食品化学第六章 酶
食品化学 第六章_酶
第三节
固定化酶
固定化酶是通过吸附、偶联、交联和包埋等物理或 化学的方法把酶连接到某种载体上,做成仍具有酶 催化活性的水不溶性酶。
作用特点:稳定性提高,易分离,可反复使用,提 高操作的机械强度。
1.固定化酶的制备
2.固定化酶在食品工业中的应用
酶的化学本质是蛋白质,其最大弱点是不稳定性,对
体。
酶和一般催化剂的共性:
◦ 加快反应速度;
◦ 不改变平衡常数;
◦ 自身不参与反应。
专一性:即酶只能对特定的一种或一类底物起作用。 可分为:
◦ 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。
生成不稳定的中间络合物
(ES),再分解成产物( P)并释放出酶,使反应
E1
能 量 水 平
ES
E2
E+S
G
沿一个低活化能的途径进
行,降低反应所需活化能 ,所以能加快反应速度。
P+ E
反应过程
酶原:没有活性的酶的前体。 酶原的激活:酶原在一定条件下经适当的物质作用
可转变成有活性的酶。酶原转变成酶的过程称为酶
原的激活。
本质:酶原的激活实质上是酶活性部位形成或暴露
的过程。
第二节
影响酶活力的因素
一、底物浓度对酶活力的影响
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。
食品化学教案—第6章 酶(二)
难点:1酶对食品颜色、质构的影响,2 蛋白质水解度的测定。
教学方法:讲授法
教学过程设计
食品中内源酶的作用对食品质量的影响先由学生讨论3~5min,教师再总结,通过分析毕业论文中的问题、介绍相关科研文献等加深学生的理解。
主要参考资料:1 教材之外其它版本食品化学著作的相关章节。
2 食品科学方面的国内外学术期刊的相关文章。
3 王璋编著的食品应用酶学。
教学后记:
授课题目:
第6章 酶(二)
课时安排
学时:2
周 次
第11周ห้องสมุดไป่ตู้
课 序
第 11次课
教学目的及要求:
掌握食品中内源酶的作用对食品质量的影响;熟悉食品加工中使用的酶的种类、作用条件;了解酶在食品分析中的应用情况。
教学内容及重点、难点:内容:第四节:食品中内源酶的作用对食品质量的影响;第五节:作为食品加工的助剂和配料而使用的酶;第六节:酶在食品分析中的应用。
作为食品加工的助剂和配料而使用的酶结合生产实践中的应用与科研现状讲解。
酶在食品分析中的应用结合食品安全及食品传感器等话题讲解。
第四节:食品中内源酶的作用对食品质量的影响:40 min
第五节:作为食品加工的助剂和配料而使用的酶:35 min
第六节:酶在食品分析中的应用:15 min
讨论、作业和思考:1PPO、脂肪氧合酶等酶在哪些食品中含量较高,在这些食品加工中会产生哪些不利影响,如何控制?2 果胶酶有哪些种类,如何在果蔬汁生产上使用? 3 目前有哪些作为商品出售的蛋白酶,它们在使用条件及水解能力上有哪些异同点?4 查资料,看在食品分析上可以利用哪些酶。
生物化学第六章酶化学
⽣物化学第六章酶化学⽣物化学第六章酶化学第⼀节概述⼀、酶的概念1、酶的概念---酶是⽣物催化剂(1)所有酶均由⽣物体产⽣⼏乎所有的⽣物都能合成酶,甚⾄病毒也能合成或含有某些酶。
(2)酶和⽣命活动密切相关⼏乎所有的⽣命活动或过程都有酶参加A 执⾏具体的⽣理机制,如⼄酰胆碱酯酶和神经冲动有关。
B 参与消除药物毒物转化的过程,如限制性核酸内切酶能特异性地⽔解外源DNA,防⽌异种⽣物遗传物质的侵⼊。
C 协同激素等物质起信号转化、传递与放⼤作⽤,如细胞膜上的腺苷酸环化酶。
D 催化代谢反应,在⽣物体内建⽴各种代谢途径,形成相应的代谢体系。
◆酶的组成和分布是⽣物进化与组织功能分化的基础。
不同⽣物,有各⾃相应的酶系和辅酶;即使同类⽣物,酶的组成与分布也有明显的种属差异,例如精氨酸酶只在排尿素动物的肝脏内,在排尿酸的动物中没有;例如,肝脏是氨基酸代谢与尿素形成的主要场所,因此,精氨酸酶⼏乎全部集中在肝脏内。
◆在⽣物的长期进化过程中,为适应各种⽣理机能的需要,为适应外界条件的千变万化,还形成了从酶的合成到酶的结构和活性各种⽔平的调节机制。
2、酶的化学本质---⼤多数酶都是蛋⽩质(1)酶的相对分⼦质量很⼤,如胃蛋⽩酶的相对分⼦质量为36000.(2)酶由氨基酸组成,将酶制剂⽔解后可得到氨基酸。
(3)酶具有两性性质(4)酶的变性失活与⽔解⼀切可以使蛋⽩质失活变性的因素同样可以使酶变性。
酶都是蛋⽩质?核酶不是⼆、酶的催化特性1、⾼效率酶的催化效率⽐⼀般化学剂⾼106—1013倍2、专⼀性⼀种酶只能作⽤于⼀类或某⼀种物质的性质称为酶作⽤的专⼀性或特异性。
蔗糖酶只能催化蔗糖等。
三、酶的组成及分类1、酶的组成—根据组成分为单纯酶和结合酶单纯酶:由简单蛋⽩质构成,如⽔解酶(淀粉酶、蛋⽩酶等)结合酶:结构中含有蛋⽩质和⾮蛋⽩成分,结合酶分为酶蛋⽩或脱辅基酶蛋⽩,⾮蛋⽩成分称为辅因⼦,辅因⼦⼜分为辅酶(与酶蛋⽩结合疏松,可⽤透析法除去)和辅基(不能⽤透析法去除)两类。
食品化学-酶
存在,及酶被底物饱和
精选课件
21
1/v
截距=1/vmax
斜率=Km/ vmax
精选课件
22
vmax的意义 在最适条件和被底物饱和时的理论上的最 高酶活力
Km的意义
v=vmax/2时,Km=[S] 当酶反应速度达到最高反应速度一半时的
反应进行 [S]下降 反应遵循一级动力学
dp dt k 0
反应速度常数
ddpt k1(SP)
底物浓度
精选课件
23
Km指示酶与底物的亲和力
较低Km,亲和力高,催化效率高
精选课件
24
二、酶浓度
当[E]<<[S], 反应速度∝酶浓度
精选课件
25
长时间范围内
初速度保持不 变,然后下降
初速度保持的 时间与酶的种 类有关
酶活下降的原因
产物的抑制作 用
酶失活
精选课件
26
反应动力学
反应早期 [S]是一个常数 酶反应是零级反应
A、B:催化基团
C:结合基团
精选课件
6
三、酶的命名
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
商品名称 系统命名
4位数字组成的酶委员会编号(EC number)
精选课件
7
酶的系统命名的原则
第一位数字(大类) 反应本质 1.氧化还原酶 电子转移
2.转移酶
基团转移
和手性的位置
被合成的键:C-C、 底物S1、底物S2、第三
C-O、C-N 等
底物(共底物)几乎总是
食品化学-06酶
(2)酸处理法 ) • 多数酚酶最适 =6~7,PH < 3失活。 多数酚酶最适PH= ~ , 失活。 失活 • 常用的酸有:柠檬酸、苹果酸、磷酸、抗坏血酸、混合酸。 常用的酸有:柠檬酸、苹果酸、磷酸、抗坏血酸、混合酸。 • 柠檬酸可降低 ,还可络合酚酶辅基 2+,但单独用效果不大。常 柠檬酸可降低pH,还可络合酚酶辅基Cu 但单独用效果不大。 与抗坏血酸、亚硫酸合用。 与抗坏血酸、亚硫酸合用。 • 实践证明:0.5%柠檬酸 + 0.3%抗坏血酸效果好。 实践证明: 抗坏血酸效果好。 柠檬酸 抗坏血酸效果好 • 抗坏血酸还可使酚酶失活,且可耗氧。 抗坏血酸还可使酚酶失活,且可耗氧。
5
酶的固定方法 2. 共价连接
利用酶与载体形成共价键固定酶 此法载体与酶结合牢固、半衰期长。 此法载体与酶结合牢固、半衰期长。 形成共价键的反应剧烈,常常引起酶蛋白高级结构发生变化, 形成共价键的反应剧烈,常常引起酶蛋白高级结构发生变化,因 此酶活力回收一般较低。 此酶活力回收一般较低。 共价结合法使用的载体主要有: 共价结合法使用的载体主要有: 纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、甲壳素及其衍生物、 纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、甲壳素及其衍生物、氨基酸 共聚物、甲基丙烯酸(或醇)共聚物、多孔玻璃等。 共聚物、甲基丙烯酸(或醇)共聚物、多孔玻璃等。
17
b.钙离子激活中性蛋白酶 分离出两种:CANPⅠ和CANPⅡ 分离出两种:CANPⅠ和CANPⅡ 都是二聚体 都是二聚体 含有相同的较小亚基(MW=30,000)和较大的亚基(MW=80,000, 含有相同的较小亚基(MW=30,000)和较大的亚基(MW=80,000,免疫性 质不同)。 )。 质不同)。 完全激活:50~ μmol/L CANP I 完全激活:50~100 μmol/L Ca2+ 的激活: mmol/L CANP II 的激活:1~2 mmol/L Ca2+ 活性部位中含有半胱氨酸残基的巯基,被归属于巯基蛋白酶 活性部位中含有半胱氨酸残基的巯基, CANPS的作用 CANPS的作用 • 通过分裂特定的肌原纤维蛋白质影响肉的嫩化 • 同溶菌体蛋白酶协同作用 • 死后僵直的肌肉缓慢松弛,这样产生的肉具有良好的质构 死后僵直的肌肉缓慢松弛,
食品化学:酶
• 六、酶制剂 酶制剂—酶的工业化制剂。酶制剂应
用方便,易获得。
七 酶的分类
1971年国际生化协会酶命名委员会根据酶所催化 的反应类型将酶分为六大类,即氧化还原酶类、转移 酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类, 分别用1、2、3、4、5、6的编号来表示,再根据底物 中被作用的基团或键的特点将每一大类分为若干个亚 类,每个亚类可再分若干个亚-亚类,仍用1、2、 3、……编号。故每一个酶的分类编号由用“.”隔 开的四个数字组成。编号之前是酶学委员会的缩写EC。 酶编号的前三个数字表明酶的特性:反应性质、反应 物(或底物)性质、键的类型,第四个数字则是酶在 亚-亚如类乙醇中脱的氢顺酶 序号。
根据组成酶蛋白分子的肽链数量及其组装特点, 又可将酶分为三类:
单体酶 单体酶只有一条多肽链,属于这一类的酶很少,一般都
是催化水解的酶,分子量在13 000~35 000之间,如溶菌 酶、胰蛋白酶等
寡聚酶 寡聚酶由几个甚至几十个亚基组成,这些亚基可以是相
同的多肽链,也可以是不同的多肽链。亚基之间不是共价 结合,彼此很容易分开。
食品中的酶能影响食品品质,在食 品加工中要使用酶。 • 三、本质 具有催化作用的蛋白质、酶具有活 性中心。
四、特性 • 1高效性
为一般催化剂的1000万倍~10万亿倍。 • (2)专一性(specificity)
酶对底物具有高度专一性。(绝对、 相对、立体)
• 五、酶的辅助因子
许多酶在作用时,需要一个非蛋白 质组分,酶的这个非蛋白质组分称为酶 的辅助因子。
反应速率 的因素
8.1酶的化学本质: 酶的化学组成主要是蛋白性成分。 根据其化学组成可将酶分为:
简单蛋白酶 即那些只需要其蛋白质部分就具有催化功能的酶。
第6章酶化学 第五节 酶的活力测定
第六章 酶化学
• 第一节 概述 • 第二节 酶的命名和分类 • 第三节 酶催化反应的机理 • 第四节 影响酶促反应速率的因素——酶促反应动力学 • 第五节 酶的活力测定 • 第六节 食品工业中重要的酶及其应用
食品生物化学
学习目标
1.掌握酶的化学本质及作用特点。 2.了解酶的命名及分类。 3.掌握酶催化反应的机理。 4.掌握温度、pH、酶浓度、底物浓度、竞争性抑制、非竞 性抑制物及激活剂对酶促反应速率的影响。 5.掌握酶活力的概念及测定酶活力的方法。 6.熟悉食品工业中重要的酶及其应用,了解固定化酶。
食品生物化学
第五节 酶的活力测定
一、酶的活力和活力单位
1.酶活力
通常用单位时间内酶催化某一化学反应的能力来表示酶的 催化能力,即用酶活力大小来表示酶的催化能力。酶活力的大 小可以用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表 示,两者呈线性关系。酶催化的反应速率愈大,酶的活力愈高; 反应速率愈小,酶的活力就愈低。所以测定酶的活力就是测定 酶促反应的速率。由于酶催化某一反应的速度受多种因素限制, 故一般规定在某一条件下(恒温、使用缓冲溶液)用反应速率的 初速率来表示酶活力。
60 20 2% 1 1000 4800单位/ 克酶制剂
10
0.5
2.测定一定时间内所起的化学反应量
这是酶活力测定的主要方式,用测定反应量来计算酶活力。 主要是根据在一定条件下,酶反应速率与酶浓度成正比,测定 反应速率就可求出酶的浓度。
食品生物化学
测定结果的正确与否,即能否真实地反映酶活力,是和酶 反应的条件是否适宜密切有关。适宜的条件是使所有的酶分子 都能正常地发挥作用,反应条件中应使酶浓度是影响反应速率 的唯一因素,而其他条件如pH和温度应保持最适水平。此外测 定用的底物应当使用足够高的浓度,使酶催化的反应速率不受 底物浓度的限制。为了测定简便,选用的底物最好在物理或化 学性质上和产物有所区别。
食品生化第六章酶
CH3CHCOOH NAD OH
+
CH3CCOOH NADH O
H
+
乳酸脱氢酶催化乳酸的脱氢反应 2)转移酶:催化基团转移反应 例如,谷丙转氨酶催化的氨基转移反应:
CH3CHCOOH HOOCCH2CH2CCOOH NH2 CH3CCOOH O O HOOCCH2CH2CHCOOH NH2
23
3)水解酶 例如,脂肪酶催化的脂的水解反应:
国际系统命名法 酶的名称 = 底物︰底物反应类型 如:丙氨酸︰α-酮戊二酸氨基转移酶 丙氨酸+ -酮戊二酸 谷氨酸 + 丙酮酸
20
酶的编码 (EC 1. 1. 1. 27 )
类. 亚类. 亚亚类. 顺序号.
类:表示反应类型,前面所述的六大类;
亚类:表示底物中被作用的基团或键的特点;
糖 脂
上篇:静态生化 -成分
蛋白质 核酸
下篇:动态生化 -代谢 -酶
1
2
3
4
5
6
己糖激酶 磷酸己糖异构酶 磷酸果糖激酶 醛缩酶
3-磷酸甘油醛脱氢酶 磷酸甘油酸激酶 磷酸甘油酸变位酶 烯醇化酶 丙酮酸激酶
7
第六章 酶
8
第一节 概述
1、化学本质
酶(enzyme),早期是指in yeast 在酵母中的意思, 指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数 由蛋白质组成(少数为RNA)。能在机体中十分温和 的条件下,高效率地催化各种生物化学反应。
9
甘油磷酸酶
10
2、分子组成
简单蛋白质: 蛋白酶,淀粉酶
酶蛋白 结合蛋白质 辅酶: 结合松弛 辅助因子
辅基: 共价结合
酶的名词解释食品化学
酶的名词解释食品化学酶是一类生物催化剂,在食品化学中起着重要的作用。
它们是由蛋白质组成的,在生物体内通过催化化学反应来加速代谢过程。
酶能够降低活化能,使反应更容易进行,并且能够高效地选择性地催化特定的反应。
一、酶的基本特性1. 酶的催化作用速度非常快。
酶催化反应的速度通常是非酶催化反应的百万倍甚至更高。
2. 酶是高度专一性的。
每一种酶都有特定的底物,并且只能催化特定的反应。
3. 酶的活性受到pH、温度、底物浓度等因素的影响。
适宜的条件能够提高酶的活性,而不适宜的条件则可能导致酶的失活。
4. 酶的活性可被抑制剂或激活剂调节。
抑制剂能够降低酶的活性,而激活剂则可以增加酶的活性。
二、酶在食品化学中的应用1. 酶在食品加工中的应用。
酶能够在食品加工过程中改善产品的质地、口感和营养价值。
例如,面包的发酵过程中需要酵母酶来产生二氧化碳,使面团膨胀发酵;牛奶制作乳酸酸奶时,乳酸菌中的乳酸酶能够将乳糖转化为乳酸,增加酸奶的酸度和口感。
2. 酶在食品分解和转化中的应用。
酶可以帮助食品中的蛋白质、碳水化合物和脂肪被分解和转化为人体能够吸收和利用的营养物质。
例如,胃中的胃蛋白酶能够将蛋白质分解为氨基酸,使其易于消化和吸收;食物中的淀粉酶能够将淀粉水解为糖分子,提供能量。
3. 酶在食品保存和防腐中的应用。
酶能够影响食品的味道、气味和颜色,也可以对食品中的微生物生长起到抑制作用。
例如,水果中的过氧化物酶可以减少果肉氧化的速度,延长水果的保鲜期;使用过氧化氢酶处理牛奶可以降低其过氧化氢含量,防止牛奶变质。
4. 酶在食品酿造和发酵中的应用。
酿酒、酿造,以及一些特殊食品的制作过程中,酶能够促进发酵过程,提高产品的风味和品质。
例如,啤酒酿造过程中,酿酒酵母中的酵母酶能够将麦芽中的淀粉转化为酒精和二氧化碳。
三、酶的发展和前景随着科学技术的进步,对酶的研究和应用不断深入。
人们正在努力开发新的酶,改良已有的酶,并探索酶在更广泛领域的应用。
食品化学课件7酶
环境条件
• • • • pH 温度 水分活度 抑制剂
6.2 酶促褐变
褐变现象:水果和蔬菜,如苹果、香蕉、土豆等。当它们的组
织被碰伤、切开、削皮后放置在空气中颜色很快变暗。 酶促褐变 :是在有氧的条件下,酚酶催化酚类物质形成醌及其聚 合物的反应过程。 酶促褐变作用机理:
植物组织中含有酚类物质,当细胞组织被破坏后,氧就大量侵
(2)酸处理法 多数酚酶最适PH=6~7,PH < 3失活。 常用的酸有:柠檬酸、苹果酸、磷酸、抗坏血酸、混合酸。 柠檬酸可降低pH,还可络合酚酶辅基Cu2+,但单独用效果不大。 常与抗坏血酸、亚硫酸合用。 实践证明:0.5%柠檬酸 + 0.3%抗坏血酸效果好。 抗坏血酸还可使酚酶失活,且可耗氧。
钙离子激活中性蛋白酶
两种:CANPⅠ和CANPⅡ
• 都是二聚体 • 含有相同的较小亚基(MW=30,000)和较大的亚 基(MW=80,000,免疫性质不同)。
活性部位中含有半胱氨酸残基的巯基,被归 属于半胱氨酸(巯基)蛋白酶
CANPS的作用
CANP I 完全激活:50~100 µmol/L Ca2+ CANP II 的激活:1~2 mmol/L Ca2+ 肌肉中的活力是很低的 通过分裂特定的肌原纤维蛋白质影响肉的嫩化 同溶菌体蛋白酶协同作用 死后僵直的肌肉缓慢松弛,这样产生的肉具有良好 的质构
3)酶在肉蛋鱼类加工中的应用
肉类嫩化 老龄动物中的胶原蛋白因交联作用呈交链状、 网状,肉粗糙、坚韧,故需进行嫩化处理。主要 用到的酶有木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和米曲蛋白 酶,可以水解胶原蛋白,使肌肉嫩化。 蛋白酶水解废弃的动物血、杂鱼、鱼刺鱼骨、 碎肉中的蛋白质,提取其中的可溶性蛋白,以供 食用或饲料,以及制取一些功能性多肽和氨基酸。 葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶除去禽蛋中的葡 萄糖,消除禽蛋干制时褐变的发生。
《食品生物化学》第六章 酶化学
四.诱导契合学说
1.“锁和钥匙学说”
(1)内容: 底物的结构必须与酶活性中心的结构
非常吻合 → 二者紧密结合,形成中间产 物。
1.“锁和钥匙学说” (图6-4左)
底物
酶-底物 酶
(2)缺点:不能解释可逆反应
乳酸脱氢酶
乳酸
丙酮酸
2H
底物 酶
酶-底物 产物
2.诱导契合学说(图6-4右)
1.竞争性抑制作用
抑制剂(I)与酶作用的底物(S)结构 相似,可与底物共同竞争酶的活性中心。
琥珀酸脱氢酶
琥珀酸
延胡索酸
丙二酸
琥珀酸脱氢酶
COOH
CH2 CH2 COOH 琥珀酸
COOH CH2 COOH 丙二酸
抑制剂(I)与酶作用的底物(S)结构相似, 可与底物共同竞争酶的活性中心。
1.竞争性抑制作用
V1
V2
V3
V4
V5
底物浓 底物浓 底物浓 底物浓 底物浓
度很低 度低
度稍髙 度高
度很高
(1)
(2)
制得相对平 滑的曲线
V
(3) ..
.
.
. (4)
(5)
[S]与V之间
的关系曲线
0 1 2 3 4 5 [S]
三.底物浓度对酶促反应的影响
1.底物浓度与酶促反应速率的关系
[S]与V之间 的关系曲线
图6-8
Km值最小的底物称为酶的最适 底物。
蔗糖酶
蔗糖
葡萄糖+果糖
Km=28mmol/L
蔗糖酶的最适 底物是蔗糖
蔗糖酶
棉子糖
葡萄糖+果糖-半乳糖
Km=350mmol/L
(4)Vmax值
第6章酶化学 第六节 食品工业中重要的酶及其应用
食品生物化学
果胶裂解酶能催化果胶半乳糖醛酸残基的C-4和C-5位 上发生氢的反式消去完成糖苷键的裂解。
生产上使用的果胶酶主要来自霉菌,是几种果胶酶特别是 果胶脂酶和半乳糖醛酸酶的混合物。在果汁加工工艺过程中, 添加果胶酶制剂可提高出汁率,加速果汁澄清,使成品果汁有 较好的稳定性;在果酒制备过程中使用果胶酶制剂,不仅酒易 于压榨、澄清和过滤,而且酒的收率和成品酒的稳定性均有提 高。果胶酶还可用于橘子脱囊衣、莲子去内皮、大蒜去内膜、 麻料脱胶等生产中。
天然纤维素 C1酶 游离直链纤维素 Cx酶纤维二糖 -葡萄糖苷酶葡萄糖
食品生物化学
C1 酶 、 Cx 酶 和 β- 葡 萄 糖 苷 酶 都 是 糖 蛋 白 , 最 适 温 度 为 50℃,最适pH为4~5。在一定条件下,它们协同作用,把纤维 素水解为葡萄糖。
纤维素酶作用于纤维素可使植物性食品原料中的纤维素增 溶和糖化,这对食品工业具有重要意义。
葡萄糖异构酶对热稳定,最适温度为65~80℃,多数葡萄 糖异构酶在碱性条件下稳定,最适pH为6.5~ 8.0。
葡萄糖异构酶主要催化葡萄糖与果糖间的异构化,这是一 个吸热反应。反应达平衡时,温度升高有利果糖的生成。
葡萄糖异构酶主要用于生产果葡糖浆。
食品生物化学
四、固定化酶
固相酶是将分离纯化得到的水溶性酶,用物理或化学方法 处理,使酶与一惰性载体连接起来或将酶包起来做成一种不溶 于水的酶。这样的酶在固相状态下作用于底物,故又称水不溶 酶或固相酶。
第六章_酶化学
AB + H2O
AOH + BH
4. 裂解酶类:催化非水解性地除去基团而形成双 键的反应或逆反应。
C—C键
CH3 C=O COOH
CH3 C=O H
+ CO2 (脱羧酶、醛缩酶)
C—O键
CH2COOH HO—CH—COOH
HCCOOH +
H2O(脱水酶)
HOOCCH
C—N键
COOH CH—NH2 CH2 COOH
促使化学反应进行的途径: 1. 用加热或光照给反应体系提供能量。 2. 使用催化剂降低反应活化能。
核酶的研究中的两个问题
核酶催化效率太低 由于核酶本身是RNA,很容易被核酸水
解酶(RNase)所破坏
因此,要将核酶应用于体内阻断 基因表达或作为抗病毒的临床药 物,还要做大量的研究工作。
酶的作用机制
酶的催化作用,过渡态,活化能 中间产物学说 决定酶作用专一性的机制 使酶具有高催化效率的因素
可以用电泳的方法对它们进行分离。
四、 抗体酶
既是抗体又具有催化功能的蛋白质.
本质是免疫球蛋白(immunologlobulins) 人工的方法使其获得了酶的属性,所以又称 为催化性抗体(catalytic antibody)。
抗体蛋白的特性
酶与抗体这两种蛋白质之间尽管功能不同,但 它们与各自的配基(酶-底物、抗体-抗原)的结 合特性,如结合方式、动力学过程等都非常相 似。
(2)结合酶:酶蛋白+辅因子=全酶
辅因子(cofacter):热稳定的非蛋白小分子。
按分子组成: 金属离子:Mg2+、Mn2+ 小分子有机物:NAD + 、NADP +
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
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第二节
(五)离子辐射
离子辐射能使酶完全失活所需的剂量比破坏 微生物所需的剂量大10倍。
缺氧和干燥条件下,酶稳定性高 室温下比低温下失活的程度高 采用热-离子辐射结合处理的方法
2020/9/22
➢化学试剂和载体(聚丙烯酰胺、葡聚糖、纤维素、
硅胶等)通过化学反应使酶分子上游离的羧基或 氨基共价结合到载体上。
➢双官能试剂(如戊二醛)将酶分子连接起来。酶
分子通过双官能试剂彼此相连接,形成了共价键, 同时酶的以部分起着载体的作用。
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第三节
优点: 共价键牢固,酶不易泄漏 缺点:一部分酶起着载体的作用而失去了催化
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第二节
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三、pH
❖ PH对大多数酶的活力都 有显著的影响。
❖ S形或钟形 ❖ pH影响酶活力的原因 pH影响酶分子上电荷的
分布 取决于酶蛋白质的氨基
酸侧链上可离解基团的 状态
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第二节
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第二节
❖ 可离解基团可能处于酶的活性部位,因此影响 酶与底物的结合和催化作用
酶活力
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第二节
对于一底物催化反应,还有Briggs Haldane模型
❖ 以稳定态假设取代平衡态假设
❖ 稳定态假设是指在酶反应中[ES]保持不变。
❖ 推导的公式为:
V
V
max[
s]
[s] Km
❖ Km=(k-1+k2)/k1 ❖ 除Km的定义不同外,两者模型完全相同。
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能力,固定的酶活力较低;对于价格昂贵的 酶,不经济。
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(三)载体截留
第三节
凝胶(聚丙烯酰胺)包埋将酶分子截留。 特点: ➢低MW底物可通过扩散自由进入凝胶颗粒,酶
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Βιβλιοθήκη 2020/9/2222
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第二节 影响酶活力的因素
内在因素: 酶的浓度 底物的浓度 环境条件: pH 温度 水分活度 抑制剂
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第二节
一、底物浓度
反应速度V和底物浓度[S]的关系非线性
❖ 以一底物讨论酶反应
k1
E+S
ES k2
E+P
k-1
E :游离状态酶
S: 底物
ES : 酶-底物络合物 P : 反应产物
k : 反应速度常数
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第二节
v m ax[S ]
❖ V=
[S ] Km
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第二节
❖ Km =K-1/K1 Michaelis 常数,米氏常数
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第二节
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第二节
(二)压力
一般压力不致于高到使酶失活 几种处理方式相结合时,导致酶失活 ➢压力-高温处理 ➢压力-高剪切处理 高压灭酶
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第二节
(三)剪切
混合、管道输送、挤压,使酶失活 在作用停止后,酶活再生
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第二节
(四)超声能量
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第三节
一、酶的固定方法
(一)吸附
将酶吸附在氧化铝、有机聚合物、玻璃、无机 盐或硅胶等材料上
优点:
无需特殊化学试剂,简便、价廉 。
缺点:
结合力是弱键作用,当温度、pH和离子强度
改变,或者当底物存在时,结合的酶可能会解
吸。
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(二)共价连接
第三节
两种处理方法:
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第一节引论
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
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第一节引论
酶具有专一性或特异性(specificity)
酶作为催化剂的机制不完全清楚
第六章 酶
Enzyme
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教学目的与要求
了解酶的化学本质、分类、酶催化的机理和酶 的反应动力学;酶的固定化方法。
掌握影响酶活力的因素;固定化酶的特点。
掌握各种酶的作用特点,包括脂肪氧合酶、多 酚氧化酶、果胶酶、蛋白酶、淀粉酶、纤维素 酶、过氧化物酶等;哪些酶可作为食品质量的 指示剂。
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鳕鱼组织中的 磷脂酶在-4℃ 的活力相当于
-2.5℃的活力 的5倍。
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第二节
五、水分活度
❖ 食品原料中的水分含量必须低于1%~2%,才 能抑制酶活力。
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❖ 有机溶剂(甘油)和水混合。 水分体积分数减少,酶活力下降。
第二节
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(六)溶剂
与水不互溶的溶剂稳定酶 互溶的溶剂能使酶失活 ➢温度低时,较稳定
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第二节
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第三节 固定化酶
将酶与不溶解的载体相结合,酶从可溶状态 变成固定化的状态。
优点: ➢酶的稳定性提高 ➢酶能反复多次使用 ➢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
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❖ Vmax:最大反应速度,所有的酶都以ES形式 存在,及酶被底物饱和
❖ Km的测定方法:Lineweaver-Burk提出的双 倒数法
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第二节
1 Km 1 V V max[ S ] V max
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第二节
❖ 截距=1/Vmax 斜率=Km/ Vmax ❖ Vmax的意义 ➢在最适条件和被底物饱和时的理论上的最高
部位上去 酶的专一性或特异性可扩展到键的类型上。
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第一节引论
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第一节引论
三、酶的命名
习惯命名 商品名称 系统命名 4位数字组成的酶委员会编号(EC number)
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第一节引论
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第一节引论
➢ 食品加工中常用的酶是水解酶,其次是氧化 还原酶及异构酶。
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❖ 不同pH下保温时的失活速度
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第二节
四、温度
(一)酶的热稳定性 ❖ 测定方法:酶液置于不同温度下(25℃)保温
一定时间后测定酶活。 ❖ 酶失活动力学 ❖ 遵循一级动力学:酶的残余活力百分数的对数
与保温时间呈线性关系(图6-11)。
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二、酶的本质
第一节引论
定义(1979年) ➢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 ➢并非都是蛋白质
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第一节引论
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
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第二节
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第二节
❖ Arrnenius方程 k=Ae-Ea/RT ➢Ea:酶热变性的活化能 ➢R:通用气体常数 ➢ log残余百分酶活~时间 呈线性关系 ➢ 直线的斜率为Ea/2.3R
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第二节
(二)酶催化反应的活化能
❖ 酶降低活化能,产生两个效果 ➢低温下,使高比例的反应物转变成产物 ➢升高温度对酶反应速度造成的影响相对较
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有机溶剂对酶反应的影响(两个方面) ❖ 影响酶的稳定性和反应进行的方向 ❖ 有机溶剂与水不互溶 ➢反应从催化水解反应移向催化合成反应 ❖ 有机溶剂与水互溶 ➢反应移向催化水解反应
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第二节
六、酶抑制动力学
❖ 当△G的绝对值很小,逆向反应不能忽视 ❖ 产物的积累产生抑制作用 ❖ 其它物质也会产生抑制作用 ❖ 对酶的抑制可以是不可逆的 ❖ 但可逆抑制更常见
小 ❖ 在酶稳定的范围内,尽可能采用高温
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第二节
(三)低温下酶的活力
❖ 食品原料部分冻结(0℃以下)时,酶的活动 并没有完全停止。
❖ 低温使酶活力下降,但应避免稍低于冰点的温 度保藏食品。
➢水冻结后,酶和底物浓缩,促进酶活。 ➢冻结和解冻破坏组织结构,酶容易接近底物。
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第一节引论
四、酶的辅助因子(cofactors)
酶在作用时需要有一个非蛋白质组分存在, 这个组分称为辅助因子。
分类
➢金属离子
羧肽酶~Zn2+ ,激酶~Mg2+ ➢有机化合物——B族维生素
辅酶(coenzyme)
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第一节引论
✓ 通常把与酶蛋白结合比较松、容易脱离酶蛋 白、可用透析法除去的小分子有机物称为辅 酶。
v~pH曲线确定最适pH ❖ 采用酶反应的初速度 ❖ 酶的pH 稳定范围 见表6-6
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第二节
❖ 确定酶的pH稳定性测定方法 ➢与测定初速度时采用相同的温度、缓冲液、
酶浓度 ➢不同的pH下保温 极端的pH一般会使酶失活 ❖ 大多数酶的最适pH在4.5~8.0 ❖ 特殊情况 ➢胃蛋白酶~1.8 ➢精氨酸酶~10