第一章 食品酶学绪论

（二）真正认识阶段

1857年，微生物学家Louis Pasteur等人提出 酒精发酵是酵母细胞活动的结果，他认为只有 活的酵母细胞才能进行发酵，使酶学的研究走 了弯路。 Liebig反对这种观点，他认为发酵现象是由溶 解于酵母细胞液中的酶引起的。 1878年，Kuhne将酶统一叫Enzyme，来自希 腊文，其意思“在酵母中”，中文译为“酶” 或“酵素”。 1835 ~1837年，Berzelius提出了催化作用的 概念，该概念对酶学和化学的发展都十分重要。 可见对于酶的认识一开始就与它具有催化作用 的能力联系在一起。

第一章 绪论
酶的应用可以追溯到几千年前； 对酶的真正发现和对酶本质的 认识直到19世纪中叶才开始起 步； 随着现代科技的发展和人们对 酶本质认识的不断深化，酶的 定义也不断变化。

1.1 酶的定义

Dixon和Webb在1979年的著作中对酶定义 为：“酶是一种由于其特异的活性能力而 具有催化特性的蛋白质”。 20世纪80年代初， Cech和Altman等发现 具有催化功能的RNA一 核酶，不但打破了酶是 蛋白质的传统观念，开 辟了酶学研究的新领域。
（二）真正认识阶段
1894-1913年,德 国化学家Emil Fisher 根据糖化酶的特 点建立了钥匙-锁 理论， 用以解释酶作用 的专一性。

（二）真正认识阶段

1896年，德国学者Buchner兄弟用石英砂 磨碎的酵母细胞或酵母的无细胞抽提液也 能使糖发酵产生酒精，这种能发酵的成分 称为酒化酶（ zymase）。 为此，Buchner获得了1911年诺贝尔化学 奖。 一般认为酶学研究始于1896年Buchner的 发现。
（三）酶制剂研究和应用阶段

1965-1974年， 淀粉分解成糖的， 不含转葡萄糖苷 酶的葡萄糖淀粉 酶上市，微生物 酶类应用于食品 工业的首次重大 突破于20世纪60 年代发生。
（三）酶制剂研究和应用阶段
自20世纪80年代基因工程技术诞生 以来，对酶学的研究与应用技术也 产生了深刻的影响。 基因工程技术不但促进了基础酶学 的研究，如酶基因的克隆、酶催化 机理的研究等，同时也促进了酶在 食品工业中的应用，奠定了现代食 品酶学的重要发展方向。


更加科学的定义：
酶是由生物活细胞所产 生的、具有高效和专一 催化功能的生物大分子。

酶的核心本质：
①酶是催化剂； ②酶是生物催化剂。

酶作为生物催化剂，具有一般催化 剂的共有特性：
①只改变反应的速率而不改变反应 性质、反应方向和反应平衡点； ②在反应过程中不消耗； ③可降低反应的活化能。

（三）酶制剂研究和应用阶段
到目前为止，在基因工程中应用的工具酶已有 500多种，主要的工具酶有限制性内切酶,DNA 连接酶,DNA聚合酶等。 克隆酶新技术不断出现，特别是在微生物中高 效表达，可通过发酵进行大量生产，目前已有 100多种酶基因克隆成功。 制造干酪的凝乳酶，过去是从小牛皱胃中提取 的，而每年需要宰杀4000多万头小牛，现在， 采用基因工程技术，把小牛皱胃中凝乳酶的基 因转移至大肠杆菌或酵母菌中，便可通过微生 物发酵广泛生产凝乳酶了。

1903年，Henri提出了酶与底物作用的中间 复合物学说。
（二）真正认识阶段

1913年，Michaelis和Menten总结了前 人工作推导出了酶催化反应的动力学方 程——米氏方程，对酶反应机理的研究 是一个重大的突破。 1925年Briggs和Handane对米氏方程作 了一项重要的修正，提出了稳态学说。 但至此人们还没有搞清楚这种具有催化 功能的物质究竟属于哪一类物质。

。 （二）真正认识阶段： 19世纪开始认识酶的存在 和作用，并在随后的近100多年内取得了奠定酶学 研究的许多重要结果

1810年Jaseph Gaylussac发现 酵母可将糖转化为酒精；
1833年，Payee和Persoz从麦 芽的水提物中用酒精沉淀法得到 淀粉酶（diastase）。 当时抽提、沉淀等提纯方法，得 到了一种无细胞制剂； 指出催化特性和不稳定性，已经 开始触及到酶的一些本质问题， 因此一般认为他们是最早的酶的 发现者。



（三）酶制剂研究和应用阶段




1894年，高峰让吉用米曲霉固体培养法生 产世界上第一个商品酶制剂产品——“他卡” 淀粉酶。 从20世纪 50年代初开始酶及产酶细胞的固 定化技术，使酶学从理论到生产实践得到 了迅速的发展。 近54年来，酶科学飞速发展，特别是酶应 用的推广，形成了酶工程。 1953年，Crubhofer和Schleith酶的固定化 研究，将胃蛋白酶、淀粉酶等结合在重氮 化的树脂上，实现了酶的固定化。 20世纪60年代起酶固定化研究渐成气候。

1.5 食品工业应用酶


在 加 工 过 程 中 保 持 稳 定 等 。
催 专 纯 来 成 法 安 考作 化 一 度 源 本 规 全 虑为 稳 容 性 ：食 某性 定 许 品 反 性 工 应 业 的 应 能 用 力 酶 则 必 须









主 要 为 水 解 酶 。
物食 、品 植工 物业 和中 微应 生用 物酶 ，来 源 ： 动
《食品酶学》教学内容



第一章 绪论 第二章 酶在食品工业中的应用（重点） 第三章 酶学基础知识 第四章 酶工程 （重点） 酶的生产 酶的分离纯化技术 酶的固定化技术 酶分子修饰与改造 第五章 食品工业中应用的酶
主要参考书


1、王璋主编：《食品酶学》，中国轻工业出版社1997年版。 2、彭志英主编：《食品酶学导论》，中国轻工业出版社 2002年版。 3、郭勇，郑穗平主编：《酶学》，华南理工大学出版社 2000年版。 4、G.A.Tucker L.F.J.Woods主编，李雁群，肖功年译： 《酶在食品加工中的应用》（第二版），中国轻工业出版社 2002年版。 5、郭勇，郑穗平主编：《酶在食品工业中的应用》，中国轻 工业出版社1996年版。 6、周晓云主编：《酶学原理与酶工程》，中国轻工业出版社 2005年版。 7、罗贵民主编：《酶工程》，化学工业出版社2003年版。

（二）真正认识阶段

1953-1958年,Watson 和 Crick发现DNA是双 螺旋结构。

1926年，美国化学家 Sumner从刀豆提取出了 脲酶（ crease）并获得 结晶（这是第一个酶结 晶），证明脲酶具有蛋 白质性质。
（二）真正认识阶段

1930~1936年，Northrop和Kunitz得到了胃蛋白酶、 胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并证实酶是一种蛋 白质，为此Summer和Northrop于1949年共同获得 诺贝尔化学奖。 20世纪50~60年代，Koshland提出了“诱导契合” 理论，搞清了某些酶的催化活性与生理条件的变化 有关。 1965年，Phillips首次用X射线晶体衍射技术阐明了 鸡蛋清溶菌酶的三维结构，为以后酶结构、功能以 及催化机制的研究奠定了良好的基础。 Cech（1982年）和Altman （1983年）分别发现了 具有催化功能的RNA一核酶，这一发现打破了酶是 蛋白质的传统观念，开辟了酶学研究的新领域，为 此Cech和Altrman于1989年获得诺贝尔化学奖。

食品工业中应用的酶制剂
酶制剂
α-淀粉酶 β-淀粉酶 糖化酶 蛋白酶
来源
主要用途
淀粉液化、生产葡萄糖、酿造等 麦牙糖和啤酒生产、焙烤食品 糊精降解为葡萄糖 肉软化、奶酪生产、啤酒去浊、香 肠和蛋白胨及鱼胨加工 食品加工、发酵 果汁、果酒的澄清 高果糖糖浆生产 保持食品的风味和颜色 焙烤食品的漂白 水果加工、去除桔汁的苦味 防止柑橘罐头和桔汁浑浊 水解乳清中的乳糖 香肠熟化、乳酪后熟、改良乳风味 食品中的抗菌物质 D、L-氨基酸的转化


（二）真正认识阶段
1836年,德国生理学家 Theodor Schwann在 研究消化过程时，分 离出一种在胃内消化 蛋白的物质，将它命 名为胃蛋白酶。 这是第一个从动物组 织中提取到的酶。

（二）真正认识阶段
1883年,
Johan Kjeldahl 建立了一套检测 有机物中-3价氮 的方法， 即为测定氮含量 的方法。
1.3食品酶学研究内容
1.4 食品酶学的发展简史

（一）无意识的应用阶段 ——远古时代 追溯到远古时代，但当时并不知道酶是何物， 也不了解其性质，但根据生产和生活的经验 积累，已经把酶利用到相当广泛的程度。

4000多年前的夏禹时代，酿酒就已经盛行； 3000多年前的周朝，利用麦曲将淀粉降解 为麦芽糖制造饴糖； 2500多年前的春秋战国时期，利用酒曲来 治疗肠胃病，用鸡内金治疗消化不良等。
《食品酶学》课程
课程编码：08383004 课程名称：食品酶学 英文名称：Food Enaymology 学时/学分：30 / 1.5 课程类型：学科基础限选课 开课专业：食品科学与工程专业、 食品质量与安全专业 选用教材： 何国庆主编：《食品酶学》 化学工业出版社2006年版。



酶作为生物催化剂，具有一般催化剂所不具有 的特殊性能：
①高效性 酶参与反应比非酶促反应速率高108~1020倍，

比其他催化反应高107~1013倍。 ②高度专一性酶对催化反应的反应性质和反应底物都有严格的 选择性，只能催化一种或一类的反应，作用于一 种或一类的底物。 ③易变性 酶活力与结构状态密切相关，任何使其结构发生变化 的因素都会引起其催化功能的变化甚至完全丧失。 因此，酶促反应必须在温和的条件下进行。 ④高度受控性 酶的催化活力在体内或体外受到多种因素调节