食品酶学脂肪氧合酶

活化态
非活化态
许多研究工作说明，酚类抗氧化剂能抑制脂
肪氧合酶。为了避免食品在贮藏中发生酸败，
习惯上是添加茶多酚、维生素E或迷迭香等多
酚类的抗氧化剂来防止脂肪氧化酶的作用。
动物中的底物主要是：花生四烯酸
一、 脂肪氧合酶催化的反应
脂肪氧合酶底物脂肪酸的部分结构
脂肪氧合酶对于它作用的底物具有特异性的 要求，含有顺，顺－1，4－戊二烯的直链脂 肪酸、脂肪酸酯和醇都有可能作为脂肪氧合 酶的底物。
最普通的底物是必需脂肪酸： 亚油酸 CH3（CH2）4CH＝CHCH2CH＝ CH(CH2)7COOH 亚麻酸 CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH 花生四烯酸 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH
的不同产物，因此，同一种脂肪氧合酶能同时以合乎 需要和不合乎需要的方式影响食品的质量，其中一些 产物不会影响食品的感官质量，它们的生成，从某种 意义上讲，通过竞争减少了另一些有损于食品感官质
量的产物的生成。
除了上述六种途径外，氢过氧化亚油酸还能与食品中 非脂肪成分作用，从而进一步影响食品的质量。
生导致酸败的氧化产物。在加工保藏期间产生
不良的风味或导致食品在其他方面的质量的下 降，因此，很多情况下，采用各种方法使脂肪 氧合酶失活是十分必要的：主要包括控制温度 和pH以及使用抗氧化剂。
控制食品加工时的温度是使脂肪氧合酶失活
的最有效手段。例如，在加工豆奶时，将未 浸泡的脱壳大豆在加热到80~100℃的热水 中研磨10分钟就可以消除不良风味。 将食品材料调节到pH偏酸性再热处理，也是
四、脂肪氧合酶的作用对食品质量的影响
食品的质量取决于它的色、香、味、质构和
营养价值。脂肪氧合酶是食品原料中固有的
一种酶，它的作用对食品质量的影响比较复
杂，它既有助于提高一些质量指标，又能损 害另一些质量指标。
1、脂肪氧合酶的作用对焙烤食品质量的影响 脂肪氧合酶在焙烤工业中起着重要的作用。 在面包等面制品的生产过程中，添加适量的 脂肪氧合酶及大豆粉可使面粉中存在的少量 不饱和脂肪酸氧化分解，生成具有芳香风味 的羰基化合物，从而能改进用的产物对维生素A及维生素A原
的破坏；
② 脂肪氧合酶的作用减少了食品中必需不饱和脂肪
酸的含量；
③ 脂肪氧合酶作用的产物同蛋白质的必需氨基酸作
用，从而降低了蛋白质的营养价值及功能性质。
五、 脂肪氧合酶的抑制
脂肪氧合酶会产生两种有害的副作用：一是造
成有营养价值的多不饱和脂肪酸损失，二是产
（1）漂白面粉 在面粉中加入1%含脂肪氧化酶活力的大
豆粉，可改善面粉的颜色和焙烤质量。
脂肪氧合酶可通过偶合反应导致胡萝卜色
素被漂白。
（2）强化面筋蛋白
大豆粉脂肪氧合酶在漂白面粉的同时还具有氧化面筋
蛋白质的功能，从而对面团和烘焙食品产生有益的影 响。在面粉中加入脂肪和大豆粉后，脂肪经脂肪氧合 酶作用所生成的氢过氧化物起着氧化剂的作用。在后 者的作用下，面筋蛋白质的巯基(－SH)被氧化成－S
脂肪氧合酶作用于亚油酸时，能产生亚油酸的13－L －和9－D－氢过氧化物衍生物。
反应体系
水溶液
有机溶剂 水溶剂助剂
二、 脂肪氧合酶作用的初期产物的进一步变化
如果将氢过氧化亚油酸看作为脂肪氧合酶的初期产物， 那么它进一步变化的产物将十分复杂的，氢过氧化亚油 酸变化的可能途径，它们包括： ①氢过氧化亚油酸的还原，过氧化物酶体系参与这类 反应； ②酶催化氢过氧化亚油酸异构化成多羟基衍生物和酮：
－S－，这对于强化面团中的蛋白质，即面筋蛋白质
的三维网状结构是必要的。
（3）改进面包的体积和软度
脂肪氧合酶还具有另外一个重要功能就是通过面筋蛋
白质的氧化，防止脂肪的结合，增加面团中游离脂肪 的数量，这就保证了外加起酥脂肪能有效地改进面包 的体积和软度。 在游离脂肪释出时所伴随的面筋蛋白质的氧化，对于 改进面团的流变性质是很重要的。在促使面筋蛋白质 氧化的过程中，氧化脂肪中间物也起重要的作用。
③氢过氧化亚油酸的环氧化，这类反应发生在面粉－ 水悬浊液体系之中；
④马铃薯中的酶催化氢过氧化亚油酸生成乙烯酸；
⑤在无氧条件下，脂肪氧合酶催化氢过氧化亚油
酸和亚油酸发生二聚反应，同时生成戊烷和氧化
二烯酸等产物； ⑥氢过氧化亚油酸分解生成挥发性的醛和酮。
氢过氧化亚油酸通过上述各种途径可以产生数以百计
第十一章 脂肪氧合酶
lipoxygenase, LOX 亚油酸：氧 氧化还原酶；EC 1.3.11.12 是催化含有顺、顺-1，4－戊二烯的多不饱和脂肪酸氧 化的双加氧酶
广泛存在于动植物中
结构中含有非血红素铁，酶蛋白由单肽链组成
专门催化具有顺、顺-1，4－戊二烯结构的多 不饱和脂肪酸的加氧反应，形成具有共轭双键 的氢过氧化衍生物。 植物中的底物主要是：亚油酸和亚麻酸
ω－6位具有双键是必要的，顺，顺－1，4－戊二烯 单位的亚甲基在ω－8位的脂肪酸异构体（亚油酸）是 脂肪氧合酶的最佳底物。 在ω－3位增加一个顺－双键并不影响脂肪氧合酶对底 物的作用，例如亚麻酸是脂肪氧合酶的良好底物。在 脂肪酸的ω－10位和羧基之间增加双键仍然可以作为 脂肪氧合酶的底物，例如花生四烯酸(5，8，11， 14－20四烯酸)和8，11，14－20三烯酸都是脂肪 氧合酶的底物。
2、脂肪氧合酶的作用对于食品颜色、风味和营养
的影响
脂肪氧合酶作用于不饱和脂肪酸及脂时产
生的初期产物，在进一步分解后生成的挥
发性化合物对不同的食品的风味产生截然
不同的影响。
（1）对食品风味的影响
① 在一些水果和蔬菜中，例如番茄、豌豆、青刀豆、香 蕉和黄瓜，这些挥发性化合物构成了人们期望的风味 成分， ② 然而在冷冻蔬菜和其他加工食品中，它们却产生了不 良的风味。 ③ 在谷类保藏过程中产生的不良风味也与脂肪氧合酶作 用的初期产物的进一步分解有关。 ④ 脂肪氧合酶还直接或间接地和肉类酸败及高蛋白质食 品的不良风味有关。
使脂肪氧合酶失活的有效方法。例如，将大
豆在pH3.88和水一起研磨，然后再烧煮，
能使脂肪氧合酶变性。
脂肪氧合酶的辅酶中含有Fe3+， Fe2+为非 活化态，所以通过降低Fe3+浓度可以抑制脂 肪氧合酶的活性。 通过对Fe3+的络合或者还原使脂肪氧合酶活 性降低。
E- Fe3+ E- Fe2+
三、 pH对脂肪氧合酶作用的影响
脂肪氧合酶的最适pH一般在7.0～8.0，然
而，在pH低于7时，酶活力下降的部分原因 是脂肪氧合酶的底物亚油酸的溶解度下降， 在酸性pH范围内亚油酸实际上是不溶解的。 所以在pH低于7的环境条件下，影响反应速
率的主要因素应该是亚油酸的溶解度及其在
水中的分散状态。
pH对大豆脂肪氧合酶活力的影响
含吐温20
当 使 用 吐 温 20 时 ( 曲 线 A) ，脂肪氧合酶的最适 pH 为 7.0 ， 酶活力在此 pH值的两侧近乎对称地 下降；
当不使用吐温20时(曲线B)，脂肪氧合酶的最适pH向碱
性方向移动到7.5，而且在整个pH范围内脂肪氧合酶的活 力较低，在酸性pH范围内酶活力的下降尤为显著；在pH 为9时两者的差别趋向于消失。