酶的基本性质及其作用

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1、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

2、）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，1×104s-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

3、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EmilFischer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锁钥匙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例：聚半乳糖醛酸酶，EC3.2.1.15水解酶，糖苷键，O-糖苷6.3生物

4、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

5、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（EnzymicBrowning)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

6、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1.2.3.4.黑色素黑色素1、酶促褐变的机制酪氨酸的酶促褐变1、酶

7、促褐变的机制酪氨酸的酶促褐变土豆褐变、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。1、酶促褐变的机制绿原酸的酶促褐变邻苯二酚氧化酶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；2、酶促褐变发生的条件酚类底物酶氧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；3、控制酶促褐变的方法酚类底物酶氧主要途径：钝化酶的活性（热烫、抑制剂

8、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）3、控制酶促褐变的方法（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、控制酶促褐变的方法（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