食品酶学糖酶和蛋白酶67.ppt
合集下载
食品酶学-糖酶和蛋白酶(6-7)
1．果胶甲酯酶（Methylesterase）
命名：果胶 果胶基水解酶（EC 3.1.1.11）， 也被称为果胶酯酶（Pectinesterase，PE）
存在：高等植物和微生物中
有二价离子Ca2+ 存在时，Ca2+ 和果胶酸分子中的羧基 形成交联，从而提高果蔬的质构强度。
2.聚半乳糖醛酸酶(Po1ygalacturonase )
2. 纤维素酶活力测定
总纤维素酶活力 活力测定： 滤纸法、 重量法、
粘度法、
还原糖
第四节 乳糖酶EC3.2.1.23
β-D-半乳糖苷酶(乳糖酶) EC（3.2.1.23） 在植物、动物和微生物中都存在
存在于摄入奶产品的哺乳动物,禽没有乳糖酶
牛奶中的乳糖是很难消化的, 有人喝奶后发生腹 泻,腹痛的主要原因, 牛奶用乳糖酶处理,使奶中 的乳糖水解为葡萄糖和半乳糖 , 可解决上述问题, 且能提高其风味品质
α-淀粉酶以直链淀粉为底物时，反应一般 按两个阶段进行：
① 直链淀粉→寡糖，快速，随机机制
② 寡糖→葡萄糖和麦芽糖，缓慢 直链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚 糖的混合物
α-淀粉酶作用支链淀粉时，产生葡萄糖、麦芽糖 和一系列α-限制糊精（4个或更多个葡萄糖基构 成的寡糖，含有α-1,6糖苷键）。 支链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ α-极限糊 精 一般分解限度以葡萄糖为准是35-50％，但在细菌 的淀粉酶中，亦有呈现高达70％分解限度的（最 终游离出葡萄糖） 极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基. α-极限糊精是指含α-1,6糖苷键由3个以上葡萄 糖基构成的极限糊精.
食品酶学第四章-蛋白酶
适宜pH为6~8，适宜的反应温度为30℃~45℃，因底 物的种类及浓度不同而有所改变。
3 金属蛋白酶
共性与特性：
几乎所有的这类蛋白酶均是外切酶。只有嗜热菌蛋白酶（EC 3.4.24.4）、胶原酶和来自毒蛇毒液中的出血蛋白酶少数是金 属内切酶。
其活性部分依赖与某些金属离子。 羧肽酶A和羧肽酶B等一些需要Zn2+，脯氨酰氨基酸酶、亚氨
第四章（第二部分）
食品工业中的水解酶类之
蛋白酶
第四章 水解酶类之
蛋白酶
第一节 蛋白酶作用机制与分类
第二节 常见的蛋白酶
第三节 蛋白酶在食品中的应用
（一）作用机制 水解蛋白质或多肽中的酰胺键（肽键）：
在较温和的条件下催化蛋白质分子中肽链断裂（即 酰胺键断裂），生成肽链长度较短的肽分子或游离氨 基酸。
血液蛋白质加工技术的关键是血红蛋白的提 取和脱色。
（1）共性与特性：
①其活性中心包含有半胱氨酸。
②适宜pH为6~7.5，热稳定活力60~80℃。
蛋白酶 木瓜蛋白酶
部分氨基酸顺序（加*为活性中心半胱氨酸）
*
Pro-Val-Ly s-Asn-Glu-Gly -Ser-Cy s-Gly -Ser-Cy s-
无花果蛋白酶
Pro-Ile-Arg-Gln-Gln-Gly -Gln-Cy s-Cl*y -Ser-Cy s-T
白酶（pepsin）、凝乳蛋白酶（chymosin）等。
（2）胃蛋白酶（EC 3.4.23.1）
胃蛋白酶是由胃粘膜细胞分泌出胃蛋白酶原，经过激 活而得到的。所有脊椎动物的胃液中均有胃蛋白酶。
胃蛋白酶在pH为2~5的范围内稳定； 在以蛋白质为底物时，最适pH为2，超过此范围时胃
蛋白酶容易失活， 在温度超过80℃时酶不可逆的失活，它的适宜使用温
3 金属蛋白酶
共性与特性：
几乎所有的这类蛋白酶均是外切酶。只有嗜热菌蛋白酶（EC 3.4.24.4）、胶原酶和来自毒蛇毒液中的出血蛋白酶少数是金 属内切酶。
其活性部分依赖与某些金属离子。 羧肽酶A和羧肽酶B等一些需要Zn2+，脯氨酰氨基酸酶、亚氨
第四章（第二部分）
食品工业中的水解酶类之
蛋白酶
第四章 水解酶类之
蛋白酶
第一节 蛋白酶作用机制与分类
第二节 常见的蛋白酶
第三节 蛋白酶在食品中的应用
（一）作用机制 水解蛋白质或多肽中的酰胺键（肽键）：
在较温和的条件下催化蛋白质分子中肽链断裂（即 酰胺键断裂），生成肽链长度较短的肽分子或游离氨 基酸。
血液蛋白质加工技术的关键是血红蛋白的提 取和脱色。
（1）共性与特性：
①其活性中心包含有半胱氨酸。
②适宜pH为6~7.5，热稳定活力60~80℃。
蛋白酶 木瓜蛋白酶
部分氨基酸顺序（加*为活性中心半胱氨酸）
*
Pro-Val-Ly s-Asn-Glu-Gly -Ser-Cy s-Gly -Ser-Cy s-
无花果蛋白酶
Pro-Ile-Arg-Gln-Gln-Gly -Gln-Cy s-Cl*y -Ser-Cy s-T
白酶（pepsin）、凝乳蛋白酶（chymosin）等。
（2）胃蛋白酶（EC 3.4.23.1）
胃蛋白酶是由胃粘膜细胞分泌出胃蛋白酶原，经过激 活而得到的。所有脊椎动物的胃液中均有胃蛋白酶。
胃蛋白酶在pH为2~5的范围内稳定； 在以蛋白质为底物时，最适pH为2，超过此范围时胃
蛋白酶容易失活， 在温度超过80℃时酶不可逆的失活，它的适宜使用温
《食品酶学》课件
使用。
02
国际标准
国际标准化组织（ISO）制定了一系列食品酶的国际标准，包括ISO
16187、ISO 16188等。
03
国家标准
各国政府根据本国实际情况制定了相应的食品酶国家标准，如中国国家
食品安全标准《食品添加剂使用标准》（GB2760-2014）等。
食品酶的监管与认证
监管机构
各国政府设立了专门的监管机构对食品酶进行监管，如中国的国家卫生和计划生育委员会 、美国食品药品监督管理局（FDA）等。
感谢各位观看
利用电场强度和电渗流的共同作用，实现对 蛋白质的分离。
食品酶的纯度与活性检测
纯度检测
通过电泳、质谱等技术检测酶蛋白的 纯度。
活性检测
通过生化反应速率法、荧光法等技术 检测酶的活性。
05
食品酶的安全性与法规
食品酶的安全性评估
安全性评估流程
对食品酶进行安全性评估是确保其安 全使用的重要环节，包括急性毒性试 验、亚慢性毒性试验、慢性毒性试验 等步骤。
食品酶的来源
1 2
微生物来源
许多酶类是由微生物分泌的，如酵母、霉菌和细 菌等。
植物来源
植物也是酶的重要来源，如菠萝蛋白酶、木瓜蛋 白酶等。
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
动物来源
动物体内也产生一些酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶 等。
食品酶的性质
专一性
大多数酶具有专一性，只能催化一种或一类化学 反应。
最适pH值
酶活性在一定的pH值下达到最大值，称为最适pH 值。
认证制度
为了确保食品酶的安全性和质量，各国政府建立了认证制度，对符合要求的食品酶进行认 证，如中国的绿色食品认证、欧盟的有机食品认证等。
《食品酶学》课件
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
食品酶的分类与特性
氧化还原酶类
总结词
氧化还原酶类是一类催化氧化还原反 应的酶，在食品工业中具有广泛应用 。
详细描述
氧化还原酶类包括氧化酶、过氧化氢 酶、过氧化物酶等，它们能够催化氧 化还原反应，如脂肪氧化、色素合成 等，在食品加工中具有保鲜、防腐、 着色等作用。
水果和蔬菜加工
酶在水果和蔬菜加工中用于果蔬汁的澄清、果酒的酿造和果蔬的保鲜等 。例如，用果胶酶水解果胶，使果汁更加清澈；用酒化酶将糖转化为酒 精，用于果酒酿造。
酶在食品安全检测中的应用
食品添加剂检测
酶可以用于检测食品中的添加剂，如防腐剂、色素和甜味剂等。通过酶反应可以将添加剂 转化为可检测的产物，进而用色谱或质谱等方法进行定量或定性分析。
合成酶类
总结词
合成酶类是一类催化合成反应的酶，在食品 工业中主要用于风味物质的合成和生物防腐 。
详细描述
合成酶类包括合成氨基酸、脂肪酸、糖类等 的酶，它们能够催化合成反应，生成风味物 质和生物防腐剂等，在食品加工中具有提高
食品品质和延长保质期等作用。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
VS
详细描述
转移酶类包括转氨酶、转糖基酶等，它们 能够催化氨基酸、糖类等物质的基团转移 反应，生成风味物质，如香味剂、甜味剂 等，在食品加工中具有提高食品风味、改 善口感等作用。
裂合酶类
总结词
裂合酶类是一类催化裂解反应的酶，在食品 工业中具有较少的应用。
详细描述
裂合酶类包括裂解酶、脱氢酶等，它们能够 催化有机化合物的裂解和脱氢反应，生成小 分子物质，但由于其应用较少，对于食品工 业的影响也较小。
《食品中的酶》课件
在食品加工中的效果和效率。
酶在食品工业中的可持续发展
01
酶在绿色食品加工中的应用
利用酶法替代化学法，减少食品加工中的有害物质残留，提高食品的安
全性和品质。
02
酶在资源回收和环境保护中的应用
利用酶法处理废弃物和废水，实现资源回收和环境保护，促进食品工业
的可持续发展。
03
酶在新型食品开发中的应用
利用酶的特殊催化功能，开发新型食品和功能性食品，满足消费者对食
凝乳酶
用于生产奶酪，使牛奶凝结并分 离出乳清。
蛋白酶
可以改变牛奶中蛋白质的结构， 提高奶酪的质感和口感。
脂肪酶
可以水解牛奶中的脂肪，提高奶 酪的风味和口感。
酶在果汁加工中的应用
果胶酶
用于分解果肉中的果胶，提高果汁的出汁率。
纤维素酶
可以分解果肉中的纤维素，使果汁更加清澈。
氧化酶
可以氧化果汁中的某些成分，提高果汁的色泽和 风味。
可分为单体酶、寡聚酶和多聚酶等。
根据酶的作用性质分类
可分为氧化还原酶、水解酶、裂合酶 、异构酶和转移酶等。
02
酶在食品中的作用
酶与食品加工
酶在食品加工中具有重要作用，能够 催化食品中的化学反应，改善食品的 口感、色泽和质地。
酶还可以用于制作酶解食品，如酱油 、醋和味精等，通过酶解过程将大分 子物质转化为小分子物质，提高食品 的消化吸收率。
酶可以用于制作发酵食品，如酸奶、 面包和酒类等，通过发酵过程促进食 品中糖类、蛋白质等物质的分解和转 化。
酶在食品加工中还有助于去除杂质、 提高食品的纯度等。
酶与食品保鲜
酶可以用于延长食品的保鲜期，通过催化食品中的氧化反应，延缓食品的氧化变质 。
《食品酶学第五章》PPT课件
蛋白酶在面包生产中的作用——主要表现在面团 发酵过程中。
1.应用蛋白酶可以缩短发酵时间。 由于蛋白酶的作用，使面粉中的蛋白质降解为 肽、氨基酸，以供给酵母氮源，促进发酵。 因为在发酵初期酵母可利用存在于面粉中的含 氮化合物，在发酵后期含氮化合物不足，添加蛋白 酶的效果就能较充分地显示出来。
2.降低面团的粘度
3. 20世纪20年代初美国较大规模生产淀粉糖品，用酸法技术制 葡萄糖和糖浆等。
4. 60年代初期酶法技术发展，先是酸酶法，以后是双酶法，不 同酶法逐步代替了酸法技术。
5. 1967年又采用异构化酶转变甜度较低葡萄糖成更甜的果糖， 生产果葡糖浆，大大促进了淀粉制糖工业的发展。
酶法生产过程中应用的酶有： α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱支酶和葡萄糖异构酶、环状糊精葡萄
借助本品可使用普通面粉来生产奶油和苏打饼干。
脂肪氧合酶
存在：植物中。 各种植物的种子，特别是豆科植物的种子含量丰富，尤其以大豆中含量最高。
表5-4 几种植物中脂肪氧合酶的相对活力 植 物 大豆 绿豆 豌豆 小麦 花生
相对活力/％ 100 47 35
2
1
作用特点：脂氧合酶对底物具有高度的特异性，它 作用的底物脂肪，在其脂肪酸残基上必须含有一个 顺 ， 顺 1 ， 4- 戊 二 烯 单 位 （ —CH ＝ CH—CH2—CH ＝ CH—）。
根霉
α (G.A.) α-1,4; α-1,6
黑曲酶 α (G.A.) α-1,4;α-1,6
糊精及麦芽糖
糊精及麦芽糖
葡萄糖6%、麦 芽糖30%、糊精 葡萄糖100% 葡萄糖90%、其 它为寡糖
Ca2+能保护酶 Cl-能活化酶 Ca2+能保护酶 Cl-能活化酶 Ca2+能保护酶
《食品酶学绪论》PPT课件
《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。
《食品酶学》教学内容
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。
20世纪60年代起酶固定化研究渐成气候。
（三）酶制剂研究和应用阶段
1969年日本千烟一郎第一个把固定化酶应用于工业 生产——固定化氨基酰化酶大规模生产L-氨基酸。
美国从20世纪70年代初使玉米淀粉液化、糖化和异 构化，并已成功地工业化生产第一代、第二代和第 三代高果糖浆（HFGS）。
高果糖浆可以代替蔗糖作为食品的甜味剂，仅美国 的可口可乐和百事可乐两家饮料公司，每年就可消 耗高果糖浆五六百万吨，既提高了饮料质量。又有 利于人的健康，是一个非常成功的技术革新。
1.5 食品工业应用酶
在催专纯来成法安作
加化一度源本规全为
工某性 稳 容性食
过反
定许品
程应
性
工
中的
业
保能
应
持力
用
稳
酶
定
则
等
必
。
须
考
虑
：
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。
《食品酶学》教学内容
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。
20世纪60年代起酶固定化研究渐成气候。
（三）酶制剂研究和应用阶段
1969年日本千烟一郎第一个把固定化酶应用于工业 生产——固定化氨基酰化酶大规模生产L-氨基酸。
美国从20世纪70年代初使玉米淀粉液化、糖化和异 构化，并已成功地工业化生产第一代、第二代和第 三代高果糖浆（HFGS）。
高果糖浆可以代替蔗糖作为食品的甜味剂，仅美国 的可口可乐和百事可乐两家饮料公司，每年就可消 耗高果糖浆五六百万吨，既提高了饮料质量。又有 利于人的健康，是一个非常成功的技术革新。
1.5 食品工业应用酶
在催专纯来成法安作
加化一度源本规全为
工某性 稳 容性食
过反
定许品
程应
性
工
中的
业
保能
应
持力
用
稳
酶
定
则
等
必
。
须
考
虑
：
《食品酶学》PPT课件 (2)
最适pH值范围是5.0-6.0。pH4.0-9.0在20℃可以稳定24h
钙离子对β-淀粉酶有降低稳定性作用。
活性中心有巯基存在，巯基试剂对-氯汞苯甲酸和N-乙基 苹果酰胺处理酶或者氧化作用会使酶失活。
环状糊精和麦芽糖是竞争性抑制剂。
酸性环境，大豆比小麦、大麦的稳定。
热稳定性：甘薯最好。
精品医学
20
5.1.3 葡萄糖淀粉酶
重要
精品医学
4
5.1 淀粉酶
• 底物：淀粉、糖原和多糖衍生物 • 分布：动物、植物、微生物 • 分类：a-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、
异淀粉酶
精品医学
5
• 5.1.1 α-淀粉酶
1、存在 动物---唾液、胰脏 植物---发芽大麦、玉米、稻米、高粱、谷子 微生物---枯草杆菌、芽孢杆菌、米曲霉、黑曲 霉、扩展青霉
第5章 糖 酶
精品医学
1
主要内容
•
5.1 淀粉酶
•
5.2 乳糖酶
•
5.3 纤微素酶
•
5.4 果胶酶
精品医学
2
• 糖酶的作用： 裂解多糖中将单糖结合在一起的化学键，使
多糖降解成为较小的分子；
催化糖单位结构上的重排，形成新的糖类化 合物。
精品医学
3
糖酶种类
• 淀粉酶 • 乳糖酶 • 纤维素酶 • 果胶酶等
和对热、酸或脲等变性因素的稳定性降低。
精品医学
8
4、α-淀粉酶的作用机制
• α-淀粉酶是内切酶型，随机作用于淀粉、糖原的α1,4-糖苷键，对α-1,6-糖苷键则不能水解。
• 水解直链淀粉时，先切开淀粉分子中间部分的α-1,4糖苷键，使长链淀粉很快地分解成短链的糊精，糊精再继 续水解，最后产物为α-麦芽糖和少量的葡萄糖。
《食品酶学第三章》PPT课件
具体操作：细胞离心
收集菌体
加入冷却的丙酮液
搅拌
抽滤
反复用冷丙酮液洗涤
置干燥器中低温保存。
经丙酮处理的细胞干粉称为丙酮粉。丙酮还 能除去细胞膜部分脂肪，更利于酶的提取。
三、酶的抽提
What？
在酶的分离纯化前期，将经过处理 或破坏的细胞置于一定溶液中，使被 提取的目的酶与其它物质分离的过程， 包括酶与细胞固体残渣的分离、酶与 其他物质的分离。
二、酶源材料的预处理（胞内酶）
•
机械破碎法
•
物理方法
•
酶解法
•
表面活性剂处理法
•
丙酮粉法
机械破碎法包括研磨法和细菌磨法 • 研磨法 • 细菌磨法——此法比研磨法省力，其破碎率也比研
磨法效率高。
细菌磨结构示意图
物理方法
超声波破碎法
渗透压法
冻融法
基本原理是利用超声 波（10-15KHz）的机 械振动而使细胞破碎。 由于超声波发生时的 空化作用，致使液体 形成局部减压引起液 体内部产生很大的压 力导致细胞破碎。
PM-30 PM-20 PM-10 UM-2 UM-0.5
表3-2 “Diaflo” 超滤膜的物理特性
截留酶的分子质量/U 近似平均孔径/nm
300 000
14
100 000
5.5
50 000
3
30 000
2.2
20 000
1.8
10000
1.5
1000
1.2
500
1
2. 超滤膜的材料 醋酸纤维素、各种芳香聚酰胺、聚砜和
• 因为一般蛋白质都含有相当数量的-SH，若提取液 中有氧化剂或与空气中的氧气接触过多都会使-SH 氧化为二硫键，导致酶活性的丧失。
食品酶工程讲义PPT
选择性高，单批处 配基利用率提高，
理量大
容易规模放大
二. 高效液相层析法
高效液相层析法(HPLC)也称高效液相色谱法,其分离原理与经典液相色谱相同, 但是,由于它采用了高效色谱柱、高压泵和高灵敏检测器,因此,它的分离效率、分 析速度和灵敏度大大提高了。高效液相色谱仪由输液系统、进样系统、分离系统、 检测系统和数据处理系统组成。
目录 CONTENTS
1
酶分子的化学修饰
酶分子的化学修饰可以定义为在体外利用修饰剂所具有的各类化学基团的特性,直接 或经一定的活化步骤后与酶分子上的某种氨基酸残基 (一般尽可能选用非酶活必需 基团) 产生化学反应,从而改造酶分子的结构与功能。
2
酶分子的生物改造
生物酶工程学就是采用基因工程和蛋白质工程的方法和技术,研究酶基因的克隆和 表达、酶蛋白的结构与功能的关系以及对酶进行再设计和定向加工,以发展性能更 加优良的酶或者新功能酶的学科
2.比活力提高的倍数：反映了纯化方法的效率。纯化后比活力提高越多, 总活力损失越少,纯化效果就越好
3.方法的重现性：评价酶分离纯化方法的必要条件,操作材料要有较好 的稳定性,操作条件的检验：检测纯化酶的催化活性时,要使 测定条件保持在最适状态。长期保存酶制剂时, 应考虑到痕迹量蛋白水解酶进行降解的可能性。
01
酶纯度的检验：电泳法、色谱 法、化学结构分析法、超离心 沉降分析法、免疫学法、其他
02
03
酶的稳定性与保存：为了提高酶的稳定性, 经常加入下列稳定剂:底物、抑制剂和辅酶；
对巯基酶；金属离子；表面活性剂 ；高分 子化合物；其他
第四章
思考题
1.什么是酶的分离纯化?酶分离纯化的一般原则是什么? 2.细胞破碎的方法主要有哪些?请说明每种破碎方法的基本原理是什么? 3.在酶的提取过程中应注意哪些问题,为什么? 4.酶溶液浓缩的方法主要有哪些? 5.酶分离纯化的方法主要包括哪些?简要说明各方法的分离纯化原理。 6.影响酶结晶的主要因素是什么? 7.酶结晶的方法包括哪几种? 8.如何对酶纯化的方法进行评析? 9.如何检验酶的纯度? 10.酶制剂有几种剂型? 11.影响酶稳定的因素是什么?
食品化学7酶ppt课件
主要内容：
▪ 酶的化学本质和作用特点 ▪ 酶的命名和分类 ▪ 酶的作用机制 ▪ 影响酶促反应速度的因素 ▪ 抑制剂和激活剂对酶促反应的影响 ▪ 酶促褐变的机理及其控制 ▪ 食品加工中重要的酶 ▪ 固定化酶
难点：酶的作用机制和酶促褐变的机理
第一节 概述
1.酶的化学本质
▪ 酶（enzyme）是一类由活细胞产生的，对其 特异底物具有高效催化作用的蛋白质。
，所以 ES v (2)
k2
导
将（2）代入（1）得：
v k2
Et S Km S
v
k2Et S Km S
(3)
当[Et]=[ES]时， v Vm
将（4）代入（3），则：
所以 Vm k2 Et
(4)
v
VmaxS Km S
（3）Km与Vmax的意义
Km值 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物 浓度。（ Km的单位为浓度单位）
V Vmax
[S]
当底物浓度较低时 反应速度与底物浓度成正比；反
应为一级反应。
V
表现出酶最大活力的pH值
Vmax
影响酶促反应速度的因素
难点：酶的作用机制和酶促褐变的机理
1、氧化还原酶类
辅酶 (coenzyme):
蛋白酶制剂的重要来源，用于产酶的菌种必须严
底物浓度对酶促反应的影响
木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、
▪ 国际酶学委员会根据酶催化反应的类型，把酶分为：
1、氧化还原酶类
即催化生物氧化还原反应的酶，如脱氢酶、氧化酶、过氧化物 能将淀粉从非还原端起，每次水解下一个麦芽糖单位。
酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般催化剂高107～1013倍。 利用水使共价键分裂的酶，如淀粉酶、蛋白酶、酯酶等。
▪ 酶的化学本质和作用特点 ▪ 酶的命名和分类 ▪ 酶的作用机制 ▪ 影响酶促反应速度的因素 ▪ 抑制剂和激活剂对酶促反应的影响 ▪ 酶促褐变的机理及其控制 ▪ 食品加工中重要的酶 ▪ 固定化酶
难点：酶的作用机制和酶促褐变的机理
第一节 概述
1.酶的化学本质
▪ 酶（enzyme）是一类由活细胞产生的，对其 特异底物具有高效催化作用的蛋白质。
，所以 ES v (2)
k2
导
将（2）代入（1）得：
v k2
Et S Km S
v
k2Et S Km S
(3)
当[Et]=[ES]时， v Vm
将（4）代入（3），则：
所以 Vm k2 Et
(4)
v
VmaxS Km S
（3）Km与Vmax的意义
Km值 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物 浓度。（ Km的单位为浓度单位）
V Vmax
[S]
当底物浓度较低时 反应速度与底物浓度成正比；反
应为一级反应。
V
表现出酶最大活力的pH值
Vmax
影响酶促反应速度的因素
难点：酶的作用机制和酶促褐变的机理
1、氧化还原酶类
辅酶 (coenzyme):
蛋白酶制剂的重要来源，用于产酶的菌种必须严
底物浓度对酶促反应的影响
木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、
▪ 国际酶学委员会根据酶催化反应的类型，把酶分为：
1、氧化还原酶类
即催化生物氧化还原反应的酶，如脱氢酶、氧化酶、过氧化物 能将淀粉从非还原端起，每次水解下一个麦芽糖单位。
酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般催化剂高107～1013倍。 利用水使共价键分裂的酶，如淀粉酶、蛋白酶、酯酶等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当底物直链淀粉分子含奇数葡萄糖基时，β-淀粉酶作用 的最终产物除含有麦芽糖外，还含有麦芽三糖和葡萄糖。 酶作用于麦芽三糖的速度是很慢的。
支链淀粉产物： 麦芽糖+β-极限糊精
β-极限糊精是指β-淀粉酶作用到离分支 点2-3个葡萄糖基为止的剩余部分.
2. β-淀粉酶性质
耐酸,pH3时仍保持活性 不耐高温,70℃15分钟失活
第三篇 食品工业酶
第六章 糖酶
糖酶（Carbohydrases）的作用是裂解多糖中将 单糖结合在一起的化学键，使多糖降解成较小 的分子。糖酶还能催化糖单位结构上的重排， 形成新的糖类化合物，这类反应被称为转糖苷 作用 (由糖基（G）与糖苷配基（R）组成的糖苷 RG，把糖基转移给别的物质（A）生成AG的 反应：RG+A→R+AG )。
在低pH和存在螯合剂的条件下，将酶分子中的 钙完全除去，会导致酶基本上失活和对热、酸 或脲等变性因素的稳定性降低。
3、温度对α-淀粉酶作用的影响
在与钙相结合的条件下，α-淀粉酶的热稳定性高于β-淀粉 酶。
不同来源的α-淀粉酶具有不同的热稳定性，某些细菌α-淀 粉酶的最适温度可达70℃以上。
在超过糊化温度时使用细菌α-淀粉酶特别适宜，淀粉颗粒 糊化后对于酶的作用变得非常敏感，往往在酶失活前淀粉 已被完全水解。
一些酯酶能作用于酯化糖类，例如果胶酯酶。
主要的糖酶：淀粉酶、果胶酶、转化酶、 乳糖酶、纤维素酶
第一节 淀粉酶
淀粉酶(Amylases)不仅存在于动物中, 也 存在于高等植物和微生物中,能够分解淀 粉糖苷键的一类酶的总称。
淀粉酶作用于淀粉、糖原、多糖衍生物。
三类淀粉酶：
➢α-淀粉酶，从底物分子内部将糖苷键裂开；
实际上单独使用葡萄糖淀粉酶并不能将支链淀粉完全降解。 然而当有α-淀粉酶参与作用时，它可将支链淀粉完全降 解。
葡萄糖淀粉酶水解α-1,4-糖苷键的速度随底物分子量的 增加而提高，当分子量超过麦芽五糖时，这个规律不存在。
➢ α-淀粉酶:是一种内切酶,只能水解α-1, 4 糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键,但可越过 α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键,但不能水 解麦芽糖中的α-1,4糖苷键
➢ α-淀粉酶以直链淀粉为底物时，反应一般 按两个阶段进行：
① 直链淀粉→寡糖，快速，随机机制
② 寡糖→葡萄糖和麦芽糖，缓慢
➢ 直链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚 糖的混合物
1、分子大小
➢ 相对分子质量为50,000左右，每一个分子含有一个 Ca＋＋
➢ 可能存在相对分子质量为100,000的二聚体，二聚体 中锌原子在两个单体之间形成了交联。
2、钙的作用
Ca ＋＋没有直接参与形成酶-底物络合物，但是 它起着维持酶的最适宜构象的作用，从而使酶 具有最高活力和最高的稳定性。
α-淀粉酶以随机的方式作用于淀粉，因而酶反应动力学 比Michaelis-Menten方程所描述的要复杂得多。 酶作用的淀粉底物在反应过程中分子量逐渐下降，因而Km 和Vmax随底物分子量变化而变化。 α-淀粉酶水解葡聚糖的速度随聚合度的减小而很快地下 降；
它水解直链淀粉的速度比水解分支分子（支链淀粉和糖原） 要高。
➢β-淀粉酶，从底物分子的非还原性末端将麦 芽糖水解下来；
➢葡萄糖淀粉酶，从底物的非还原性末端将葡萄 糖单位水解下来。
一、α-淀粉酶（α-1,4-葡聚糖-4-葡萄糖水
解酶EC3.2.1.1）
➢ 存在于植物、哺乳类动物组织和微生物。
➢ α-淀粉酶以随机方式作用于淀粉而产生还 原糖。
➢ α-淀粉酶作用于淀粉时，将α- 1，4糖苷 键裂开，产物的构型保持不变
α-淀粉酶
耐热α-淀粉酶
淀粉液化芽孢杆菌，最适温度 70℃ 地衣形芽孢杆菌，最适温度 92℃
不耐热α-淀粉酶主要由米曲酶产生
高浓度的淀粉糊（30~40%）能显著提高α淀粉酶的稳定性，它使地衣形芽孢杆菌淀 粉酶和淀粉液化芽孢杆菌淀粉酶在110℃和 85~90℃下具有短时间的作用能力。
4、在α-淀粉酶作用下淀粉分解速度
3、β-淀粉酶活力的测定 测定反应中麦芽糖形成的速度，或者用3,5-二硝基水杨酸、 铁氢化钾或碱性铜盐溶液测定还原基团形成的速度。
三、葡萄糖淀粉酶
外切酶，它从淀粉分子非还原性末端逐个地将葡萄糖单位 水解下来，当它裂开淀粉分子中的α-1,4-糖苷键时，将 C(1)的构型从α型转变成β。 较低的特异性，它能作用于α-1,4-糖苷键、α-1,3-糖苷 键和α-1,6-糖苷键，相对速度分别为100、6.6和3.6
5、α-淀粉酶活力测定的方法 底物——可溶性淀粉或糊精 测定参数——底物与碘显色能力下降(蓝至 红棕色)的速度 粘度下降的速度
二、β-淀粉酶（α-1,4-葡聚糖麦芽糖水解酶
EC3.2.1.2）
也称糖化淀粉酶，存在于高等植物，不存在于哺乳类 动物。
1、β-淀粉酶的作用
外切酶，从淀粉分子的非还原性端裂开α-1,4-糖苷键， 依次将一个麦芽糖单位水解下来，将C(1)的构形转变为 β-型。β-淀粉酶不能绕过α-1,6-糖苷键。以支链淀粉 为底物时，50－60%转变成麦芽糖，其余部分称为β-限制 糊精。作用于直链淀粉时也只有70－80%转变成麦芽糖。
钙离子对β-淀粉酶有降低稳定性的作用 酶蛋白中的巯基是β-淀粉酶活力必需 β-淀粉酶是一种巯基酶,它能被许多巯基
试剂抑制
2、β-淀粉酶的作用机制
酶的活性部位中至少含有三个特异基团Χ、A和B Χ基团——淀粉分子非还原性末端ห้องสมุดไป่ตู้(4)上的—OH基 当Χ基团和C(4)上的—OH基发生相互作用时，底物分子的 第二个糖苷键恰到好处地配置在催化基团A和B的邻近处， 这样就形成了具有反应力的酶-底物络合物。
α-淀粉酶作用支链淀粉时，产生葡萄糖、麦芽糖 和一系列α-限制糊精（4个或更多个葡萄糖基构 成的寡糖，含有α-1,6糖苷键）。
支链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ α-极限糊 精
一般分解限度以葡萄糖为准是35-50％，但在细菌 的淀粉酶中，亦有呈现高达70％分解限度的（最 终游离出葡萄糖）
极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基. α-极限糊精是指含α-1,6糖苷键由3个以上葡萄 糖基构成的极限糊精.
支链淀粉产物： 麦芽糖+β-极限糊精
β-极限糊精是指β-淀粉酶作用到离分支 点2-3个葡萄糖基为止的剩余部分.
2. β-淀粉酶性质
耐酸,pH3时仍保持活性 不耐高温,70℃15分钟失活
第三篇 食品工业酶
第六章 糖酶
糖酶（Carbohydrases）的作用是裂解多糖中将 单糖结合在一起的化学键，使多糖降解成较小 的分子。糖酶还能催化糖单位结构上的重排， 形成新的糖类化合物，这类反应被称为转糖苷 作用 (由糖基（G）与糖苷配基（R）组成的糖苷 RG，把糖基转移给别的物质（A）生成AG的 反应：RG+A→R+AG )。
在低pH和存在螯合剂的条件下，将酶分子中的 钙完全除去，会导致酶基本上失活和对热、酸 或脲等变性因素的稳定性降低。
3、温度对α-淀粉酶作用的影响
在与钙相结合的条件下，α-淀粉酶的热稳定性高于β-淀粉 酶。
不同来源的α-淀粉酶具有不同的热稳定性，某些细菌α-淀 粉酶的最适温度可达70℃以上。
在超过糊化温度时使用细菌α-淀粉酶特别适宜，淀粉颗粒 糊化后对于酶的作用变得非常敏感，往往在酶失活前淀粉 已被完全水解。
一些酯酶能作用于酯化糖类，例如果胶酯酶。
主要的糖酶：淀粉酶、果胶酶、转化酶、 乳糖酶、纤维素酶
第一节 淀粉酶
淀粉酶(Amylases)不仅存在于动物中, 也 存在于高等植物和微生物中,能够分解淀 粉糖苷键的一类酶的总称。
淀粉酶作用于淀粉、糖原、多糖衍生物。
三类淀粉酶：
➢α-淀粉酶，从底物分子内部将糖苷键裂开；
实际上单独使用葡萄糖淀粉酶并不能将支链淀粉完全降解。 然而当有α-淀粉酶参与作用时，它可将支链淀粉完全降 解。
葡萄糖淀粉酶水解α-1,4-糖苷键的速度随底物分子量的 增加而提高，当分子量超过麦芽五糖时，这个规律不存在。
➢ α-淀粉酶:是一种内切酶,只能水解α-1, 4 糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键,但可越过 α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键,但不能水 解麦芽糖中的α-1,4糖苷键
➢ α-淀粉酶以直链淀粉为底物时，反应一般 按两个阶段进行：
① 直链淀粉→寡糖，快速，随机机制
② 寡糖→葡萄糖和麦芽糖，缓慢
➢ 直链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚 糖的混合物
1、分子大小
➢ 相对分子质量为50,000左右，每一个分子含有一个 Ca＋＋
➢ 可能存在相对分子质量为100,000的二聚体，二聚体 中锌原子在两个单体之间形成了交联。
2、钙的作用
Ca ＋＋没有直接参与形成酶-底物络合物，但是 它起着维持酶的最适宜构象的作用，从而使酶 具有最高活力和最高的稳定性。
α-淀粉酶以随机的方式作用于淀粉，因而酶反应动力学 比Michaelis-Menten方程所描述的要复杂得多。 酶作用的淀粉底物在反应过程中分子量逐渐下降，因而Km 和Vmax随底物分子量变化而变化。 α-淀粉酶水解葡聚糖的速度随聚合度的减小而很快地下 降；
它水解直链淀粉的速度比水解分支分子（支链淀粉和糖原） 要高。
➢β-淀粉酶，从底物分子的非还原性末端将麦 芽糖水解下来；
➢葡萄糖淀粉酶，从底物的非还原性末端将葡萄 糖单位水解下来。
一、α-淀粉酶（α-1,4-葡聚糖-4-葡萄糖水
解酶EC3.2.1.1）
➢ 存在于植物、哺乳类动物组织和微生物。
➢ α-淀粉酶以随机方式作用于淀粉而产生还 原糖。
➢ α-淀粉酶作用于淀粉时，将α- 1，4糖苷 键裂开，产物的构型保持不变
α-淀粉酶
耐热α-淀粉酶
淀粉液化芽孢杆菌，最适温度 70℃ 地衣形芽孢杆菌，最适温度 92℃
不耐热α-淀粉酶主要由米曲酶产生
高浓度的淀粉糊（30~40%）能显著提高α淀粉酶的稳定性，它使地衣形芽孢杆菌淀 粉酶和淀粉液化芽孢杆菌淀粉酶在110℃和 85~90℃下具有短时间的作用能力。
4、在α-淀粉酶作用下淀粉分解速度
3、β-淀粉酶活力的测定 测定反应中麦芽糖形成的速度，或者用3,5-二硝基水杨酸、 铁氢化钾或碱性铜盐溶液测定还原基团形成的速度。
三、葡萄糖淀粉酶
外切酶，它从淀粉分子非还原性末端逐个地将葡萄糖单位 水解下来，当它裂开淀粉分子中的α-1,4-糖苷键时，将 C(1)的构型从α型转变成β。 较低的特异性，它能作用于α-1,4-糖苷键、α-1,3-糖苷 键和α-1,6-糖苷键，相对速度分别为100、6.6和3.6
5、α-淀粉酶活力测定的方法 底物——可溶性淀粉或糊精 测定参数——底物与碘显色能力下降(蓝至 红棕色)的速度 粘度下降的速度
二、β-淀粉酶（α-1,4-葡聚糖麦芽糖水解酶
EC3.2.1.2）
也称糖化淀粉酶，存在于高等植物，不存在于哺乳类 动物。
1、β-淀粉酶的作用
外切酶，从淀粉分子的非还原性端裂开α-1,4-糖苷键， 依次将一个麦芽糖单位水解下来，将C(1)的构形转变为 β-型。β-淀粉酶不能绕过α-1,6-糖苷键。以支链淀粉 为底物时，50－60%转变成麦芽糖，其余部分称为β-限制 糊精。作用于直链淀粉时也只有70－80%转变成麦芽糖。
钙离子对β-淀粉酶有降低稳定性的作用 酶蛋白中的巯基是β-淀粉酶活力必需 β-淀粉酶是一种巯基酶,它能被许多巯基
试剂抑制
2、β-淀粉酶的作用机制
酶的活性部位中至少含有三个特异基团Χ、A和B Χ基团——淀粉分子非还原性末端ห้องสมุดไป่ตู้(4)上的—OH基 当Χ基团和C(4)上的—OH基发生相互作用时，底物分子的 第二个糖苷键恰到好处地配置在催化基团A和B的邻近处， 这样就形成了具有反应力的酶-底物络合物。
α-淀粉酶作用支链淀粉时，产生葡萄糖、麦芽糖 和一系列α-限制糊精（4个或更多个葡萄糖基构 成的寡糖，含有α-1,6糖苷键）。
支链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ α-极限糊 精
一般分解限度以葡萄糖为准是35-50％，但在细菌 的淀粉酶中，亦有呈现高达70％分解限度的（最 终游离出葡萄糖）
极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基. α-极限糊精是指含α-1,6糖苷键由3个以上葡萄 糖基构成的极限糊精.