第六章 食品中的酶-齊海萍 修改90-45

第六章酶

Chapter6：Enzyme第一節(jié)、引言第二節(jié)、影響酶活力的因素第三節(jié)、固定化酶第四節(jié)、食品原料中的內(nèi)源酶的作用對食品質(zhì)量的影響第五節(jié)、作為食品加工的助劑和配料而使用的酶第六節(jié)、酶在食品分析中的應(yīng)用第四節(jié)、食品中的內(nèi)源酶任何動植物和微生物來源的食物原料，均含有一定的內(nèi)源酶。一脂肪氧合酶(Lipoxygenases)1、系統(tǒng)名稱：亞油酸：氧-氧化還原酶；EC1.13.11.12（順，順一1，4一戊二烯）2、作用底物是：含順戊二烯的脂肪如亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸3、產(chǎn)物及適宜pH使不飽和脂肪酸生成氫過氧化物。適宜pH值：7～84.對食品質(zhì)量的影響(1)有益功能a.小麥粉、大豆粉的漂白活性大豆粉中含脂肪氧合酶、催化胡蘿卜素降解而使面粉漂白b.在制作面團(tuán)過程中形成二硫鍵面筋網(wǎng)絡(luò)形成更好，改善面包等產(chǎn)品質(zhì)量[o]

－SH－S－S－(2)有害作用a.破壞葉綠素和胡蘿卜素b.產(chǎn)生氧化性不良風(fēng)味，具有青草味c.使維生素、蛋白質(zhì)被氧化破壞d.必需脂肪酸被氧化破壞是導(dǎo)致青刀豆和甜玉米產(chǎn)生不良風(fēng)味的主要酶種5.控制方法:熱處理如大豆80～100oC.10min二多酚氧化酶與酶促褐變1.多酚氧化酶(polyphenoloxidase)(1)系統(tǒng)名稱1，2—苯二酚：氧氧化還原酶EC.1.10.3.1(2)輔基：銅(3)適宜pH：4～7(4)存在:植物、果蔬的葉綠體、線粒體,馬鈴薯塊莖分布廣泛2、酶促褐變Enzymebrowning(1)概念較淺色的水果、蔬菜在受到機械性損傷（削皮、切片、壓傷、蟲咬、磨漿、搗碎）及處于異常環(huán)境變化（受凍、受熱等），在酶促（催化）下氧化而呈褐色，稱為酶促褐變。(2)酚酶酚酶為鄰二酚：氧－氧化還原酶（EC.1.10.3.3），以Cu離子為輔基，以氧為受氫體,為末端氧化酶復(fù)合體:酚羥化酶(phenolhydroxylase)（甲酚酶cresolase）+多元酚氧化酶(polyphenoloxidase)（兒茶酚酶catecholase）最適pH＝7,比較耐熱,100℃鈍化2－8min西瓜、香瓜、桔子、檸檬無酚酶，不褐變。(3)底物水果、蔬菜中底物為：一元酚類鄰二酚類（對位二酚也可）（間位二酚不作底物）如：水果中的兒茶酚OH

土豆中的酪氨酸OH

CH2CHCOOHHONH2

（4）機理

甲酚酶鄰二酚酶聚合OHOHOOOHOOO2O2

n一元酚二元酚醌黑色素實例1：土豆的褐變實例2：含有兒茶酚水果的褐變3、褐變防止方法酶促褐變的三個條件，缺一不可。即：多酚類物質(zhì)、酚酶、氧氣除去多酚類物質(zhì)困難，不現(xiàn)實?！嘁话銥榻档头用富钚?、驅(qū)氧用于食品方面主要有以下5種（1）加熱處理在適當(dāng)溫度和時間，加熱新鮮果蔬，可使酚酶及其它酶失活。常用的方法有：漂燙、巴氏殺菌加工中，必須嚴(yán)格控制時間和溫度。不徹底加熱，反而促進(jìn)褐變;過度則影響風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)。微波加熱，熱穿透力強，迅速均勻，不影響風(fēng)味。（2）酸處理法多數(shù)酚酶最適PH＝6～7，PH<3失活。常用的酸有：檸檬酸、蘋果酸、磷酸、抗壞血酸、混合酸。檸檬酸可降低pH，還可絡(luò)合酚酶輔基Cu2+，但單獨用效果不大。常與抗壞血酸、亞硫酸合用。實踐證明：0.5%檸檬酸+0.3%抗壞血酸效果好?？箟难徇€可使酚酶失活，且可耗氧。

抗壞血酸抑制酶褐變的機理（3）亞硫酸鹽類處理法亞硫酸類是酚酶抑制劑。常用的有：二氧化硫SO2亞硫酸鈉Na2SO3亞硫酸氫鈉NaHSO3焦亞硫酸鈉Na2S2O5低亞硫酸鈉Na2S2O4

如：在蘑菇、馬鈴薯、桃、蘋果等加工中，常用二氧化硫及亞硫酸鹽類作護(hù)色劑。實驗表明：10ppm可抑制酚酶活性，但有揮發(fā)損失，還與醛類加成等。實際應(yīng)用300ppm，殘留<20ppm。在微酸性（pH＝6）時，抑制酚酶的效果最好。防止原因有三：a.抑制酶活性b.將醌還原為酚c.與醌加成，防止聚合

(4)驅(qū)氧驅(qū)氧措施有：a.涂Vc液，涂膜b.浸沒:c.滲入：(5)加入絡(luò)合劑，抑制激活劑。4、褐變的利用期望的褐變：蘋果酒、紅茶發(fā)酵（生成茶紅素）、可可粉、葡萄干、梅干、椰棗、無花果。三果膠酶(Pecticenzymes)1.存在高等植物、微生物2.類型果膠酯酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠裂解酶3.果膠酯酶（果膠甲酯酶）果膠果膠基水解酶EC3.1.1.11存在：高等植物、細(xì)菌、真菌4.聚半乳糖醛酸酶聚－α－1，4－半乳糖醛酸苷基－水解酶，EC3.2.1.15分內(nèi)切酶和外切酶存在：植物、真菌、細(xì)菌

5.果膠裂解酶(Pectinlyases)[聚（1，4-半乳糖醛酸苷）裂解酶，EC4.2.2.2]存在：黑曲霉、米根霉6.對果蔬質(zhì)構(gòu)的影響果膠物質(zhì)是植物細(xì)胞的胞間層的主要成分，其聚合度及酯化度的改變會影響其質(zhì)構(gòu)，使組織軟化?！嘣谫A藏及運輸中應(yīng)避免傷、爛。7.應(yīng)用(1)澄清果汁：提高內(nèi)源酶活力、加外源酶澄清果酒：以提高出汁率、澄清效果(2)控制果汁渾濁型果汁的渾濁度，維持懸浮顆粒的穩(wěn)定性。(3)柑桔瓤瓣的分離(4)提取植物蛋白質(zhì)，用果膠酶處理，Pro得率↑四過氧化物酶(Peroxidases)1.存在高等植物、牛奶、動物組織2.結(jié)構(gòu)含有一個血色素作為輔基3.催化反應(yīng)ROOH+AH2ROH+H2O+AAH2是電子供體如：Vc、酚、胺類等4.特性(1)具有很高的耐熱性(2)酶活力測定作用還原劑被氧化后產(chǎn)生顏色，可用比色法測定過氧化物酶活性。簡易、靈敏可作為考察熱燙處理是否充分的指示酶。(3)過氧化物酶活力的變化與一些果蔬的成熟和衰老有關(guān)(4)催化Vc氧化、破壞Vc的生理功能(5)催化不飽和脂肪酸過氧化物裂解產(chǎn)生不良?xì)馕兜牧u基化合物(6)催化類胡蘿卜素漂白、花青素脫色五蛋白酶(protease)存在：動物組織細(xì)胞的溶菌體中。適宜PH為2.5～4.5作用條件：動物死亡，組織破壞，pH下降，酶激活特性：將肌肉蛋白質(zhì)水解成游離氨基酸，產(chǎn)生優(yōu)良的肉香風(fēng)味。肌原纖維、膠原等結(jié)締組織分解。六、內(nèi)源酶對貯藏加工的影響1、食品中的內(nèi)源酶食品中的內(nèi)源酶除了上述的脂肪氧合酶、果膠酶、多酚氧化酶、過氧化物以外，還含有：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、（半）纖維素酶、植酸酶、過氧化氫酶、核糖核酸酶、戊聚糖酶……2、有利的影響，不利的影響（1）水果的催熟、后熟：香蕉的催熟：用乙烯、酒精、乙炔催熟洋梨罐頭：催熟后香氣、風(fēng)味↑↑水果后熟：淀粉水解糖↑，單寧↓澀味↓（2）面粉陳熟（陳放后成熟）當(dāng)陳放后，面筋Pro－SH被氧化為－S－S－，工藝性、質(zhì)量↑↑（3）鮮味的提高如金華火腿鮮腿腌后，在25～37oC下發(fā)酵30天肉氨基酸如谷氨酸由0.02%，↑1%∴有強烈的鮮味（4）果蔬的褐變（5）有利因素利用的措施適宜的溫度一定的O2促進(jìn)酶活性（6）不利因素的控制滅酶降低酶活性、pH控制隔氧、浸入水中（酸液）.加入NaHSO3、Na2SO3第五節(jié)、食品加工中重要（外源）酶

食品工業(yè)所用的酶制劑：多數(shù)是水解酶，主要包括糖酶、蛋白酶、脂酶。主要的糖酶：淀粉酶、果膠酶、轉(zhuǎn)化酶、乳糖酶、纖維素酶。一淀粉酶(amylases)淀粉酶可分為：α－淀粉酶、β－淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脫支酶（異淀粉酶）。1.葡萄糖淀粉酶(glucosidases)（1）作用原理外切酶，從非還原末端水解α－1,4糖苷鍵，切下葡萄糖，也可以水解α－1,6、α－1,3糖苷鍵(2)pH=4.0～4.5(3)溫度58～60℃(4)Mn+重金屬Ca2+、Hg2+、Ag+、Pb2+抑制。4.脫支酶（異淀粉酶isoamylase）（1）水解淀粉及糖原的α－1,6糖苷鍵將支鏈剪下。產(chǎn)物：直鏈淀粉、糊精（2）pH＝5.6～7.2(3)溫度45～50℃(4)Mn+、Mg2+、Ca2+激活作用。Hg+、Cu2+、Fe2+、Al3+抑制作用。5.葡萄糖異構(gòu)酶（E.C.5.3.1.5）(1)葡萄糖→E→果糖(2)pH＝6.5(3)溫度T＝75℃(4)Mn+、Co2+、Mg2+、(Mn+)激活。Fe2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Al3+、Ni2+抑制。6、β－葡聚糖酶（1）內(nèi)切酶麥芽，大麥β－葡聚糖酶低聚糖3～5（2）PH=5～7（3）T=50～60℃7、纖維素酶（1）水解β－1.4糖苷鍵（2）PH＝4～5（3）T=50～55℃二蛋白酶(protease)蛋白酶是生物體系中含量較多的一種酶，也是食品工業(yè)中較重要的一類酶。1.分類（1）按作用方式內(nèi)肽酶（肽鏈內(nèi)切酶）外肽酶（肽鏈端解酶，又可分為氨肽酶、羧肽酶）（2）按適宜pH不同酸性蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶（3）根據(jù)來源動物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白酶（4）根據(jù)活性中心的化學(xué)性質(zhì)，按作用機制A.絲氨酸蛋白酶B.巰基蛋白酶（半胱氨酸蛋白酶）C.金屬蛋白酶D.天冬氨酸蛋白酶（酸性蛋白酶）2、酸性蛋白酶采用黑曲霉3.4310菌株，發(fā)酵、提取、精制。產(chǎn)物小肽＋氨基酸pH＝2.5～4T＝40℃Mn2+、Ca2+、Mg2+激活。Cu2+、Hg2+、Al3+抑制。應(yīng)用：啤酒、果酒澄清。動、植物蛋白質(zhì)水解營養(yǎng)液3.中性蛋白酶（E.C.3..4.21.14）AS1398枯草芽孢桿菌pH＝6～8T=37℃Mn+Mn2+、Ca2++、Mg2+激活。Cu2+、Hg2+、Al3+抑制。4.堿性蛋白酶枯草芽孢桿菌pH＝10～11(8～12)T=40～50℃