第七章氧化还原酶2-文档资料
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生物氧化2
电子传递链是一系列电子载从代谢底物上脱下来的H烟酰胺核苷酸类磷酸酐键+在340nm，还原型NADH有吸收，但氧化型没有吸收。
++3-磷酸甘油醛+NAD+3-磷酸甘油醛脱氢酶辅基是FMN和FAD；异咯嗪环接受1个氢原子泛醌，脂溶性小分子，异戊二烯侧链半醌氢醌CoQFe 3++ e-= Fe 2+Cyt b Cyt cCyt aCyt a、b 的血红素与蛋白质结合很传递负氢离子（），即电子传递链可分为4个功能组电子传递：NADH →FMN →Fe•S →CoQ从NADH转移1个负氢离子至泛A0251201电子传递：FADH2→Fe•S →CoQA0251301heme辅酶Q-细胞色素C还原酶的单体电子传递：CoQ→Cyt b→Fe.S →Cyt c1→Cyt cA0251401Cyt c是可移动的电子载体亚基1亚基亚基3HisMetAspCys电子传递：Cyt c→Cyt aa3(2 CuA0251501鱼藤酮、安密妥氰化物、硫化氢、迭氮化物电子传递链第一个电子受体是NAD+ ，接受底物2第一个电子受体是FAD+ ，接受底物安密妥抗霉素A氰化物、CO、硫化氢、迭氮化物磷酸化的概念及类型ATP的合成依赖于电子的流动，电子的流动依赖于氧的存在。
电子经过呼吸链传递氧，是一个高度放能过程：ATP的合成是吸能反应：底物水平磷酸化呼吸链每消耗一个氧原子由ADP线粒体偶联因子33F1合成位点，球形头部伸F OF11每个β亚基都具有1个催化ATP合OF1 F OA0251601。
氧化还原酶过氧化物酶过氧化物酶
（速冻蔬菜）
POD的测定方法：
方法：将已热处理的原料中抽取样品，横切，随 即放入愈创木酚或联苯胺溶液中，然后取出， 在切面上滴0.3%H2O2，数分钟后，用愈创 木酚处理的样品变为褐色，联苯胺变为深蓝 色，说明过氧化氢酶未被破坏，热处理时间 不够，如果均不变色，则表示热处理效果良 好。
3过氧化物酶最适pH和最适温度
在pH7时酶热失活的速度最低，在和pH10时酶 热失活的速度分别提高到8倍和2倍。
酶失活的初速度提高苹果和梨中过氧化物酶的热稳定性。
5.4. 加热方式：pH确定，T确定，T变长，导 致酶失活后可能性变大，HTST易导致酶再生。
5.5. 结合处理：
最适pH 过氧化物酶一般都含有多种同功酶，因此最适pH
范围较宽。 酸性状态，过氧化物酶血红素和蛋白质部分分离，
酶蛋白从天然状态转变到可逆变性状态，活力下降， 且热稳定性低；
在中型和碱性状态，酶处于天然状态，蛋白质结 构含α－螺旋结构，稳定，酸化后α－螺旋结构破坏， 产生β－结构。
如青刀豆：，有可溶态，离子结合，共价结合。
3.２.最适温度 差异较大：35-60℃。 不同来源的过氧化物酶在最适作用温度 上存在着很大的差别。例如，马铃薯和 花菜（均浆）中过氧化物酶的最适温 度分别为55℃和35～40℃。
4过氧化物酶的热稳定性
4.1. 热失活概念 ①双向性：POD中含有不同的耐热性质 部分，不耐热部分在热处理时很快地 失活，而耐热部分在同样的温度缓慢 地失活。
6 化学试剂对过氧化氢酶的影响
6.1. 使POD失活的作用方式： 与酶结合失活 作用于底物或产物
6.2. 化学试剂种类
2.1 SO2和亚硫酸盐：SO2的作用仅仅是破坏 H2O2
SO2+ H2O 2→H2O+SO3 0.1-0.15%的焦亚硫酸盐能防止豌豆产生不
POD的测定方法：
方法：将已热处理的原料中抽取样品，横切，随 即放入愈创木酚或联苯胺溶液中，然后取出， 在切面上滴0.3%H2O2，数分钟后，用愈创 木酚处理的样品变为褐色，联苯胺变为深蓝 色，说明过氧化氢酶未被破坏，热处理时间 不够，如果均不变色，则表示热处理效果良 好。
3过氧化物酶最适pH和最适温度
在pH7时酶热失活的速度最低，在和pH10时酶 热失活的速度分别提高到8倍和2倍。
酶失活的初速度提高苹果和梨中过氧化物酶的热稳定性。
5.4. 加热方式：pH确定，T确定，T变长，导 致酶失活后可能性变大，HTST易导致酶再生。
5.5. 结合处理：
最适pH 过氧化物酶一般都含有多种同功酶，因此最适pH
范围较宽。 酸性状态，过氧化物酶血红素和蛋白质部分分离，
酶蛋白从天然状态转变到可逆变性状态，活力下降， 且热稳定性低；
在中型和碱性状态，酶处于天然状态，蛋白质结 构含α－螺旋结构，稳定，酸化后α－螺旋结构破坏， 产生β－结构。
如青刀豆：，有可溶态，离子结合，共价结合。
3.２.最适温度 差异较大：35-60℃。 不同来源的过氧化物酶在最适作用温度 上存在着很大的差别。例如，马铃薯和 花菜（均浆）中过氧化物酶的最适温 度分别为55℃和35～40℃。
4过氧化物酶的热稳定性
4.1. 热失活概念 ①双向性：POD中含有不同的耐热性质 部分，不耐热部分在热处理时很快地 失活，而耐热部分在同样的温度缓慢 地失活。
6 化学试剂对过氧化氢酶的影响
6.1. 使POD失活的作用方式： 与酶结合失活 作用于底物或产物
6.2. 化学试剂种类
2.1 SO2和亚硫酸盐：SO2的作用仅仅是破坏 H2O2
SO2+ H2O 2→H2O+SO3 0.1-0.15%的焦亚硫酸盐能防止豌豆产生不
氧化还原酶类知识
条件下才表现出减
少趋势。
PPO对茶风味也起作用
• 试验在发酵时向每100kg发酵叶中添加1~2g PPO来加速发酵 • 结果：加入PPO促进了红茶内多种生物物质 的形成，制成的速溶茶苦涩味轻，鲜度好， 香气浓强。
6.1.6.2 PPO在可可加工中的作用
PPO主要在可可发酵结束和前期干燥过程中起作用。 可可多酚化合物在PPO作用下发生氧化，形成可可 的特征颜色。产生的多酚氧化产物与豆子本身的结 构蛋白和多糖紧密键合，使颜色稳定，不会溶出。
量愈高，颜色愈暗——多酚氧化酶间接酶促褐变。
6.1.3.3 酶促褐变色素的形成
• 在植物中，多酚氧化酶作用的基本底物是酪氨酸 • 首先酪氨酸羟化成邻二酚——多巴，并进一步氧化 成多巴醌，再进一步环化生成红色的色素——多巴 色素；再经一系列的重排、脱羧和自发氧化，分别 生成5，6-二羟基吲哚和吲哚醌，吲哚醌是黑色素最 简单的单体形式，可自动聚合生成相对分子质量高、 有色的黑色素。
6.1.4.4
化学试剂
1 激活剂
• 阴离子洗涤剂，例如十二烷基磺酸钠（SDS）， 是多酚氧化酶的典型的激活剂。 • 用酸或尿素处理葡萄中的多酚氧化酶，能使酶可 逆地激活；
2 抑制剂
（1）金属螯合剂 （2）竞争性抑制剂 （3）与氧化产物醌作用的还原剂 （4）醌偶合剂 （5）与酚类底物作用的化合物
（1）金属螯合剂
区域化：多酚氧化酶定位在细胞的质体（内囊 体）中，底物定位在液泡中，正常情况下二者分 离 当植物受到伤害时，二者接触相互作用 酶促褐变：使底物氧化产生醌，醌自发聚合并 与蛋白质的氨基酸残基侧链基团反应产生黑色或 褐色物质，使组织发生褐变。
6.1.3
多酚氧化酶催化的反应
• 多酚氧化酶以铜离子为辅基，它催化两类完全不 同的反应，这两类反应都需要有分子氧参加：
《氧化还原酶》课件
废气处理
在废气处理中，氧化还原酶可以用于催化氧化或还原反应，将有毒有害气体转 化为无害或低害物质，例如将氮氧化物转化为氮气，减少空气污染。
氧化还原酶在制药领域的应用
药物合成
氧化还原酶可以用于药物合成中的关键反应，如手性合成、环氧化物水解等，提高药物合成的效率和纯度。
药物筛选
利用氧化还原酶的催化活性，可以筛选具有药效的化合物，为新药研发提供候选药物。
氧化还原酶
目录 CONTENT
• 氧化还原酶的定义和分类 • 氧化还原酶的作用机制 • 氧化还原酶在生物体内的应用 • 氧化还原酶的工业应用 • 氧化还原酶的研究进展
01
氧化还原酶的定义和分类
氧化还原酶的定义
氧化还原酶是一种生物催化剂，能够催化氧化还原反应的进行。它们通过在反应 中转移电子来发挥催化作用，对于生物体内正常的能量代谢和信号转导等过程具 有重要意义。
活性氧介导的信号转导
在某些情况下，氧化还原酶可以催化活性氧的产生，这些活 性氧可以作为信号分子，参与细胞内的信号转导过程。
04
氧化还原酶的工业应用
氧化还原酶在环保领域的应用
废水处理
氧化还原酶可以用于处理含有重金属、有机污染物等有毒物质的废水，通过催 化氧化或还原反应，将有毒物质转化为无毒或低毒物质，降低对环境的危害。
此外，根据来源的不同，氧化还原酶还可以分为植物酶、 动物酶和微生物酶等类型。这些酶在生物体内的分布和作 用机制也有所不同。
02
氧化还原酶的作用机制
氧化还原酶的催化机制
氧化还原酶通过催化氧化还原反应，将底物氧化或还原，从而完成电子转移过程。
酶的催转移是关键 步骤。
详细描述
揭示了氧化还原酶的分子结构和催化机制
在废气处理中，氧化还原酶可以用于催化氧化或还原反应，将有毒有害气体转 化为无害或低害物质，例如将氮氧化物转化为氮气，减少空气污染。
氧化还原酶在制药领域的应用
药物合成
氧化还原酶可以用于药物合成中的关键反应，如手性合成、环氧化物水解等，提高药物合成的效率和纯度。
药物筛选
利用氧化还原酶的催化活性，可以筛选具有药效的化合物，为新药研发提供候选药物。
氧化还原酶
目录 CONTENT
• 氧化还原酶的定义和分类 • 氧化还原酶的作用机制 • 氧化还原酶在生物体内的应用 • 氧化还原酶的工业应用 • 氧化还原酶的研究进展
01
氧化还原酶的定义和分类
氧化还原酶的定义
氧化还原酶是一种生物催化剂，能够催化氧化还原反应的进行。它们通过在反应 中转移电子来发挥催化作用，对于生物体内正常的能量代谢和信号转导等过程具 有重要意义。
活性氧介导的信号转导
在某些情况下，氧化还原酶可以催化活性氧的产生，这些活 性氧可以作为信号分子，参与细胞内的信号转导过程。
04
氧化还原酶的工业应用
氧化还原酶在环保领域的应用
废水处理
氧化还原酶可以用于处理含有重金属、有机污染物等有毒物质的废水，通过催 化氧化或还原反应，将有毒物质转化为无毒或低毒物质，降低对环境的危害。
此外，根据来源的不同，氧化还原酶还可以分为植物酶、 动物酶和微生物酶等类型。这些酶在生物体内的分布和作 用机制也有所不同。
02
氧化还原酶的作用机制
氧化还原酶的催化机制
氧化还原酶通过催化氧化还原反应，将底物氧化或还原，从而完成电子转移过程。
酶的催转移是关键 步骤。
详细描述
揭示了氧化还原酶的分子结构和催化机制
氧化还原酶课件
氧化还原酶
7
氢过氧化亚油酸变化的可能途径， 它们包括：
n ①氢过氧化亚油酸的还原，过氧化物酶体系参 与这类反应；
n ②酶催化氢过氧化亚油酸异构化成多羟基衍生 物和酮：
n ③氢过氧化亚油酸的环氧化，这类反应发生在 面粉－水悬浊液体系之中；
氧化还原酶
8
n ④马铃薯中的酶催化氢过氧化亚油酸生成乙烯 醚；
n 除了上述六种途径外，氢过氧化亚油酸还能与 食品中非脂肪成分作用，从而进一步影响食品 的质量。
氧化还原酶
10
3 pH对脂肪氧合酶作用的影响
n 脂肪氧合酶的最适pH一般在7.0～8.0，曲线 呈钟形，曲线的最高点相当于pH7.0～8.0。
n 然而，在pH低于7时，酶活力下降的部分原因 是脂肪氧合酶的底物亚油酸的溶解度下降的 结果，在酸性pH范围内亚油酸实际上是不溶 解的，图7-2指出了表面活性剂吐温20对大豆 脂肪氧合酶活力－pH曲线的影响。
三烯酸都是脂肪氧合酶的底物。
氧化还原酶
5
脂肪氧合酶作用于亚油酸时，能产生亚油酸 的13－L－和9－D－氢过氧化物衍生物。
氧化还原酶
6
2 脂肪氧合酶作用的初期产物的进一步变化
n 氢过氧化合物本身无异味，通过均裂或裂变分解， 就形成了醛、酮等二级氧化产物，氢过氧化合物 进一步氧化可以转化为环氧酸。
n 这些氧化产物导致果蔬加工制品产生不良的风味， 比如说大豆及其制品的豆腥味，以及油脂和含油 食品在贮藏和加工过程中的色、香、味发生劣变 等。
第7章 氧化还原酶 （2）
主要内容：
三、 脂肪氧合酶 四、葡萄糖氧化酶 五、超氧化物歧化酶
氧化还原酶
1
三、 脂肪氧合酶（lipoxygenase, LOX）
氧化还原酶-生物化学与分子生物学教研室-河南大学
FAD: 黄素腺嘌呤
二核苷酸
FMN
Flavin Adenine Dinucleotide
FAD
目录
黄素蛋白辅基的作用(递氢)机制 Mechanism of flavoprotein prosthetic groups
.
FMN/FAD H(H++e) FMNH/FADH H(H++e) FMNH2/FADH2
系
目录
6.1 生物氧化体系—呼吸链 (respiratory chain)
线粒体内膜中由一系列电子传递复合体（氧化还原酶）按一定的
顺序排列成链锁性氧化还原体系，代谢物脱下的成对氢原子(2H), 在
线粒体内膜上，通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终
与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory
All energy bursts out
as the form of heat and light.（热和光）
(CH) +O2H2O+CO2+热能 目录
* 生物氧化的一般过程
糖原
Glycogen
I
葡萄糖
Glucose
II
三酯酰甘油
Triacylglycerols
蛋白质
Protein
脂酸 + 甘油
相当于分解作用或异化作用
Heat energy
目录
* 生物氧化与体外氧化之相同点
• 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱
氢、失电子，遵循氧化还原反应的一般 规律。
• 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最
终产物（CO2，H2O）和释放能量均相 同。
(CH) +O2H2O+CO2+热能
第七章生物氧化二
CH3 COCOOH
+ CO2
8
二、氧化脱羧基作用
1、α-氧化脱羧 α CH3 CO COO H + HSCoA + NAD+ → CH3CO～SCoA + CO2 + NADH + H+ 2、β-氧化脱羧 β α HOOCCHOHCH2 COO H + NADP 苹果酸
→HOOCCOCH3 + CO2 + NADPH + H+
28
3、自由基的作用
生理、药理作用 * H2O2可促进甲状腺素的生物合成
*参与加单氧酶对某些毒物、药物的解毒转化
* O2-和H2O2是吞噬细胞杀灭微生物的化学基础
*抗疟药通过自由基的氧化性损伤杀灭疟原虫
29
病理损伤作用 *破坏生物膜:不饱和脂肪酸氧化，膜结构改变 *损伤蛋白质:氨基酸结构变化、肽键断裂 *破坏DNA:碱基产生自由基导致分子断链 *促进、加速衰老过程
呼吸链的组成
呼吸链的类型
三种递氢体、两种递电子体
NADH呼吸链、FAD呼吸链
17
教学目标
* 简述氧化磷酸化的影响因素。
* 简述体内能量生成、贮存和利用的方式。 * 说出非线粒体氧化体系主要有哪些？ * 过氧化体体系有何意义？ * 体内的自由基是怎样清除的？
18
Байду номын сангаас
三、呼吸链的作用 (一)生成代谢水 （二）生成能量:
30
4、机体对自由基的清除
超氧化物歧化酶（SOD）：金属酶
2O2- + 2H+ → O2 + H2O2
抗氧化剂：
V-E、 V- C、β-胡萝卜素、
(完整版)酶的EC编号
酶的EC编号EC1：氧化还原酶EC2：转移酶EC3：水解酶EC4：裂合酶EC5：异构酶EC6：连接酶EC1：氧化还原酶EC1。
1：作用在给体的CH—OH上EC1.1。
1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
1。
1。
1:醇脱氢酶EC1.2：作用在给体的醛基或氧桥上EC1.2。
1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
2.1.1：（已删除，以EC1。
1。
1。
284和EC4。
4。
1。
22 代替）EC1.3:作用在给体的CH—CH上EC1.3。
1：以NAD+或NADP+为受体EC1.3。
1.1：二氢尿嘧啶脱氢酶(NAD+）EC1。
4:作用在给体的CH—NH2上EC1。
4。
1：以NAD+或NADP+为受体EC1.4.1。
1：丙氨酸脱氢酶EC1.5：作用在给体的CH—NH上EC1。
5。
1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
5。
1。
1:吡咯啉-2-羧酸还原酶EC1.6：作用在NADH或NADPH上EC1。
6。
1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
6。
1.1：NAD(P）+转氢酶(B)EC1。
6.1.2：NAD(P）+转氢酶（AB)EC1.7：以其他含氮化合物为给体EC1.7.1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
7。
1。
1：硝酸还原酶（NADH+）EC1.8:作用在给体的硫族上EC1。
8。
1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
8。
1.1:半胱胺脱氢酶（已删除。
)EC1.9：作用在给体的血红素上EC1.9。
3：以氧为受体EC1.9.3.1：细胞色素C氧化酶EC1。
10:以联苯酚及其相关化合物为给体EC1。
10.1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
10.1.1:顺—苊—1，2—二醇脱氢酶EC1.11：以过氧化物为给体EC1.11.1：过氧化物酶类EC1.11。
1。
1：NADH过氧化物酶§NADH peroxidase EC1。
12：以氢为给体EC1。
12.1：以NAD+或NADP+为受体EC1。
氧化还原酶过氧化物酶过氧化物酶优选演示
1.2过氧化物酶分类
（1） 含铁过氧化物酶 ①正铁血红素过氧化物酶：含有正铁血红素Ⅲ （羟高铁血红素）为辅基，存在于高等植物、 动物和微生物中。 ②绿过氧化物酶：绿过氧化物酶的辅基也含有一 个铁原卟啉基团，这类酶存在于动物器官和乳 中（乳过氧化氢酶）。
（2）黄蛋白过氧化物酶：含有黄素腺嘌呤二核苷酸 作为辅基，这类酶存在于微生物和动物组织中。
3.1最适pH 过氧化物酶一般都含有多种同功酶，因此最适pH
范围较宽。
酸性状态，过氧化物酶血红素和蛋白质部分分离， 酶蛋白从天然状态转变到可逆变性状态，活力下降， 且热稳定性低；
在中型和碱性状态，酶处于天然状态，蛋白质结 构含α－螺旋结构，稳定，酸化后α－螺旋结构破坏， 产生β－结构。
如青刀豆：pH5.0-5.4，有可溶态，离子结合， 共价结合。
4.2. 过氧化物酶冷冻增活效应 果蔬热烫后，有多少残余活力或再生活力
被允许留在被保藏的产品中，残余酶活力在冰 冻保藏后，质量比酶完全失活时要高。
速冻蔬菜能否永久保藏？
4.3. 非脂肪氧合酶作用
在热失活中过氧化物酶分子聚集成寡聚体， 分子量增加一倍，这个过程包括酶分子展开和 展开的酶分子进一步堆积，血红素基暴露，增 加了血红素蛋白非酶催化脂肪氧化的能力，导 致不良风味的产生，这一过程非脂肪氧合酶作 用（热烫钝化）。
在 pH7 时 酶 热 失 活 的 速 度 最 低 ， 在 pH 4.0 和 pH10时酶热失活的速度分别提高到8倍和2倍。
酶 失 活 的 初 速 度 正 比 于 NaCl 的 浓 度 (pH7.0 、 NaCl浓度低于0.6mo1／L)，
糖能提高苹果和梨中过氧化物酶的热稳定性。
5.4. 加热方式：pH确定，T确定，T变长，导 致酶失活后可能性变大，HTST易导致酶再生。
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⑥氢过氧化亚油酸分解生成挥发性的醛和酮， 是否有一种特殊的“裂解酶”参与这类反应还 没有确定。
氢过氧化亚油酸通过上述各种途径可以产生数 以百计的不同产物，因此，同一种脂肪氧合酶 能同时以合乎需要和不合乎需要的方式影响食 品的质量，其中一些产物不会影响食品的感官 质量，它们的生成，从某种意义上讲，通过竞 争减少了另一些有损于食品感官质量的产物的 生成。
1.3 脂肪氧合酶催化反应的底物
脂肪氧合酶对于它作用的底物具有特异性的要 求，含有顺，顺－1，4－戊二烯的直链脂肪酸、 脂肪酸酯和醇都有可能作为脂肪氧合酶的底物。
图7-1脂肪氧合酶底物脂肪酸的部分结构
亚油酸 ：CH3（CH2）4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7COOH 亚麻酸：CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH 花生四烯酸：CH3(CH2)4(CH=CH-CH2)4(CH2)2COOH
4 脂肪氧合酶的作用对食品质量的影响
食品的质量取决于它的色、香、味。质构和 营养价值。脂肪氧合酶的作用对食品质量的 影响比较复杂，它既有助于提高一些质量指 标，又能损害另一些质量指标。
4.1 脂肪氧合酶的作用对焙烤食品质量的影响
脂肪氧合酶在焙烤工业中起着重要的作用。在 面包等面制品的生产过程中，添加适量的脂肪 酸氧合酶及大豆粉可使面粉中存在的少量不饱 和脂肪酸氧化分解，生成具有芳香风味的羰基 化合物，从而能改进面粉的颜色和焙烤质量。
LOX在动植物界广泛存在，在豆类中具有较高 的活力，尤其以大豆中的活力为最高。
1脂肪氧合酶的基本性质
1.1 亚油酸：氧 氧化还原酶；EC 1.13.1.13。 是一类含非血红素铁的蛋白质。
1.2 催化的反应 能专一催化具有顺，顺一戊二烯结构的多不 饱和脂肪酸，通过分子内加氧，形成具有共 轭双键的氢过氧化衍生物。
漂白面粉
在面粉中加入1%含脂肪氧化酶活力的大 豆粉，可改善面粉的颜色和焙烤质量。
脂肪氧合酶可通过偶合反应导致胡萝卜 色素被漂白。
强化面筋蛋白
大豆粉脂肪氧合酶在漂白面粉的同时还具有氧 化面筋蛋白质的功能，从而对面团和烘焙食品 产生有益的影响。
在面粉中加入脂肪和大豆粉后，脂肪经脂肪氧 合酶作用所生成的氢过氧化物起着氧化剂的) 被氧化成－S－S－，这对于强化面团中的蛋白 质，即面筋蛋白质的三维网状结构是必要的。
图 7-2 pH对大豆脂肪氧合酶活力的影响
含吐温20
当 使 用 吐 温 20 时 ( 曲 线 A)，脂肪氧台酶的最适 pH 为 7.0 ， 酶 活 力 在 此 pH值的两侧近乎对称地 下降；
当不使用吐温20时(曲线B)，脂肪氧合酶的最适pH 向碱性方向移动到7.5，而且在整个pH范围内脂肪氧 合酶的活力较低，在酸性pH范围内酶活力的下降尤 为显著；在pH为9时两者的差别趋向于消失。
氢过氧化亚油酸变化的可能途径， 它们包括：
①氢过氧化亚油酸的还原，过氧化物酶体系参 与这类反应；
②酶催化氢过氧化亚油酸异构化成多羟基衍生 物和酮：
③氢过氧化亚油酸的环氧化，这类反应发生在 面粉－水悬浊液体系之中；
④马铃薯中的酶催化氢过氧化亚油酸生成乙烯 醚；
⑤在无氧条件下，脂肪氧合酶催化氢过氧化亚 油酸和亚油酸发生二聚化反应，同时生成戊烷 和氧代二烯酸等产物；
顺，顺－1，4－戊二烯单位的亚甲基在ω－8位 的脂肪酸异构体（亚油酸）是脂肪氧合酶的最 佳底物。
在ω－3位增加一个顺－双键并不影响脂肪氧合 酶对底物的作用。例如亚麻酸。
在脂肪酸的ω－10位和羧基之间增加双键仍然 可以作为脂肪氧合酶的底物，例如花生四烯酸 (5，8，11，14－20四烯酸)和8，11，14－20 三烯酸都是脂肪氧合酶的底物。
第7章 氧化还原酶（2）
主要内容：
三、 脂肪氧合酶 四、葡萄糖氧化酶 五、超氧化物歧化酶
三、 脂肪氧合酶（lipoxygenase, LOX）
脂肪氧合酶是近20年发现的与植物代谢有密切 关系的一种酶，广泛存在于植物体中。研究认 为，它可能参与植物生长、发育、成熟、衰老 的各个过程，特别是成熟衰老过程中自由基的 产生以及乙烯的生物合成，都发现有脂氧合酶 的参与。因此脂肪氧合酶被认为是引起机体衰 老的一类重要的酶。
除了上述六种途径外，氢过氧化亚油酸还能与 食品中非脂肪成分作用，从而进一步影响食品 的质量。
3 pH对脂肪氧合酶作用的影响
脂肪氧合酶的最适pH一般在7.0～8.0，曲线 呈钟形，曲线的最高点相当于pH7.0～8.0。
然而，在pH低于7时，酶活力下降的部分原因 是脂肪氧合酶的底物亚油酸的溶解度下降的 结果，在酸性pH范围内亚油酸实际上是不溶 解的，图7-2指出了表面活性剂吐温20对大豆 脂肪氧合酶活力－pH曲线的影响。
4.2 脂肪氧合酶的作用对于食品颜色、风味和 营养的影响
脂肪氧合酶作用于不饱和脂肪酸及脂时产生的初 期产物，在进一步分解后生成的挥发性化合物对 不同的食品的风味产生截然不同的影响。
（1）对食品风味的影响
① 在一些水果和蔬菜中，例如番茄、豌豆、青刀 豆、香蕉和黄瓜，这些挥发性化合物构成了人 们期望的风味成分，
脂肪氧合酶作用于亚油酸时，能产生亚油酸 的13－L－和9－D－氢过氧化物衍生物。
2 脂肪氧合酶作用的初期产物的进一步变化
氢过氧化合物本身无异味，通过均裂或裂变分解， 就形成了醛、酮等二级氧化产物，氢过氧化合物 进一步氧化可以转化为环氧酸。
这些氧化产物导致果蔬加工制品产生不良的风味， 比如说大豆及其制品的豆腥味，以及油脂和含油 食品在贮藏和加工过程中的色、香、味发生劣变 等。
改进面包的体积和软度
脂肪氧合酶还具有另外一个重要功能就是通过 面筋蛋白质的氧化，防止脂肪的结合增加面团 中游离脂肪的数量，这就保证了外加起酥脂肪 能有效地改进面包的体积和软度。在游离脂肪 释出时所伴随的面筋蛋白质的氧化，对于改进 面团的流变性质是很重要的。在促使面筋蛋白 质氧化的过程中，氧化脂肪中间物也起重要的 作用。
氢过氧化亚油酸通过上述各种途径可以产生数 以百计的不同产物，因此，同一种脂肪氧合酶 能同时以合乎需要和不合乎需要的方式影响食 品的质量，其中一些产物不会影响食品的感官 质量，它们的生成，从某种意义上讲，通过竞 争减少了另一些有损于食品感官质量的产物的 生成。
1.3 脂肪氧合酶催化反应的底物
脂肪氧合酶对于它作用的底物具有特异性的要 求，含有顺，顺－1，4－戊二烯的直链脂肪酸、 脂肪酸酯和醇都有可能作为脂肪氧合酶的底物。
图7-1脂肪氧合酶底物脂肪酸的部分结构
亚油酸 ：CH3（CH2）4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7COOH 亚麻酸：CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH 花生四烯酸：CH3(CH2)4(CH=CH-CH2)4(CH2)2COOH
4 脂肪氧合酶的作用对食品质量的影响
食品的质量取决于它的色、香、味。质构和 营养价值。脂肪氧合酶的作用对食品质量的 影响比较复杂，它既有助于提高一些质量指 标，又能损害另一些质量指标。
4.1 脂肪氧合酶的作用对焙烤食品质量的影响
脂肪氧合酶在焙烤工业中起着重要的作用。在 面包等面制品的生产过程中，添加适量的脂肪 酸氧合酶及大豆粉可使面粉中存在的少量不饱 和脂肪酸氧化分解，生成具有芳香风味的羰基 化合物，从而能改进面粉的颜色和焙烤质量。
LOX在动植物界广泛存在，在豆类中具有较高 的活力，尤其以大豆中的活力为最高。
1脂肪氧合酶的基本性质
1.1 亚油酸：氧 氧化还原酶；EC 1.13.1.13。 是一类含非血红素铁的蛋白质。
1.2 催化的反应 能专一催化具有顺，顺一戊二烯结构的多不 饱和脂肪酸，通过分子内加氧，形成具有共 轭双键的氢过氧化衍生物。
漂白面粉
在面粉中加入1%含脂肪氧化酶活力的大 豆粉，可改善面粉的颜色和焙烤质量。
脂肪氧合酶可通过偶合反应导致胡萝卜 色素被漂白。
强化面筋蛋白
大豆粉脂肪氧合酶在漂白面粉的同时还具有氧 化面筋蛋白质的功能，从而对面团和烘焙食品 产生有益的影响。
在面粉中加入脂肪和大豆粉后，脂肪经脂肪氧 合酶作用所生成的氢过氧化物起着氧化剂的) 被氧化成－S－S－，这对于强化面团中的蛋白 质，即面筋蛋白质的三维网状结构是必要的。
图 7-2 pH对大豆脂肪氧合酶活力的影响
含吐温20
当 使 用 吐 温 20 时 ( 曲 线 A)，脂肪氧台酶的最适 pH 为 7.0 ， 酶 活 力 在 此 pH值的两侧近乎对称地 下降；
当不使用吐温20时(曲线B)，脂肪氧合酶的最适pH 向碱性方向移动到7.5，而且在整个pH范围内脂肪氧 合酶的活力较低，在酸性pH范围内酶活力的下降尤 为显著；在pH为9时两者的差别趋向于消失。
氢过氧化亚油酸变化的可能途径， 它们包括：
①氢过氧化亚油酸的还原，过氧化物酶体系参 与这类反应；
②酶催化氢过氧化亚油酸异构化成多羟基衍生 物和酮：
③氢过氧化亚油酸的环氧化，这类反应发生在 面粉－水悬浊液体系之中；
④马铃薯中的酶催化氢过氧化亚油酸生成乙烯 醚；
⑤在无氧条件下，脂肪氧合酶催化氢过氧化亚 油酸和亚油酸发生二聚化反应，同时生成戊烷 和氧代二烯酸等产物；
顺，顺－1，4－戊二烯单位的亚甲基在ω－8位 的脂肪酸异构体（亚油酸）是脂肪氧合酶的最 佳底物。
在ω－3位增加一个顺－双键并不影响脂肪氧合 酶对底物的作用。例如亚麻酸。
在脂肪酸的ω－10位和羧基之间增加双键仍然 可以作为脂肪氧合酶的底物，例如花生四烯酸 (5，8，11，14－20四烯酸)和8，11，14－20 三烯酸都是脂肪氧合酶的底物。
第7章 氧化还原酶（2）
主要内容：
三、 脂肪氧合酶 四、葡萄糖氧化酶 五、超氧化物歧化酶
三、 脂肪氧合酶（lipoxygenase, LOX）
脂肪氧合酶是近20年发现的与植物代谢有密切 关系的一种酶，广泛存在于植物体中。研究认 为，它可能参与植物生长、发育、成熟、衰老 的各个过程，特别是成熟衰老过程中自由基的 产生以及乙烯的生物合成，都发现有脂氧合酶 的参与。因此脂肪氧合酶被认为是引起机体衰 老的一类重要的酶。
除了上述六种途径外，氢过氧化亚油酸还能与 食品中非脂肪成分作用，从而进一步影响食品 的质量。
3 pH对脂肪氧合酶作用的影响
脂肪氧合酶的最适pH一般在7.0～8.0，曲线 呈钟形，曲线的最高点相当于pH7.0～8.0。
然而，在pH低于7时，酶活力下降的部分原因 是脂肪氧合酶的底物亚油酸的溶解度下降的 结果，在酸性pH范围内亚油酸实际上是不溶 解的，图7-2指出了表面活性剂吐温20对大豆 脂肪氧合酶活力－pH曲线的影响。
4.2 脂肪氧合酶的作用对于食品颜色、风味和 营养的影响
脂肪氧合酶作用于不饱和脂肪酸及脂时产生的初 期产物，在进一步分解后生成的挥发性化合物对 不同的食品的风味产生截然不同的影响。
（1）对食品风味的影响
① 在一些水果和蔬菜中，例如番茄、豌豆、青刀 豆、香蕉和黄瓜，这些挥发性化合物构成了人 们期望的风味成分，
脂肪氧合酶作用于亚油酸时，能产生亚油酸 的13－L－和9－D－氢过氧化物衍生物。
2 脂肪氧合酶作用的初期产物的进一步变化
氢过氧化合物本身无异味，通过均裂或裂变分解， 就形成了醛、酮等二级氧化产物，氢过氧化合物 进一步氧化可以转化为环氧酸。
这些氧化产物导致果蔬加工制品产生不良的风味， 比如说大豆及其制品的豆腥味，以及油脂和含油 食品在贮藏和加工过程中的色、香、味发生劣变 等。
改进面包的体积和软度
脂肪氧合酶还具有另外一个重要功能就是通过 面筋蛋白质的氧化，防止脂肪的结合增加面团 中游离脂肪的数量，这就保证了外加起酥脂肪 能有效地改进面包的体积和软度。在游离脂肪 释出时所伴随的面筋蛋白质的氧化，对于改进 面团的流变性质是很重要的。在促使面筋蛋白 质氧化的过程中，氧化脂肪中间物也起重要的 作用。