氧化还原酶

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在啤酒保鲜中的使用方法


一步法： 在啤酒灌装前把葡萄糖氧化酶加到清酒罐 中，根据清酒罐内啤酒的容量计算加量， 建议每升啤酒中加10～70个单位，，亦可 根据本厂产品情况，选择最适加量和适量 添加亚硫酸盐以增强效果。 加入清酒罐的葡萄糖氧化酶要混合均匀， 最好使用输液泵边加入边搅拌。
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OH OH 多酚氧化酶 O2 H 2O
O O H2O 聚合物
有机溶剂 R
2.作用底物

水果、蔬菜中底物为： 一元酚类 邻二酚类（对位二酚也可） （间位二酚不作底物） 如： 水果中的儿茶酚
OH OH
土豆中的酪氨酸 HO CH2CHCOOH
NH2
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重要的天然底物
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三、影响多酚氧化酶的因素
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（二）、消除酶作用的底物
① 隔绝氧气

通过沸水烫漂、抽真空（93kPa，5～ 15min）、高浓度抗坏血酸溶液浸泡、气调包 装设计等均可达到驱除食品内氧气的目的，从 而抑制酶褐变的发生。
② 与酚类底物发生作用

PVP（聚乙烯吡咯烷酮）与酚强烈缔合，消去 底物。
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（三）、与酶催化生成的反应产物作用
4.抑制剂 铜离子和其他-SH螯合剂能抑制霉菌葡萄糖 氧化酶 阿拉伯糖是酶的竞争性抑制剂 氰化物和一氧化碳对酶没有抑制作用．
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三、葡萄糖氧化酶在食品 加工中的应用


葡萄糖氧化酶在食品加工中的应用是多种多样的， 根据其作用有四个方面 ①形成过氧化氢 ②形成葡萄糖酸 ③除去葡萄糖 ④除去氧 葡萄糖氧化酶是经微生物发酵和最先进的提纯技术 纯化而得到的绿色生物食品保鲜剂，无毒无副作用 。能够除去食品中溶解氧，起到保鲜、护色、防褐 变、保护维生素C、延长食品保质期的作用。
1.pH对酶活力的影响
(1)适宜pH：4～7 (2)不同种类，甚至同一种果蔬中的不同品种得到的多 酚氧化酶，也有不同的最适pH (3)果蔬的不同部位得到的多酚氧化酶,最适pH也有差异 (4)酶的提取或分离的方法对它的最适pH也有影响 (5)测定酶活力时所采用的底物和缓冲液对酶的最适pH 也有影响 (6)大多数多酚氧化酶只有一个最适pH,在一些情况下, 有第二个最适pH
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2）食品的除氧保鲜

食品腐败
微生物 氧化变质



除氧 含油脂食品发生氧化，如花生、奶粉、 饼干、冰淇淋、油炸食品等。 果蔬产品褐变，如马铃薯、苹果、梨、 果酱等。 肉类氧化。
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除氧方法

将需要保鲜的食品放到密闭容器中，同 时将葡萄糖氧化酶和葡萄糖一起放入。 吸氧保鲜袋 葡萄糖氧化酶直接加入：果汁、果酒和 水果罐头中，防止食品的氧化和容器的 氧化。（桃罐头变色！！）
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方法二：



应用葡萄糖氧化酶进行脱糖，即将适量的酶添 加到蛋白液中，不断供给适量的氧气，使葡萄 糖完全氧化。 如何提供适量的氧气?如果通入空气和氧气， 容易产生大量的泡沫，使操作无法进行。 方法---分次加入适量的过氧化氢（双氧水） ，加入过氧化氢酶，分解过氧化氢为氧和水。 氧与葡萄糖反应生成葡萄糖酸。
氧化还原酶
1
主要内容
1 多酚氧化酶 2 葡萄糖氧化酶 3 过氧化物酶 4 脂肪氧合酶 5 超氧化物歧化酶
2
1 多酚氧化酶

多酚氧化酶广泛存在于各种植物中，是一种含铜的 酶；
其简称PPO，能作用于羟基处在邻位的二酚和三酚 类化合物，生成相应的醌，它也能作用于单酚，将 其转变为邻-二酚；


是引起食品酶促褐变的主要酶类。
同邻二酚氧化产物醌作用的还原剂，如 抗坏血酸、SO2、偏重亚硫酸盐。 醌偶合剂：与醌作用，生成稳定的无色 化合物，如半胱氨酸、谷胱甘肽


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抗坏血酸抑制酶褐变的机理（图）
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五、多酚氧化酶在食品加工的应用 ——需宜的酶促褐变

多酚氧化酶的活性及含量对茶叶颜色的形成的影响



茶叶所有化学成分中，儿茶素与多酚氧化酶尤为重要； 儿茶素是一种易于被PPO和PER（过氧化物酶）作用的 多酚化合物，PPO作用于儿茶素，产生茶黄素，而PER 主要产生茶红素； 茶的品质受茶黄素/茶红素的比率影响，其比值越大，茶 的品质越好； 因而，PPO的活性和含量越高的茶叶，更易形成良好的 品质。

问题：在贮藏和加工过程中出现褐变，出 现小黑点，或者溶解度下降等。 原因：蛋的蛋白中含有0.5%-0.6%的葡 萄糖，葡萄糖的羰基与蛋白质的氨基发生 反应，生成黑色或者褐色的黑蛋白的美拉 德反应。
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解决方法：脱糖。

方法一：接种乳酸菌进行蛋白脱糖。处 理时间长，卫生条件差，产品质量不理 想。
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（1）在啤酒生产中的应用
葡萄糖氧化酶的主要作用是：


除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧； 阻止啤酒的氧化变质过程。


因此，在防止老化味产生，延长啤酒保质期方面 有独特的功效。 经许多啤酒厂试用，啤酒中加入葡萄糖氧化酶后 可将含氧量降到10μg/L以下，啤酒稳定性高、 口味纯正、不产生沉淀、混浊等现象。
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二、多酚氧化酶催化反应 及其作用底物
1.催化反应

多酚氧化酶可以催化两种不同类型的反应：

一元酚羟基化，生成相应的邻二羟基化合物； 邻二酚氧化，生成邻醌类物质
7羟基化氧化Fra bibliotek应8多酚氧化酶催化的氧化反应的最初产物邻 醌将继续变化：
① 相互作用生成高分子量聚合物。
② 与氨基酸或蛋白质作用生成高分子络合物。 ③ 氧化那些氧化还原电位较低的化合物，生成 无色化合物。
OH
β-D-葡萄糖
δ -D-葡萄糖酸内酯
H2O
+
H2O2
H HO HO H
OH H H OH
H
COOH OH OH
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D-葡萄糖酸
二、葡萄糖氧化酶的性质
1.底物特异性：对β-D-吡喃葡萄糖表现出很 强烈的特异性。
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2.pH对酶活力的影响 葡萄糖氧化酶的活力-pH曲线在pH4.5-pH7 之间 有一段平坦部分，而在两侧都急剧地下降。 曲线在高pH一侧下降是由于酶的不稳定性； 在低pH一侧下降是由于pH对酶的反应速度的真实 影响 底物起稳定酶活性作用
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一、多酚氧化酶的分类和自然界的分布
1、多酚氧化酶的分类

多酚氧化酶的共同特征是能够通过分子氧氧化酚或多酚 形成对应的醌。在广义上，多酚氧化酶可分为三大类： 单酚氧化酶(酪氨酸酶tyrosinase,EC.1.14.18.1)、双 酚氧化酶(儿茶酚氧化酶catechol oxidse,EC.1.10.3.2) 和漆酶(对苯二酚氧化酶 laccase,EC.1.10.3.1)。

其中①②导致褐色素的生成，反应③的产物 是无色的。
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酶促褐变色素的形成

多酚氧化酶的作用下氧化形成不稳定的邻-苯 醌类化合物,然后再进一步通过非酶氧化反应, 聚合成黑色素(melanin)。
OH 多酚氧化酶 O2 R H 2O R 维生素 C R= H-, Me -, Me O -, HO H 2C -(C H 2)2-, HO C H 2-, HO (C H 2)2-, PhC O NHC 2
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实例：土豆的褐变
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褐变防止方法
酶促褐变的三个条件，缺一不可。
即：酚酶、多酚类物质、氧气 除去多酚类物质困难，不现实。 ∴一般为 降低酚酶活性、驱氧

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（一）、对酶活的抑制

(1)加热钝化酶活性
75～95℃、5～7S的加热处理，可使大部分酶活 性丧失。 常用的方法有：漂烫、巴氏杀菌 加工中，必须严格控制时间和温度。 加热温度过高，加热时间过长，可抑制酶褐变， 但会影响食品品质；加热不足，不能抑制酶褐变。 微波加热，热穿透力强，迅速均匀，不影响风味。
在这三大类多酚氧化酶中，儿茶酚酶主要分布在植物中， 微生物中的多酚氧化酶主要包括漆酶和酪氨酸酶。
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2、植物中多酚氧化酶分布

多酚氧化酶在桃,苹果,香蕉,荔枝,马铃薯,莲藕 和莴苣中的含量也是相当高,然而它对这些果实 起着不需宜的作用,易引起褐变,造成变质和腐烂, 对于新鲜果实的保藏带来极大困难； 多酚氧化酶是植物中最受注意的一种酶,在葡萄, 洋李,无花果,枣,茶叶和咖啡豆中含量很高,它在 这些果实中起着人们期望的作用； 胡椒中不存在多酚氧化酶； 存在: 植物、果蔬的叶绿体、线粒体, 马铃薯 块茎 分布广泛
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多酚氧化酶在可可加工中的作用

多酚氧化酶主要在可可发酵结束和前期干燥过 程中起作用。 使红葡萄酒颜色得到改良，也可产生其他理想 的风味。

多酚氧化酶在果酒加工中的作用


多酚氧化酶在果酱、果汁加工中的作用
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2 葡萄糖氧化酶 （Glucose oxidase，GOX）


葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase， GOX)的系统 名称（β -D-葡萄糖：氧 氧化还原酶： EC1.1.3.4） ,最先于1928年在黑曲霉和灰绿青 霉中发现。 能够在氧存在的条件下，催化葡萄糖氧化成δ-D葡萄糖酸内酯。
葡萄糖 + O2 + H2O 葡萄糖酸内酯+ H2O2
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存在：

黑曲霉、米曲霉和青霉。 高等植物和动物体内还没有发现葡萄糖
氧化酶。
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一、葡萄糖氧化酶的催化反应及机理
OH H HO HO H H H O OH OH
EFAD
H HO HO H H H O O
OH H
+
EFADH2 O2 EFAD