第七章氧化还原酶2-文档资料
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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。
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。
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，
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பைடு நூலகம்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；
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。
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。
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
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。
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作 用。在后者作用下，面筋蛋白质的巯基(－SH) 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。
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。
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。
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。
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。
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，
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பைடு நூலகம்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；
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。
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。
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
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。
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作 用。在后者作用下，面筋蛋白质的巯基(－SH) 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。
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。
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。