大豆脂肪氧合酶对食品品质的的影响

大豆脂肪氧合酶对食品品质的的影响
卜凡琼
（班级：食研5班学号：2016309120048）
摘要:大豆脂肪氧合酶是存在于大豆中的脂肪氧合酶，其活性很高，在食品行业中有很广泛的应用，大豆脂肪氧合酶催化底物产生的一些物质能很好的改善食品质量。

能增加食品香气，形成二硫键，增强面筋蛋白强度。

其分离纯化方法有水浸提法，酸铵沉淀、葡聚糖凝胶柱G200分离沉淀法，缓冲液提取等方法。

关键词：大豆脂肪氧合酶，分离纯化，食品品质
1.大豆脂肪氧合酶简介
脂肪氧合酶(Lipoxygenase, EC1.13.11.12, LOX),广泛存在于动植物体内, 在豆类中具有较高的活力,其中尤以大豆中的活力为最高[1]。

属氧化还原酶，通称脂氧酶(LOX) 。

LOX中含有非血红素铁，专一催化具有顺，顺－1，4－戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸，通过对其分子加氧，形成过氧化氢衍生物，是非常重要的风味前体物[2]。

近年来研究表明，LOX产生的风味和香味是很多食品所必需的不饱和脂肪酸，经LOX作用形成氢过氧化物并进一步裂解成不饱和的醛类、酮类和醇类化合物而形成类似苹果、香瓜、芒果等水果风味以及鲜鱼味、牡砺味、文蛤味和海藻香、青草香[3]等挥发性风味物质。

据脂肪氧合酶氧化花生四烯酸位置特异性, 将脂肪氧合酶(LOX)分为5-L OX ,8-LOX ,12-LOX 和15-LOX 。

大豆LOX -l 属于15-LOX ,它已被广泛用于研究同类脂肪氧合酶功能和结构性质模型[4]大豆植物组
织中含有多种脂肪氧合酶同工酶, 其中LOX-l 和LOX-2 是主要的同工酶。

2.大豆脂肪氧合酶结构及其生化特性
研究表明，大豆脂肪氧合酶（LOX）含839个氨基酸，是一个单链肤蛋白，整体结构分为2个部分:一个是N末端的β与1条α螺旋组成的部分;另一个是包含22条α螺旋和8条β折叠股的主要区域。

在空间结构上，LOX的主要区域以一条长的α螺旋为中心，其他结构环绕在其周围。

非血红素铁原子靠近酶中心位置，其附近有一个特殊的三圈π螺旋，并以配位键与3个组氨酸侧链和梭基末端的COO-结合，从而形成酶活力中心的主要组成部分[5]。

通过对分离得到的大豆子叶LOX的研究，发现每个LOX是一条M:为96000左右的多肤，每个多肤中含一个铁原子。

有实验证明，大豆子叶的LOX处于静止、无活性状态时，铁以Fe态存在;当加入底物后，LOX中的Fe处于Fe (A)态，使LOX具有催化活性。

大豆种子中的LOX都是球形、水溶性蛋白。

LOX1, LOX2, LOX3的等电点分别为5.65, 5.85,6.150 3种同工酶的生化特性是:LOX1的反应最适pH值在9.0处，LOX:在pH6. 5处，LOX:在pH7. 0处。

除催化原初反应外，LOX还催化次级反应而形成脂肪酸的二聚苯和淡基二烯酸，类胡萝卜素的漂白即是由LOX次级反应实现的[6]。

3.大豆脂肪氧合酶的分离纯化及其性质
王辉，周培根[7]以大豆为原料，经硫酸铵沉淀、葡聚糖凝胶柱G200 分离沉淀，得到2 种脂肪氧合酶(LOX)：LOX-1，LOX-2。

对
这两种同工酶的部分特性进行研究。

其中LOX-1 的反应最适pH 为7.0，在pH9.0 时无活性。

而LOX-2 最适pH 为9.0，在pH7.0 时也表现出较强活性。

最适温度均为25℃。

两种同工酶的热稳定性结果表明，LOX-1 和LOX-2 在40℃活性稳定，加热温度高于50℃时，活性急剧下降。

在亚油酸为底物的反应体系中，LOX-1和LOX-2 的Km 值分别为8.2、12.2mmol/L。

并对Ca2+、Na+、Cu2+、和Fe3+等不同的金属离子表现出不同的反应活性。

陈书婷等[8]，研究表明经过缓冲液提取、差速离心、盐析沉淀和离子交换层析可以得到电泳纯级的大豆脂肪氧合酶。

特性研究表明大豆脂肪氧合酶的最适pH 为9，在较低温度下酶活能保持较高水平，用双倒数法求得大豆中脂肪氧合酶Km = 80.6μmol /L，Vmax = 54.2μmol /( L·min) 。

利用水浸提法制备大豆LOX 粗酶液[9]。

大豆研磨成细粉，研磨温度35 ℃，过60 目筛，经冰水预冷的石油醚多次充分浸提，冷风干燥，得到脱脂豆粕。

取10 g 脱脂豆粕，加100 mL 冰水（料液质量体积比1 g℃10 mL）搅拌浸提1 h。

4 ℃，6 000r/min 离心30min，上清液即为粗酶液，测定其约为172 U/mL。

LOX 粗酶液稳定性较差，在4 ℃条件下活性可保持1 周左右。

碱溶-酸提-盐析法[10]大豆脱皮、粉碎后用石油醚多次浸提得脱脂大豆粉。

称取10g脱脂大豆粉，加100 mL水，用氢氧化钠调pH值等于9.0，搅拌30 min，离心20 min，弃去沉淀;上清液用盐酸调pH 值等于 4.5，继续搅拌50min，过滤，滤液中加入固体硫酸按至
w((NH4)2SO4=40%饱和，离心分离20 min，弃去残渣;上清液中加入固体硫酸按至w((NH4)2SO4=60%饱和，离心分离20 min，沉淀冷冻干燥的酶粉0.23g 。

4大豆脂肪氧合酶对食品品质的影响
4.1增强蘑菇风味
蘑菇的挥发性成分种类繁多其中1-辛烯-3-醇（又名“蘑菇醇”）是蘑菇的关键风味化合物，具有青香、壤香、蜡香和未成熟的果香及牛奶风味[11]。

近来发现,蘑菇生长过程中转化生成1-辛烯-3-醇等八碳化合物的重要催化剂是脂肪氧合酶（Lipoxygenase，LOX），菇体所含亚油酸等不饱和脂肪酸，在自身体系的脂肪氧合酶作用下，被氧化成氢过氧化物，氢过氧化物再经过体系内氢过氧化物裂解酶、氧化还原酶等作用产生1-辛烯-3-醇等，因此增加1-辛烯-3-醇等风味化合物的来源，有利于提高风味基料的组成。

为提高香菇风味基料主风味成分的含量，张婵等[12]拟在香菇均浆液中添加葵花籽油水解液，利用大豆LOX 和香菇内源酶系，研究添加大豆脂肪氧合酶和葵花籽油水解液对强化香菇风味基料风味成分效果的影响。

表1 结果显示，处理（3）的风味化合物生成量显著增加，香菇风味显著增强。

4.2对大豆产品品质的影响
在大豆产品中, 脂肪氧合酶催化脂肪氧化最后生成n -己醛和n-戊醛是形成豆腥味主要成分。

再者,脂肪氧合酶催化反应初级产物氢过氧化物可与大豆蛋白中-S H 反应生成-S-S 键、-SO 2H或-SO 3,H 从而使大豆蛋白形成凝胶能力下降[13]。

研究发现, 脂肪氧合酶灭活能提高大豆蛋白凝胶性。

大豆蛋白功能性质在食品加工中有着重要作用, 脂肪氧合酶对蛋白质功能性质影响值得进一步研究。

4.3对火腿制品的品质影响
干腌火腿传统生产工艺的特点是生产过程很长。

在这个过程中，脂类物质发生了水解氧化。

众多研究表明，干腌火腿大量的风味成分是由脂肪氧化产生。

其中高于5个碳原子的直链醇、醛、酮、烷基呋喃等成分是典型的脂肪氧化产物[14]；通过氧化还能生成酸类物质、内酯等风味成分。

另外，由脂肪氧化生成的一级产物还可以进一步发生反应，如参与美拉德反应等，形成大量的二级风味产物。

金华火腿风味物质中约有50% 的风味成分直接来自于脂肪氧化[15]。

干腌火腿生产过程中，适量氧化可产生满意的风味特点，过度氧化则会给产品带来不愉快的风味。

4.4对茶叶品质的影响
在绿茶加工过程中，LOX的作用主要体现在鲜叶摊放和杀青工序中。

LOX有较强的耐热性。

LOX的强耐热性使得它的活性在干茶中有部分保留，有时会在贮藏中作用于脂肪酸产生低碳醛而使茶叶产生异味[16]。

茶叶中的脂肪酸在LOX作用下转化为C6醛、醇等低碳化合物，这些低碳化合物在以后的加工过程中继续发生裂解、异构、
缩合聚合等反应而形成绿茶的香气物质[17]。

在绿茶加工过程中，LOX 有利于绿茶香气品质的形成。

在红茶和乌龙茶的制造过程中，LOX主要是催化亚油酸、亚麻酸氧化形成正己醛、己烯醇、己烯醛等化合物，形成这两类茶叶的香气。

红茶加工过程中，脂肪酸在LOX催化下进一步氧化分解。

也已证明不饱和脂肪酸在红茶制造过程中是芳香物质C6-醛和醇的先导物[18]。

这些C6醛、醇还参与一系列醋化、脱水、异构化反应，形成红茶香气和滋味物质。

此外大豆脂肪氧合酶还能漂白小麦粉和大豆粉，在面团制作过程中形成二硫键。

但是它也能破坏叶绿素和胡萝卜素，氧化破坏维生素和蛋白质，氧化破坏必需脂肪酸从而造成食品品质质量降低。

5.总结
脂肪氧合酶是对食品品质非常重要的酶，其在自然界分布广泛，大豆中脂肪氧合酶的活性较高。

脂肪氧合酶对食品品质有好的影响，同时也有坏的影响。

一方面能产生香味物质，提高食品质量，另一方面，会破坏食品中的有益成分，从而降低食品质量。

因此，我们应该多多利用其好的一方面，提高其酶活性。

探究新的方法和技术控制其危害作用，利用其生产品质优良的产品。

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