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欧宝官网体育app:酶基本性质及其作用ppt
发布时间:2022-08-10 01:26:46 来源:欧宝app下载 作者:欧宝体育官方首页

  第 六 章 酶 教学目的与要求 1.了解酶的化学本质、分类与酶的反应动力学。 2.熟悉固定化酶的优缺点及基本方法。 3.掌握酶促褐变的机理、影响因素及控制手段;食品加工中重要的酶类及酶在食品加工中的应用。 6.1 引论 6.1.1 酶对食品科学的重要性 控制着所有重要的生物大分子(蛋白质、碳水化合物、脂类)和小分子(氨基酸、糖和维生素)的合成、分解。 食品加工的主要原料是生物材料, 生物材料中含有大量的酶。 酶的作用 有益的:皱胃酶、蛋白酶 、乳糖酶 有害的:果胶酶、脂酶 有效地使用和控制内源酶和外源酶。 6.1.2 酶的本质 定义(1979年)Dixon、Webb 酶是具有催化性质的蛋白质,其催化性质源自于它特有的激活能力。 目前 并非所有具有催化能力的生物分子都是蛋白质。 小分子核糖核酸酶。 6.1.3 酶是生物催化剂 不参与反应,反应结束时保持不变 酶在物理和化学状态上的改变是可逆的 酶反应中包含可逆的中间络合物 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,1×104 s-1 少量的酶(昂贵)~大量的生物转化 6.1.4 酶在食品工业中的应用 1.加工工艺上的应用 啤酒发酵,奶酪生产。 2.应用于食品成分分析 利用酶的敏感性和专一性测定食品原料和成品的成分变化。 3.在控制食品产品和原料的贮藏性和品质方面的应用。 6.1.5 酶具有特异性(Specificity) 酶作为催化剂的机制 Emil Fischer提出的“锁和钥匙”模式 特殊形状的活性部位~精确地立体互补 高度专一 敏感性 6.2 酶的命名 一、习惯命名 α-淀粉酶、纤维素酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、过氧化物酶或过氧化氢酶 二、商品名称 三、系统命名 国际酶学委员会 酶的系统命名的原则 6.3 生物体中的酶 酶在原料的生长和成熟中起重要的作用 原料收获后酶仍然起作用 直至酶的底物被耗尽或酶变性 由于细胞结构的解体,常促使酶活力提高 果胶酶使番茄组织软化 多酚氧化酶使果蔬褐变 6.3.1 酶在生物体中的分布 不均匀的,定位化,区域化分布 一种酶往往仅存在于细胞的一类细胞器,专门执行有限种类的酶催化反应 细胞核:核酸的生物合成和水解降解 线粒体: 与ATP有关的氧化还原酶 溶菌体和胰酶原颗粒 :水解酶 特定的器官含有特定种类的酶 胃肠道、口腔、小肠 植物的种子:水解酶 6.3.2 酶的隔离分布和与底物的接近 在完整的细胞内,酶通过各种方式和底物隔离 细胞器、细胞膜、细胞壁、内源酶抑制剂 组织解体使酶与底物接近 导致食品的色泽、质构、风味、芳香和营养质量上的改变 热处理、低温保藏和酶抑制剂的使用有助于稳定产品质量 6.3.3 酶在食品原料中的含量 不同食品原料所含酶的种类和数量不同 同一种酶在同一种食品原料中的含量还取决于 生物体的年龄(成熟度) 生长的环境条件 温度、水的供给、土壤、肥料 6.4 食品的酶促褐变 1、什么是酶促褐变? 酶促褐变(Enzymic Browning 是直接由酶参与的褐变作用。 2、引起酶促褐变的酶类 过氧化物酶类(以铁卟啉为辅基) 酚酶类(以铜为辅基) 3、酶促褐变的机制 6.4 食品的酶促褐变 植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成醌,醌再进行非酶促反应生成褐色的色素。 1、酶促褐变的机制 植物组织中含有酚类物质,在完整的细胞中作为呼吸链传递物质,在酚-醌之间保持着动态的平衡; 当细胞组织破坏后,氧大量侵入,酚在酶的催化作用下造成醌的形成,平衡受到破坏; 于是发生醌的积累,醌再进一步氧化聚合形成褐色色素称为黑色素或类黑精,造成食品的褐变。 1、酶促褐变的机制 过氧化物酶催化的酶促褐变 1、酶促褐变的机制 酪氨酸的酶促褐变 1、酶促褐变的机制 酪氨酸的酶促褐变 1、酶促褐变的机制 绿原酸的酶促褐变 2、酶促褐变发生的条件 酚类底物 酶 氧 3、控制酶促褐变的方法 酚类底物 酶 氧 3、控制酶促褐变的方法 3、控制酶促褐变的方法 4、控制酶促褐变的方法 4、控制酶促褐变的方法 6.4 影响酶活力的因素 一、内在因素 酶的浓度 底物的浓度 二、环境条件 pH 温度 水分活度 抑制剂 6.5 酶的固定化 酶被固定成为不溶解的状态 酶的固定化与固定化酶 优点: 1.酶的稳定性提高,可增加连续性的操作; 2.酶能反复多次使用,降低成本; 3.产物中不含酶,不需要采用热处理灭酶,有助于提高食品的质量; 4.酶固定化后,性质会改变,有利于对酶促反应的控制,有助于控制食品品质。 6.6作为食品加工的助剂和配料而使用的酶 6.6.1 使用酶的目的 回收副产物 制造食品 提高提取的速度及产量 改进风味和稳定食品质量 6.6.2 使用酶的优点 天然、无毒 催化的特异性,不造成不需要的副反应 一般是粗酶制剂,可能会产生不期望的产物;但使用高纯度的酶制剂在经济上不合算 在很温和的温度和pH条件下具有活性 低浓度时有活性 易于控制反应速度 在反应进行到期望的程度后即可使酶失活 6.6.3 酶的来源 可食的和无毒的植物、动物以及非致病、非产毒的微生物 微生物来源酶的优点 生产能力强 诱变或改性 胞外酶,易于回收 生产原料易于获得 一、甜味剂中使用的酶 二、脂酶 水解处在油/水界面的三酰基甘油的酯键 广泛地分布于植物、动物和微生物 动物胰脏脂酶和微生物脂酶是脂酶的主要来源 水解方式 1,2-二酰基甘油 三酰基甘油 2一酰基甘油 2,3-二酰基甘油 三、蛋白酶 蛋白酶的来源 内源蛋白酶 肉类成熟 酵母自溶制备酵母提取物 微生物分泌的蛋白酶 加入的蛋白酶制剂 蛋白质强化饮料 ⑴ 蛋白酶的作用 改进食品蛋白质的性质 水解度↑,MW小的肽的比例↑ 水解蛋白质的溶解度↑ 乳化能力和起泡能力改变 控制蛋白质的水解程度是至关重要的 ⑵ 蛋白酶的应用 制备水解蛋白质 (如生产大豆水解蛋白) 从油料种子加工分离蛋白质 制备浓缩鱼蛋白质 改进明胶生产工艺 凝乳酶和其他蛋白酶应用于干酪生产 从加工肉制品的下脚料回收蛋白质 对猪(牛)血蛋白质进行酶法改性脱色 作为食品添加剂改善食品的质量 木瓜蛋白酶用于配制肉类嫩化剂 减少 啤酒低温混浊现象 酶作为食品质量的指示剂 酶法生产甜味剂 * * 锁 钥匙 例:聚半乳糖醛酸酶,EC 3.2.1.15 水解酶,糖苷键,O-糖苷 1. 2. 3. 4. 黑色素 黑色素 土豆褐变、毛发中黑色素形成机制; 目前发现的唯一一条动植物共有的褐 变途径。 邻苯二酚氧化酶 1/2O2 聚合 褐色 黑色 实例: 梨心变黑——贮存前经两次“发汗”; 香蕉心变黑,不能贮存在12℃以下, 但也不能温度过高,乙烯催熟; 易发生酶促褐变的食品: 藕、香蕉、洋葱、茄子、土豆、苹果、梨、桃子等; 三者缺一不可 不易发生酶促褐变的食品: 柠檬、桔子、香瓜、西瓜等; 主要途径: 钝化酶的活性(热烫、抑制剂等); 改变酶作用的条件(pH, 水分活度等); 隔绝氧气; 使用抗氧化剂(Vc, SO2等) (1)热处理法 (2)二氧化硫或亚硫酸盐处理 抑制酚酶活性; 与糖类羰基加成,阻止美拉得反应; 将有色物质还原褪色。 优点: 防止酶促褐变,防腐; 避免VC氧化失效; SO2易去除; 方便,成本低; 缺点: 漂白,破坏花青素; 腐蚀素铁罐的内壁; 不愉快臭味, 0.064%; 破坏VB1; (3)驱氧或隔绝空气 (4)底物甲基化 5-蛋氨酸腺苷+ 儿茶酚 愈创木酚 咖啡酸 阿魏酸 绿原酸 3-阿魏酸金鸡钠酸 (5)控制pH 酚酶的最适pH在6—7, 3明显无活性; 水果:控制在酸性条件下 蔬菜:控制在中、碱性条件下 A. 柠檬酸是最广泛使用的食用酸; 降低pH,控制酚酶活性; 螯合酚酶的Cu辅基。 B. 苹果酸 C. 抗坏血酸 (6)加入酚类底物类似物 有效抑制苹果汁的酶促褐变 A. 肉桂酸 B. 对位香豆酸 C. 阿魏酸 *

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