酶(食品生物化學(xué)課件)

食品生物化學(xué)酶與食品加工內(nèi)容

酶的基礎(chǔ)知識

影響酶作用的因素

食品加工中的酶

酶活力及測定

酶的基礎(chǔ)知識一、酶的本質(zhì)二、酶催化的特點(diǎn)三、酶的來源四、酶的命名五、酶的分類六、酶的作用機(jī)理1“中間產(chǎn)物”學(xué)說

六、酶的作用機(jī)理酶降低活化能仿真演示

Koshland提出“誘導(dǎo)契合”學(xué)說，他認(rèn)為當(dāng)?shù)孜锟拷矫傅幕钚圆课簧希孜飼T導(dǎo)酶蛋白構(gòu)象變化導(dǎo)致催化基團(tuán)的正確定向而結(jié)合到酶的活性部位上

Fischer提出的“鎖和鑰匙”學(xué)說，他認(rèn)為底物類似于鑰匙，酶類似于鎖。用該理論可以解釋為什么底物結(jié)構(gòu)稍有變化，酶就不能將它轉(zhuǎn)化為目標(biāo)。2“鎖和鑰匙”學(xué)說和“誘導(dǎo)契合”學(xué)說“誘導(dǎo)契合”仿真演示3酶的活性中心體現(xiàn)酶的專一性決定酶催化反應(yīng)的性質(zhì)“活性部位結(jié)合”仿真演示底物

活性中心外必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)活性中心

“酶活性中心”仿真演示4.酶原沒有催化活性的酶的前體酶原的激活：由無活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿傅倪^程，實質(zhì)上是酶活性部位形成或暴露的過程意義：在特定的環(huán)境和條件下發(fā)揮作用；避免細(xì)胞自身消化；有的酶原可以視為酶的儲存形式賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶原活性中心胰蛋白酶原的激活過程胰蛋白酶酶原激活”仿真演示

酶比一般催化劑具有更高的催化效率的機(jī)理，主要包括以下幾個方面：

底物和酶的鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)底物的形變和誘導(dǎo)契合酸堿催化共價催化

金屬離子催化多原催化和協(xié)同效應(yīng)活性部位微環(huán)境的影響5.決定酶作用高效率的因素

影響酶作用的因素

三、酶濃度底物過量，其他條件不變時，酶促反應(yīng)的速度與酶的濃度成正比關(guān)系實際生產(chǎn)中，酶濃度過高，既浪費(fèi)又影響產(chǎn)品質(zhì)量；也會影響目標(biāo)物的分離純化；實際生產(chǎn)中，都是以單位底物需要添加的酶活力單位數(shù)來計量[E]/[S]一般情況下，商品酶都會提供酶活力的定義、指定底物條件下的比活力大小和測定方法；應(yīng)用：酪蛋白磷酸肽生產(chǎn)時，如酶濃度過高，反應(yīng)速度過快，蛋白質(zhì)水解度控制變得困難，過度水解導(dǎo)致小肽苦味加劇，影響其應(yīng)用v：反應(yīng)速率，k：反應(yīng)速率常數(shù)，[E]：酶濃度。

四、底物濃度[S]低時，[S]＜＜Km,V=(Vmax/Km)*[S]米氏方程中：V：反應(yīng)速率，Vmax：最大酶反應(yīng)速率Km：米氏常數(shù)，[S]：底物濃度。隨著[S]增加，不再符合正比例關(guān)系[S]繼續(xù)增加，[S]＞＞Km,V=Vmax，速度最大[S]VVmaxKm的含義：反應(yīng)速度為最大值的一半時的底物濃度，單位mol/L不同的酶具有不同Km值，它是酶一個重要特征物理常數(shù)底物、溫度、pH、緩沖液體系變化時，Km也發(fā)生變化Km值表示酶與底物的親和程度；Km值越小，親和程度越大,酶的催化活性越高。Km的測定：雙倒數(shù)法作圖法Km的應(yīng)用：與pH、溫度、酶及底物種類有關(guān)，與酶濃度無關(guān)，可以鑒定和篩選酶根據(jù)生產(chǎn)所需的反應(yīng)速度，計算出合理底物濃度判斷酶抑制劑的類型底物多酶反應(yīng)體系中，判斷主要反應(yīng)途徑案例分析：不同底物下紫甘薯多酚氧化酶Km的測定

五、激活劑激活劑（能提高酶活性的物質(zhì)）無機(jī)離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、C1-、Br-，如NaCl是唾液淀粉酶激活劑小分子有機(jī)物：如EDTA可解除重金屬離子對酶的毒害作用；VC和半胱氨酸可使氧化了巰基的酶還原以恢復(fù)活力生物大分子：如RNA、蛋白質(zhì)（包括酶）。激活劑是相對的，一個酶的激活劑可能是另一個酶的抑制劑，低濃度是激活劑高濃度可能是抑制劑案例分析1：紫甘薯多酚氧化酶激活劑案例分析2：脂肪酶激活劑的篩選紫花地丁浸提液測定對脂肪酶活力的影響

六、抑制劑特點(diǎn)1：化學(xué)結(jié)構(gòu)上與被抑制的底物分子或底物的過渡狀態(tài)相似定義：使酶活性中心化學(xué)性質(zhì)改變，導(dǎo)致酶活力下降或喪失的物質(zhì)特點(diǎn)2：能與酶活性中心或E-S復(fù)合物形成比較穩(wěn)定的復(fù)合體分類：可逆抑制和不可逆抑制。（根據(jù)能否用透析、超濾等物理方法除去抑制劑而使酶復(fù)活）不可逆抑制劑：多為劇毒物，如重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)砷、氰化物、青霉素等。如Hg不可逆抑制巰基蛋白酶可逆抑制劑：競爭性抑制劑、非競爭性抑制劑、反競爭性抑制劑競爭性抑制劑競爭性抑制仿真動畫非競爭性抑制劑反競爭性抑制劑上網(wǎng)學(xué)習(xí)：酶抑制法在食品安全分析中的應(yīng)用相關(guān)文件非競爭性抑制仿真動畫ELISA(酶聯(lián)免疫法)典型應(yīng)用：食品中的有機(jī)農(nóng)藥殘留檢測-酶抑制法和ELISA法觀看酶聯(lián)免疫操作視頻

六、酶的性質(zhì)實驗

酶的專一性：淀粉和蔗糖無還原性，唾液淀粉酶水解淀粉生成有還原性的麥芽糖，但不能催化蔗糖水解?？捎冒嗍显噭z查糖的還原性。

理解酶的專一性以及溫度、酸度、激活劑和抑制劑等因素對酶活性的影響

溫度：最適溫度下，酶催化反應(yīng)速度最高，大多數(shù)動物酶的最適溫度在37-40℃，偏離此最適環(huán)境時，酶活性減弱；pH：最適pH下，酶催化反應(yīng)速度最高，唾液淀粉酶最適pH為6.8;

激活劑和抑制劑：少量激活劑或抑制劑就會影響酶的活性，但激活劑和抑制劑不是絕對的，有些物質(zhì)在低濃度時為某種酶的激活劑，而在高濃度時則為該酶的抑制劑。本實驗中氯化鈉可以作為唾液淀粉酶的激活劑，硫酸銅為其抑制劑，但氯化鈉達(dá)到1/3飽和度時就會抑制唾液淀粉酶的活性

重要試劑：

班氏（Benedict）試劑：無水硫酸銅1.74g溶于100ml熱水中，冷卻后稀釋至150ml，取檸檬酸鈉173g，無水碳酸鈉100g和600ml水共熱，溶解后冷卻并加水至850ml。再將冷卻的150ml硫酸銅溶液注入。本試劑可長久保存。碘化鉀-碘溶液:將碘化鉀20g及碘10g溶于100ml水中。

含不同濃度氯化鈉的淀粉溶液自主設(shè)計實驗方案

影響酶作用的因素酶條件如何優(yōu)化先認(rèn)知：紫甘薯中多酚氧化酶活性優(yōu)化后條件酶條件如何優(yōu)化先認(rèn)知：溶菌酶提?。好笚l件如何優(yōu)化先認(rèn)知：谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的發(fā)酵生產(chǎn)、提取、純化：總結(jié)出一些共性內(nèi)容？1.酶提取過程中溫度和ph要控制好2.酶分離純化過程和蛋白質(zhì)純化過程類似3.酶的關(guān)鍵性質(zhì)4.需要掌握的實踐技能技術(shù)

一、溫度

溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快；或酶變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失；

最適反應(yīng)溫度。該條件下,酶反應(yīng)速率最大；最適溫度隨底物種類、濃度、作用時間等因素變化而改變；只有在這些因素確定的情況下才能討論溫度對酶促反應(yīng)的影響；由于酶是在一個混合物體系中催化酶反應(yīng)，考慮到多種因素，酶并不一定是在最適溫度下發(fā)生催化反應(yīng)，因此酶促反應(yīng)的有效范圍也很重要應(yīng)用：醫(yī)學(xué)上低溫麻醉、低溫保鮮、高溫殺菌、果蔬加工的熱燙步驟等。案例分析：溫度對紫甘薯中多酚氧化酶活性的影響最適溫度一般情況下：動物來源：35-50℃植物來源40-50℃

，微生物來源：30-40℃

案例分析：極端酶及其在食品中的應(yīng)用（嗜熱酶）嗜熱α-淀粉酶：液化嗜熱β-淀粉酶：產(chǎn)麥芽糖，代替果葡糖漿、蔗糖，具甜味和低熱量嗜熱普魯蘭酶：改善糖化工藝嗜熱葡萄糖異構(gòu)酶（85℃）：比傳統(tǒng)工藝（60℃）提高果糖產(chǎn)量;嗜熱環(huán)糊精酶：液化過程主要由耐熱性淀粉酶催化，環(huán)化主要由環(huán)糊精酶（耐熱性差）催化，用嗜熱酶可提高產(chǎn)量、簡化工藝、降低成本案例分析：極端酶及其在食品中的應(yīng)用（嗜冷酶）嗜冷乳糖酶：乳制品生產(chǎn)水解乳糖，簡化工藝、控制污染、提高質(zhì)量；低溫果膠酶：降低果汁粘性,使終產(chǎn)品變得澄清；

二、pH值最適pH。該條件下,酶具有最大的催化活性；過高過低影響酶或底物關(guān)鍵部位基團(tuán)的解離；最適pH因酶而異，和酶的來源、純度、底物種類、濃度、時間、溫度、緩沖液等都有關(guān)系；應(yīng)用：對應(yīng)不同的底物環(huán)境選擇對應(yīng)最適pH的酶，如酪蛋白磷酸肽中使用堿性蛋白酶課程網(wǎng)站：酸度對酶活性影響實驗視頻最適pH一般情況下：動物來源：6.5-8.0

，微生物來源和植物來源：4.5-6.0案例分析：pH對紫甘薯中多酚氧化酶活性的影響案例分析：極端酶及其在食品中的應(yīng)用（嗜酸酶和嗜堿酶）嗜堿耐熱環(huán)糊精酶：降解馬鈴薯淀粉生產(chǎn)環(huán)糊精，pH8.5時能將75%的可溶性淀粉轉(zhuǎn)化成環(huán)糊精（pH4.7時只有60%）嗜堿芽孢桿菌β-甘露聚糖酶：催化葡萄苷露聚糖等植物多糖降解為甘露寡糖,而甘露寡糖具有促進(jìn)人體腸道健康的功能觀看：溫度對酶活性影響實驗視頻自學(xué)：酸度對酶活性影響實驗視頻要求：舉一反三，提升實驗方案自主設(shè)計能力酶與食品加工蔗糖酶的最適溫度的測定一、實驗?zāi)康亩?、基本原理三、實驗試劑和器材四、操作步驟五、思考題一、實驗?zāi)康?/p>

1.

了解溫度對酶活力的影響；2.

學(xué)習(xí)測定最適溫度的原理和方法。二、基本原理

酶的催化反應(yīng)受溫度影響很大，每一種酶所催化的反應(yīng)，在一定條件下，僅在某一溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出最大的活力，即反應(yīng)速度最大時的溫度，這個溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度，高于或低于最適溫度時，反應(yīng)速度逐漸下降。因此，酶促反應(yīng)與溫度的關(guān)系，用酶活力對溫度作圖，通常具有鐘罩形曲線特征。

采用蔗糖酶為試驗對象，在室溫至75℃之間選擇不同溫度進(jìn)行酶活力測定。蔗糖酶的活力常以其反應(yīng)產(chǎn)物還原糖（葡萄糖）的生成量來表示。本實驗選擇3,5–二硝基水楊酸法測定還原糖量。在堿性條件下，3,5–二硝基水楊酸與還原糖溶液共熱后被還原成紅色氨基化合物，并在一定濃度范圍內(nèi)，還原糖的量與反應(yīng)溶液所呈棕紅色物質(zhì)顏色的深淺程度成正比。因此，通過顏色的深淺，判定酶促反應(yīng)后生成的還原糖量，從而測定蔗糖酶水解的最適溫度。三、實驗試劑和器材

（一）試劑①蔗糖酶液（1:25稀釋液）。②0.2mol/L醋酸緩沖液（pH4.6）③5%蔗糖（A.R.）溶液（W/V）④3,5—二硝基水揚(yáng)酸（簡稱DNS）試劑①蔗糖酶液②0.2mol/L醋酸緩沖液（pH4.6）③5%蔗糖（A.R.）溶液（W/V）④3,5—二硝基水揚(yáng)酸（簡稱DNS）試劑取酒石酸鉀鈉182g，溶于500mL

蒸餾水中，加熱。于熱溶液中依次加入3,5-二硝基水楊酸

6.3g，2mol／L氫氧化鈉262mL，苯酚5g，亞硫酸鈉

5g，攪拌至溶。冷卻后用蒸餾水定容至1000mL?；靹?過濾，貯存于棕色瓶中，放置1周后使用。三、實驗試劑和器材

（二）器材試管及試管架；恒溫水浴鍋(37℃、50℃、65℃、75℃、100℃）；吸量管；滴管。四、操作步驟編號012345溫度（℃）室溫室溫37506575醋酸（mL）111111蔗糖（mL）0.50.50.50.50.50.5混勻，預(yù)熱3分鐘蔗糖酶(mL)水0.50.50.50.50.50.5混勻，保溫10分鐘DNS（mL）111111混勻，沸水浴2～3分鐘蒸餾水（mL）555555觀察結(jié)果五、思考題

1、蔗糖酶的最適溫度的測定原理是？2、3,5-二硝基水楊酸在蔗糖酶活力測定中起到什么作用？3、根據(jù)實驗，蔗糖酶的最適溫度是多少？食品加工中的酶

二、蛋白酶根據(jù)來源可分為動物蛋白酶（如胃蛋白酶）、植物蛋白酶（如無花果蛋白酶）和微生物蛋白酶（如細(xì)菌蛋白酶）；根據(jù)根據(jù)蛋白酶作用最適pH可分為酸性蛋白酶（最適pH2～5）、中性蛋白酶（最適pH7～8）、堿性蛋白酶（最適pH9～11）；根據(jù)活性中心可分為絲氨酸蛋白酶（如凝血酶）、巰基蛋白酶（如木瓜蛋白酶、無花果蛋白酶）、金屬蛋白酶（如許多中性蛋白酶）和酸性蛋白酶（如凝乳酶、胃蛋白酶）課程網(wǎng)站了解蛋白酶制劑及其相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)文件動物體內(nèi)有多種蛋白酶。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶、氨肽酶，羧肽酶和二肽酶等。人體利用蛋白酶將蛋白質(zhì)水解為氨基酸從而得到吸收；應(yīng)用：組織蛋白酶嫩化肌肉；胰蛋白酶水解動物蛋白產(chǎn)生功能性因子；小牛皺胃酶用于干酪生產(chǎn)；胃蛋白酶作為消化藥物1、動物蛋白酶食品工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的主要是木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和無花果蛋白酶。木瓜蛋白酶從番木瓜乳液中提取應(yīng)用：肉的嫩化；作為消化藥物。2、植物蛋白酶食品工業(yè)用蛋白酶生產(chǎn)的微生物主要有枯草桿菌、黑曲霉和米曲霉3種，我國目前采用枯草桿菌1.398和棲土曲霉3952生產(chǎn)中性蛋白酶，地衣芽孢桿菌2709生產(chǎn)堿性蛋白酶，黑曲霉3.350生產(chǎn)酸性蛋白酶；應(yīng)用：薄脆餅干制造；肉類嫩化；啤酒和醬油生產(chǎn)；功能肽（降壓肽，CPP）3、微生物蛋白酶案例1：采用動物蛋白酶作為工具酶對牡蠣蛋白質(zhì)進(jìn)行酶解，可以得到3000da左右分子質(zhì)量的短肽，具有抑制鼻咽癌的作用案例2：案例3：可將甘油三酯水解為脂肪酸、甘油一酯、甘油二酯和甘油。

存在于含有脂肪的動、植物和微生物中，可用來產(chǎn)脂肪酶的微生物有展青霉、白地霉、根酶、黑曲霉等；應(yīng)用：促進(jìn)和改善奶酪的風(fēng)味；利用脂交換得到高附加值的可可奶油脂肪酶易導(dǎo)致高脂食品酸敗三、脂肪酶可催化脂肪發(fā)生氧化反應(yīng)，亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等人體必需脂肪酸都是其底物；廣泛存在于動植物中，尤其是存在于馬鈴薯、豌豆、菜豆、花生等豆科植物中；改進(jìn)面粉顏色和焙烤質(zhì)量；破壞食品中維生素A（原）；降低食品中必需不飽和脂肪酸含量；降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值；四、脂肪氧合酶脂肪酶典型案例：

江南大學(xué)開發(fā)研制焙烤專用脂肪酶：該項目從中國傳統(tǒng)發(fā)酵食品的大曲中篩選、克隆得到具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型華根霉脂肪酶基因，利用高效定向進(jìn)化技術(shù)進(jìn)一步提升改造脂肪酶的催化性能，通過發(fā)酵調(diào)控技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)廉價的新型脂肪酶制劑，研究表明項目開發(fā)的脂肪酶能夠顯著增加面包的比容、改善面包質(zhì)構(gòu)以及延緩面包老化，與國外公司同類脂肪酶產(chǎn)品相比，該酶在改善面包的硬度、彈性、膠著性和咀嚼性方面效果更佳。鑒定委員會一致認(rèn)為項目綜合技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先。脂肪酶前沿資訊：觀看課程網(wǎng)站脂肪酶及其應(yīng)用視頻自學(xué)課程網(wǎng)站脂肪酶標(biāo)準(zhǔn)文件蘋果去皮后會看到什么現(xiàn)象？多酚氧化酶催化酚類物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)和聚合反應(yīng)形成黑色素，導(dǎo)致食品加工和儲藏過程中一些不期望的現(xiàn)象，如香蕉、蘋果、馬鈴薯、蘑菇的褐變；（酶促褐變）由多酚氧化酶催化產(chǎn)生的黑色素也是茶、咖啡、梅干、葡萄干呈現(xiàn)期望褐變的主要原因?？刂疲簾崽幚怼⒄{(diào)節(jié)pH、加入還原性化合物、加入螯合劑、去除氧。五、多酚氧化酶加熱：70℃～80℃熱水燙漂2min～3min、沸水處理1min、微波處理1min均能使大部分果蔬的PPO喪失90%以上的活性；要求:時間短，效率高；營養(yǎng)損失小，防止不滅酶反助酶；高壓：100-500MPa壓力下即可被鈍化抑制劑：二氧化硫（對酶的直接抑制、還原作用）；效果好，但是可能引起二氧化硫超標(biāo)，可能引起人體過敏，發(fā)達(dá)國家已限制其在鮮切菜中的應(yīng)用；EDTA、檸檬酸（與酶分子中的銅離子結(jié)合）,VC（還原作用）調(diào)節(jié)pH:3以下基本不褐變；加入檸檬酸、蘋果酸、醋酸、VC、苯甲酸、肉桂酸（競爭性抑制）去氧：放入清水（鹽水、VC溶液等）、真空或者充氮包裝（香蕉片）其他有機(jī)物：4-己基間苯二酚，抗氧化劑、作用專一、安全性高（一般公認(rèn)安全級別）、使用濃度低（5-50mg/kg）,可替代SO2

案例介紹：果蔬汁和葡萄酒制作過程中葡萄汁的防褐變方法：果實熱燙、榨汁過程加入適量的VC、亞硫酸鈉、或通入二氧化硫使其達(dá)到一定濃度廣泛存在于各種動物、植物和微生物，辣根過氧化物酶研究最深入破壞維生素C、導(dǎo)致食品產(chǎn)生不良風(fēng)味和大量自由基，且有可能能氧化破壞胡蘿卜素和花青素；耐熱性好，常作為果蔬熱燙是否結(jié)束的檢測指標(biāo)，辣根過氧化物酶是酶聯(lián)免疫檢測法中作為重要的標(biāo)記物；砂糖脫色等六、過氧化物酶廣泛存在于各種動物、植物和微生物，催化葡萄糖氧化成葡萄糖酸內(nèi)酯；主要來源于黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)，高等植物和動物組織中幾乎沒有這種酶除去食品（如蛋粉）中少量的糖，防止美拉德褐變影響產(chǎn)品顏色；消耗氧防止食品氧化（如奶粉和咖啡粉、蝦肉、啤酒渾濁和雙乙酰增加、蛋黃醬、白葡萄酒、果蔬汁VC氧化）、葡萄糖氧化酶分析儀

七、葡萄糖氧化酶專門作用于微生物細(xì)胞壁肽聚糖，使細(xì)菌失去細(xì)胞保護(hù)，最后因溶解而死亡；分為細(xì)菌細(xì)胞壁水解酶和真菌細(xì)胞壁水解酶。在食品工業(yè)中主要應(yīng)用的是細(xì)菌細(xì)胞壁水解酶，對革蘭氏陽性菌作用明顯；雞蛋清中含量較高，約0.3%，國內(nèi)主要采用蛋廠雞蛋殼中殘留的蛋清為原料進(jìn)行生產(chǎn)；主要用于食品（肉制品、水產(chǎn)品、低度酒、飲料）的防腐保鮮；牛乳的人乳化、食品的活性包裝（要配合其他防腐劑）。

八、溶菌酶自學(xué)觀看課程網(wǎng)站溶菌酶介紹視頻自學(xué)課程網(wǎng)站溶菌酶作為食品添加劑的使用規(guī)范文件金屬酶,分為3種（Mn-SOD、Fe-SOD、Cu，Zn-SOD），催化超氧化物陰離子自由基(如O2-)發(fā)生歧化反應(yīng)，從而清除細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的過量自由基;主要從動物和植物提取，大蒜中含量較高。其他如玉米、芹菜、韭菜、黃瓜等；作抗氧劑（罐頭食品、果汁罐頭）；作食品營養(yǎng)的強(qiáng)化劑，如酸奶、飲料、啤酒等，延緩衰老、抗輻射、抑制腫瘤、抗疲勞、減肥和美容等效果。九、超氧化物歧化酶（SOD）觀看課程網(wǎng)站超氧化物歧化酶視頻，認(rèn)識自由基和SOD的功效及應(yīng)用通過吸附、偶聯(lián)、交聯(lián)和包埋等物理或化學(xué)的方法把酶連接到某種載體上，做成仍具有酶催化活性的水不溶性酶；穩(wěn)定性提高，易分離，可反復(fù)使用，提高操作的機(jī)械強(qiáng)度固定化葡萄糖異構(gòu)酶制造果葡糖漿；固定化乳糖酶生產(chǎn)不含乳糖的牛奶；固定化木瓜蛋白酶和多酚氧化酶解決啤酒的渾濁等。固定化脂肪酶進(jìn)行酯交換，將棕櫚油變成高附加值的可可脂；固定化單寧酶生產(chǎn)茶飲料用于脫苦

十、固定化酶

其他熱點(diǎn)酶1.幾丁質(zhì)酶1.幾丁質(zhì)酶2.天門冬酰胺酶3.納豆激酶4.β-內(nèi)酰胺酶未來發(fā)展方向1.農(nóng)藥和毒素殘留快速檢測中的酶技術(shù)2.酶生產(chǎn)的基因工程菌育種和克隆技術(shù)3.酶在清潔生產(chǎn)和生物能源開發(fā)中的應(yīng)用技術(shù)（如酶生物燃料電池）4.酶在功能性因子開發(fā)中的應(yīng)用技術(shù)5.治療酶…5.極端酶…

干酪生產(chǎn)與實訓(xùn)典型乳品生產(chǎn)與實訓(xùn)干酪用凝乳酶皺胃分泌一種具有凝乳功能的酶類，可以使小牛胃中的乳汁迅速凝結(jié)，從而減緩其流入小腸的速度。很早以前，人們就認(rèn)識到利用小牛或小羊等反芻動物的皺胃提取物來進(jìn)行干酪加工。這種皺胃的提取物便稱為粗制凝乳酶，或皺胃酶。19世紀(jì)末期，隨著乳品加工業(yè)的發(fā)展，人們對皺胃酶的需求量逐漸增大，推動了皺胃酶工業(yè)化生產(chǎn)的進(jìn)程。20世紀(jì)，隨著干酪加工業(yè)在世界范圍內(nèi)的興起，先前以宰殺小牛而獲得皺胃酶的方式已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，而且成本較高。為此，人們開發(fā)了多種皺胃酶的替代品，如發(fā)酵生產(chǎn)的凝乳酶，從成年牛胃中獲取的皺胃酶，或采用多種微生物來源的凝乳劑等。一、皺胃酶1.皺胃酶的性質(zhì)皺胃酶常被稱為凝乳酶，由犢牛第四胃(皺胃)提取。皺胃酶的等電點(diǎn)pI為4.45～4.65。皺胃酶作用最適pH為4.8左右，凝固乳最適溫度為40～41℃。皺胃酶在弱堿(pH為9)、強(qiáng)酸、熱、超聲波的作用下而失活。實際上用皺胃酶制造干酪時的凝固溫度通常為30·35℃，時間為20～40min。溫度高，某些乳酸菌的活力降低，影響干酪的凝聚時間，如果使用過量的皺胃酶、溫度上升或延長時間，則凝塊變硬。20℃以下或50℃以上則凝乳酶活性減弱。2.皺胃酶的制備傳統(tǒng)上，皺胃酶的制備方法主要是以干燥的小牛皺胃為原料。但現(xiàn)在人們主要采用冷凍的皺胃進(jìn)行皺胃酶的加工，即將冷凍皺胃切成細(xì)末后置于3％～10％的NaCl溶液中浸提，使凝乳酶原和胃蛋白酶原溶出；然后用HCl將浸出液的pH調(diào)整至2.O，并保持此pH條件1h，目的在于激活兩種酶原并使之轉(zhuǎn)化成凝乳酶和胃蛋白酶；接下來調(diào)整提取液pH到5.5，用微孔濾膜過濾，以除去浸出液中的微生物，再加入適量的NaCl，使液體中鹽的含量達(dá)到20％。由于浸提液中凝乳酶和胃蛋白酶的含量依牛的年齡和飼喂方式而存在差異，因此可以將非同批生產(chǎn)的皺胃酶提取液按適當(dāng)?shù)谋壤旌?，使產(chǎn)品中凝乳酶和胃蛋白酶的比例達(dá)到人們所要求的水平。最后，將提取液稀釋至不同的濃度以供生產(chǎn)需要。盡管皺胃酶經(jīng)常是以液體形式存在，但也可以制成固體粉末。3.影響皺胃酶凝乳的因素及其活力測定（1）影響皺胃酶凝乳的因素①pH的影響。在pH低的條件下，皺胃酶活性增高，并使酪蛋白膠束的穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致皺胃酶的作用時間縮短，凝塊較硬。②鈣離子的影響。鈣離子不僅對凝乳有影響，而且也影響副酪蛋白的形成。酪蛋白所含的膠質(zhì)磷酸鈣是凝塊形成所必需的成分。如果增加乳中的鈣離子可縮短皺胃酶的凝乳時間，并使凝塊變硬。因此在許多干酪的生產(chǎn)中，向殺菌乳中加入氯化鈣。③溫度的影響。皺胃酶的凝乳作用，于40～42℃作用最快，在15℃以下或65℃以上則不發(fā)生作用。溫度不僅對副酪蛋白的形成有影響，更主要的是對副酪蛋白形成凝塊過程的影響。④牛乳加熱的影響。牛乳若先加熱至42℃以上，再冷卻到凝乳所需的正常溫度后，添加皺胃酶，則凝乳時間延長，凝塊變軟，這種現(xiàn)象被稱為滯后區(qū)匿現(xiàn)象，其主要原因是乳在42℃以上加熱處理時，酪蛋白膠粒中磷酸鹽和鈣被匿游離出來所致。（2）皺胃酶的活力及活力測定制造干酪時，凝乳酶的添加量是隨其活力而匿定的。皺胃酶的活力單位(Ru)是指皺胃酶在35℃條件下，使牛乳40min凝固}時，單位重量(通常為lg)皺胃酶能使若干牛乳凝固而言。即1g(或lmL)皺}胃酶在一定溫度(35℃)，一定時間(40min)內(nèi)所能凝固牛乳的毫升數(shù)。一般的測定方法是：將100mL脫脂乳(若想得到較好的再現(xiàn)性，應(yīng)取脫}脂乳粉9g配成100mL的溶液)，調(diào)整酸度為0.18％，用水浴加熱至35℃，添}加1％的皺胃酶食鹽溶液10mL，迅速攪拌均勻，準(zhǔn)確記錄開始加入酶液直到}凝乳時所需的時間(s)，此時間也稱皺胃酶的絕對強(qiáng)度。按下式計算活力：

式中2400s為測定皺胃酶活力時所規(guī)定的時間(40min)，活力確定后可根據(jù)活力計算皺胃酶的用量。例：今有原料乳80kg，用活力為100000單位的皺胃酶進(jìn)行凝固，需加皺胃酶多少?

解：1:100000-X:80000

則X-0.8(g)，即80kg原料乳需加皺胃酶O.8g。二、皺胃酶的代用凝乳酶除皺胃酶外，很多蛋白分解酶也具有凝乳作用。由于皺胃酶來源于犢牛的第四胃，其成本高，開發(fā)研制皺胃酶的代用酶越來越受到重視，并且很多代用凝乳酶已應(yīng)用到干酪生產(chǎn)中。代用凝乳酶按來源可分為動物性凝乳酶、植物性凝乳酶、微生物凝乳酶及遺傳工程凝乳酶等。(一)動物性凝乳酶動物性凝乳酶主要是胃蛋白酶。這種酶已經(jīng)作為皺胃酶的代用酶而應(yīng)用到了干酪的生產(chǎn)中，其性質(zhì)在很多方面與皺胃酶相似。然而，由于胃蛋白酶的蛋白分解能力強(qiáng)，用其制作的干酪產(chǎn)品常略帶苦味，如果單獨(dú)使用會使產(chǎn)品存在口感方面的缺陷。主要的動物性凝乳酶制劑有以下幾種。1．豬胃蛋白酶由豬胃的浸提物制成，是應(yīng)用最早的皺胃酶替代物之一，可以單獨(dú)使用或與小牛皺胃酶按1：1的比例混合使用。豬胃蛋白酶最大的缺陷是對pH的依賴性較強(qiáng)，而且容易失活。例如，在正常的干酪加工條件(pH約6.5，溫度接近30℃)下，豬胃蛋白酶已經(jīng)開始發(fā)生變性而逐漸失去活力，在此條件下保持1h之后其凝乳活性僅為原來的50％。目前，豬胃蛋白酶已較少使用。2．雞胃蛋白酶由于宗教的原因，雞胃蛋白酶也被當(dāng)作皺胃酶的替代物而在某些特殊地域和范圍內(nèi)使用。由于其蛋白分解能力過高，因此不適合于絕大多數(shù)干酪品種的加工。(二)植物性凝乳酶1．無花果蛋白酶無花果蛋白酶存在于無花果的汁液中，可結(jié)晶分離。用無花果蛋白酶制作契達(dá)干酪時，凝乳速度快且成熟效果較好。但由于它的蛋白分解能力較強(qiáng)，脂肪損失多，所以獲得的干酪成品收率低，略帶輕微的苦味。2．木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶是從木瓜中提取獲得，其凝乳能力比對蛋白的分解能力強(qiáng)，制成的干酪?guī)в幸欢ǖ目辔丁?．菠蘿蛋白酶菠蘿蛋白酶是從菠蘿的果實或葉中提取，具有凝乳作用。(三)微生物來源的凝乳酶微生物凝乳酶可以劃分為霉菌、細(xì)菌、擔(dān)子菌3種來源的制劑。生產(chǎn)中應(yīng)用最多的是來源于霉菌的凝乳酶，其代表是從微小毛霉菌中分離出的凝乳酶，凝乳的最適溫度為56℃，蛋白分解能力比皺胃酶強(qiáng)，但比其他的蛋白分解酶蛋白分解能力弱，對牛乳凝固能力強(qiáng)。目前，日本、美國等國將其制成粉末凝乳酶制劑而應(yīng)用到干酪的生產(chǎn)中。另外，還有其他一些霉菌性凝乳酶在美國等國被廣泛開發(fā)和利用。微生物來源的凝乳酶生產(chǎn)干酪時的缺陷是在凝乳作用強(qiáng)的同時，蛋白分解力比皺胃酶高，干酪的收得率較皺胃酶生產(chǎn)的干酪低，成熟后產(chǎn)生苦味。另外，微生物凝乳酶的耐熱性高，給乳清的利用帶來不便。(四)利用遺傳工程技術(shù)生產(chǎn)皺胃酶由于皺胃酶的各種代用酶在干酪的實際生產(chǎn)中表現(xiàn)出某些缺陷，迫使人們利用新的技術(shù)和途徑來尋求犢牛以外的皺胃酶來源。美國和日本等國利用遺傳工程技術(shù)，將控制犢牛皺胃酶合成的DNA分離出來，導(dǎo)人微生物細(xì)胞內(nèi)，利用微生物來合成皺胃酶獲得成功，并得到美國食品醫(yī)藥局(FDA)認(rèn)定和批準(zhǔn)。美國Pfizer公司和Gist-Brocades公司生產(chǎn)的生物合成皺胃酶制劑在美國、瑞士、英國、澳大利亞等國廣泛推廣應(yīng)用。食品加工中的酶

一、糖酶

主要包括淀粉酶、纖維素酶、果膠酶、轉(zhuǎn)化酶、乳糖酶等1、α-淀粉酶內(nèi)切酶，水解α-

１,４－糖苷鍵，但不能水解а

－１,６－糖苷鍵，產(chǎn)物為糊精、麥芽糖和少量葡萄糖；又稱為液化酶一般最適溫度５５－７０℃(不絕對)；最適pＨ４.５－７.０（酸性、堿性淀粉酶），鈣離子有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)作用（不絕對），相對分子質(zhì)量５×１０4左右我國主要采用枯草芽孢桿菌BF7658的突變菌珠（如B.S.209）進(jìn)行液態(tài)深層發(fā)酵生產(chǎn)α-淀粉酶應(yīng)用：焙烤：增加面包體積、增色、改善風(fēng)味和紋理結(jié)構(gòu)；制糖和釀酒工業(yè)：液化，縮短周期、增加大麥輔料比例，降低成本藥物：米曲霉α-淀粉酶比較耐酸，可用作消化藥物課程網(wǎng)站了解：玉米淀粉生產(chǎn)麥芽糖漿的液化生產(chǎn)車間視頻真菌淀粉酶作為食品添加劑的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)文件案例分析：真菌α-淀粉酶改善饅頭色澤2、β-淀粉酶外切酶（非還原性末端開始），水解α-１,４－糖苷鍵，不能水解α－１,６－糖苷鍵，產(chǎn)物為糊精、β-麥芽糖（50-60%）應(yīng)用：釀酒：用大麥芽β-淀粉酶將淀粉糖化，節(jié)省麥芽用量；制糖：飴糖和