食品化学第八章酶

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1、第八章酶本章内容概述酶的固定化酶促褐变酶在食品加工中的应用第一节概述酶对食品科学的重要性控制着所有重要的生物大分子和小分子的合成、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：蛋白酶有害的：果胶酶、脂酶有效地使用和控制内源酶和外源酶1、酶的化学本质八十年代以前:酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊蛋白质。八十年代以后:酶是一类由活性细胞产生的生物大分子，又称催化剂。蛋白质核糖酶：RNA、DNA2、酶分子的组成和结构据酶蛋白结构特征分类单体酶寡聚酶多酶复合体只有一条

2、具有活性部位的多肽链，即仅由单一的三级结构蛋白质构成。——通常为水解酶类。由多个具有三级结构的亚基聚合而成，亚基聚合时有活性，解聚后失活。由几种功能相关的酶靠非共价键嵌合而成的复合体。2、酶分子的组成和结构金属离子小分子有机化合物酶蛋白（蛋白质部分）辅助因子（非蛋白质部分）仅由蛋白质组成，水解---氨基酸决定反应专一性决定反应性质二者缺一不可,否则不具有催化特性全酶才有催化活性单纯蛋白酶：结合蛋白酶（全酶）据酶分子组成分类辅助因子分类——按其与酶蛋白结合的紧密程度辅酶(co-enzyme):与酶蛋白结合疏松

3、，可用透析或超滤的方法除去。辅基(prostheticgroup):与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。3.酶的催化作用特点高效性：反应速度是普通催化剂的107～1013；反应条件温和：pH5-8，20-40°C；酶活力条件可控：生成与降解量的调节，催化效力的调节，改变底物浓度对酶进行调节等；专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用。绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，而不作用于任何其它物质。相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键的专一性和基团的专一性。立体异构专

4、一性：这类酶只对底物的某一种构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心催化底物转变成产物维持酶活性中心应有的空间构象4.影响酶催化反应速度的因素内在因素酶的浓度底物的浓度环境条件pH温度水分活度激活剂或抑制剂底物浓度对酶促反应的影响在酶浓度，pH，温度等条件不变的情况下研究底物浓度和反应速度的关系。如右图所示：在低底物浓度时,反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到

5、最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。[S]vVmax一级反应v=k[S]零级反应v=k[E]酶浓度的影响底物充足,其它因素不变时：反应速率与酶浓度成正比；底物浓度不足或酶浓度过高、产物积累对反应有抑制作用，会妨碍反应速率；实际生产中，酶浓度如过高，既浪费又影响产品质量。温度的影响最适温度：酶促反应速度最快时的环境温度。动物细胞酶37～50ºC植物细胞酶50～60ºC双重影响TºC＜Tº最适C：温度升高，酶促反应速度升高TºC＞Tº最适C：由于酶的本质是蛋白质，温度升高，

6、可引起酶的变性，从而反应速度降低。酶活性0.51.02.01.50102030405060温度ºC温度对淀粉酶活性的影响pH的影响1.最适pH表现出酶最大活力的pH值2.pH稳定性在一定的pH范围内酶是稳定的pH对酶作用的影响机制：1.环境过酸、过碱使酶变性失活；2.影响酶活性基团的解离；3.影响底物的解离。0酶活性pHpH对某些酶活性的影响胃蛋白酶淀粉酶胆碱酯酶246810Aw的影响一般而言，酶活力随Aw的升高而增大。食品原料中的水分含量必须低于1%～2%，才能抑制酶活力激活剂的影响使酶由无活性变为有活性

7、或使酶活性增加的物质。其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会适得其反，激活剂之间有时存在拮抗现象。激活剂的浓度有一定的范围，超出此范围，会得到相反的效果。——使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂酶的抑制剂一般具备两个方面的特点：a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物

8、的过渡状态相似。b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。抑制剂的影响固定化酶将水溶性酶用物理或化学方法处理，固定于高分子支持物(或载体)上而成为不溶于水，但仍有酶活性的一种酶制剂形式，称固定化酶。优点酶的稳定性提高易分离，酶能反复多次使用，可连续化、自动化操作产物中不含酶，不需要采用热处理灭酶，有助于提高食品的质量酶的固定方法吸附将酶吸附在氧化铝、有机聚合物、玻璃、无机盐或硅胶等材