食品酶學(xué)復(fù)習(xí)(1)綜述

1、食品酶學(xué)復(fù)習(xí)資料名詞解釋（18分）酶活：指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶的比活力：是指每毫克質(zhì)量的蛋白質(zhì)中所含的某種酶的催化活力，一般用 IU/mg蛋白質(zhì)來表示。同工酶：存在于同一種屬生物或同一個(gè)體中，能催化同一種化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白 分子的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)和生化特性存在明顯差異的一組酶稱為同工酶。變構(gòu)酶：能對酶的活力進(jìn)行變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶。胞內(nèi)酶：存在于土壤生物生活細(xì)胞和死亡細(xì)胞之中起催化作用的酶。胞外酶：游離于土壤生物生活細(xì)胞和死亡細(xì)胞之外的酶。酶活性中心：一個(gè)酶分子中只有少數(shù)氨基酸殘基與酶的催化活性直接相關(guān)，這些特殊的氨基酸殘基一般集中在酶空間結(jié)構(gòu)中一個(gè)特定的部位，稱為酶的活性中

2、心。具體地說，酶分子中直接與底物結(jié)合，并催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的部位。稱 為酶的活性中心。酶原：有些酶在細(xì)胞內(nèi)剛剛合成或分泌時(shí)， 尚不具有催化活性，這些無活性的酶 的前體稱為酶原。酯酶：廣義上指具有水解酯鍵能力的一類酶的總稱。 通常所說的酯酶往往指羧酸 酯酶。在有水存在的條件下，該酶能催化酯鍵裂解，生成相應(yīng)的酸和醇。脂肪酶：能催化天然底物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯的酶。 超氧化物歧化酶：含金屬的氧化還原酶。ELISA :是免疫酶技術(shù)的一種，是將原抗體反應(yīng)的特異性與酶反應(yīng)的敏感性相結(jié) 合而建立的一種新技術(shù)。問答（50分）1、酶的分離純化步驟?答：生物組織或細(xì)胞的機(jī)械破碎；根據(jù)蛋白質(zhì)

3、的特性，選擇不同 的溶劑進(jìn)行抽提；粗提；精制；成品加工 如何鑒定酶的純度？酶經(jīng)分離、純化后要確定該純化步驟是否適宜，必須經(jīng)過對有關(guān)參數(shù)的測定及計(jì)算才能確定。酶的產(chǎn)量是以活力單位表示，因此在整個(gè)分離過程中每一步始終貫穿比活力和總活力的檢測、比較。酶活力（Enzyme activity）:酶活力是指酶催化反應(yīng)的能力， 它表示樣品中酶的含量。1961 年國際酶學(xué)會規(guī)定，I min催化I卩g分子底物轉(zhuǎn)化的酶量為該酶的一個(gè)活力單位（國際單位），溫度為25 C，其它條件（pH、離子強(qiáng)度）采用最適條件。酶的總活力為樣品的全部酶活力?？偦盍?酶活力 X總體積（mL）或 =酶活力X總質(zhì)量（g）比活力（Speci

4、fic activity）:比活力是指單位蛋白質(zhì)（毫克蛋白質(zhì)或毫克蛋白氮）所含 有的酶活力（單位/毫克蛋白）。比活力是酶純度指標(biāo)，比活力愈高表示酶愈純，即表示單位蛋白質(zhì)中酶催化反應(yīng)的能力愈大。但是，比活力仍然是個(gè)相對酶純度指標(biāo)。要了解酶的實(shí)際純度，尚需采用電泳等測定方法?；厥章?Yield percent):回收率是指提純前與提純后酶的總活力之比。它表示提純過 程中酶的損失程度，回收率愈高，其損失愈少。提純倍數(shù)：提純倍數(shù)是指提純前后兩者比活力之比。它表示提純過程中酶純度提高的程度，提純倍數(shù)愈大，提純效果愈佳。2、 何為固定化酶？優(yōu)缺點(diǎn)？傳統(tǒng)的固定化技術(shù)有哪些？答：固定化酶是指在一定的空間范圍內(nèi)

5、起催化作用，并能反復(fù)和連續(xù)使用的酶。優(yōu)點(diǎn)：對熱、酸堿和有機(jī)溶劑等的穩(wěn)定性提高，對抑制劑的敏感性 降低，有些甚至還新增了抗蛋白酶的特性；酶活力損失較少，使用 壽命延長，甚至可循環(huán)使用；適于連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，催化過程 容易控制；催化反應(yīng)完成后，酶回收操作簡單，產(chǎn)品中不會帶進(jìn)酶 蛋白，改善了后處理過程，酶的利用效率提高，生產(chǎn)成本降低。缺點(diǎn)：固定化會造成酶部分失活，活力下降；固定化酶一般只適 用于水溶性的小分子底物，對大分子不適宜；對胞內(nèi)酶進(jìn)行固定化 時(shí)，必須經(jīng)過酶的分離純化操作；傳統(tǒng)的固定化技術(shù)有：吸附法、包埋法、共價(jià)鍵結(jié)合法和交聯(lián)法四類。3、什么是淀粉酶？它主要包括哪幾類？各自作用特點(diǎn)怎樣？答：

6、淀粉酶是指能水解淀粉、糖原和有關(guān)多糖中的 0-葡萄糖鍵的酶； 淀粉酶主要包括a淀粉酶，伕淀粉酶，葡萄糖淀粉酶，異淀粉酶或脫 支酶。各自作用的特點(diǎn)：a淀粉酶：內(nèi)切酶，它可以從分子內(nèi)部多個(gè)位點(diǎn)同 時(shí)作用于a-1,4-糖苷鍵而使底物水解。但它不能水解支鏈淀粉酶的 a-1,6-糖苷鍵，也不能水解靠近分支點(diǎn)a-1,6-糖苷鍵附近的幾個(gè)a-1,4-糖苷鍵;伕淀粉酶：外切酶，他能從淀粉分子的非還原性末端開始，以雙糖為 單位作用于a-1,4-糖苷鍵，逐個(gè)切下麥芽糖單位，產(chǎn)生伕麥芽糖。他 不能水解 a-1,6-糖苷鍵，也不能越過a-1,6-糖苷鍵水解其后面的a-1,4-糖苷鍵。葡萄糖淀粉酶：外切酶，它以淀粉分子

7、的非還原性末端開始，以葡萄糖為單位逐個(gè)水解a-1,4-糖苷鍵和a-1,6-糖苷鍵，但水解a-1,6-糖苷鍵的速度較慢。異淀粉酶或脫支酶：只水解糖原或支鏈淀粉分枝點(diǎn)的a-1,6-糖苷鍵，切下整個(gè)側(cè)鏈，把支鏈變成直鏈。黑曲霉a -淀粉酶耐酸性強(qiáng)，其最適PH值約為4.0,談?wù)劥嗣赣捎谀偷蚉H值得性質(zhì)而在食品或發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢。用于改進(jìn)淀粉質(zhì)原料加工的前處理工藝：淀粉深加工是農(nóng)副產(chǎn)品升值的重要途徑，其進(jìn)行的基礎(chǔ)是淀粉質(zhì)原料的水解"在 我國,傳統(tǒng)的淀粉原料深加工工藝中，淀粉的處理一般需要 a 一淀粉酶與糖化酶 連用,利用淀粉酶將原料先液化，再糖化"在兩種酶的連接過程中，由于a 一

8、淀粉 酶和糖化酶的最適pH不同（液化的pH一般在6.0,而糖化的pH則一般在4.0左 右）,因此在工藝中需要進(jìn)行 pH調(diào)節(jié)"這不但要耗費(fèi)大量的酸！堿,而且最后還要 對產(chǎn)品進(jìn)行離子交換脫鹽，從而使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化，大大提高了生產(chǎn)成本"此外在 淀粉糖工業(yè)中，利用酶法水解淀粉已成為普遍方法，隨著耐高溫a 一淀粉酶的出 現(xiàn),高溫液化己大大提高了生產(chǎn)率，然而液化后仍需降溫及調(diào)節(jié) pH方可糖化"如 果使用耐酸性a 一淀粉酶,使其與糖化酶的作用pH相同,就可以使淀粉液化和糖 化在同一條件下進(jìn)行"避免了 pH的調(diào)節(jié),從而減少了大量試劑的消耗，簡化了淀 粉的加工過程，從而降

9、低了生產(chǎn)成本"用于釀造業(yè)生產(chǎn)：在釀酒生產(chǎn)中：據(jù)資料顯示在傳統(tǒng)的白酒釀造過程中，原料中65%勺淀粉大約有 120k不能被利用"這可能是由于隨著發(fā)酵的進(jìn)行，酸度不斷增加導(dǎo)致pH下降，使 酒曲酶活性降低，導(dǎo)致淀粉水解不徹底I川"在此情況下，耐酸性a一淀粉酶的應(yīng) 用則可以充分利用剩余淀粉，提高出酒率，降低成本"此外,在較低PH條件下液化 淀粉,還可以減少副產(chǎn)物異麥芽糖的生成"在日本的燒酒生產(chǎn)中，原料的糖化和溶 解以及發(fā)酵都是在強(qiáng)酸條件下進(jìn)行的"燒酒發(fā)酵醒PH為3.2 一 4.3,在此環(huán)境中 中性a 一淀粉酶活性很低，而酸性a 一淀粉酶的活性較

10、高，穩(wěn)定性好"Toshihiko suganuma等發(fā)現(xiàn)由米曲霉所產(chǎn)的酸性a 一淀粉酶在PH為3.2 一 3.5的發(fā)酵醛中 活性可保持在80%左右，用于原料的加工以及發(fā)酵階段原料的分解利用,可大大降低原料的浪費(fèi)"Youssef等開發(fā)的一種 由黑曲霉生產(chǎn)的耐酸性 a 一淀粉酶,其分解淀粉后的主要產(chǎn)物為麥芽糖，可使發(fā) 酵度提高 二一 5%在啤酒生產(chǎn)中,該酶制劑可以在糖化鍋中加入,也可在發(fā)酵罐 中加入,以提高發(fā)酵過程中菌種對C源的利用率"在味精的生產(chǎn)中對淀粉水解糖液的質(zhì)量要求是十分嚴(yán)格的"從糖化效果！經(jīng)濟(jì)性及滿足谷氨酸發(fā)酵中酸值要求 高等方面考慮，一般需要選用

11、淀粉含量高且發(fā)酵產(chǎn)酸較少的淀粉原料"加工工藝 的PH般在4.6 4.8之間,如果能夠添加耐酸性a 一淀粉酶則可使原料液化完 全,有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量"在酒精工業(yè)中，淀粉是酵母發(fā)酵的主要的碳源 和能源"然而淀粉也必須經(jīng)過液化！糖化為低分子的糖類物質(zhì)才能被酵母細(xì)胞所 利用"使用耐酸性a 一淀粉酶，不但可以實(shí)現(xiàn)淀粉液化和糖化工序的一體化，中溫 蒸煮較高溫蒸煮用氣量減少30流右,糖化酶用量減少20一 30u/g.發(fā)酵質(zhì)量在酒 度,酸度,揮發(fā)酸,還原糖，總糖含量等方面均有所提高，且甲醇含量低！原料出酒 率,淀粉出酒率等均顯著提高,酒精生產(chǎn)成本可降低58.2元

12、/噸 4、為什么B -葡萄糖糖苷酶可作為風(fēng)味酶?B -葡萄糖苷酶或B -D-葡萄糖苷一葡萄糖水解(EC3.2.1.21)，又稱纖維二糖酶 (cellobiase , CB)它主要裂解纖維二糖和從小的纖維素糊精的非還原末端水解葡 萄糖殘基，生成葡萄糖產(chǎn)物。它的水解速率隨底物大小的降低而增加，以底物為纖維二糖時(shí)水解速率最快。果蔬汁在加工過程中，鮮味物質(zhì)損失，但風(fēng)味前體物 質(zhì)仍然存在。研究表明，單萜類化合物是嗅覺最為敏感的芳香物質(zhì)。果蔬中大多數(shù)單萜物質(zhì)均以吡喃、呋喃糖以鍵合態(tài)形式存在，并且在果蔬成熟后仍有大量這 種鍵合態(tài)的萜類未被水解。通過添加B-葡萄糖苷酶可釋放果蔬汁中的萜烯醇，增加香氣。有實(shí)驗(yàn)證

13、明，a -L-呋喃阿拉伯糖苷酶可釋放水果中的沉香醇和香葉 醇，使果汁增香。酶制劑在柑桔果汁中可除去由柚皮苷和檸檬苦素類似物而引起 的苦味。如添加柚皮苷酶可使柚皮苷水解成野黑櫻素和鼠李糖，加入檸檬苷素脫氫酶可把檸檬苦素氧化成檸檬苦素環(huán)內(nèi)酯，從而達(dá)到脫苦降苦的目的。酸性蛋白酶的應(yīng)用有哪些？酸性蛋白酶是指蛋白酶具有較低的最適pH，而不是指酸性基團(tuán)存在于酶的活性部位。酶的活性部位含有一個(gè)或更多的羧基。有胃蛋白酶、凝乳酶凝乳酶是存在于哺乳期小牛第四胃中的蛋白酶，以無活性的酶原形式被分泌出來。隨著小牛的長大，由攝取母乳改變成青草和谷物時(shí)，凝乳酶的數(shù)量下降，而胃蛋白酶的數(shù)量增加。凝乳酶從無活性酶原轉(zhuǎn)變成活性

14、酶時(shí)經(jīng)受了部分水解，分子量從36000下降到31000，pH5時(shí)酶原主要通過自身催化作用激活，而在pH2時(shí)，激活過程進(jìn)行得非?？臁Ｄ槊冈趐H5.36.3最穩(wěn)定，在pH3.54.5由于自我消化而失活。在中性和堿性范圍，無凝 乳活力。凝乳酶催化酪蛋白沉淀是干酪制造中非常重要的一步。原料乳殺菌一一添加發(fā)酵劑、凝乳酶、色素一一凝塊形成一一排除乳清一一切塊、攪拌、加熱(CaCL20.01% )成型壓榨一一腌漬一一發(fā)酵成熟一一上色掛蠟一一成品5、目前用于生產(chǎn)果膠酶的微生物主要有哪些？果膠酶在食品工業(yè)上都有哪些用途？作用機(jī)制是什么?答：主要微生物有霉菌、酵母菌、細(xì)菌。 果膠酶廣泛存在于植物果實(shí) 和微生物中

15、，但動物細(xì)胞通常不能合成這類酶。目前果膠酶的生產(chǎn)的微生物主要 有霉菌，例如黑曲霉，根霉菌等。酵母菌，如脆壁克魯維酵母。細(xì)菌，如，多酶 梭狀芽抱桿菌，假單胞菌等。在食品工業(yè)上的用途：果汁提取和澄清：在酶的作用下，渾濁果汁 中的不溶性果膠漸漸凝聚成絮狀物析出，最終獲得上層清澈的琥珀色 果汁； 果酒澄清、過濾：果膠能導(dǎo)致果酒透光率差、渾濁和出現(xiàn)沉淀。果酒經(jīng)果膠酶澄清處理，能除去果膠，從而保持其穩(wěn)定性； 果實(shí)脫皮：含有纖維素酶和半纖維素酶的粗果膠酶制劑能夠作用于果實(shí)皮層，使細(xì)胞分離，結(jié)構(gòu)破壞而脫落； 其他物質(zhì)的提?。河捎诤欣w維素酶和半纖維素酶的粗果膠酶制劑 對植物材料有很好的浸解作用，因此，可以利用

16、粗果膠酶從植物材料 中提取有用物質(zhì)。6、多酚氧化酶和酶促褐變有什么關(guān)系？如何防止這類酶促褐變的發(fā) 生？脂肪氧合酶在面包中應(yīng)用的目的是什么？闡述其作用機(jī)制。答：在多酚氧化酶催化的氧化反應(yīng)中，會有黑色素的生產(chǎn)，隨著 集合度由低到高，聚合物的顏色有紅轉(zhuǎn)褐，直至成為褐黑色。因此， 酶促褐變實(shí)際上是多酚氧化酶作用的間接結(jié)果；果蔬食品在加工及貯藏過程中存在褐變反應(yīng)，而褐變的原因有非酶性的和酶性的，多酚氧化酶是引起食 品酶促褐變的主要酶類。催化反應(yīng)：兩類反應(yīng)都需要有分子氧參加。 一元酚羥基化：蘑菇中單酚。鄰二酚氧化，生成鄰醌。多酚氧化酶催化的氧化反應(yīng)的最初產(chǎn)物鄰-醌將繼續(xù)變化， 相互作用生成高分子 量聚合物

17、或者與氨基酸或蛋白質(zhì)作用生成高分子絡(luò)合物導(dǎo)致褐色素的生成。防止措施：隔絕空氣；控制溫度；控制 pH值；加入抑制劑; 其他防止酶促褐變的方法比如避免酶和天然存在的底物接近等； 加入面包的目的：脂肪氧合酶加入到面包中，可以增加面包體積，并 改善面團(tuán)質(zhì)構(gòu)。脂肪氧合酶還能增加面團(tuán)抵抗過度混合的能力。機(jī)制：在面筋蛋白質(zhì)中形成二硫鍵，從而改變面團(tuán)流變性；通過 面筋蛋白質(zhì)的氧化，增加面團(tuán)中游離脂肪的數(shù)量。7、根據(jù)葡萄糖氧化酶的作用機(jī)制，說說其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase，簡稱GOD B -D-葡萄糖：氧化 氧化還原酶; EC1.1.3.4 ）是一種需氧脫氫酶，能專一地氧化

18、B -D-葡萄糖成為葡萄糖酸和過氧 化氫。葡萄糖氧化酶的作用歸納起來不外乎四個(gè)方面： 一是去葡萄糖，二是脫氧, 三是殺菌，四是測定葡萄糖含量。例如蛋類食品的脫糖保鮮 防止食品氧化 殺菌由于葡萄糖氧化酶能去除氧，所以能防止好氣菌的生長繁殖；同時(shí)由于產(chǎn)生過氧 化氫，也可起到殺菌的作用。因此葡萄糖氧化酶可用于在特殊情況下防止微生物 的繁殖。 葡萄糖氧化酶在食品分析中的作用因葡萄糖氧化酶能專一氧化葡萄糖，故可用于定量測定各種食品中的葡萄糖含 量。目前利用固定化技術(shù)制成的葡萄糖氧化酶分析儀器已廣泛應(yīng)用于發(fā)酵行業(yè)發(fā) 酵液中殘?zhí)牵ㄖ饕瞧咸烟牵┑臏y定，方法簡單、快速、準(zhǔn)確。用葡萄糖氧化酶 測定葡萄糖濃度的方

19、法很多，如量壓法、氧電極測定法、比色法、熒光光度法、 電化學(xué)指示劑反應(yīng)測定葡萄糖氧化酶反應(yīng)過程的過氧化物法等。答：葡萄糖氧化酶的應(yīng)用：蛋類食品的脫糖保鮮；防止食品氧化；抑制微生物的繁殖；改變面團(tuán)的流變性；測定葡萄糖含量。乳糖酶在食品工業(yè)中有哪些應(yīng)用？乳糖酶的應(yīng)用：1、在乳品工業(yè)中的應(yīng)用：緩解乳糖不耐癥；用于乳清的精深加工；用于半乳郭璞糖漿的生產(chǎn)；用于低糖奶粉的生產(chǎn)。2、在焙烤工業(yè)中，乳糖酶可以改善面包的感官質(zhì)量8舉例說明幾種酶去除毒素因子的反應(yīng)答：1、（1）植酸降解；食品中氯丙醇的消除；葡萄糖-6-磷酸脫氫 酶缺乏引起的蠶豆病及其酶法消除； 黃曲霉毒素的去毒；水解牛 乳中的乳糖；降低淀粉類食品

20、高溫下加工中產(chǎn)生的丙烯酰胺含量； 農(nóng)藥殘留的酶法去除；性內(nèi)酰胺酶分解抗生素；菜子中硫苷的 去除；亞麻子的酶法脫毒；（11）單細(xì)胞蛋白中核酸的消除。2、酶法分析的基本原理：終點(diǎn)測定：使酶催化反應(yīng)盡可能進(jìn)行徹 底，然后測定底物消失或產(chǎn)物生成的總變化；動力學(xué)分析：在反應(yīng) 體系中精確地加入一定數(shù)量的酶，然后測定未知底物變化的速度。 固定時(shí)間分析：在一定的時(shí)間間隔內(nèi)測定產(chǎn)物的數(shù)量； 3、應(yīng)用：酶法分析在藥物殘留檢測方面有重要的應(yīng)用；利用酶聯(lián)免疫分析法檢測生物毒素；利用酶聯(lián)免疫分析法檢測微生物； 酶聯(lián)免疫分析法在其他食品安全檢測方面也有應(yīng)用。簡述酶聯(lián)免疫檢測方法的基本原理和應(yīng)用酶聯(lián)免疫測定（En zyme

21、 immu no assay ELISA）是繼放射免疫測定技術(shù)之后發(fā)展 起來的一項(xiàng)新的免疫學(xué)技術(shù)，它將酶促反應(yīng)的高效率和免疫反應(yīng)的高度專一性有 機(jī)地結(jié)合起來，可對生物體內(nèi)各種微量有機(jī)物的含量進(jìn)行測定。ELISA的基礎(chǔ)是抗原或抗體的固相化及抗原或抗體的酶標(biāo)記。 根據(jù)酶反應(yīng)底物顯色的深淺進(jìn)行定 性或定量分析。由于酶的催化效率很高，間接地放大了免疫反應(yīng)的結(jié)果，使測定 具有極高的靈敏度。在應(yīng)用中一般采用商品化的試劑盒進(jìn)行測定， 其特點(diǎn)是將抗 原或抗體制成固相制劑，在與標(biāo)本中抗體或抗原反應(yīng)后，只需經(jīng)過固相的洗滌， 就可以達(dá)到抗原抗體復(fù)合物與其他物質(zhì)的分離，簡化了操作步驟?？贵w抗原反應(yīng)所特有的專一性和敏感性，使得食品在未經(jīng)分離提取的情況下，即可進(jìn)行定性定 量分析，而一般的化學(xué)分析都必須經(jīng)過分離提取等復(fù)雜過程。近年來，ELISA因其操作程序的規(guī)范化、簡單化和檢測的高靈敏性，在農(nóng)藥殘留、 獸藥殘留、重要有機(jī)物污染、生物毒素、食品添加劑和人畜共患疾病病原體的快 速檢測和分析等食品安全性檢測領(lǐng)域正逐步推廣應(yīng)用。例如食品中的有