福建農林大學食品酶學課件

1、福建農林大學食品酶學1福建農林大學食品酶學26.1淀粉酶 淀粉是由葡萄糖通過-1.4糖苷鍵構成的直鏈淀粉和-1.6糖苷鍵結合的支鏈淀粉所組成 淀粉-糖原-糊精-多糖-限制糊精（由4個或更多個葡萄糖基構成的寡糖，含-1.6糖苷鍵）-雙糖-葡萄糖 了解淀粉酶作用位點及其產物福建農林大學食品酶學36.1.1淀粉酶分類及性質系統(tǒng)名稱常用名作用特性水解產物-1.4葡聚糖-4-葡聚糖水解酶-淀粉酶或液化酶不規(guī)則的分解淀粉、糖原類-1.4鍵以直鏈淀粉為底物時，產生葡萄糖和麥芽糖。以支鏈淀粉為底物時，產生葡萄糖、麥芽糖和一系列-限制糊精-1.4葡聚糖-葡萄糖水解酶糖化型淀粉酶或葡萄糖淀粉E從非還原性未端以葡萄

2、糖為單位順次分解淀粉糖原類的-1.4鍵，對-1.3、-1.6也有效以直鏈淀粉為底物時，產物葡萄糖以支鏈淀粉為底物時，不完全，有葡萄糖，可能還有-限制糊精，-1.4葡聚糖-4-麥芽糖水解酶-淀粉酶從非還原性未端以麥芽糖為單位, 分解淀粉糖原類的-1.4鍵以直鏈淀粉為底物時，麥芽糖外，還有麥芽三糖和葡萄糖（奇數(shù)糖基）。以支鏈淀粉為底物時，麥芽糖、-限制糊精支鏈淀粉-6-葡聚糖水解酶異淀粉酶只有異淀粉酶對-1.6鍵分解速度快,分解支鏈淀粉、糖原中-1.6鍵 直鏈淀粉福建農林大學食品酶學4 補充：葡萄糖異構E 是催化葡萄糖，生成果糖的異構化反應。鎂離子和鈷離子對這種酶有激活作用，葡萄糖濃度越高，E反應

3、V越快，這種E隨產物果糖濃度的提高，E的活性就降低。福建農林大學食品酶學56.1.2. 淀粉酶水解產物 6.1.2.1 -淀粉酶 以直鏈淀粉為底物時，反應一般按兩個階段進行，首先，直鏈淀粉快速分解，產生寡糖，粘度及與碘返生呈色反應的能力很快下降；第二階段，寡糖緩慢地水解生成最終產物葡萄糖和麥芽糖。 以支鏈淀粉為底物時，產生葡萄糖、麥芽糖和一系列-限制糊精福建農林大學食品酶學6(1) -淀粉酶的性質 -淀粉酶的分子量范圍通常為4500060000，其分子中的巰基往往是酶催化活性的必需基團。所有-淀粉酶都是金屬酶，每個酶分子至少含有一個鈣離子，它是-淀粉酶的激活劑，鈣與酶

4、分子的結合非常牢固。只有在低pH和同時存在鰲合劑的條件下，才能將酶分子中的鈣除去。如果將酶分子中的鈣完全除去，就能導致酶基本上失活和對熱，酸或脲等變性因素的穩(wěn)定性降低。福建農林大學食品酶學7(2) pH對-淀粉酶作用的影響 一般-淀粉酶在pH5.58比較穩(wěn)定，當pH4以下時易失活，酶的最適pH在56，福建農林大學食品酶學8(3) 溫度對-淀粉酶作用的影響 溫度對酶活性有很大的影響，純化的-淀粉酶在50 以上容易失活，但是有鈣離子大量存在的條件下，酶的熱穩(wěn)定性會增加。 食品工業(yè)中淀粉酶水解溫度高還是低好？福建農林大學食品酶學9 6.1.2.2 葡萄糖淀粉E 外切酶，商業(yè)酶制劑由霉菌產生，作用pH

5、4-5，將C(1) 構型從轉變?yōu)樾?以直鏈淀粉為底物時，產物葡萄糖 以支鏈淀粉為底物時，不完全，有葡萄糖，可能還有-限制糊精，如有-淀粉酶參與可使支鏈淀粉完全降解。福建農林大學食品酶學10 6.1.2.3 -淀粉酶 外切酶，作用pH5.0-6.0，將C(1) 構型從轉變?yōu)樾?以直鏈淀粉為底物時，當直鏈淀粉含有偶數(shù)葡萄糖基時，終產物為麥芽糖；當直鏈淀粉含有奇數(shù)葡萄糖基時，終產物除麥芽糖外，還有麥芽三糖和葡萄糖。 以支鏈淀粉為底物時，產物為麥芽糖（50-60%）和-限制糊精福建農林大學食品酶學11 6.1.2.4 異淀粉酶 專一分解支鏈淀粉型多糖中-1.6糖苷鍵形成直鏈淀粉和糊精 經典試題：以支鏈

6、淀粉（或玉米淀粉）為原料，制造果葡糖漿，需要哪些酶參加催化反應？福建農林大學食品酶學126.2乳糖酶 乳糖是一種二糖，溶解度低，20/15%溶解，甜度低，以蔗糖100，則乳糖16，牛奶中乳糖占固形牛奶中乳糖占固形物物30%。 煉乳、冰淇淋等乳制品，由于溫度變化，常常有乳糖結晶析出，呈顆粒狀結構 生活在亞洲一些地區(qū)的居民，由于體內缺乏乳糖酶而不能代謝乳糖，對牛奶有過敏性反應，出現(xiàn)腹瀉。 乳糖酶為-半乳糖苷酶，可使乳糖分解成大致等量的葡萄糖和半乳糖及少量聚半乳糖。福建農林大學食品酶學136.2.1.影響乳糖酶作用因素 6.2.1.1 溫度溫度（） 米曲霉乳糖酶酵母乳糖酶大腸桿菌乳糖酶101.54.

7、02.02616.512.09.03018.012.010.03427.013.09.03733.014.011.05066.04.04.0福建農林大學食品酶學14 6.2.1.2 不同pH介質對乳糖酶活性的影響 細菌乳糖酶最適pH在7.0，霉菌乳糖酶最適pH接近于5.0，酵母乳糖酶最適pH在6.0。 牛奶、脫脂牛奶、煉乳的pH對酵母乳糖酶很適合； 乳清及其濃縮物的pH對霉菌乳糖酶很適合。福建農林大學食品酶學15 6.2.1.3激活劑 硫化物或亞硫酸鹽可以提高乳糖分解速度福建農林大學食品酶學166.2.2. 食品工業(yè)應用實例 6.2.2.1 在冰淇淋中應用 如果冰淇淋中脫脂奶粉量超過12%，在

8、其貯藏和銷售期間經過較大的溫度變化，便有乳糖析出。 使50%乳糖分解，在冰箱中保存4個月，乳糖也不會結晶。 方法：乳糖酶先分解脫脂牛奶，再制造冰淇淋。 直接將乳糖酶加到冰淇淋配料中。福建農林大學食品酶學17 6.2.2.2 冷凍煉乳、濃縮乳清 乳糖結晶析出，會促使酪蛋白凝聚，不合食用。 福建農林大學食品酶學186.3纖微素酶 纖微素酶: -1，4葡聚糖4-葡聚糖水解酶，作用于纖維素和從纖維素派生出來的產物，極有前景（能源甘蔗）。福建農林大學食品酶學196.3.1. 分類 1.1 纖維二糖水解酶：對纖維素具有最高親和力，能降解結晶纖維素 1.2 -1，4葡聚糖酶：外切和內切，以葡萄糖為單位 1.

9、3 -葡萄糖苷酶：作用于小分子量底物時表現(xiàn)出最高活力福建農林大學食品酶學206.3.2. 酶的性質 2.1 最適pH4.5-6.5，隨底物變化 2.2 高的熱穩(wěn)定性：顯著優(yōu)于果膠酶 2.3 抑制劑：葡萄糖酸內酯，重金屬離子（Cu,Hg），天然抑制劑酚類物質（免受霉菌腐爛作用） 激活劑：半胱氨酸福建農林大學食品酶學21福建農林大學食品酶學226.4.1. 果膠物質（主要成分脫水半乳糖醛酸） 果膠是一種高分子多糖化合物，作為細胞結構的一部分，存在于幾乎所有的植物中，它主要由半乳糖醛酸及其甲酯縮合而成，此外還含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等。果膠的基本結構是-l-4-D半乳糖醛酸主鏈，鼠李糖單元以（l

10、-2）連接于還原端或以（l-4）連接于非還原端。鼠李糖在果膠多糖的主鏈上引入了節(jié)點阿拉伯糖、半乳糖或阿拉伯半乳聚糖再作為側鏈以（l-4）連接于鼠李糖上。檸檬3.04.0%，香蕉0.71.2%，梨0.50.8%，蘋果0.51.6%，草莓0.60.7%。福建農林大學食品酶學23果膠的種類 1.原果膠原果膠：未成熟果蔬中，不溶于水。 2.果膠酸果膠酸：脫水半乳糖醛酸單位上的羧基基本上是游離的（聚半乳糖醛酸），不含甲酯（OCH3）。 3.果膠酯酸果膠酯酸：含一定數(shù)量甲酯基團，果膠酯酸包括果膠，果膠分子中75%左右的羧基是甲酯化的。 酯化度大于7即為高酯化度福建農林大學食品酶學24果膠類物質給食品工業(yè)中

11、帶來的難題 任何一種果汁都存在果膠 果蔬汁中： 榨汁中粘度大、汁得率低，過濾難。 進入飲料中造成混濁沉淀、透光率不高。福建農林大學食品酶學256.4.2. 果膠酶分布與分類：果膠酶是指分解果膠的多種酶的總稱 6.4.2.1 分布 霉菌中含各種果膠酶，裂解酶；細菌中主要為聚半乳糖醛酸裂解酶；高等植物中主要是果膠酯酶和聚半乳糖醛酸酶，不含果膠裂解酶。 福建農林大學食品酶學26 6.4.2.2 分類 （1）聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶（PG）：此類能水解半乳糖醛酸中-1,4鍵（優(yōu)先對甲酯含量低的水溶性果膠酸作用），分兩類。福建農林大學食品酶學27 a.內切PG（endo-PG）：從分子內部無規(guī)則的切

12、斷-1，4鍵，可使果膠或果膠酸的粘度迅速下降，這類酶在果汁澄清中起主要作用。由于酶只能裂開和游離羧基相鄰的糖苷鍵，因此底物水解的速度和程度隨它的酯化程度增加而快速下降。最適pH45，霉菌中最多，植物番茄中含量高。 b.外切（exo-PG）：從分子末端逐個切斷-1，4鍵，生成半乳糖醛酸，粘度下降不明顯。pH5.0，鈣激活。福建農林大學食品酶學28 (2)聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）：即果膠裂解酶。以隨機方式解聚高度酯化的果膠，使溶液的粘度快速下降，果膠裂解酶只能裂解貼近甲酯基的糖苷鍵，果膠裂解酶同底物的親和力隨底物的酯化程度提高而增加。pH6.0，只有霉菌中有。 不能水解果膠酸 福建農林大

13、學食品酶學29 (3)聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）：也稱果膠酸裂解酶。解聚低甲氧基果膠或果膠酸，產物為半乳糖醛酸二聚體，只能裂解貼近游離羧基的糖苷鍵。pH8.09.5，Ca2+是絕對需要的。細菌中含量高。 較少應用于果汁生產，為什么？福建農林大學食品酶學30 (4)果膠酯酶（PE） 霉菌果膠酯酶的最適pH一般在酸性范圍，它的熱穩(wěn)定性較低。細菌果膠酯酶的最適pH在堿性范圍（7.58.0）。商業(yè)霉菌果膠酶制劑，含果膠酯酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠裂解酶。 果膠酯酶能使果膠中的甲酯水解，生成果膠酸。福建農林大學食品酶學31 果膠酯酶在降解果膠的同時會伴隨著甲醇（CH3OH)的釋出，這在制葡萄酒中應注意采用熱處理。采用熱處理。 植物組織中含量高。果膠在酶作用下脫酯和鈣化，使細胞間的粘合強化，但葡萄酒應避免。福建農林大學食品酶學32 蘋果汁含有高度酯化