食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座

第八章酯酶醇:一元醇或多元醇、脂肪醇或芳香族醇；酸:有機酸或無機酸；底物特異性:對酯酸或醇部分是特異.分類:羧酸酯水解酶硫酯水解酶－依據底物中醇部分命名磷酸二酯水解酶硫酸酯水解酶食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第1頁最主要是羧酸酯水解酶和磷酸酯水解酶硫酯水解酶食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第2頁第一節(jié)羧酸酯水解酶酯酶羧酸酯羧酸醇食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第3頁一、非特異性羧酸酯水解酶（一）酯酶

三類能被區(qū)分非特異性羧酸酯酶（羧酸酯水解酶、芳香酯水解酶和乙酸酯水解酶）。

它們分類是以底物特異性為基礎，然而其性質差異超出了底物特異性食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第4頁食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第5頁（二）脂酶

上述反應不是一個完全反應，因為脂酶催化反應能夠進行到甘油一酯甚至甘油階段。人類胰臟脂酶三維結構飄帶圖食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第6頁脂肪酶和酯酶區(qū)分是什么？酯酶，催化酯水解酶。脂肪酶催化脂肪水解為甘油和脂肪酸酶(即三酰基甘油?；饷?，它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)。作用底物碳鏈長短不一樣(酯酶優(yōu)先水解短鏈脂肪酸，脂肪酶優(yōu)先水解長鏈脂肪酸)作用底物物理狀態(tài)不一樣(酯酶水解水溶性底物，脂肪酶水解油水界面底物)食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第7頁

二．特異性羧酸酯水解酶

（一）磷脂酶催化水解磷脂酰、溶血磷脂?；衔镏恤人狨ユI、磷酸酯鍵和磷酸與膽堿之間酯鍵。磷脂酶B磷酸二酯酶磷脂酶A食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第8頁（二）葉綠素酶

從葉綠素分子上除去植基葉綠素酶作用可能影響蔬菜加工中綠色穩(wěn)定性（三）果膠酯酶（四）乙酰膽堿酯酶(CH3)3N+CH2CH2OH+CH3COO－

+H＋食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第9頁第二節(jié)磷酸酯水解酶

磷酸酯水解酶催化水解由磷酸作為酸部分酯酯鍵磷酸一酯——磷酸一酯水解酶磷酸二酯——磷酸二酯水解酶一、磷酸一酯水解酶非特異性磷酸一酯水解酶：對組成酯一磷酸基有要求，對組成酯醇部分沒有嚴格要求特異性磷酸一酯水解酶：對一磷酸基和醇兩部分都有要求食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第10頁二、磷酸二酯水解酶

磷酸二酯水解酶催化原磷酸形成兩個酯鍵中一個水解食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第11頁磷酸酯酶和磷酸化酶有什么區(qū)分？磷酸化酶（phosphorylase）：是一個催化磷酸解酶。比如說，A和B基團經過酯鍵相連，磷酸化酶則催化酯鍵水解，并使一個基團帶上磷酸基團。A-O-B＋Pi——AOH＋B－Pi最有代表性磷酸化酶是糖原磷酸化酶，糖原在體內降解過程中，該酶是催化糖原還原性末端葡萄糖殘基α-1,4-糖苷鍵斷裂，反應，生成1-磷酸葡萄糖和少了一個葡萄糖基糖原分子。

磷酸酯酶（phosphatase）：屬于一個水解酶類，它是經過催化磷酸酯鍵水解酶。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第12頁第三節(jié)脂酶性質

一、脂酶作用底物物理狀態(tài)

豬胰脂酶首先被純化和判定，所以，脂酶許多性質說明都和豬胰脂酶相關。脂酶天然底物（長鏈甘油三酯）是不溶于水。脂酶不能作用于分散在水中底物分子，而能作用于乳化脂肪球，脂肪和水之間界面是酶作用部位。

酶----底物絡合物在均相反應體系在脂肪反應體系酶分子吸附底物脂酶吸附在底物界面上飽和狀態(tài)酶分子被底物分子飽和界面面積足以容納全部酶分子Michaelis常數(shù)反應速度到達最高速度反應速度到達最高速度二分之一時底物濃度二分之一時界面面積食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第13頁胰脂酶作用于不溶解甘油三酯時，酶活力和乳化液界面面積關系

B---甘油三丁酯

O---甘油三油酸酯食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第14頁食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第15頁當脂酶作用于可溶性酯時，當溶液濃度沒有到達被底物飽和程度之前，電泳純脂酶不能作用于溶解丁酸甲酯，它對于溶解甘油乙酸酯作用也是能夠忽略。酯酶和脂酶差異主要表現(xiàn)在它們所作用底物含有不一樣狀態(tài)這一點上。脂酶——能水解不溶解或多相體系中處于油水界面酯。

當酶分子中用大圓圈表示部分和底物相接觸時，這個催化部位被誘導而構象改變(從三角改變到方塊)，使酶含有活力。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第16頁二、底物特異性豬胰脂酶作用于甘油酯時相對速度:甘油三酯＞甘油二酯＞甘油一酯豬胰脂酶水解甘油三酯進程

a---甘油三酯b---甘油二酯

c---甘油一酯d---甘油

食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第17頁豬胰脂酶作用于甘油三酯時特異性表現(xiàn)為它選擇1位和3位酯鍵作為作用點。豬胰脂酶對于酯醇部分并沒有絕正確特異性要求。因為脂酶作用于處于油---水界面酯分子，所以，任何能增加底物---水界面條件都能提升脂酶活力。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第18頁三、pH、溫度、激活劑和抑制劑對脂酶作用影響大多數(shù)脂酶最適pH在堿性范圍內，即pH8－9膽酸鹽類等是有乳化作用鹽能提升脂活力，重金屬鹽類確切無疑地抑制脂酶活力。NaCl對于豬胰脂酶活力是必需，不過當NaCl濃度超出7mmol/L時，酶活力開始下降。鈣離子作用比較復雜，對于豬胰脂酶，當有膽酸鹽存在時，鈣離子是絕對必需；然而，對于牛胰脂酶作用，鈣離子并非是必需。

食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第19頁四、微生物脂酶依據位置特異性可將微生物脂酶分為兩類。第一類是非特異性微生物脂酶，它們能從甘油三酯全部三個位置將酯水解，釋出游離脂肪酸。1,2（2,3）-甘油二酯，1,3-甘油二酯和甘油一酯是水解過程中中間物。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第20頁第二類微生物脂酶僅從甘油三酯1位和3位將它水解，釋出游離脂肪酸。1,2（2,3）-甘油二酯2-甘油一酯食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第21頁因為1,2（2,3）-甘油二酯，尤其是2-甘油一酯是不穩(wěn)定，它們分子中?；苻D位而分別生成1,3-甘油二酯和1-甘油一酯，所以，1,3-特異性脂酶長時間地作用于脂肪時，脂肪中甘油三酸酯將被完全水解而產生甘油。微生物脂酶中，大多數(shù)是屬于1,3-特異性脂酶。到當前為止還沒有發(fā)覺2-特異性脂酶。大多數(shù)微生物脂酶以常見中性油和脂肪為底物時，表現(xiàn)出很低脂肪酸特異性。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第22頁五、脂酶活力測定不溶解甘油三酯乳狀液是被優(yōu)先考慮。甘油三油酸酯是最正確底物，純甘油三油酸酯十分昂貴，能夠采取橄欖油取代，因為它們含有油酸殘基占總脂肪酸殘基70％。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第23頁脂酶水解甘油三酯速度可經過以下方法測定：①在反應體系中加入溶劑以終止反應，然后滴定在反應中釋出脂肪酸；②采取pH-stat法，在pH8連續(xù)地測定整個反應過程中游離脂肪酸含量隨時間而增加速度；③加入NaHCO3與反應中釋出H+作用釋出CO2，用量壓法測定；④測定因脂肪酸產生而造成反應體系表面張力下降；⑤采取生色底物，比如乙酸α-萘酯。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第24頁第四節(jié)脂酶在食品工業(yè)中應用

①脂酶作用于食品材料中脂類底物，從而影響食品風味；②催化油脂水解和油脂間酯交換以得到新產品；一、脂酶作用對食品風味影響食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第25頁思索題脂肪酶催化反應特征是什么？脂肪酶定義脂肪酶作用底物物理狀態(tài)脂肪酶作用底物特異性食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第26頁脂肪酶是一類含有各種催化能力酶，能夠催化三酰甘油酯及其它一些水不溶性酯類水解、醇解、酯化、轉酯化及酯類逆向合成反應，除此之外還表現(xiàn)出其它一些酶活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、膽固醇酯酶、酰肽水解酶活性等。脂肪酶不一樣活性發(fā)揮依賴于反應體系特點，如在油水界面促進酯水解，而在有機相中能夠酶促合成和酯交換。

脂肪酶催化特征在于：在油水界面上其催化活力最大。溶于水酶作用于不溶于水底物，反應是在2個彼此分離完全不一樣相界面上進行。這是脂肪酶區(qū)分于酯酶一個特征。酯酶(EC3.1.1.1)作用底物是水溶性，而且其最適底物是由短鏈脂肪酸(≤C8)形成酯。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第27頁第九章過氧化物酶過氧化物酶(利用過氧化氫作為電子受體來催化底物氧化作用酶。)

H2O2+AH22H2O+A過氧化氫酶

2H2O22H2O+O2即使過氧化物酶和過氧化氫酶在作用機制上有一些共同點，不過它們在酶蛋白結構上有顯著差異。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第28頁過氧化物酶含鐵過氧化物酶正鐵血紅素過氧化物酶

含正鐵血紅素（羥高鐵血紅素）綠過氧化物酶含鐵原子卟啉基團,但其結構不一樣于正鐵血紅素黃蛋白過氧化物酶

黃素腺嘌呤二核苷酸作為輔基食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第29頁第一節(jié)過氧化物酶在自然界分布在植物細胞中以二種形式存在：

(1)以可溶形式存在于細胞漿

(2)以結合形式與細胞中細胞壁或細胞器相結合結合態(tài)酶可分成兩種形式：離子結合和共價結合食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第30頁第二節(jié)過氧化物酶在食品加工中作用過氧化物酶是果蔬成熟和衰老指標蘋果氣調保藏，過氧化物酶兩個峰值對應于呼吸轉折和衰老開始。

過氧化物酶活力可能與果蔬成熟時葉綠素降解相關。(過氧化物酶可催化對應底物氧化，其間產生物質會引發(fā)葉綠素氧化分解

)

過氧化物酶與胡蘿卜素褪色相關。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第31頁果實后熟衰老是一個復雜生理生化過程，自由基衰老學說認為：衰老與活性氧代謝平衡親密相關，這個平衡即活性氧物質產生與去除動態(tài)平衡?；钚匝踉斐赡ぶ^氧化對細胞膜具嚴重傷害作用，造成衰老。好氧生物能夠經過各種路徑產生各種自由基和活性氧，同時生物體內又存在著去除這些自由基和活性氧機制，在正常條件下這兩種機制處于動態(tài)平衡狀態(tài)，生物生長正常。但當碰到脅迫等逆境及衰老時，這種平衡破壞或為自由基活性氧產生增多或為去除系統(tǒng)水平下降，或二者兼有，總效應為產生自由基、活性氧損傷，引發(fā)組織衰老死亡。果蔬中活性氧物質主要包含H2O2、羥自由基（·OH）和超氧自由基（O-2）等，果蔬在成熟衰老時，活性氧物質增加。同時作為保護酶系統(tǒng)活性氧去除劑：超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）等和非酶保護系統(tǒng)抗壞血酸（ASA）、維生素E（VE）類胡蘿卜素（Car）等活性氧去除系統(tǒng)在果蔬成熟衰老中有著主要作用。參考知識點食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第32頁過氧化物酶在果蔬加工和保藏中主要作用包含兩個方面：（1）過氧化物酶活力與果蔬產品，尤其是非酸性蔬菜，在保藏期間形成后不良風味相關。（2）過氧化物酶屬于耐熱酶類，它在果蔬加工中常被用作熱處理是否充分指標。當果蔬中過氧化物酶在熱加工中失活時，其它酶以活性形式存在可能性很小。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第33頁過氧化物酶(ＰＯＤ)與脂肪氧合酶(ＬＯＸ)是果蔬加工中影響果蔬制品風味2種主要食品品質酶。過氧化物酶主要催化過氧化氫分解,同時伴隨一些氫過氧化物產生。脂肪氧合酶則催化多聚不飽和脂肪酸分解也產生氫過氧化物。這些氫過氧化物通常是果蔬加工制品不良風味起源。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第34頁第三節(jié)過氧化物酶催化反應過氧化物酶能催化四類反應：(1)有氫供體存在條件下催化過氧化氫或氫過氧化物分解，即過氧化活力

ROOH+AH2H20＋ROH＋AR=－H、－CH3或－C2H5，

AH2=氫供體(還原形式)和A=氫供體(氧化形式)食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第35頁愈創(chuàng)木酚聯(lián)苯胺鄰－聯(lián)茴香胺鄰苯二胺芳香族胺酚類化合物食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第36頁（2）在沒有過氧化氫存在時氧化作用，反應需要O2和輔助原因：Mn2+和酚反應底物：草酸、草酸乙酸、二羥基富馬酸和吲哚乙酸二羥基富馬酸二酮琥珀酸食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第37頁（3）在沒有氫供體存在條件下催化過氧化氫分解食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第38頁（4）從一元酚和氧生成鄰－二羥基酚，反應必須要有氫供體參加，比如二羥基富馬酸。

四類反應中第一和第二類是主要

食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第39頁第四節(jié)過氧化物酶底物主要指第一類反應中過氧化物和氫供體一、過氧化物底物過氧化物底物主要是指過氧化氫高濃度H2O2可使過氧化物酶失活不一樣起源過氧化物酶其活力到達最高值時所需過氧化氫濃度時不一樣。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第40頁二、氫供體底物過氧化物酶對于氫供體特異性要求不高。即使植物起源過氧化物同功酶對氫供體表現(xiàn)出不一樣特異性，然而在它們沒有被分離時，過氧化物酶能作用于各種氫供體底物。氫供體底物性質影響著從過氧化物酶試樣中能檢出同功酶數(shù)目、酶熱穩(wěn)定性和它再生特征，這一點對于使用過氧化物酶作為果蔬熱處理是否充分指標時是主要?？扇軕B(tài)和結合態(tài)過氧化物酶含有不一樣底物特異性。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第41頁愈創(chuàng)木酚聯(lián)苯胺鄰－聯(lián)茴香胺鄰苯二胺芳香族胺酚類化合物食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第42頁第五節(jié)過氧化物酶最適pH和最適溫度一、過氧化物酶最適pH影響過氧化物酶最適pH原因：酶起源、同功酶組成、氫供體底物和緩沖液。因為果蔬中過氧化物酶含有各種同功酶，而各同功酶最適pH存在著差異，所以，試劑測定最適pH往往含有較寬范圍?？扇軕B(tài)和結合態(tài)過氧化物含有不一樣最適pH。在酸性條件下，過氧化物酶熱穩(wěn)定性較低。因為，在酸性條件下，血紅素和蛋白質分離而造成過氧化物酶酶蛋白質變性。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第43頁二、過氧化物酶最適溫度

不一樣起源過氧化物酶最適溫度差異很大馬鈴薯－55℃花菜－35～40℃食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第44頁第六節(jié)過氧化物酶熱穩(wěn)定性過氧化物酶熱失活特點：雙相過程，即含有不一樣耐熱性質部分，不耐熱部分在熱處理時很快失活，而耐熱部分在一樣熱處理溫度下遲緩地失活；部分可逆過程，即經熱處理酶液在室溫或較低溫度下保藏時，酶部分活力能夠再生。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第45頁過氧化物酶作為果蔬熱處理是否充分指標。在實際工作中，多少殘余活力和再生活力被允許留在被保藏產品中還難以確定一個普遍適合標準。保留低水平殘余活力不一定有損于產品質量；要完全預防產品中過氧化物酶活力再生，需要很大熱處理量。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第46頁一、熱處理中（過氧化物酶失活）過氧化物酶失活含有雙相特征⑴陡峭直線部分－酶熱不穩(wěn)定部分⑵中間曲線部分－過渡區(qū)⑶平緩直線部分－酶耐熱部分在88℃熱處理整粒甜玉米中過氧化物酶失活曲線食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第47頁⑴和⑶兩項都遵照一級動力學將平緩部分外推可計算酶耐熱部分溫度越高，耐熱部分所占百分比越低，熱處理溫度超出100℃，這兩部分就難以區(qū)分。食品酶學酯酶和過氧化物酶專家講座第48頁二、過氧化物酶同功酶作用和性質同功酶在耐熱性質上有著很大差異。過氧化物酶血紅素結構含有催化脂肪氧化功效，所以在酶失活后，仍會影響果蔬產品風味。食品酶學酯酶和過氧化物酶專