《食品化学》课程电子教案（讲义）第六章酶.docx_大学文库

第一节概述酶是一类具有很强催化活性的蛋白质，存在于一切生物体内。由生物细胞合成，并参与新陈代谢有关的化学反应。食品内源酶在加工或贮藏过程中催化许多反应发生，它们对食品的品质产生需宜或不需宜的影响和变化。有时为了提高食品品质和产量，在加工或储藏过程中添加外源酶。一、酶的化学本质生物体内除少数几种酶为核糖核酸分子外，大多数的酶类都是蛋白质。本章中提及的酶，都专指化学本质为蛋白质的酶。酶的相对分子质量在12000～1000000之间。大多为球形蛋白质，具有和普通蛋白质类似的特点。如由氨基酸组成，具有两性电解质的性质，具有一、二、三、四级结构。受环境因素的作用变化而沉淀，及至丧失活性。凡使蛋白质变性的因素都能使酶破环而完全失活。酶分子中有些是简单蛋白，有些是结合蛋白。根据酶蛋白质分子的特点可以将酶分为3类：①单体酶：只有一条具有活性部分的多肽链。相对分子量小（13000～35000）一般为水解酶。②寡聚酶：由几个甚至几十个亚基组成，亚基可以相同也可以不同，亚基间通过非共价键连结。相对分子量35000～几百万③多酶体系：由几种酶彼此嵌合形成的复合体。相对分子量一般在几百万以上。二、酶催化反应的特征：1、高效性酶催化反应的转化速率比非催化反应高10°～102倍，比其他催化反应高10°~10倍。但酶的催化反应服从热力学定律。2、专一性同一种酶只能催化一种或一类反应。酶对底物有严格的选择。酶的专一性分为两种类型。结构专一性（分为绝对专一性和相对专一性）和立体专一性。3、酶促反应速率可调酶对反应环境非常敏感，当外界环境发生变化时，酶的活力即可变化。影响因素有酶的浓度，底物浓度，反应温度，H值，抑制剂和激活剂等均对酶促反应速率产生影响4、酶促反应条件温和性大部分酶都存在生物体中，故酶作用的条件一般都比较温和。三、酶的命名与分类酶的名称可以分为习惯命名法和国际系统命名法两种。平时常用的是习惯命名法。习惯命名法的原则是：①多数酶根据底物来命名②根据酶所催化的反应性质命名③根据作用底物和反应性质两方面命名④在上述基础上加上酶的来源或酶的其他特点命名系统名称应当明确标明酶的所有底物及催化反应的性质。如谷丙转氨酶丙氨酸：a一酮戊二酸氨基转移酶按照系统分类法，每个酶还有一个特定的编号，系统命名及系统编号是相当严格

第一节概述酶是一类具有很强催化活性的蛋白质，存在于一切生物体内。由生物细胞合成，并参与新陈代谢有关的化学反应。食品内源酶在加工或贮藏过程中催化许多反应发生，它们对食品的品质产生需宜或不需宜的影响和变化。有时为了提高食品品质和产量，在加工或储藏过程中添加外源酶。一、酶的化学本质生物体内除少数几种酶为核糖核酸分子外，大多数的酶类都是蛋白质。本章中提及的酶，都专指化学本质为蛋白质的酶。酶的相对分子质量在 12000～1000000 之间。大多为球形蛋白质，具有和普通蛋白质类似的特点。如由氨基酸组成，具有两性电解质的性质，具有一、二、三、四级结构。受环境因素的作用变化而沉淀，及至丧失活性。凡使蛋白质变性的因素都能使酶破坏而完全失活。酶分子中有些是简单蛋白，有些是结合蛋白。根据酶蛋白质分子的特点可以将酶分为 3 类： ①单体酶：只有一条具有活性部分的多肽链。相对分子量小(13000～35000)一般为水解酶。 ②寡聚酶：由几个甚至几十个亚基组成，亚基可以相同也可以不同，亚基间通过非共价键连结。相对分子量 35000～几百万 ③多酶体系：由几种酶彼此嵌合形成的复合体。相对分子量一般在几百万以上。二、酶催化反应的特征： 1、高效性酶催化反应的转化速率比非催化反应高108～1020倍，比其他催化反应高107～1013倍。但酶的催化反应服从热力学定律。 2、专一性同一种酶只能催化一种或一类反应。酶对底物有严格的选择。酶的专一性分为两种类型。结构专一性(分为绝对专一性和相对专一性)和立体专一性。 3、酶促反应速率可调酶对反应环境非常敏感，当外界环境发生变化时，酶的活力即可变化。影响因素有酶的浓度，底物浓度，反应温度，pH 值，抑制剂和激活剂等均对酶促反应速率产生影响 4、酶促反应条件温和性大部分酶都存在生物体中，故酶作用的条件一般都比较温和。三、酶的命名与分类酶的名称可以分为习惯命名法和国际系统命名法两种。平时常用的是习惯命名法。习惯命名法的原则是：①多数酶根据底物来命名②根据酶所催化的反应性质命名③根据作用底物和反应性质两方面命名④在上述基础上加上酶的来源或酶的其他特点命名系统名称应当明确标明酶的所有底物及催化反应的性质。如谷丙转氨酶丙氨酸：α—酮戊二酸氨基转移酶按照系统分类法，每个酶还有一个特定的编号，系统命名及系统编号是相当严格

的。一种酶只可能有一个名称和一个编号。酶促反应按反应性质可分为6大类，分别用1，2，3，4，5，6的编号来表示。再根据底物中被作用的基团或键将每一大类分为若干亚类，每一个亚类又按顺序编成1，2，3...等数字。每一个亚类再可分成若干个亚一亚类，仍用1，2，3...编号。这样，每一个酶的分类编号由四个数字组成。数字中间由“”隔开，第一个数字指明该酶发球六大类中哪一类，第二个数字指出该酶发球哪个亚类，第三个数字指出该本科发球哪一个亚一一亚类，第四个数字则表明该酶在一定的亚一一亚类中的排号。编号之前往往冠以EC（enzymecommission)。四、生物体中的酶自然界所有的生物体中都含有许多种类的酶，一些特殊的酶仅存在于细胞内的一类细胞器中。酶在生物体内是非均匀分布的。植物组织中有些酶随着生长、发育、其数量将会发生变化。食品加工的生物材料中含有数以百计的不同种类的酶，不同的植物中各种酶的含量差异较大，这些酶对于原料的生长、成熟、加工和保藏等均起着重要的作用。如：多酚氧化酶存在于葡萄、洋李、无花果、枣、茶叶和咖啡豆中含量很高，对这些果实的色泽和口感起重要作用：而在桃、苹果、香蕉、荔枝、马铃薯、莲耦和莴苣中含量也极为丰富，但对果实起不需宜的作用，易引起果实褐变，造成果实变质。注意：胡椒中不存在多酚氧化酶。五、酶的分离纯化与活力测定1、酶分离纯化根据酶在生物体内作用的部位，可以将酶分为胞内酶和胞外酶两大类。胞外酶易于分离，而胞内酶存在于细胞内，必须破碎细胞才能进行分离。根据酶是蛋白质近一特性，可采用提纯蛋白质的方法进行分离纯化。酶为活性物质，提纯时必须考虑尽量减少酶活力的损失，全部操作需要在低温下进行。2、酶的活力测定酶活力的大小可以用在一定条件下，它所催化的某一化学反应的转化速率来表示，即酶催化的转化速率。酶转化速率可以用单位时间内单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。1个酶活力单位指在特定条件下，在1min内能催化1umol底物的量，或是转化底物中11μmol有关基团的酶量。国际系统单位为kat，指在规定条件下，1s内催化1mol底物转化的酶量。特定条件指：温度为25℃，其他条件（如pH值及底物浓度）均采用最适条件。酶的活力单位只能作为相对比较，并不直接表示酶的绝对量，因此还需要用酶的比活力，即酶含量大小。即每mg酶蛋白所具有的酶活力，单位为U/mg，U/g，U/mL表示。第二节酶在食品中的作用

的。一种酶只可能有一个名称和一个编号。酶促反应按反应性质可分为 6 大类，分别用 1，2，3，4，5，6 的编号来表示。再根据底物中被作用的基团或键将每一大类分为若干亚类，每一个亚类又按顺序编成 1，2， 3.等数字。每一个亚类再可分成若干个亚—亚类，仍用 1，2，3.编号。这样，每一个酶的分类编号由四个数字组成。数字中间由“.”隔开，第一个数字指明该酶发球六大类中哪一类，第二个数字指出该酶发球哪个亚类，第三个数字指出该本科发球哪一个亚——亚类，第四个数字则表明该酶在一定的亚——亚类中的排号。编号之前往往冠以 EC（en zyme commission）。四、生物体中的酶自然界所有的生物体中都含有许多种类的酶，一些特殊的酶仅存在于细胞内的一类细胞器中。酶在生物体内是非均匀分布的。植物组织中有些酶随着生长、发育、其数量将会发生变化。食品加工的生物材料中含有数以百计的不同种类的酶，不同的植物中各种酶的含量差异较大，这些酶对于原料的生长、成熟、加工和保藏等均起着重要的作用。如：多酚氧化酶存在于葡萄、洋李、无花果、枣、茶叶和咖啡豆中含量很高，对这些果实的色泽和口感起重要作用；而在桃、苹果、香蕉、荔枝、马铃薯、莲藕和莴苣中含量也极为丰富，但对果实起不需宜的作用，易引起果实褐变，造成果实变质。注意：胡椒中不存在多酚氧化酶。五、酶的分离纯化与活力测定 1、酶分离纯化根据酶在生物体内作用的部位，可以将酶分为胞内酶和胞外酶两大类。胞外酶易于分离，而胞内酶存在于细胞内，必须破碎细胞才能进行分离。根据酶是蛋白质近一特性，可采用提纯蛋白质的方法进行分离纯化。酶为活性物质，提纯时必须考虑尽量减少酶活力的损失，全部操作需要在低温下进行。 2、酶的活力测定酶活力的大小可以用在一定条件下，它所催化的某一化学反应的转化速率来表示，即酶催化的转化速率。酶转化速率可以用单位时间内单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。 1 个酶活力单位指在特定条件下，在 1min 内能催化 1μmol 底物的量，或是转化底物中 11μmol 有关基团的酶量。国际系统单位为 kat,指在规定条件下，1s 内催化 1mol 底物转化的酶量。特定条件指：温度为 25℃，其他条件(如 pH 值及底物浓度)均采用最适条件。酶的活力单位只能作为相对比较，并不直接表示酶的绝对量，因此还需要用酶的比活力，即酶含量大小。即每 mg 酶蛋白所具有的酶活力，单位为 U/mg，U/g,U/mL 表示。第二节酶在食品中的作用

食品加工的生物材料中含有数以百计的不同种类的酶，不同的植物中各种酶的含量差异较大，这些酶对于原料的生长、成熟、加工和保藏等均起着重要的作用。一、内源酶在食品质量中的作用一—一色泽食品的色泽是众多消费者首先关注的感官指标和是否接受的标准。很多食品颜色变化都与食品中的内源酶有关，其中最主要的是脂肪氧合酶，叶绿素酶和多酚氧化酶。1、脂肪氧合酶对食品有6方面影响：小麦粉和大豆粉漂白面团制作过程中产生二硫键破环叶绿素和胡萝卜素，使色素降解褪色产生不良风味（青草味）破坏食品中维生素和蛋白质类化合物食物中的必需脂肪酸受氧化性破坏脂肪氧合酶催化的反应都是来自酶对不饱和脂肪酸的直接氧化作用。2、叶绿素酶存在于植物和含有叶绿素的微生物中。可水解叶绿素生成植醇和脱植基叶绿素（其颜色和稳定性目前正在研究中），使绿色发生改变。3、多酚氧化酶又称为酪氨酸酶、多酚酶、酚酶、儿茶酚氧化酶，甲酚酶、儿茶酚酶。这些名称的使用是由测定酶活力时使用的底物，以及酶在植物中的最高浓度所决定。多酚氧化酶存在于植物、动物和微生物中，它催化两类完全不同的反应。一类是羟基化反应，另一类是氧化反应。(P359页)发生褐变，使食品颜色改变，质地和风味变化。二、质地质地对于食品是一项至关重要的指标，水果和蔬菜的质地主要与复杂的碳水化合物有关。影响各种碳水化合物结构的酶可能是一种或多种。1、果胶酶有3种类型，它们作用于果胶物质都产生需宜反应。果胶甲酯酶和聚半乳糖醛酸酶存在于高等植物和微生物中，果胶酸裂解酶仅在微生物中发现。果胶甲酯酶又称为果胶酯酶、果胶酶。当二价金属离子(Ca2+)存在时，可水解果胶生成果胶酸及甲醇。由于Ca2+与果胶酸羧基发生交联，从而提高了食品的质地强度。聚半乳糖醛酸酶水解果胶分子中脱水半乳糖醛酸单位的α-1.4-糖苷键。有内切酶和外切酶之分。果胶酸裂解酶，在无水条件下能裂解果胶和果胶酸之间的糖苷键。也有内切酶和外切酶之分，另外可根据作用底物的专一性将果胶裂解酶分为果胶裂解酶和果胶酸裂解酶。2、纤维素酶和皮聚糖酶纤维素酶（微生物来源）可水解纤维素，从而将纤维素转化为可溶性葡萄糖。常在果蔬汁加工中应用

食品加工的生物材料中含有数以百计的不同种类的酶，不同的植物中各种酶的含量差异较大，这些酶对于原料的生长、成熟、加工和保藏等均起着重要的作用。一、内源酶在食品质量中的作用-色泽食品的色泽是众多消费者首先关注的感官指标和是否接受的标准。很多食品颜色变化都与食品中的内源酶有关，其中最主要的是脂肪氧合酶，叶绿素酶和多酚氧化酶。 1、脂肪氧合酶对食品有 6 方面影响：小麦粉和大豆粉漂白面团制作过程中产生二硫键破坏叶绿素和胡萝卜素，使色素降解褪色产生不良风味(青草味) 破坏食品中维生素和蛋白质类化合物食物中的必需脂肪酸受氧化性破坏脂肪氧合酶催化的反应都是来自酶对不饱和脂肪酸的直接氧化作用。 2、叶绿素酶存在于植物和含有叶绿素的微生物中。可水解叶绿素生成植醇和脱植基叶绿素(其颜色和稳定性目前正在研究中)，使绿色发生改变。 3、多酚氧化酶又称为酪氨酸酶、多酚酶、酚酶、儿茶酚氧化酶，甲酚酶、儿茶酚酶。这些名称的使用是由测定酶活力时使用的底物，以及酶在植物中的最高浓度所决定。多酚氧化酶存在于植物、动物和微生物中，它催化两类完全不同的反应。一类是羟基化反应，另一类是氧化反应。(P359 页)发生褐变，使食品颜色改变，质地和风味变化。二、质地质地对于食品是一项至关重要的指标，水果和蔬菜的质地主要与复杂的碳水化合物有关。影响各种碳水化合物结构的酶可能是一种或多种。 1、果胶酶有 3 种类型，它们作用于果胶物质都产生需宜反应。果胶甲酯酶和聚半乳糖醛酸酶存在于高等植物和微生物中，果胶酸裂解酶仅在微生物中发现。果胶甲酯酶又称为果胶酯酶、果胶酶。当二价金属离子(Ca2+)存在时，可水解果胶生成果胶酸及甲醇。由于 Ca2+与果胶酸羧基发生交联，从而提高了食品的质地强度。聚半乳糖醛酸酶水解果胶分子中脱水半乳糖醛酸单位的α-1,4-糖苷键。有内切酶和外切酶之分。果胶酸裂解酶，在无水条件下能裂解果胶和果胶酸之间的糖苷键。也有内切酶和外切酶之分，另外可根据作用底物的专一性将果胶裂解酶分为果胶裂解酶和果胶酸裂解酶。 2、纤维素酶和戊聚糖酶纤维素酶(微生物来源)可水解纤维素，从而将纤维素转化为可溶性葡萄糖。常在果蔬汁加工中应用

戊聚糖酶存在于微生物和一些高等植物中，能够水解木聚糖、阿拉伯聚糖和木糖与阿拉伯糖的聚合物为小分子化合物。3、淀粉酶不仅存在于动物中，而且也存在于高等植物和微生物中，可水解淀粉。淀粉在食品中主要提供黏度和质地，如果食品在加工和储藏过程中淀粉被水解，将显著影响食品的品质。α一淀粉酶（内切酶）存在于所有生物体中，可水解淀粉、糖原和环状糊精分子内的α-1，4-糖苷键。对食品的主要影响是降低黏度，同时影响食品稳定性。β-淀粉酶（外切酶）从淀粉的非还原末未端水解α-1,4-糖苷键，生成β-麦芽糖。葡萄糖淀粉酶：又名葡萄糖化酶，是从淀粉的非还原末端水解α-1，4-糖苷键生成葡萄糖，其中对支链淀粉中α-1,6-糖苷键的水解速率比水解直链淀粉的α-1，4-糖苷键慢30倍。用于果葡糖浆的生产4、蛋白酶可提高食品的质地和风味，而且常用于肉制品和乳制品的加工。可从动物、植物、微生物中分离得到。如小麦面团用酶处理，可以提高面包质量：肉类和于类加工中分解结缔组织中的胶原蛋白，水解胶原蛋白，促进嫩化：啤酒生产中加入植物蛋白酶可防止沉淀产生。使用时需注意：尽量避免产生苦味肽或氨基酸三、风味许多食品风味物质的形成都与酶的作用有关。另外，食品在加工和储藏过程中，由于酶的作用可能使食品原有的风味减弱或失去，甚至产生异味。如将奶油风味酶作用于含乳脂的巧克力、冰淇淋、人造奶油等食品中，可增强这些食品的奶油风味。用柚皮苷酶处理葡萄柚汁，可除去葡萄柚和葡萄柚汁中的苦味。不恰当的热烫处理或冷冻干燥，由于过氧化物酶、脂肪氧合酶等作用，会导致青刀豆、玉米、莲耦、冬季花菜和花椰菜等产生明显的不良风味。除此之外，未经热烫的冷藏蔬菜所产生的异叶，不仅与过氧化物酶和脂肪氧合酶有关，还与过氧化氢酶、α一氧化酶和十六烷酰-辅酶A脱氢酶有关。四、营养质量酶对食品营养影响的研究相对报道较少。已知有：脂肪氧合酶氧化不饱和脂肪酸会引起亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸含量降低，同时产生自由基会破坏食品中的类胡萝卜素、Ve、Ve和叶酸和含量减少，破坏蛋白质中的Cys、Trp、Tyr、His，引起蛋白质交联。蔬菜中的抗坏血酸酶可破坏抗环血酸。生鱼体内存在硫胺素酶可破坏硫胺素。一些微生物体内的核黄水解酶能降解核黄素。多酚氧化酶不仅引起褐变，使食品产生不需宜的颜色和风味，而且还会降低蛋白质中的LyS，造成食品营养价值损失。七、作业

戊聚糖酶存在于微生物和一些高等植物中，能够水解木聚糖、阿拉伯聚糖和木糖与阿拉伯糖的聚合物为小分子化合物。 3、淀粉酶不仅存在于动物中，而且也存在于高等植物和微生物中，可水解淀粉。淀粉在食品中主要提供黏度和质地，如果食品在加工和储藏过程中淀粉被水解，将显著影响食品的品质。 α-淀粉酶(内切酶)存在于所有生物体中，可水解淀粉、糖原和环状糊精分子内的α- 1,4-糖苷键。对食品的主要影响是降低黏度，同时影响食品稳定性。 β-淀粉酶(外切酶)从淀粉的非还原末端水解α-1,4-糖苷键，生成β-麦芽糖。葡萄糖淀粉酶:又名葡萄糖化酶，是从淀粉的非还原末端水解α-1,4-糖苷键生成葡萄糖，其中对支链淀粉中α-1,6-糖苷键的水解速率比水解直链淀粉的α-1,4-糖苷键慢 30 倍。用于果葡糖浆的生产 4、蛋白酶可提高食品的质地和风味，而且常用于肉制品和乳制品的加工。可从动物、植物、微生物中分离得到。如小麦面团用酶处理，可以提高面包质量；肉类和于类加工中分解结缔组织中的胶原蛋白，水解胶原蛋白，促进嫩化；啤酒生产中加入植物蛋白酶可防止沉淀产生。使用时需注意：尽量避免产生苦味肽或氨基酸三、风味许多食品风味物质的形成都与酶的作用有关。另外，食品在加工和储藏过程中，由于酶的作用可能使食品原有的风味减弱或失去，甚至产生异味。如将奶油风味酶作用于含乳脂的巧克力、冰淇淋、人造奶油等食品中，可增强这些食品的奶油风味。用柚皮苷酶处理葡萄柚汁，可除去葡萄柚和葡萄柚汁中的苦味。不恰当的热烫处理或冷冻干燥，由于过氧化物酶、脂肪氧合酶等作用，会导致青刀豆、玉米、莲藕、冬季花菜和花椰菜等产生明显的不良风味。除此之外，未经热烫的冷藏蔬菜所产生的异叶，不仅与过氧化物酶和脂肪氧合酶有关，还与过氧化氢酶、α-氧化酶和十六烷酰-辅酶 A 脱氢酶有关。四、营养质量酶对食品营养影响的研究相对报道较少。已知有：脂肪氧合酶氧化不饱和脂肪酸会引起亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸含量降低，同时产生自由基会破坏食品中的类胡萝卜素、VE、VC 和叶酸和含量减少，破坏蛋白质中的 Cys、 Trp、Tyr、His，引起蛋白质交联。蔬菜中的抗坏血酸酶可破坏抗坏血酸。生鱼体内存在硫胺素酶可破坏硫胺素。一些微生物体内的核黄水解酶能降解核黄素。多酚氧化酶不仅引起褐变，使食品产生不需宜的颜色和风味，而且还会降低蛋白质中的 Lys，造成食品营养价值损失。七、作业

所谓固定化酶，是脂在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复使用。固定化酶属于修饰酶。通过酶固定化，可以使酶重复使用，稳定酶，改变酶的专一性，提高酶活力，从而改善酶的各种特性。食品工业上固定化酶的使用，能将酶和反应物分开，使产物不含酶因此不需要加热使酶失活，有助于提高食品品质，同时也能产生更大的经济效益。一、制备固定化酶时需要遵循下面的基本原则：①注意维持酶的催化活性和专一性②固定化的载体必须有一定的机械强度，同时尽可能降低生产成本。③固定化酶应有最小的空间位阻④载体应具有最大的稳定性。二、酶固定化方法1、非共价结合法结晶法：通过结晶实现固定化，载体就是酶蛋白本身，酶浓度非常高。不足：酶在反复使用过程中，由于酶耗损而使固定化酶浓度降低。分散法：将酶分散或悬浮于水不相溶的有机相中，然后通过离心或过滤的方法将酶固定。不足：可能引起酶活力降低或影响酶的构象与稳定性。物理吸附法：将酶吸附在不溶性载体上的一种固定方法。载体一般是天然高分子载体。或无机载体。优点：不破坏酶活性中心，酶活力损失少。不足：酶易从载体上脱落离子结合法：酶通过离子键结合在具有离子交换基的水溶性载体上。优点：该法操作简单，条件温和，酶不易失活，具酶活回收率高。但是酶同载体结合力弱。2、化学结合法酶通过共价键与载体结合的固定化方法。一般有两种结合方式。一：先将载体活化，然后与酶的相关基团发生偶联反应。另一种方法是将载体接上双官能试剂，然后将酶偶联上去。优点：酶结合牢固。不足：酶活回收率低3、包埋法分为网络型和微囊型两种。网络型是将酶包埋在高分子凝胶网络中，后者是将酶包埋在高分子的半透膜中。优点：酶活回收率较高。但是只适合作用于小分子底物和小分子产物的酶。三、固定化酶的性质酶固定化实际上是酶的一种修饰，酶的性质会发生一定改变。表现在：固定化酶的活力在大多情况下比天然酶小，其专一性也可能发生变化，酶固定化后其稳定性都有不同程度增加。酶固定化后由于热稳定性提高，最适反应温度、最适pH值均变化发生变化，最适温度一般比固定以前提高，最适pH值变化可达1-2个pH值单位。固定化酶表观米氏常数（K）随载体的带电性能而变化。当酶结合于电中性载体时：表观来民常数增大，如果载体带电时，载体带电荷电性与底物分子相反，则表观米氏常数

所谓固定化酶，是脂在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复使用。固定化酶属于修饰酶。通过酶固定化，可以使酶重复使用，稳定酶，改变酶的专一性，提高酶活力，从而改善酶的各种特性。食品工业上固定化酶的使用，能将酶和反应物分开，使产物不含酶，因此不需要加热使酶失活，有助于提高食品品质，同时也能产生更大的经济效益。一、制备固定化酶时需要遵循下面的基本原则： ①注意维持酶的催化活性和专一性 ②固定化的载体必须有一定的机械强度，同时尽可能降低生产成本。 ③固定化酶应有最小的空间位阻 ④载体应具有最大的稳定性。二、酶固定化方法 1、非共价结合法结晶法：通过结晶实现固定化，载体就是酶蛋白本身，酶浓度非常高。不足：酶在反复使用过程中，由于酶耗损而使固定化酶浓度降低。分散法：将酶分散或悬浮于水不相溶的有机相中，然后通过离心或过滤的方法将酶固定。不足：可能引起酶活力降低或影响酶的构象与稳定性。物理吸附法：将酶吸附在不溶性载体上的一种固定方法。载体一般是天然高分子载体。或无机载体。优点：不破坏酶活性中心，酶活力损失少。不足：酶易从载体上脱落离子结合法：酶通过离子键结合在具有离子交换基的水溶性载体上。优点：该法操作简单，条件温和，酶不易失活，具酶活回收率高。但是酶同载体结合力弱。 2、化学结合法酶通过共价键与载体结合的固定化方法。一般有两种结合方式。一：先将载体活化，然后与酶的相关基团发生偶联反应。另一种方法是将载体接上双官能试剂，然后将酶偶联上去。优点：酶结合牢固。不足：酶活回收率低 3、包埋法分为网络型和微囊型两种。网络型是将酶包埋在高分子凝胶网络中，后者是将酶包埋在高分子的半透膜中。优点：酶活回收率较高。但是只适合作用于小分子底物和小分子产物的酶。三、固定化酶的性质酶固定化实际上是酶的一种修饰，酶的性质会发生一定改变。表现在：固定化酶的活力在大多情况下比天然酶小，其专一性也可能发生变化，酶固定化后其稳定性都有不同程度增加。酶固定化后由于热稳定性提高，最适反应温度、最适 pH 值均变化发生变化，最适温度一般比固定以前提高，最适 pH 值变化可达 1-2 个 pH 值单位。固定化酶表观米氏常数( ' K m )随载体的带电性能而变化。当酶结合于电中性载体时，表观米氏常数增大，如果载体带电时，载体带电荷电性与底物分子相反，则表观米氏常数

《食品化学》课程电子教案（讲义）第六章 酶

《食品化学》课程电子教案（讲义）第六章酶