[课件]第八章 食品酶制剂PPT
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第八章 食品酶制剂
1、α -淀粉酶
从底物分子内部随即切开α-1,4-葡萄糖苷键，分 解直链淀粉时终产物以麦芽糖为主，分解支链淀粉 时，除麦芽糖、葡萄糖，还生成分支部分具有α-1,6糖苷键的α极限糊精。
一般分解限度以葡萄糖为准是35-50%。
主要用于制造糊精、麦芽糊精、或与糖化酶联用 生产葡萄糖。
2、 β-淀粉酶（麦芽糖酶） 从淀粉非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α 1,4-糖苷键，底物为直链淀粉时，得到麦芽糖和少 量葡萄糖；底物为支链淀粉或葡聚糖时，切断至α 1,6-糖苷键的前面反应停止，生成分子质量较大
凝乳酶对酪蛋白的凝固分两个过程：①酪蛋白受 凝乳酶的作用变成p-k-酪蛋白；② 生成的p-k-酪蛋白 在钙离子作用下引起凝固，本来对钙离子不稳定的疏 水蛋白由于失去k-酪蛋白的胶体保护作用，则一并凝 固。 三、肽酶类
水解肽键的一类酶。在干酪生产、肉类嫩化、植 物蛋白质改性中大量应用。
根据作用模式，分为端肽酶（氨肽酶、羧肽酶） 和内肽酶。 氨肽酶，从多肽链N末端顺序逐个水解氨基酸的 酶；羧肽酶，从多肽链C末端顺序逐个水解氨基酸的 酶；内肽酶，作用于肽链内部特定肽键的一类酶。
六、果胶酶类
一类能够分解果胶物质的多酶复合体系。主要由 酯酶和解聚酶（水解酶、裂解酶）组成。
果胶酯酶，随机切除甲酯化果胶中的甲基产生甲 醇和游离羧基。
果胶水解酶，通过加入一个水分子，使α-1,4-糖苷 键断裂，释放单体的半乳糖醛酸。 果胶裂解酶，通过除去一个分子，使α-1,4-糖苷键 断裂，释放出含双键的产物。
8.3 脂肪酶 一、脂肪酶 酯键水解酶，在油水界面上，脂肪酶催化三酰甘 油的酯键水解，释放含更少酯键的甘油酯或甘油及脂 肪酸。 食品工业中的应用：释放出的短链脂肪酸增加或 或改进食品风味，香味与质构，生产代可可脂。
在食品工业中的应用：①果蔬汁加工，快速彻底地脱 除果胶；②咖啡、茶叶发酵过程，可改善速溶茶粉冲 泡时形成泡沫的性能；在咖啡发酵过程中，可去除含 大量果胶质的果肉状表层。③改善果蔬感官品质，有 利于保持果肉原有的形状、硬度和产品品质。果胶酶 有助于柑橘类水果剥皮；④油料生产中，破坏油料作 物细胞壁，便于油料释放；⑤单细胞产品生产中，可 降解植物细胞壁间质中的果胶物质产生完整的单细胞 悬液。 8.2 蛋白酶类 一、蛋白酶 一类水解肽键的酶，见209页的催化反应式。根据 各种蛋白酶活性部位的性质及最适反应pH可将蛋白
的极限糊精。
主要用于制造麦芽糖、啤酒酿造。 3、葡萄糖淀粉酶（糖化酶） 从底物非还原性末端水解α -1,4-糖苷键将葡萄糖 单位水解下来，还具有一定水解α -1,6-糖苷键和α 1,3-糖苷键的能力。水解产物全部为葡萄糖。 主要用于生产葡萄糖、高果糖浆、果葡糖浆。 4、普鲁兰酶 专一水解支链淀粉中的α -1,6-糖苷键，使支链淀 粉变成直链淀粉。但对异麦芽糖的α -1,6-糖苷键不起 作用，必须有α -1,4-糖苷键同时存在才起作用
五、乳糖酶类
催化反应机制：催化水解乳糖分子内的β-半乳糖 苷键，①水解反应，将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖； ②转移反应，将1分子乳糖和1-4分子的半乳糖反应生 成低聚半乳糖。
在食品工业中的应用：①生产低聚半乳糖；②制 造低乳糖乳制品；③处理乳清生产低聚半乳糖；④酸 乳制作中，增加甜度，使产酸速度加快；⑤防止乳制 品冷冻时出现结晶，因乳糖的溶解度非常低；⑥奶酪 中的应用，提高奶酪品质，缩短奶酪凝固时间；⑦奶 粉，提高风味口感，冲调性好；⑧分析食品中乳糖含 量。
酶分四类，即丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、天冬氨酸蛋 白酶、半胱氨酸蛋白酶。
食品工业中的应用：①用于干酪生产；②用于蛋 白质水解物脱苦；③风味调料的生产；④用于焙烤制品； ⑤用于肉类嫩化；⑥合成二肽甜味剂（阿斯巴甜）；⑦ 茶饮料中应用，提高氨基酸含量；⑧用于酒精、酿酒、 酿造醋生产。 二、凝乳酶
牛乳中的α-酪蛋白、β-酪蛋白是疏水蛋白，可被钙 沉淀，而k-酪蛋白能保持牛奶中大部分蛋白质为可溶的， 并防止它们自发凝结。而凝乳酶能水解k-酪蛋白，将其 转化成p-k-酪蛋白和一种被称为巨肽的蛋白，导致牛乳 发生凝结。
在食品工业中的应用： ①果蔬加工中，使植物组织软化膨松，提高消化性 和口感；如用纤维素酶处理可促进橘子脱囊衣，在保 鲜蔬菜加工中可加速脱水。 ②饮料业，提高汁液提取率，促进汁液澄清，提高可 溶性固形物含量；
③酿酒业，使原料中的可发酵性糖增加，提高出酒率， 缩短发酵时间，增进口感；
④酱油酿造，使细胞中的蛋白质、碳水化合物释放， 提高酱油浓度，改善酱油质量； ⑤提取活性物质，提高产品得率。
5、异淀粉酶
能专一性分解淀粉类物质中α -1,6-糖苷键。 通常普鲁兰酶是液体制剂，异淀粉酶是固体制剂。 这两种酶和其他淀粉酶联用生产高麦芽糖浆、高果糖 浆、葡萄糖。
二、葡萄糖氧化酶（GOD）
反应机理：GOD通常与过氧化氢酶（HPD）组成一 个氧化还原酶系统，GOD在分子氧存在下，氧化葡萄 糖生成D-葡萄糖酸内酯，同时消耗氧生成过氧化氢， HPD又能分解过氧化氢生成水和氧，而后水又和葡萄 糖酸内酯结合生成葡萄糖酸。
四、纤维素酶
由三类不同催化反应功能的酶组成，①内切葡萄 糖苷酶（EG），能随机从纤维素分子内部降解β-1,4糖苷键；②外切葡萄糖苷酶（CBH），从纤维素分子 还原或非还原末端切割糖苷键，生成纤维二糖；③纤 维二糖酶（BG），把纤维二糖降解成单个葡萄糖分子。
Leabharlann Baidu
作用机理：三种酶协同作用，首先，纤维素酶分 子吸附到纤维素表面，然后，EG在葡聚糖的随机位点 水解底物，产生寡聚糖；CBH从葡聚糖非还原端水解， 主要产物是纤维二糖；BG水解纤维二糖为葡萄糖。
在食品工业中的应用：去葡萄糖、脱氧、杀菌、测定 葡萄糖含量。
三、葡萄糖异构酶
能将D-葡萄糖、D-木糖、D-核糖等醛糖转化为相应 的酮糖。
葡萄糖异构酶能催化D-葡萄糖转化为D-果糖的异构化 反应，是工业上大规模以淀粉制备高果糖浆的关键酶。 高果糖浆又称果葡糖浆，是新的食糖资源。因果糖的 甜度是蔗糖的1.5-1.7倍，具有溶解度大、保湿性好、 渗透压高等优点，是饮料、糕点等食品工业的理想用 糖。
1、α -淀粉酶
从底物分子内部随即切开α-1,4-葡萄糖苷键，分 解直链淀粉时终产物以麦芽糖为主，分解支链淀粉 时，除麦芽糖、葡萄糖，还生成分支部分具有α-1,6糖苷键的α极限糊精。
一般分解限度以葡萄糖为准是35-50%。
主要用于制造糊精、麦芽糊精、或与糖化酶联用 生产葡萄糖。
2、 β-淀粉酶（麦芽糖酶） 从淀粉非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α 1,4-糖苷键，底物为直链淀粉时，得到麦芽糖和少 量葡萄糖；底物为支链淀粉或葡聚糖时，切断至α 1,6-糖苷键的前面反应停止，生成分子质量较大
凝乳酶对酪蛋白的凝固分两个过程：①酪蛋白受 凝乳酶的作用变成p-k-酪蛋白；② 生成的p-k-酪蛋白 在钙离子作用下引起凝固，本来对钙离子不稳定的疏 水蛋白由于失去k-酪蛋白的胶体保护作用，则一并凝 固。 三、肽酶类
水解肽键的一类酶。在干酪生产、肉类嫩化、植 物蛋白质改性中大量应用。
根据作用模式，分为端肽酶（氨肽酶、羧肽酶） 和内肽酶。 氨肽酶，从多肽链N末端顺序逐个水解氨基酸的 酶；羧肽酶，从多肽链C末端顺序逐个水解氨基酸的 酶；内肽酶，作用于肽链内部特定肽键的一类酶。
六、果胶酶类
一类能够分解果胶物质的多酶复合体系。主要由 酯酶和解聚酶（水解酶、裂解酶）组成。
果胶酯酶，随机切除甲酯化果胶中的甲基产生甲 醇和游离羧基。
果胶水解酶，通过加入一个水分子，使α-1,4-糖苷 键断裂，释放单体的半乳糖醛酸。 果胶裂解酶，通过除去一个分子，使α-1,4-糖苷键 断裂，释放出含双键的产物。
8.3 脂肪酶 一、脂肪酶 酯键水解酶，在油水界面上，脂肪酶催化三酰甘 油的酯键水解，释放含更少酯键的甘油酯或甘油及脂 肪酸。 食品工业中的应用：释放出的短链脂肪酸增加或 或改进食品风味，香味与质构，生产代可可脂。
在食品工业中的应用：①果蔬汁加工，快速彻底地脱 除果胶；②咖啡、茶叶发酵过程，可改善速溶茶粉冲 泡时形成泡沫的性能；在咖啡发酵过程中，可去除含 大量果胶质的果肉状表层。③改善果蔬感官品质，有 利于保持果肉原有的形状、硬度和产品品质。果胶酶 有助于柑橘类水果剥皮；④油料生产中，破坏油料作 物细胞壁，便于油料释放；⑤单细胞产品生产中，可 降解植物细胞壁间质中的果胶物质产生完整的单细胞 悬液。 8.2 蛋白酶类 一、蛋白酶 一类水解肽键的酶，见209页的催化反应式。根据 各种蛋白酶活性部位的性质及最适反应pH可将蛋白
的极限糊精。
主要用于制造麦芽糖、啤酒酿造。 3、葡萄糖淀粉酶（糖化酶） 从底物非还原性末端水解α -1,4-糖苷键将葡萄糖 单位水解下来，还具有一定水解α -1,6-糖苷键和α 1,3-糖苷键的能力。水解产物全部为葡萄糖。 主要用于生产葡萄糖、高果糖浆、果葡糖浆。 4、普鲁兰酶 专一水解支链淀粉中的α -1,6-糖苷键，使支链淀 粉变成直链淀粉。但对异麦芽糖的α -1,6-糖苷键不起 作用，必须有α -1,4-糖苷键同时存在才起作用
五、乳糖酶类
催化反应机制：催化水解乳糖分子内的β-半乳糖 苷键，①水解反应，将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖； ②转移反应，将1分子乳糖和1-4分子的半乳糖反应生 成低聚半乳糖。
在食品工业中的应用：①生产低聚半乳糖；②制 造低乳糖乳制品；③处理乳清生产低聚半乳糖；④酸 乳制作中，增加甜度，使产酸速度加快；⑤防止乳制 品冷冻时出现结晶，因乳糖的溶解度非常低；⑥奶酪 中的应用，提高奶酪品质，缩短奶酪凝固时间；⑦奶 粉，提高风味口感，冲调性好；⑧分析食品中乳糖含 量。
酶分四类，即丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、天冬氨酸蛋 白酶、半胱氨酸蛋白酶。
食品工业中的应用：①用于干酪生产；②用于蛋 白质水解物脱苦；③风味调料的生产；④用于焙烤制品； ⑤用于肉类嫩化；⑥合成二肽甜味剂（阿斯巴甜）；⑦ 茶饮料中应用，提高氨基酸含量；⑧用于酒精、酿酒、 酿造醋生产。 二、凝乳酶
牛乳中的α-酪蛋白、β-酪蛋白是疏水蛋白，可被钙 沉淀，而k-酪蛋白能保持牛奶中大部分蛋白质为可溶的， 并防止它们自发凝结。而凝乳酶能水解k-酪蛋白，将其 转化成p-k-酪蛋白和一种被称为巨肽的蛋白，导致牛乳 发生凝结。
在食品工业中的应用： ①果蔬加工中，使植物组织软化膨松，提高消化性 和口感；如用纤维素酶处理可促进橘子脱囊衣，在保 鲜蔬菜加工中可加速脱水。 ②饮料业，提高汁液提取率，促进汁液澄清，提高可 溶性固形物含量；
③酿酒业，使原料中的可发酵性糖增加，提高出酒率， 缩短发酵时间，增进口感；
④酱油酿造，使细胞中的蛋白质、碳水化合物释放， 提高酱油浓度，改善酱油质量； ⑤提取活性物质，提高产品得率。
5、异淀粉酶
能专一性分解淀粉类物质中α -1,6-糖苷键。 通常普鲁兰酶是液体制剂，异淀粉酶是固体制剂。 这两种酶和其他淀粉酶联用生产高麦芽糖浆、高果糖 浆、葡萄糖。
二、葡萄糖氧化酶（GOD）
反应机理：GOD通常与过氧化氢酶（HPD）组成一 个氧化还原酶系统，GOD在分子氧存在下，氧化葡萄 糖生成D-葡萄糖酸内酯，同时消耗氧生成过氧化氢， HPD又能分解过氧化氢生成水和氧，而后水又和葡萄 糖酸内酯结合生成葡萄糖酸。
四、纤维素酶
由三类不同催化反应功能的酶组成，①内切葡萄 糖苷酶（EG），能随机从纤维素分子内部降解β-1,4糖苷键；②外切葡萄糖苷酶（CBH），从纤维素分子 还原或非还原末端切割糖苷键，生成纤维二糖；③纤 维二糖酶（BG），把纤维二糖降解成单个葡萄糖分子。
Leabharlann Baidu
作用机理：三种酶协同作用，首先，纤维素酶分 子吸附到纤维素表面，然后，EG在葡聚糖的随机位点 水解底物，产生寡聚糖；CBH从葡聚糖非还原端水解， 主要产物是纤维二糖；BG水解纤维二糖为葡萄糖。
在食品工业中的应用：去葡萄糖、脱氧、杀菌、测定 葡萄糖含量。
三、葡萄糖异构酶
能将D-葡萄糖、D-木糖、D-核糖等醛糖转化为相应 的酮糖。
葡萄糖异构酶能催化D-葡萄糖转化为D-果糖的异构化 反应，是工业上大规模以淀粉制备高果糖浆的关键酶。 高果糖浆又称果葡糖浆，是新的食糖资源。因果糖的 甜度是蔗糖的1.5-1.7倍，具有溶解度大、保湿性好、 渗透压高等优点，是饮料、糕点等食品工业的理想用 糖。