福建農(nóng)林大學(xué)食品酶學(xué)課件6

1、6.1淀粉酶 淀粉是由葡萄糖通過-1.4糖苷鍵構(gòu)成的直鏈淀粉和-1.6糖苷鍵結(jié)合的支鏈淀粉所組成 淀粉-糖原-糊精-多糖-限制糊精（由4個(gè)或更多個(gè)葡萄糖基構(gòu)成的寡糖，含-1.6糖苷鍵）-雙糖-葡萄糖 了解淀粉酶作用位點(diǎn)及其產(chǎn)物6.1.1淀粉酶分類及性質(zhì)系統(tǒng)名稱常用名作用特性水解產(chǎn)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(shí)，產(chǎn)生葡萄糖和麥芽糖。以支鏈淀粉為底物時(shí)，產(chǎn)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

2、以直鏈淀粉為底物時(shí)，產(chǎn)物葡萄糖以支鏈淀粉為底物時(shí)，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(shí)，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(shí)，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 補(bǔ)充：葡萄糖異構(gòu)e 是催化葡萄糖，生成果糖的異構(gòu)化反應(yīng)。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(yīng)v越快，這種e隨產(chǎn)物果糖濃度的提高，e的活性就降低。6.1.2. 淀粉酶水解產(chǎn)物 6.1

3、.2.1 -淀粉酶 以直鏈淀粉為底物時(shí)，反應(yīng)一般按兩個(gè)階段進(jìn)行，首先，直鏈淀粉快速分解，產(chǎn)生寡糖，粘度及與碘返生呈色反應(yīng)的能力很快下降；第二階段，寡糖緩慢地水解生成最終產(chǎn)物葡萄糖和麥芽糖。 以支鏈淀粉為底物時(shí)，產(chǎn)生葡萄糖、麥芽糖和一系列-限制糊精(1) -淀粉酶的性質(zhì) -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(tuán)。所有-淀粉酶都是金屬酶，每個(gè)酶分子至少含有一個(gè)鈣離子，它是-淀粉酶的激活劑，鈣與酶分子的結(jié)合非常牢固。只有在低ph和同時(shí)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(dǎo)致酶基本上失活和

4、對熱，酸或脲等變性因素的穩(wěn)定性降低。(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(dāng)ph4以下時(shí)易失活，酶的最適ph在56，(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(huì)增加。 食品工業(yè)中淀粉酶水解溫度高還是低好？ 6.1.2.2 葡萄糖淀粉e 外切酶，商業(yè)酶制劑由霉菌產(chǎn)生，作用ph4-5，將c(1) 構(gòu)型從轉(zhuǎn)變?yōu)樾?以直鏈淀粉為底物時(shí)，產(chǎn)物葡萄糖 以支鏈淀粉為底物時(shí)，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。 6.1.2.3 -淀粉酶 外切酶

5、，作用ph5.0-6.0，將c(1) 構(gòu)型從轉(zhuǎn)變?yōu)樾?以直鏈淀粉為底物時(shí)，當(dāng)直鏈淀粉含有偶數(shù)葡萄糖基時(shí)，終產(chǎn)物為麥芽糖；當(dāng)直鏈淀粉含有奇數(shù)葡萄糖基時(shí)，終產(chǎn)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(shí)，產(chǎn)物為麥芽糖（50-60%）和-限制糊精 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(jīng)典試題：以支鏈淀粉（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(yīng)？6.2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

6、糖結(jié)晶析出，呈顆粒狀結(jié)構(gòu) 生活在亞洲一些地區(qū)的居民，由于體內(nèi)缺乏乳糖酶而不能代謝乳糖，對牛奶有過敏性反應(yīng)，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。6.2.1.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101.54.02.02616.512.09.03018.012.010.03427.013.09.03733.014.011.05066.04.04.0 6.2.1.2 不同ph介質(zhì)對乳糖酶活性的影響 細(xì)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

7、、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。 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6.2.2. 食品工業(yè)應(yīng)用實(shí)例 6.2.2.1 在冰淇淋中應(yīng)用 如果冰淇淋中脫脂奶粉量超過12%，在其貯藏和銷售期間經(jīng)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(gè)月，乳糖也不會(huì)結(jié)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。 6.2.2.2 冷凍煉乳、濃縮乳清 乳糖結(jié)晶析出，會(huì)促使酪蛋白凝聚，不合食用。 6.3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(chǎn)物，極有

8、前景（能源甘蔗）。6.3.1. 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(jié)晶纖維素 1.2 -1，4葡聚糖酶：外切和內(nèi)切，以葡萄糖為單位 1.3 -葡萄糖苷酶：作用于小分子量底物時(shí)表現(xiàn)出最高活力6.3.2. 酶的性質(zhì) 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(nèi)酯，重金屬離子（cu,hg），天然抑制劑酚類物質(zhì)（免受霉菌腐爛作用） 激活劑：半胱氨酸6.4.1. 果膠物質(zhì)（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(xì)胞結(jié)構(gòu)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

9、有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等。果膠的基本結(jié)構(gòu)是-l-4-d半乳糖醛酸主鏈，鼠李糖單元以（l-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(diǎn)阿拉伯糖、半乳糖或阿拉伯半乳聚糖再作為側(cè)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%。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(tuán)，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

10、度大于7即為高酯化度果膠類物質(zhì)給食品工業(yè)中帶來的難題 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(jìn)入飲料中造成混濁沉淀、透光率不高。6.4.2. 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(xì)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。 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。 a.內(nèi)切pg（endo-pg）：從分子內(nèi)部無規(guī)則的切斷-1，4鍵，可使果膠或果膠酸的

11、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(gè)切斷-1，4鍵，生成半乳糖醛酸，粘度下降不明顯。ph5.0，鈣激活。 (2)聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（pmgl）：即果膠裂解酶。以隨機(jī)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 (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(chǎn)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(xì)菌中含量高。 較少應(yīng)用于果汁生產(chǎn)，為什么？ (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(xì)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。 果膠酯酶在降解果膠的同時(shí)會(huì)伴隨著甲醇（ch3oh)的釋出，這在制葡萄酒中應(yīng)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(xì)胞間的粘合強(qiáng)化，但葡萄酒應(yīng)避免。 蘋果汁含有