第七章 氧化还原酶

第7章氧化还原酶（1）（3学时）

主要内容：

一、过氧化物酶

二、多酚氧化酶

一、过氧化物酶（POD peroxidase）

☐过氧化物酶是存在于各种动物、植物和微生物体内的一类氧化酶。催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应。

☐过氧化物酶是由单一肽链与一个铁卟啉辅基结合构成的血红蛋白。多数植物过氧化物酶与碳水化合物结合成为糖基化蛋白。糖蛋白有避免蛋白酶降解和稳定蛋白构象的作用。

1过氧化物酶作用方式及分布

☐1.1过氧化物酶作用方式

过氧化物酶（供体：过氧化氢氧化还原酶）催化过氧化氢分解时，同时有氢供体参加。

H2O2+ AH22H2O+A

☐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。

☐1.３分布：

过氧化氢酶在植物细胞中以两种形式存在：。

①以可溶形式存在于细胞浆中

②以结合形式在细胞中与细胞壁或细胞器相结合

辣根是过氧化氢酶最重要的一个来源。辣根中20%的过氧化氢酶（POD）与细胞壁结合，用2mol/L NaCl(高离子强度)才能提取出来。辣根中过氧化物酶活力为569,000单位/g组织（蘑菇仅240单位/g组织）。

2 过氧化物酶在食品加工中的应用

（1）过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指标：如苹果气调贮藏中，过氧化物酶出现两个峰值，一个在呼吸转折（成熟），一个在衰老开始。

（2）过氧化物酶的活力与果蔬产品，特别是非酸性蔬菜在保藏期间形成的不良风味有关。（3）过氧化氢酶属于最耐热的酶类，在果蔬加工中常被当作热处理是否充分的指标。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

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。

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。

在88℃热处理时甜玉米中过氧化物酶的失活

（用邻-苯二胺作为氢体底物测定酶活力）

②可逆性：经热处理后的酶液在室温或较低温度下保藏，它的活力部分可以再生。

例如：辣根过氧化物酶在70 ℃加热1小时后，在30 ℃下再生的酶活力可达到处理前的30-40%，而在50 ℃下不能再生，如再降低到40 ℃时，酶活力又开始提高。

☐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。

☐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）。

☐问题：经热烫的罐装或冷冻蔬菜在保藏期间产生的不良风味的原因？

5 影响过氧化物酶热失活的因素

☐5.1. 不同来源的POD具有不同的耐热性。

一般来说，植物的过氧化物酶活力越高，它的耐热性也越高。

⏹比如马铃薯和花菜匀浆中的过氧化物酶在95℃加热10min就完全而不可逆地失活。

⏹而甘蓝中的过氧化物酶在120℃加热10min仍然有0.3%活力保存下来。

☐5.2. 低水分含量，POD耐热性增加：

⏹例如：水分含量低于40%时，谷类中过氧化物酶的热稳定性与水分含量成反比。

⏹对于加工脱水果蔬有重要参考价值。

☐5.3. 外加因素：降低pH，增加NaCl浓度。

⏹以辣根中过氧化物酶为例，加入羟高铁血红素能降低酶的热失活速度(pH 7.0、76℃)

⏹而升高温度能提高酶的热失活速度。

⏹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。

☐5.5. 结合处理：

微波和离子照射能降低在热烫过程中使酶失活所需的热处理强度。

辐射处理

☐在采用结合处理时，先使用辐射处理，再使用热处理。辐射时酶分子的聚集和单体的改

性而使酶的热稳定性显著降低，且不会出现活力再生（辐射诱导水产生自由基二次进攻的结果）。

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