后，随随组组织织的的破破坏坏和和pHpH的的降降低低，组组织织蛋蛋白白酶酶被被激激活活，可可将将肌肌肉肉蛋蛋白白质质水水解解成成游游离离氨氨基基酸酸，使使肌肌肉肉产产生生优优良良的的肉肉香香风风味味。但但从从活活细细胞胞中中提提取取和和分分离离组组织织蛋蛋白白酶酶很很困困难难，限限制了它的应用。制了它的应用。（二）植物蛋白酶（二）植物蛋白酶主主要要类类别别：木木瓜瓜蛋蛋白白酶酶、无无花花果果蛋蛋白白酶酶和和菠菠萝萝蛋蛋白酶（均已被大量应用于食品工业）。白酶（

36、均已被大量应用于食品工业）。特点：内肽酶，对底物的特异性都较宽。特点：内肽酶，对底物的特异性都较宽。木木瓜瓜蛋蛋白白酶酶（番番木木瓜瓜胶胶乳乳中中），在在pH pH 5 5时时稳稳定定性性最最好好，pH pH 1111时时，酶酶会会很很快快失失活活。该该酶酶的的最最适适pHpH虽虽因因底底物物不不同同而而有有不不同同，但但一一般般在在5 58 8之之间间。与与其其他他蛋蛋白白酶酶相相比比，其其热热稳稳定性较高。定性较高。无无花花果果蛋蛋白白酶酶存存在在于于无无花花果果胶胶乳乳中中，新新鲜鲜的的无无花花果果中中含含量量可可高高达达1%1%左右。最适左右。最适pHpH则为则为7.57.5。菠菠萝萝

37、汁汁中中含含有有很很强强的的菠菠萝萝蛋蛋白白酶酶，从从果果汁汁或或粉粉碎碎的的茎茎中中都都可可提提取得到，其最适取得到，其最适pHpH值范围在值范围在6 68 8。应用：应用：常常用用于于肉肉的的嫩嫩化化和和啤啤酒酒的的澄澄清清。特特别别是是木木瓜瓜蛋蛋白白酶酶的的应应用用，很很久久以以前前民民间间就就有有用用木木瓜瓜叶叶包包肉肉，使使肉肉更更鲜鲜嫩嫩、更更香香的的经经验验。现现在在这这些些植植物物蛋蛋白白酶酶除除用用于于食食品品工工业业外外，还还用用于于医医药药上上作作助助消消化化剂剂。（三）微生物蛋白酶（三）微生物蛋白酶 产产酶酶微微生生物物：细细菌菌、酵酵母母菌菌、霉霉菌菌等等微微生生物

38、物中中都都含含有有多多种种蛋蛋白白酶酶，是是生生产产蛋蛋白白酶酶制制剂剂的的重重要要来来源源。生生产产用用于于食食品品和和药药物物的的微微生生物物蛋蛋白白酶酶的的菌菌种种主主要要是是枯枯草草杆杆菌、黑曲霉、米曲霉三种。菌、黑曲霉、米曲霉三种。应用：应用：1）牛肉的嫩化牛肉的嫩化上应用微生物蛋白酶代替价格较贵的木瓜蛋白上应用微生物蛋白酶代替价格较贵的木瓜蛋白2）啤啤酒酒制制造造以以节节约约麦麦芽芽用用量量。但但啤啤酒酒的的澄澄清清仍仍以以木木瓜瓜蛋蛋白白酶酶较较好好，因因为为它它有有很很高高的的耐耐热热性性，经经巴巴氏氏杀杀菌菌后后，酶酶活活力力仍仍还还存存在在，可可以以继继续续作作用用于于杀杀

39、菌菌后后形形成成的的沉沉淀物，以保证啤酒的澄清。淀物，以保证啤酒的澄清。3）酱油的酿制酱油的酿制中添加微生物蛋白酶，既能提高产量，又可改善质量。中添加微生物蛋白酶，既能提高产量，又可改善质量。二、氧化还原酶类二、氧化还原酶类1 1、多酚氧化酶、多酚氧化酶作作用用特特点点：多多酚酚氧氧化化酶酶是是一一种种含含铜铜的的酶酶，主主要要在在有有氧氧的的情情况况下下催催化化酚酚类类底底物物反反应应形形成成黑黑色色素素类类物物质质。在在果果蔬蔬加加工工中中常常常常因因此此而而产生不受欢迎的褐色或黑色，严重影响果蔬的感官质量。产生不受欢迎的褐色或黑色，严重影响果蔬的感官质量。例例如如香香蕉蕉、苹苹果果、梨梨

40、、茄茄子子、马马铃铃薯薯等等。当当这这些些果果蔬蔬的的组组织织碰碰伤伤、新新切切开开时时，很很容容易易发发生生褐褐变变。这这是是因因为为当当它它们们的的组组织织暴暴露露在在空空气气中中时时，在在酶酶的的催催化化下下多多酚酚氧氧化化为为醌醌，再再进进一一步步氧氧化化聚合而形成褐色素或称类黑素。聚合而形成褐色素或称类黑素。2 2、葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化酶来源：来源：葡萄糖氧化酶最初从黑曲霉和灰绿曲霉中发葡萄糖氧化酶最初从黑曲霉和灰绿曲霉中发现，米曲霉、青霉等多种霉菌都能产生葡萄糖现，米曲霉、青霉等多种霉菌都能产生葡萄糖氧化酶。氧化酶。作用特点：作用特点：葡萄糖氧化酶是一种需氧脱氢酶，在有葡萄糖氧

41、化酶是一种需氧脱氢酶，在有氧条件下催化葡萄糖的氧化。反应如下：氧条件下催化葡萄糖的氧化。反应如下：葡萄糖葡萄糖 葡萄糖酸葡萄糖酸。葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶应用应用 葡萄糖氧化酶可用在蛋品生产中以除去葡萄糖而防止引葡萄糖氧化酶可用在蛋品生产中以除去葡萄糖而防止引起产品变色的美拉德反应，又可用它减少土豆片中的起产品变色的美拉德反应，又可用它减少土豆片中的葡萄糖，从而使油炸土豆片产生金黄色而不是棕色。葡萄糖，从而使油炸土豆片产生金黄色而不是棕色。葡萄糖氧化酶还常用于除去封闭包装系统中的氧气以抑葡萄糖氧化酶还常用于除去封闭包装系统中的氧气以抑制脂肪的氧化和天然色素的降解。例如，螃蟹肉和虾制脂肪的氧化和

42、天然色素的降解。例如，螃蟹肉和虾肉浸渍在葡萄糖氧化酶和过氧化物酶的混合溶液中可肉浸渍在葡萄糖氧化酶和过氧化物酶的混合溶液中可抑制其颜色从粉红色变成黄色。抑制其颜色从粉红色变成黄色。3 3、过氧化氢酶、过氧化氢酶食食品品中中过过氧氧化化氢氢的的产产生生及及危危害害：食食品品中中葡葡萄萄糖糖氧氧化化酶酶催催化化葡葡萄萄糖糖氧氧化化时时生生成成过过氧氧化化氢氢，消消毒毒残残留留。由由于于这这种种成成分分的的强强氧氧化化性性，它它会会导导致致食食品品的的品品质质不不稳稳定定，而而且且会会降降低低食食品的食用安全性。品的食用安全性。应应用用：利利用用过过氧氧化化氢氢酶酶于于食食品品的的意意义义就就在在于

43、于降降低它的含量。低它的含量。4 4、脂氧合酶、脂氧合酶存存在在：植植物物中中。各各种种植植物物的的种种子子，特特别别是是豆豆科科植植物物的种子含量丰富，尤其以大豆中含量最高。的种子含量丰富，尤其以大豆中含量最高。脂脂氧氧合合酶酶对对食食品品质质量量的的影影响响：它它在在一一些些条条件件下下可可提提高高某某些些食食品品的的质质量量，例例如如在在面面粉粉中中加加入入含含有有活活性性的的脂脂氧氧合合酶酶的的大大豆豆粉粉，由由于于脂脂氧氧合合酶酶的的作作用用，使使得得面面筋筋网网络络更更好好地地形形成成，从从而而较较好好地地改改善善了了面面包包的的质质量量；做做成成面面条条，可可使使产产品漂白。品漂

44、白。5 5、过氧化物酶、过氧化物酶存在：存在：所有高等植物中，也存在牛奶中。所有高等植物中，也存在牛奶中。由由于于过过氧氧化化物物酶酶具具有有很很高高的的耐耐热热性性，可可以以作作为为考考查查热热烫烫处处理理是否充分的指示酶。是否充分的指示酶。从从营营养养和和风风味味方方面面来来看看，过过氧氧化化物物酶酶也也是是很很重重要要的的，如如过过氧氧化化物物酶酶能能催催化化维维生生素素C C氧氧化化而而破破坏坏其其生生理理功功能能；能能催催化化不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的过过氧氧化化物物裂裂解解，产产生生不不良良气气味味的的羰羰基基化化合合物物，同同时时破破坏坏食食品品中中的的许许多多其其他他成成分分

45、；还还能能催催化化类类胡胡萝萝卜素漂白和花青色脱色。卜素漂白和花青色脱色。第四节第四节 酶与食品质量的关酶与食品质量的关 系系一、酶与色泽一、酶与色泽1、脂肪氧合酶与色泽、脂肪氧合酶与色泽2、叶绿素酶与色泽、叶绿素酶与色泽 脂肪氧合酶对不饱和脂肪酸，产生自由基和氢过氧化物，从而脂肪氧合酶对不饱和脂肪酸，产生自由基和氢过氧化物，从而引起叶绿素和胡萝卜素等色素的损失、多酚类氧化物的氧化聚合产引起叶绿素和胡萝卜素等色素的损失、多酚类氧化物的氧化聚合产生色素沉淀生色素沉淀。该酶水解产物脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素因不含植醇侧该酶水解产物脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素因不含植醇侧链，易溶于水，不溶于脂

46、，在含水食品中，使其产生色泽变化。链，易溶于水，不溶于脂，在含水食品中，使其产生色泽变化。3、多酚氧化酶与色泽、多酚氧化酶与色泽对对-甲酚甲酚4-4-甲基儿茶酚甲基儿茶酚儿茶酚儿茶酚邻邻-苯苯醌醌一一类类是是羟羟基化基化一类是氧化反应一类是氧化反应 第六章 酶72R1=R2=H，茶黄茶黄素素R1=H，R2=没食子没食子酰基，酰基，茶黄素单茶黄素单没食子酸酯没食子酸酯R1=R2=没食子酰没食子酰基，基，茶黄素双没茶黄素双没食子酸酯食子酸酯R1=HL-ECGR1=OHL-EGCGR1=H，R2=HL-ECR1=OH，R2=HL-EGCPPO茶红素茶红素茶褐素茶褐素二、酶与质地二、酶与质地1、果胶酶

47、、果胶酶果胶酶有果胶酶有3种类型种类型 果胶甲酯酶水解示意图果胶甲酯酶水解示意图 聚半乳糖醛酸酶水解示意图聚半乳糖醛酸酶水解示意图 果胶酸裂解酶示意图果胶酸裂解酶示意图 2、纤维素酶和戊聚糖酶、纤维素酶和戊聚糖酶3、淀粉酶、淀粉酶 葡糖淀粉酶葡糖淀粉酶-淀粉酶淀粉酶-淀粉酶淀粉酶 -淀粉酶从淀粉的非还原末端水解淀粉酶从淀粉的非还原末端水解-1,4糖苷键，生成糖苷键，生成-麦芽糖。因为麦芽糖。因为-淀粉酶是外切酶，只有淀粉中的许多糖苷淀粉酶是外切酶，只有淀粉中的许多糖苷键被水解，才能观察到粘度降低。键被水解，才能观察到粘度降低。葡糖淀粉酶又名葡糖糖化酶，是从淀粉的非还原末端葡糖淀粉酶又名葡糖糖化

48、酶，是从淀粉的非还原末端水解水解-1,4键生成葡萄糖，其中对支链淀粉中的键生成葡萄糖，其中对支链淀粉中的-1,6键的键的水解速率比水解直链淀粉的水解速率比水解直链淀粉的-1,4键慢键慢30倍倍 -淀粉酶存在于所有的生物体中，能水解淀粉淀粉酶存在于所有的生物体中，能水解淀粉(直链淀粉和支链淀直链淀粉和支链淀粉粉)、糖原和环状糊精分子内的、糖原和环状糊精分子内的-1,4-糖苷键，水解物中异头碳的糖苷键，水解物中异头碳的-构型保持不变。由于水解是在分子的内部进行，因此构型保持不变。由于水解是在分子的内部进行，因此-淀粉酶对食淀粉酶对食品的主要影响是降低粘度，同时也影响其稳定性。品的主要影响是降低粘度

49、，同时也影响其稳定性。764、蛋白酶、蛋白酶 该酶在食品加工中发挥关重要作用。例如利用凝乳该酶在食品加工中发挥关重要作用。例如利用凝乳酶形成酪蛋白凝胶制造干酪。在焙烤食品加工中，将蛋酶形成酪蛋白凝胶制造干酪。在焙烤食品加工中，将蛋白酶作用于小麦面团的谷蛋白，不仅可以提高混合特性白酶作用于小麦面团的谷蛋白，不仅可以提高混合特性和需要的能量，而且还能改善面包的质量。蛋白酶另外和需要的能量，而且还能改善面包的质量。蛋白酶另外一个显著的作用是在肉类和鱼类加工中分解结缔组织中一个显著的作用是在肉类和鱼类加工中分解结缔组织中的胶原蛋白、水解胶原、促进嫩化。的胶原蛋白、水解胶原、促进嫩化。利用蛋白酶可制备出

50、多种不同功能的活性。利用蛋白酶可制备出多种不同功能的活性。谷氨酰胺转胺酶在食品工业中的应用主要在以下方面：谷氨酰胺转胺酶在食品工业中的应用主要在以下方面：（1）、）、改善蛋白质凝胶的特性。改善蛋白质凝胶的特性。（2）、提高蛋白质的乳化稳定性）、提高蛋白质的乳化稳定性（3）、提高蛋白质的热稳定性）、提高蛋白质的热稳定性（4）、提高蛋白质的营养价值）、提高蛋白质的营养价值 三、酶与风味三、酶与风味 影响食品中风味和异味的成分最多，酶对食品风味和异味成分的影响食品中风味和异味的成分最多，酶对食品风味和异味成分的形成途径也是相当复杂。食品在加工和贮藏过程中可以利用某些酶改形成途径也是相当复杂。食品在加