食品化学-第八章-酶.ppt

第八章 酶 本章内容 概述 酶的固定化 酶促褐变 酶在食品加工中的应用 第一节 概述 1、酶的化学本质 八十年代以前: 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。 八十年代以后: 酶是一类由活性细胞产生的生物大分子，又称催化剂。 蛋白质 核糖酶：RNA、DNA 2、酶分子的组成和结构 2、酶分子的组成和结构 3.酶的催化作用特点 高效性：反应速度是普通催化剂的107～1013； 反应条件温和：pH5-8，20-40°C； 酶活力条件可控：生成与降解量的调节，催化效力的调节，改变底物浓度对酶进行调节等； 专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用。 绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，而不作用于任何其它物质。 相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键的专一性和基团的专一性。 立体异构专一性：这类酶只对底物的某一种构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。 4.影响酶催化反应速度的因素 底物浓度对酶促反应的影响 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。 酶浓度的影响 底物充足,其它因素不变时： 反应速率与酶浓度成正比； 底物浓度不足或酶浓度过高、产物积累对反应有抑制作用，会妨碍反应速率； 实际生产中，酶浓度如过高，既浪费又影响产品质量。 温度的影响 最适温度：酶促反应速度最快时的环境温度。 动物细胞酶 37～50 oC 植物细胞酶 50～60 oC 双重影响 ToC＜To最适C：温度升高，酶促反应速度升高 ToC＞To最适C：由于酶的本质是蛋白质，温度升高，可引起酶的变性，从而反应速度降低。 pH的影响 1.最适pH 表现出酶最大活力的pH值 2.pH稳定性 在一定的pH范围内酶是稳定的 pH对酶作用的影响机制： 1.环境过酸、过碱使酶变性失活； 2.影响酶活性基团的解离； 3.影响底物的解离。 Aw 的影响 一般而言，酶活力随Aw的升高而增大。 食品原料中的水分含量必须低于1%～2%，才能抑制酶活力 激活剂的影响 使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。 其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。 如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等； 激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会适得其反，激活剂之间有时存在拮抗现象。 激活剂的浓度有一定的范围，超出此范围，会得到相反的效果。 抑制剂的影响 ——使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂 酶的抑制剂一般具备两个方面的特点： a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。 b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。 固定化酶 优点 酶的稳定性提高 易分离，酶能反复多次使用，可连续化、自动化操作 产物中不含酶，不需要采用热处理灭酶，有助于提高食品的质量 酶的固定方法 吸附 将酶吸附在氧化铝、有机聚合物、玻璃、无机盐或硅胶等材料上 优点： 操作简便、条件温和，不会引起酶的变性失活，载体价廉易得，而且可反复使用。 缺点： 由于是靠物理吸附作用，结合力较弱，酶与载体结合不太牢固而易脱落。 载体截留 凝胶（聚丙烯酰胺） 特点： 低MW底物可通过扩散自由进入凝胶颗粒，酶和高MW的终产物不能从凝胶颗粒中渗漏出去。 局限： 只能适用于低MW底物。食品体系常常有大分子。 酶通过扩散而损失的可能性还是存在的。 胶囊包合 类似载体截留法，形成很小的颗粒或胶囊 硝酸纤维素或尼龙 只适合低MW底物 共价连接 化学试剂 优点： 共价键牢固，酶不易泄漏 缺点： 一部分酶起着载体的作用而失去了催化能力，因此用交联法固定的酶活力较低。 对于价格昂贵的酶，不经济。 交联法 采用双功能试剂使酶分子之间或酶分子与固相载体之间发生交联。 戊二醛 优点：结合牢固 缺点：由于交联反应较激烈，酶分子的多个基团被交联，酶活力损失较大。 固定化酶在食品工业中的应用 可把固定化的?-淀粉酶与葡萄糖淀粉酶混合装柱，糊化的淀粉溶液流经此柱后，淀粉便水解为葡萄糖 采用过氧化氢对牛奶灭菌，为了除去牛奶中过量的过氧化氢，可用固定化的过氧化氢酶使之分解。 用固定化果胶酶澄清果汁； 用固定化木瓜蛋白酶澄清啤酒； 用固定化葡萄糖异构酶将葡萄糖转变为果糖等。 酶促褐变 1、定义 较浅色的水果、蔬菜在受到机械性损伤