食品化学 酶

在一定的pH下, 酶 具有最大的催化活 性,通常称此pH为最 适pH。
4、pH 对酶的影响对酶的影响 ➢ Maximum activities between pH 4.5 -8.0.。
Exceptions Pepsin: optimum pH is 1.8 Trypsin: optimum pH is 9.8
五、酶的纯化与活力测定
1.酶的分离纯化 ① 基本原则：提取过程中避免酶变性而失去活性；防止强 酸、强碱、高温和剧烈搅拌等；要求在低温下操作，加 入的化学试剂不使酶变性，操作中加入缓冲溶液. ② 基本操作程序： a. 选材：微生物（微生物发酵物: 胞内酶，胞外酶），动 物（动物器脏：消化酶，血液：SOD酶，尿液：尿激酶 等）,植物（木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶等）。 b. 抽提：加入提取液提取。胞内酶先要进行细胞破碎（机 械研磨，超声波破碎，反复冻融或自溶等）， c. 分离：先进行净化处理（过滤，絮凝，离心脱色），再 采用沉淀法分离（盐析法，有机溶剂沉淀法，超离心 等）。 d. 纯化：可采用离子交换层析，凝胶过滤，液相色谱，亲 和色谱和超滤等方法。
（2）国际系统命名法
系统名称包括底物名称、构型、反应性质，
最后加一个酶字。
例如： 习惯名称:谷丙转氨酶 系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶 酶催化的反应: -酮戊二酸 + 丙氨酸谷氨酸 + 丙酮酸
• •
ATP+D—葡萄糖→ADP+D—葡萄糖-6-磷酸
该酶的正式系统命名是：ATP：葡萄糖磷酸 转移酶，表示该酶催化从ATP中转移一个磷酸 到葡萄糖分子上的反应。它的分类数字是： E.C.2.7.1.1,E.C代表按国际酶学委员会规定的 命名，第1个数字(2)代表酶的分类名称(转移酶 类)，第2个数字(7)代表亚类(磷酸转移酶类)，第 3个数字(1)代表亚亚类(以羟基作为受体的磷酸 转移酶类)，第4个数字(1)代表该酶在亚-亚类中 的排号(D葡萄糖作为磷酸基的受体)。
二、酶的本质 ❖酶的概念
酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和 高度专一性的特殊蛋白质。简单说，酶是生物活 细胞产生的一类具有催化功能的蛋白质。
产生部位: 活细胞 生理作用: 生物催化作用 化学本质: 有机物
支持酶是蛋白质的实验特征
1．酶在用热、强酸、强碱、重金属和洗涤剂处理 时失活。 2．酶和蛋白质用强酸和强碱长时间处理会产生 氨基酸。 3．蛋白质所有的典型试验同样适用于酶
80
60

40
20

Denature above 45℃
0 10 20 30 40 50 60
O
70
80
90
Temperature C
不同酶的最适温度也不一样。动物酶的最适温度一般在35~40℃，植物 酶为40~50℃。 酶的最适温度并非酶的特征性常数，它与底物、作用时间等因素有关。
4.pH对酶反应的影 响
三、 酶的命名
➢习惯命名
➢ 系统命名
（1）习惯命名法 根据其催化底物来命名（蛋白酶；淀粉酶） 根据所催化反应的性质来命名（水解酶；转氨 酶；裂解酶等） 结合上述两个原则来命名（琥珀酸脱氢酶） 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特 点（胃蛋白酶、胰蛋白酶、硷性磷酸脂酶和酸 性磷酸脂酶）。
• • • •
② I.
3.酶活力enzyme activity的表示方法及计算 I. 酶活力单位

酶活力可用单位时间内单位体积中底物的减少量或产物 的增加量表示，单位为mol/min等。 酶活力单位的基本定义为：规定条件（最适条件）下一 定时间内催化完成一定化学反应量所需的酶量。 据不同情况有几种酶活力单位（activity unit）或又称 酶单位（enzyme unit）。

•
米氏常数Km的意义:
由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半 时,即V = 1/2 Vmax, Km = [S] 上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的一半时的 底物浓度。 因此,米氏常数的单位为mol/L。
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不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的特征物 理常数。 Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一 定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值。 Km值表示酶与底物之间的亲和程度：Km值大表示亲和 程度小，酶的催化活性低; Km值小表示亲和程度大, 酶的催化活性高。
➢ 酶活力-pH曲线一般为S型或呈钟型 ➢ pH通过影响酶的活性部位或控制酶构象的区域的 功能团的解离状态来影响其酶活。 ➢ 酶具有最适pH
2.酶浓度对酶反应速度的影响
在一般的酶促反应中，常常[S]>>[E]，酶反应速度达 到最大反应速度。 当[S]>>[E]，由于Vmax=k[E]0，∴反应速度与酶浓度成正 比。
酶 浓 度 曲 线
3.温度对酶反应的影响
100
最适温度

Relative Activity (%)
Enzymes function very slowly at subfreezing temperatures Optimal activity in the 30-40 ℃ range
四、酶的辅因子
酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物 质部分，其主要作用是作为电子、原子或某些基 团的载体参与反应并促进整个催化过程。
(1)传递电子体：如 卟啉铁、铁硫簇； (2)传递氢（递氢体）：如 FMN/FAD、NAD/NADP、 C0Q、硫辛酸； (3)传递酰基体：如 C0A、TPP、硫辛酸； (4)传递一碳基团：如 四氢叶酸； (5)传递磷酸基：如 ATP，GTP； (6)其它作用： 转氨基，如 VB6 ；传递CO2，如 生物素。
白化病（缺乏酪 氨酸酶） 苯丙酮尿症(缺乏 苯丙氨酸羟化酶 )
呈现症状
患白化病的蟒蛇
白化病海豚
Chiu是一位瑞典 籍的香港女孩,也 是世界上25,000 分之一的无色人种 (白化病)。因为父 母不想她受到太多 关注而特地移民北 欧,她因病情一直 视力微弱但却一直 专注于学习摄影。 偶尔发现自己在镜 头里有一种独特的 美,她后来也成为 法国巴黎国际时尚 模特。
第六章 酶
主要内容
引言 影响酶活力的因素 固定化酶 食品原料中的内源酶的作用对食品质量的 影响 作为食品加工的助剂和配料而使用的酶 酶在食品分析中的应用

第一节 引言
一、酶对食品科学的重要性 ➢ 控制着所有重要的生物大分子的合成、分解 ➢ 食品加工的主要原料是生物材料, 生物材料中含 有大量的酶 ➢ 酶的作用 ➢ 有益的：蛋白酶 ➢ 有害的：果胶酶、脂酶 ➢ 有效地使用和控制内源酶和外源酶


②

米氏方程
1913年，德国化学家Michaelis和Menten根据中 间产物学说对酶促反应的动力学进行研究，推 导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关 系的著名公式，称为米氏方程。
V=
Km
Vmax [S] Km + [S]
— 米氏常数 V方程的推导： 根据中间产物学说，酶促反应分两步进行:
③ 酶的制剂形式： a. 固体：干燥（冰冻升华，喷雾干燥，真空干燥） b. 液体 ④ 保存：低温下短期保存。
2.酶活力的测定 ① 概念


酶活力：又称为酶活性，一般把酶催化一定化学反应的能 力称为酶活力，通常以在一定条件下酶所催化的化学反应 速度来表示。 基本原理:酶是蛋白质，种类多，结构复杂多样，一般对酶 的测定，不是直接测定其酶蛋白的浓度，而是测定其催化 化学反应的能力，这是基于在最优化条件下，当底物足够 （过量），在酶促反应的初始阶段，酶促反应的速度（初 速度）与酶的浓度成正比（即V=K［E］），故酶活力测定 的是化学反应速度，一定条件下可代表酶活性分子浓度。
酶活力测定 酶活力测定就是测定一定量的酶，在单位时间内产物(P)的生成 （增加）量或底物（S）的消耗（减少）量。即测定时确定三种量： ①加入一定量的酶；②一定时间间隔；③物质的增减量。 II. 测定酶活力常有以下几种方法： 在一个反应体系中，加入一定量的酶液，开始计时反应，经一定时 间反应后，终止反应，测定在这一时间间隔内发生的化学反应量 （终止时与起始时的浓度差），这时测得的是初速度。 在一定条件下，加入一定量底物（规定），再加入合适量的酶液， 测定完成该反应（底物反应完）所需的时间，（非初速度，为一平 均速度）。 动态连续测定法。在反应体系中，加入酶，用仪器连续监测整个酶 促反应过程中底物的消耗或产物的生成。 快速反应追踪法。近年来，追踪极短时间（10-3s以下）内反应过程 的方法和装臵已经应用。其代表有停流法（stopped-flow）和温度 跃变法（temperature jump）。 III. 酶反应条件优化： 测酶活所用的反应条件应该是最适条件，所谓最适条件包括最适温 度、最适pH、足够大的底物浓度、适宜的离子强度、适当稀释的酶 液及严格的反应时间，抑制剂不可有，辅助因子不可缺。
1.底物浓度对酶促反应速度影响
① 在酶浓度，pH，温度等条件 不变的情况下研究底物浓度 和反应速度的关系。如右图 所示： 在低底物浓度时, 反应速度 与底物浓度成正比，表现为 一级反应特征。 当底物浓度达到一定值，几 乎所有的酶都与底物结合后， 反应速度达到最大值 （Vmax），此时再增加底物 浓度，反应速度不再增加， 表现为零级反应。

第二节Factors Influencing Enzyme Activity
一. 二. 三. 四. 五. 六. 七. 八. 底物浓度的影响 酶浓度对酶反应速度的影响 pH
Temperature
Water activity Chelating agents Reducing agents 其他影响因素
国际单位：
•
一般用活力单位U（Unit）表示，许多酶活力单位都是以 最佳条件或某一固定条件下每分钟催化生成1μmol产物 所需要的酶量为一个酶活力单位。