食品酶学第12章课件内容

食品酶学

第一章酶学概论

酶学

第一节酶学与酶项目发展简史

一、酶学研究简史

1. 不自觉的应用：酿酒、造酱、制饴、治病

夏禹时代<距今4千年）—酿酒

公元十世纪—豆类制酱(豆豉、豆酱>、制饴糖

2. 酶学的产生: 消化与发酵现象

<1）消化

1777年，意大利物理学家Spallanzani 的山鹰实验。将一块生肉塞进一个上面布满许多孔眼的金属小管子里，迫使山

鹰吞下小管。一段时间后，小管依然完好无损，但是管中的肉不见了，只留下

一些淡黄色的液体。

1822年，美国外科医生Beaumont 研究食物在胃里的消化。为19岁的法籍加拿大人圣马丁治疗枪伤，在圣马丁的胃部和体表之间遗留下一个

永久性的瘘管，吃饭后会有液体从瘘管中流出来。博蒙特请圣马丁住在他家里

，从瘘管中吸取胃液，观察它对各种食物的作用。

19世纪30年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。

胃是靠酶来消化食物的，胃本身也是由蛋白质组成的，那么酶为什么没有将胃消化掉呢？

<2）发酵

1684年，比利时医生Helment提出

ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素<酵素）。

1833年，法国化学家Payen和Person用酒精处理麦芽抽提液，得到淀粉酶

用酒精处理麦芽抽提液，分离出一种能溶于水和稀酒精、不溶于浓酒精、对热不稳定

的白色无定形粉末。这些粉末像麦芽本身一样，能将胶状的淀粉转化成糖，主要是麦芽糖。把它与淀粉共同加热到65～70℃，淀粉迅速分解为糊精，加热到100℃，它则会失去对淀粉的水解作用。

1878年，德国科学家WilliamKühne提出enzyme—

从活生物体中分离得到的酶，意思是“在酵母中”<希腊文）。希腊词“en” ，即英文的“in ”，“zyme”， yeast即酵母

小插曲

19世纪，Pasteur和Liebig学术长期争论

1857年，法国微生物学家Pasteur认为没有生物则没有发酵。

德国化学家Liebig认为发酵是由化学物质引起的。提出发酵过程中酵母起着机械作用。认为在酵母发酵混合物中腐败的东西发出某种振动，使糖原子被置换，它们重新排列，形成了乙醇和二氧化碳。这种观点把酶看成与化学催化剂完全相同的物质，两者之间没有明显的界限。但胃蛋白酶的命名者施旺认为，酶的作用与生命活动有关。

此争议由德国学者Buchner兄弟于1896年解决。

Buchner兄弟的实验：

用细砂研磨酵母细胞，压取汁液，汁液不含活细胞，但仍能使糖发酵生成酒精和二氧化碳。

Buchner兄弟的实验证明：发酵与细胞的活动无关。

<3）酶学的迅速发展<理论研究）

①酶的化学本质

德国化学家R.Willstatter的错误观点。

1915年, 阐明了在绿叶细胞中以三比一的量存在的叶绿素A及B，都是镁的络合物, 发现植物色素和叶绿素的化学结构获诺贝尔奖。因为他不能将酶提纯而错误地宣称酶不是蛋白质。于不能将酶提纯而错误宣称酶不是蛋白质。

1926年,美国康乃尔大学的“独臂学者”

Sumner<萨姆纳）博士从刀豆中提取出脲酶(Urease>结晶，并证明其具有蛋白质的性质。

1930年，美国的生物化学家Northrop分离得到了胃蛋白酶

③核酶的发现

1982年，Thomas R.Cech等人发现四膜虫细胞的26S rRNA前体具有自我剪接功能，将这种具有催化活性的天然RNA称为核酶—Ribozyme。

1983年，Altman等人发现核糖核酸酶P的RNA组分具有加工rRNA前体的催化功能。而R Nase P中的蛋白组分没有催化功能，只是起稳定构象的作用。

核酶的发现，改变了有关酶的概念，即“酶是具有生物催化功能的生物大分子<蛋白质或RNA），即生物催化剂。

酶分两大类：主要由蛋白质组成——蛋白类酶

主要由核糖核酸组成——核酸类酶

二、酶项目研究简史<应用研究）

1894年，日本的高峰让吉用M曲霉制备得到淀粉酶，开创了酶技术走向商业化的

先例。19世纪上叶，酶技术逐渐传播到欧洲之外。在远东，用真菌和大豆蛋白为原料生产食品、调味品<酱油和豆面酱）和发酵饮料<日本清酒）是一种古老的传统工艺。日本酒曲

1908年，德国的Rohm用动物胰脏制得胰蛋白酶，用于皮革的软化及洗涤。几千年来，人们都是利用从动物排泄物的提取物进行皮革软化和鞣制的。罗马作家普林尼

Oropon的标准软化工艺，用酶代替排泄物进行皮革的软化。

1908年，法国的Boidin制备得到细菌淀粉酶，用于纺织品的褪浆。

1911年，Wallerstein从木瓜中获得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清。

直到300多年前，荷兰科学家列文虎克

目等技术的发展，微生物更是酶学研究和酶生产中的宠儿和主力军。

微生物个体简单，食谱也简单且广泛，容易培养。各种含碳和氮的物质、各种农副产品，甚至工厂的下脚料，都能作为微生物的养料。培养微生物所需的设备简单、占地面积小，也不受季节的影响，例如一个占地总面积20平方M左右的发酵罐发酵生产酵母菌，一天生产的蛋白质量相当于一头牛所含的蛋白质量。

1949年，用微生物液体深层培养法进行－淀粉酶的发酵生产，揭开了近代酶工业的序幕。

1960年，法国科学家Jacob和Monod提出的操纵子学说，阐明了酶生物合成的调节机制，通过酶的诱导和解除阻遏，可显著提高酶的产量。

在酶的应用过程中，人们注意到酶的一些不足之处，如：稳定性差，对强酸碱敏感，只能使用一次，分离纯化困难等。

解决的方法之一是固定化。

固定化技术的发展经历

1916年，Nelson和Griffin发现蔗糖酶吸附到骨炭上仍具催化活性。

1969年，日本千佃一郎首次在工业规模上用固定化氨基酰化酶从DL-

氨基酸生产L－氨基酸。

1971年，第一届国际酶项目会议在美国召开，会议的主题是固定化酶

三、酶项目简介

酶项目由酶学与化学项目技术、基因项目技术、微生物学技术相结合而产生的一门新的技术科学,亦即将酶或者细胞、细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助项目手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会的一门科学。它从应用目的出发，研究酶的产生与制备、酶的修饰与改造、酶的固定化、酶反应器以及酶的应用等各方面的内容。

酶项目分为：化学酶项目与生物酶项目。

基因项目：用“剪刀+糨糊”创造新物种的项目。

细胞项目：微观水平的嫁接技术。

酶项目：让工厂高效、安静、美丽如画的项目。

发酵项目：把微生物或细胞造就成无数微型工厂，将神话变为现实的桥梁。

1. 化学酶项目<初级酶项目）

酶化学与化学项目技术相结合的产物。

主要研究内容：酶的制备、酶的分离纯化、酶与细胞的固定化技术、酶分子修饰、酶反应器和酶的应用。

2. 生物酶项目<高级酶项目）

在化学酶项目基础上发展起来的、酶学与现代分子生物学技术相结合的产物。

生物酶项目主要研究内容

<1）用基因项目技术大量生产酶<克隆酶）

如：尿激酶原和尿激酶是治疗血栓病的有效药物。用DNA重组技术将人尿激酶原的结构基因转移到大肠杆菌中，可使大肠杆菌细胞生产人尿激酶原，从而取代从大量的人尿中提取尿激酶。

<2）用蛋白质项目技术定点改变酶结构基因<突变酶）

如：酪氨酰－tRNA合成酶，用Ala5<第5位的丙氨酸）取代Thr51<第51位的丝氨酸），使该酶对底物ATP的亲和力提高了100倍。

<3）设计新的酶结构基因，生产自然界从未有过的性能稳定、活性更高的新酶。

酶学对食品科学的重要性

酶对食品加工和保藏的重要性

酶对食品安全的重要性

酶对食品营养的重要性

酶对食品分析的重要性

酶与食品生物技术

第二节酶作为催化剂的特点

酶和一般催化剂的共性：

1. 用量少而催化效率高

2. 不改变化学反应的平衡点，仅改变反应速度，缩短平衡到达的时间。

3. 降低反应的活化能,酶本身在反应前后不发生改变

酶作为生物催化剂的特性：

◆催化效率高

◆专一性强

◆反应条件温和

◆酶的不稳定性及可调节性

酶作用的专一性：酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某

种类型的酶反应。例如：蛋白酶只能催化蛋白质的水解，酯酶只能催化酯类物质的水解，而淀粉酶只能催化淀粉的水解。

根据酶的专一性程度不同，可分下列三种：

绝对专一性：指一种酶只能催化一种物质进行反应，这种高度的专一性称绝对专一性

。例如:尿酶只能作用于尿素, 催化其水解产生氨和二氧化碳, 而对尿素的各种衍生物, 一般是不起作用。

相对专一性：一种酶能催化一类结构相似的物质进行某种相同类型的反应，这种专一

性称相对专一性。1）键专一性2）基团专一性

立体异构专一性：一种酶只能催化一种立体异构进行某种类型的化学反应，而对另一

种立体异构体则无作用，这种专一性称立体异构专一性。

如：L-乳酸脱氢酶〔EC 1.1.1.27〕催化丙酮酸生成L-乳酸，而D-乳酸脱氢酶〔EC 1.1.1.28〕却只能催化丙酮酸生成D-乳酸。

酶不稳定，易失活：因为酶是蛋白质，凡引起蛋白质变性的因素，亦可使酶变性失活。

酶的可调性：因为酶的催化作用可受多种因素的调节，从而改变其催化活性，特别是代谢过程中一些关键性酶，往往是重要的调节对象。

第三节酶分子结构和功能

1. 酶分子的组成

①酶蛋白

酶的一级结构:它是酶的基本结构, 是由许多氨基酸按特定的顺序排列成的肽链, 氨基酸之间通过肽键(-CH=NH->连接。

酶的二级结构:肽键进一步盘绕成α-螺旋或并列排列成β-折叠，由不同长短的α-螺旋及不同长度的β-折叠构成了蛋白质的二级结构。

酶的三级结构:

蛋白质的二级结构，再加上一些没有规则的肽链段落装配而成，在此基础上再盘绕成更高级的三级结构<称作一个亚基）。

酶的四级结构: 相同或不同的亚基构成更完整更严密的空间构象成为四级结构。

任何破坏稳定二级结构的氢键或稳定三级结构的二硫键、盐键、酯键、范德华力、金属键等，均会使空间构象受破坏，导致蛋白质结构松散，溶解度降低，从而失去其生物学功能，这称为蛋白质变性作用。

酶蛋白有三种形式：

①单体酶：单体酶是一条或多条肽链组成的，仅具有一个活性中心的酶。

②寡聚酶：由2个或多个相同或不相同的亚基组合而成的酶。单独的一个亚基一般不具有酶活性。

③多酶复合体系：指多种酶靠非共价键相互嵌合催化连续反应的体系前一个反应产物为后一个反应的底物，反应依次连接，构成一个代谢途径或代谢途径的一部分。

大多数的辅酶为核苷酸和维生素或它们的衍生物, 辅酶或辅基中往往含有B族维生素。在结合酶中：

1. 酶催化作用的专一性由酶蛋白部分决定；

2. 辅基辅酶的作用是在反应中起传递基团、原子和电子的作用。

3.

金属离子的作用是：有的是稳定酶蛋白分子的构象所必需，有的是组成酶的活性中心

；有的是在酶与底物之间起桥梁作用，亦有的是中和阴离子，降低反应中的静电斥力。

酶学研究认为，在酶蛋白分子上，不是全部组成多肽的氨基酸都起作用，而只有少数的氨基酸残基与酶的催化活性直接相关。这些特殊的氨基酸残基，一般比较集中在酶蛋白的一个特定区域，这个区域称为酶的活力部位或活性中心。酶的活力部位或活性中心由底物结合部位和催化部位两个部分组成。

酶分子不仅有催化功能，同时也具有调节功能。因此酶的结构中不仅存在着酶的活力部位，而且存在调节部位，这个调节部位称酶的别构部位。

酶的别构部位结合别构配体，这种配体称为效应剂。增进酶的催化能力为正效应剂，降低酶的催化能力为负效应剂。

酶原与酶原的激活

生物体内合成的蛋白质，有时不具有生物活性，经过蛋白水解酶专一作用后，构象发生变化，形成酶的活性部位，变为活性蛋白。不具有生物活性的蛋白质称为前体( precursor>。如果这个前体能变为酶(活性蛋白质>，这个前体称为酶原(proenzyme>。

酶的多形性与同工酶

很多酶可能催化相同的反应,但其结构和物理性质有所不同,这种现象称为酶的多形性。

同工酶：指能催化相同的化学反应，但因为结构基因不同，或基因相同,

但基因转录产物mRNA或者其翻译产物是经过不同的加工过程产生的酶的一级结构、

物理性质以及其它性质有所差别的一组酶。

同工酶有下列特点：

存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一组织的不同细胞中。

b.

一级结构不同，理化性质包括带电性质不同，免疫学性质不同，但空间结构中的活性中心相同或相似。

c. 往往是四级结构的酶类。

d.

已发现一百多种酶具有同工酶性质。发现最早研究最多的是乳酸脱氢酶，它有五种同工酶。

第四节酶的命名与分类

一、习惯命名法

1961年以前使用的酶的名称都是习惯沿用的，称习惯名。主要依据两个原则:

1、根据酶作用的底物命名。

2、根据酶催化反应的性质来命名。

二、国际系统命名法

1955年成立了国际酶学委员会

国际系统命名法原则，是以酶所催化的化学反应作为酶的分类和命名规则的主要依据，规定每种酶的名称应当明确标明酶的底物及催化反应的类型。

每种酶都给以3个名称：系统名称、习惯名称和一个数字编号。

酶的系统名称由二部分组成，即底物+反应类型。如果酶作用的底物有两个，要同时列出,并用(:>分开，若其中底物为水，则可省略。

例1：醇脱氢酶，底物是醇和NAD+，反应类型是氧化还原，因此系统名称为

醇：NAD+氧化还原酶，而习惯名为醇脱氢酶。

例2：草酸氧化酶———习惯名称

草酸：氧(两个底物>氧化还原(催化反应的性质>酶——系统名称

三、酶的数字编号系统

根据目前已知的3600多种酶催化反应的类型，将酶分为六大类：

<1）氧化还原酶类

<2）转移酶类

<3）水解酶类(hydrolases>

<4）裂合酶类(lyases>

<5）异构酶类(isomerases>

<6）合成酶类(ligases>

酶委员会给每一个酶分类的数字编号由三个打点隔开的四个数字组成，在数字之前冠以“EC” (enzyme commission>，编号的第一位数表示酶属的大类，第二位数表示亚类，第三位数表示次亚类，第四位数表示次亚类中的具体酶的编号。

当酶的编号仅有前三个数字时，就已清楚地表明了这个酶的特性：反应性质、反应物(或底物>性质、键的类型。

同工酶的命名

国际生化协会同工酶分委员会建议同工酶根据他们在电泳中分离的位置确定,

从电泳中向着阳极移动最远的酶开始依次编号。

第二章酶促反应的动力学

酶促反应动力学也称酶催化反应动力学(kinetics of enzyme-catalyzed reactions>, 是研究酶促反应速度以及影响此反应速度的各种因素的科学。

一、酶活力的测定

检测酶含量及存在甚微，很难直接用酶的“量”<质量、体积、浓度）来表示，而常用酶催化某一特定反应的能力来表示酶量，即用酶活力的大小来表示。

1、酶活力

酶活力(Enzyme

activity>：是指酶催化某一化学反应的能力，其大小可以用在一定条件下该酶所催化的某一化学反应的反应速度(reaction

velocity>来表示。它表示样品中酶的含量。酶活力通常以在最适条件下酶所催化的化学反应的速度来确定。

酶催化的反应速度可用单位时间内底物的减少量产物的增加量来表示。

研究酶反应速度以酶促反应的初速度(initial speed>为准

引起酶反应速度降低的原因：底物浓度的降低；酶的部分失活；产物对酶的抑制；产物增加引起的逆反应速度的增加

2．酶的活力单位

酶活力单位即酶单位

酶单位的定义是：在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物的酶量。

1961年国际酶学会提出采用统一“国际单位”

1972年国际酶学委员会又推荐一种新的酶活力国际单位，即Katal<简称Kat）单位。规定：在最适反应条件下，每秒钟能催化1摩尔

1 Kat = 60 × 106 IU

1 IU = 16.67 × 10-9 Kat

酶的总活力：样品的全部酶活力。

总活力=酶活力×总体积

或 =酶活力×总质量

比活力

activity）:指每毫克蛋白质所含酶活力的单位数<单位/毫克蛋白）。比活力是酶纯度指标，比活力愈高表示酶愈纯。

回收率<产率,

Yield）：回收率是指提纯后与提纯前酶的总活力之比。它表示提纯过程中酶的损失程度，回收率愈高，其损失愈少。

提纯倍数：是指提纯后与提纯前比活力之比。提纯倍数愈大，提纯效果愈佳。

在酶的分离纯化中每一步始终贯穿比活力和总活力的测定、比较，才能确定酶的分离纯化程度

3、酶活力测定方法

终止反应法:

酶反应进行到一定时间后终止其反应，再用化学或物理方法测定产物或反应物量的变化。

连续反应法:

无须终止反应，而是在酶反应过程中用光化学仪器或电化学仪器等来监测连续测定反应过程中产物/底物的变化量，对测定的结果进行分析，然后计算出酶活力。

测定产物增加或底物减少的方法

１、分光光度法

原理：利用产物和底物在紫外光或可见光部分光吸收的不同，选择某一适当的波长，测定反应过程中反应进行的情况。

2、荧光法

原理：根据酶促反应的产物或底物的荧光性质的差别来进行酶活力的测定。

3、同位素法

原理：放射形同位素的产物或底物在经酶作用后所得的产物，通过适当的方法进行分离，从而只需要测定产物的脉冲数即可换算出酶的活力单位。通常用于标记底物的同位素主要包括3H、14C、32P、35S、131I等。

4、电化学方法

pH 测定法，其原理：常用玻璃电极配合一台高灵敏度的pH 计，跟踪监测反应过程中H+浓度变化的情况，从而用pH 值的变化来测定整个酶促反应的速度，达到测定相关酶活力的目的。离子选择电极测定法如氧电极测定一些耗氧的酶<葡萄糖氧化酶）。

二、底物浓度对酶反应速度的影响

酶反应速度与底物浓度的关系曲线

K m 愈大v 下的[s]

的倍数表示） 值对酶促反应速度的影响

过酸过碱导致酶蛋白变性 影响底物分子解离状态

影响酶分子解离状态

影响酶的活性中心构象

四、温度对酶促反应速度的影响

◆ 在达到最适温度以前，反应速度随温度升高而加快

◆ 酶是蛋白质，其变性速度亦随温度上升而加快

◆ 酶的最适温度不是一个固定不变的常数

五、激活剂对酶促反应速度的影响

凡是能提高酶活性的物质，称为酶的激活剂

[]

S K S V v m +=max （2）代入（1）得：[][][]S K S E k v m t +=

3[][]

[]S K S E k m

t +=3v (3)

→[E t]=[E S]时，m V v =[]t m E k V 3=(4)

所以双倒数酶动力学的图线

金属离子：K+、Na+、 Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+、 Co2+、Fe2+

无机阴离子： Cl-、B r-、I-、CN-、PO43-

有机分子: 还原剂：抗坏血酸、半胱氨酸、还原型谷胱甘肽

金属螯合剂：EDTA

六、抑制剂对酶促反应速度的影响

凡是使酶的必需基因的化学性质发生改变,但酶并未发生变性而引起酶活力降低或丧失的作用则称为抑制作用(inhibition>。导致酶发生抑制作用的物质称为酶的抑制剂< inhibitor）。

类型:可逆的抑制作用

不可逆的抑制作用

应用:研制杀虫剂、药物

研究酶的作用机理，确定代谢途径

抑制作用类型和特点

不可逆的抑制作用分为：非专一性不可逆抑制作用和专一性不可逆抑制作用。

可逆的抑制作用分为：竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制剂作用。

不可逆抑制作用(irreversible

inhibition>：指抑制剂与酶蛋白中的必需基团以共价形式结合，引起酶活力降低或丧失,不能用透析或超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活,这种抑制作用是不可逆的,称之为不可逆抑制作用。

例如：

二异丙基氟磷酸与胰凝乳蛋白酶和乙酰胆碱酯酶的活性中心丝氨酸结合抑制酶活性。

非专一性不可逆抑制作用：这类抑制剂作用于酶分子上不同的基团或作用于几类不同的酶。

专一性不可逆抑制作用：这类抑制剂只作用于与酶活性部位有关的氨基酸残基或一类酶。实例：有机磷杀虫剂。

可逆抑制作用(reversible

inhibition>：抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合而引起酶活力降低或丧失，但可以通过透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活，这种抑制作用是可逆的，称之为可逆抑制作用。

竞争性抑制作用(competitive inhibition>的特点: Km 增大

当[S] →∞时, 则Vmax 不变

竟争性抑制作用可以通过增大底物浓度, 即提高底物的竞争能力来消除抑制剂和底物竞争酶的同一个结合位点<酶的活性中心），抑制剂结构和底物结构类似

非竞争性抑制作用(noncompetitive inhibition> 特点

?

Km 不变 ?

Vmax 变小 ? 非竞争性抑制剂与酶活性中心以外的基团结合。这类抑制作用不会因提高底物浓度而减弱

反竞争性抑制作用(uncompetitive inhibition> 的特点：

?

Km 变小 ? Vmax 变小

可逆抑制的动力学比较

抑制类型

Vmax Km 无抑制剂

Vmax Km 竞争性抑制作用

不变 变大 非竞争性抑制作用

变小 不变 反竞争性抑制作用

变小 变小 一些重要的抑制剂

不可逆抑制剂

有机磷化合物—与酶活性直接有关的丝氨酸上的-

OH 牢固地结合，从而抑制某些蛋白酶或酯酶。

SH 酶的活性。<对氯汞苯甲酸） 142144

非竞争性抑制曲线

氰化物—与含铁卟啉的酶中的Fe3+结合，使酶失活.

重金属—能使大多数酶失活，加入EDTA可以除去.

烷化剂—使酶蛋白中的–SH、-NH2、-OH等发生烷基化,失活。

青霉素—与糖肽转肽酶活性部位Ser-OH共价结合，使酶失活。

可逆抑制剂

?在可逆抑制剂中最重要的是竞争性抑制剂。如：磺胺药、氨基叶酸等

互动专题题目及分组

◆酶在焙烤食品、制糖工业中的应用<10117001-13）

◆酶在糊精、麦芽糊精、环糊精及油脂生产中的应用 <10117014-26）

◆酶在果蔬加工中的应用(10117027-39>

◆酶在肉制品加工的应用(10117040-52>

◆酶在乳制品中的应用(10117053-64, 10108008,39,42>

◆酶在贮藏保鲜中的应用(10118001-13>

◆酶在发酵方面的而应用<10118014-26>

◆酶在食品分析中的应用(10118027-39>

◆酶与食品卫生及安全的关系(10118040-52>

◆酶在功能食品中的应用((10118053-65,10128023>

申明：

所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。

食品酶学导论复习知识点

食品酶学导论考试重点 、名词解释 1、酶定义：是生物细胞合成的具有高浓度专一性和催化效率的生物大分 子。 2、酶活力：指酶催化反应的能力，它表示样品中酶的含量。 3、比活力：单位蛋白质（毫克蛋白质或毫克蛋白氮）所含有的酶活力 （单位/毫克蛋白）。比活力是酶纯度指标，比活力愈高表示酶愈 纯，即表示单位蛋白质中酶催化反应的能力愈大。 4、酶活性中心：是酶蛋白的催化结构域中与底物结合并发挥催化作用的 部位。 5、别构部位：指酶的结构中不仅存在着酶的活力部位，而且存在调节 部位，结合别构配体（效应剂）的部位。 6、酶原：酶是在活细胞中合成的，但不是所有新合成的酶都具有催化 活力，这种新合成的无催化活力的酶前体称之为酶原。 7、同工酶：来自同一生物体同一生活细胞，能催化同一反应，但由 于结构基因不同，因而酶的一级结构、物理化学性质以及其他性质有所差别的一组酶。 8、Km 值：就代表着反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓 度。Vmax:是酶完全被底物饱和时的反应速度。（它不是酶的特征常 数，同一种酶对不同底物的Vmax 也不同。） 9、序列反应: 酶结合底物和释放产物是按顺序先后进行的。 10、乒乓反应：酶结合底物A，并释放产物后，才能结合另一底物，

再释放另一产物 11、酶的抑制剂：酶分子与配体结合后，常引起酶活性改变，使酶活 性降低或完全丧失的配体，称酶的抑制剂，这种效应称抑制作用。 12、大分子结合修饰：利用水溶性大分子与酶分子的侧链基团共价结 合，使酶分子的空间结构发生某些精细的改变，从而改变酶的特性 与功能。 13、固定化酶：指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使 用的酶。 14、固定细胞：固定化死细胞、固定化活细胞。 15、固定化活细胞：固定在载体上并在一定空间范围内进行生命活动（生 长、繁殖、新陈代谢）的细胞。 、重点知识概括 1、酶的一般特征：酶的催化效率高，酶作用的专一性，大多数酶的 化学本质是蛋白质。 2、酶的6 大类：氧化还原酶，转移酶，水解酶，裂合酶，异构酶，连 接酶。 3、酶学对食品科学的重要性： 3.1、酶对食品加工和保藏的重要性：控制动植物原料中的酶，利用酶的催化活性进行生产活动； 3.2、酶对食品安全的重要性：酶的作用会产生毒素和有害物 质，酶的作用改善食品品质； 3.3、酶对食品营养的重要性3.4、酶对食品分析的重要性 3.5、酶与食品生物技术

食品酶学论文

凝乳酶在干酪加工中的应用 摘要：凝乳酶对干酪的品质具有重要影响。本文介绍了凝乳酶的种类，以及其在干酪生产中的作用和机理，论述了凝乳酶对干酪品质影响研究进展，并对其研究前景进行了展望。 关键词：凝乳酶；干酪；品质 干酪是一种营养价值较高的食品，它含有丰富的营养成分，蛋白质和脂肪的含量相当于原料乳含量的l0倍左右。研究表明，多吃干酪可促进儿童和青少年生长发育，抗龋齿，防止妇女和老人骨质疏松，保护视力，养颜护肤，并有利于维持人体肠道内正常菌群的平衡和稳定，增进消化功能，防止腹泻和便秘。干酪加工过程受很多因素的影响，其中凝乳酶对干酪的品质具有重要影响。 1 凝乳酶的种类 传统干酪生产中将来源于犊牛皱胃(第四胃)的皱胃酶(Rennin)用作凝乳酶。但由于皱胃酶的来源及成本等原因，其代用酶也被应用于干酪的实际生产当中。目前凝乳酶的种类包括动物性凝乳酶、植物性凝乳酶、微生物性凝乳酶和利用基因工程技术生产的凝乳酶。动物性凝乳酶主要是胃蛋白酶，其性质在很多方面与皱胃酶相似。但由于胃蛋白酶的蛋白分解力强，且以其制作的干酪成品略带苦味，如果单独使用，会使产品产生一定的缺陷。植物性凝乳酶包括无花果蛋白分解酶、木瓜蛋白分解酶、风梨酶等。微生物凝乳酶主要来源于霉菌和细菌。在生产中得到应用的主要是霉菌性凝乳酶，其主要代表是从微小毛霉菌(Mucorpusillus)中分离出的凝乳酶。微生物来源的凝乳酶生产干酪时的缺陷主要是蛋白分解力比皱胃酶高，干酪的产率较皱胃酶生产的干酪低，成熟后产生苦味。美国和日本等国利用遗传工程技术，将控制犊牛皱胃酶合成的DNA分离出来，导入微生物细胞内，利用微生物来合成皱胃酶获得成功，并得到美国食品医药局(FDA)的认定和批准(1990)。美国Pfizer公司和Gist Brocades公司生产的生物合成皱胃酶制剂在美国、瑞士、英国、澳大利亚等国广泛应用。 2 凝乳酶的作用机理 干酪加工中添加凝乳酶的主要目的是促使牛乳凝结，为排除乳清提供条件。凝乳酶是干酪制造过程中起凝乳作用的关键性酶，同时凝乳酶对干酪的质构形成

食品酶学

食品酶学 一、名词解释 1、酶：酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊蛋白质。 2、胞外酶（exoenzyme）：酶在活细胞中产生，被分泌到细胞外发挥作用。如人和动物消化管中以及某些细菌所分泌的水解淀粉，脂肪和蛋白质的酶 3、胞内酶：酶在活细胞中产生，在细胞内起催化作用，这些酶在细胞内常与颗粒体结合，并有着一定的分布 4、多酶体系（multienzyme system）：体内物质代谢的各条途径往往有许多酶共同参与，依次完成反应过程，这些酶不同于多酶复合体，在结构上无彼此关联。故称为多酶体系。 5、同功酶（(isoenzyme）：指在生物体内或组织中催化相同反应而具有不同分子形式（包括不同的AA序列、空间结构等）的酶。 6、酶活力单位（active unit）：在一定条件下,一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。 7、酶原：不具有活性的酶的前体。 8、酶比活力（specific activity）：单位蛋白质（毫克蛋白质或毫克蛋白氮）所含有的酶活力（单位/毫克蛋白） 9、酶的化学修饰（chemical modification）：通过化学方法使酶分子的结构发生某些变化，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程。 10、固定化酶（immobilized enzyme）：指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶 11、聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）：以特定的基因片段为模板，利用人工合成的一对寡聚核苷酸为引物，以四种脱氧核苷酸为底物，在DNA聚合酶的作用下，通过DNA模板的变性，达到基因扩增的目的 二、选择或判断（10题） 三、简答题 1、酶的特性及其对食品科学的重要性 ⑴酶的一般特性：酶的催化效率高（比一般反应速度快106-1013倍）、酶作用的专一性（键专业性、基团专一性、绝对专一性、立体异构专一性）、大多数酶的化学本质是蛋白质 ⑵酶对食品科学的重要性：①酶对食品加工和保藏的重要性：；例如葡萄糖氧化酶作为除氧剂普遍应用于食品保鲜及包装中，延长食品保质期。②酶对食品安全的重要性：利用酶的作用去除食品中的毒素，例如，利用乳糖酶预先处理乳制品③酶对食品营养的重要性：利用酶作用去除食品中的抗营养素，提高食品的营养价值,例如谷类中的植酸为抗营养因子④酶对食品分析的重要性：酶法分析具有准确、快速、专一性和灵敏性强等特点，其中最大优点就是酶的催化专一性强⑤酶与食品生物技术：酶工程的主要研究内容是把游离酶固定化，然后直接应用于食品生产过程中物质的转化。 2、酶的发酵生产对培养基的要求 ⑴碳源：①产酶微生物大部分利用的是有机碳，如麸皮、玉米等②不同微生物所需的碳源不同，因此在配制培养基时应根据不同细胞的不同要求而选择合适的碳源 ⑵氮源：多数情况下将有机氮源和无机氮源配合使用才能取得较好的效果 ⑶碳氮比：①在微生物酶生产培养中碳氮比是随生产的酶类、生产菌株的性质和培养阶段的不同而改变的。②发酵时，不同发酵阶段要求的碳氮比也是不同的。 ⑷无机盐：微生物酶生产和其他微生物产品生产一样，培养基中需要有磷酸盐及硫、钾、钠、钙、镁等元素存在。

食品酶学复习资料教材

绪论 1酶学（Enzymology）是研究酶的性质、酶的反应机理、酶的结构和作用机制、酶的生物学功能及酶的应用的科学。 酶的定义：具有生物催化功能的生物大分子，可以分为蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）两大类别。 2什么是酶工程？酶的生产与应用的技术过程 食品酶学：酶工程与食品生物技术相结合而形成的一门应用性很强的学科。 食品酶学主要内容：包括酶的基本知识，酶的分离与纯化以及酶在食品工业中的应用等内容。 食品酶学主要任务：讲授酶学基本理论，酶的分离与纯化以及酶在食品加工和保藏中的应用等内容。 3米氏方程：表示一个酶促反应的起始速度与底物浓度关系的速度方程。 这个方程称为Michaelis-Menten方程，是在假定存在一个稳态反应条件下推导出来的，其中值称为米氏常数，是酶被底物饱和时的反应速度，为底物浓度。当时，，Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。 4酶与底物结合形成中间络合物的理论 1.锁钥假说：认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。 2.诱导契合假说：该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状. 3.酶生物合成的调节机制——“操纵子学说” 5酶的特点：催化效率高、专一性强、反应条件温和、酶的活性是受调节控制 绝对专一性：指一种酶只能催化一种底物进行反应，这种高度的专一性称为绝对专一性。 相对专一性：一种酶能催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应，这种专一性称为相对专一性。 6酶的系统名称由两部分组成：底物+反应类型 7酶分为六类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类 1)氧化还原酶（oxidoreductases）：催化底物的氧化或还原，而不是基团的加成或者去除，反应时需要电子的供体或受体。 2)转移酶（Transferase）催化功能团从一个底物向另一个转移。 3)水解酶（Hydrolase）催化底物的水解反应。 4)裂合酶（Lyase）能催化底物分子开裂成两部分，其中之一含有双键。这类酶催化反应都是可逆的。开裂点可以是碳碳、碳氧或碳氮键。 5)异构酶（Isomerase）催化底物的分子内重排反应，特别是构型的改变和分子内的氧化还原。 6)合成酶（Ligase）能将两个底物连接成一个分子，在反应时由ATP或其他高能的核苷三磷酸供给反应所需的能量。 8酶活力定义：是指酶催化反应的能力，它表示样品中酶的含量。酶活力通常以在最适条件下酶所催化的化学反应的速度来确定。 酶活力单位：用来表示酶活力的高低。 在标准条件下（指温度25℃，以及最适底物浓度、最适缓冲液离子强度和pH）1min内催化1μmol底物转化为产物的酶量为该酶的一个活力单位。这个单位称为酶的国际单位（IU, international unit ）

酶学实验

实验一、木瓜蛋白酶活性测定实验(明胶法) (一)实验原理 木瓜蛋白酶从明胶中分解出氨基酸和肽，其氨基型氮可用甲醛复分解，产生氢离子，浓度可用氢氧化钠溶液滴定。 (二)定义 一个木瓜蛋白酶单位相当于在规定条件下分解1ug分子量的肽键时所需的酶量。 (三)试剂 1. 底物明胶 2. 柠檬酸盐缓冲液(pH5.0) 取70.000g一水柠檬酸溶于720mL 1mol/L氢氧化钠溶液中。用1mol/L氢氧化钠溶液将pH调至5.0，用蒸馏水定容至1000mL。 3. 37%甲醛溶液 4. 酚酞溶液取0.5g酚酞溶于95%的乙醇中，并定容至50mL。 5. 0.1mol/L氢氧化钠溶液取4.0克氢氧化钠置于洁净干燥的烧杯中，加纯水稀释、搅拌溶解，将溶液移入1000ml洁净容量瓶中定容至刻度。 6. 酶溶液用蒸馏水溶解酶，每毫升配制溶液应含有40U左右。酶的称量一定得按以下原则确定：用于主值和空白值试验的耗量之差应在1.8～2.2mL这一范围内。此外需用一个合适的称量重复测定几次。 (四)操作步骤 称取500mg明胶放入一只100mL锥形烧瓶内，加8mL蒸馏水，加热后明胶溶解。待明胶完全溶解加2.0mL柠檬酸盐缓冲液，置于水浴中冷却至40℃。加5.00mL已预热至40℃的酶溶液，于40℃下保温60min，加10.0mL甲醛溶液终止反应。加0.5mL酚酞溶液后用0.1mol/L氢氧化钠溶液滴定，直至第一次出现明显的粉红色为终点。 用同样方法测定空白值，只是这里在添加酶溶液之前先添加甲醛溶液。在空白值测定方面耗去大约5mL 0.1mol/L氢氧化钠溶液。

(五)计算 用以下公式计算酶活性： 酶活力(U/mg)=(H-B)/E W×100 式中：H-用于主值的滴定耗量(mL)； B-用于空白值的滴定耗量(mL)； 100-相当于1mL0.1mol/L氢氧化钠溶液； E W-每5.0mL所用酶液中含有酶的重量(mg)。 举例： 测定一个木瓜蛋白酶样品。从样品中称取68.2mg，定容100mL。5 mL此溶液中含有3.41mg样品。8.52mL滴定耗于空白值试验，10.57mL耗于主值试验。则酶活性为：(10.57-8.52)×100/3.41=60.1 U/mg

食品酶学复习题1总结

一、填充题 1、酶分子修饰生物法是通过基因工程的手段改变蛋白质，即基于核酸水平对 蛋白质进行改造，利用基因操作技术对DNA或mRNA进行改造和修饰以期获得化学结构更为合理的蛋白质。 2酶的固定化方法主要可分为四类分别为：吸附法、包埋法、 共价键结合法、和交联法。 3、吸附法是通过载体表面和酶分子表面间的次级键相互作用而达到固定目的的方法，是固定化 中最简单的方法。吸附法又可分为物理吸附法 和离子吸附法。 4、重氮法是将酶蛋白与水不溶性载体的重氮基团通过共价键相连接而固定化的 方法，是共价键法中使用最多的一种。 5、酶反应器有两种类型：一类是直接用游离酶进行反应，即均相酶反应器；另一类是应用固定化 酶进行的非均相酶反应器。 6、酶联免疫测定（即ELISA）的基本原理包括以下两点：（1）利用抗原与抗体的特异反应将待测 物与酶连接；（2）通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定。 二、名词解释 1、同工酶：同工酶的命名： 同工酶是指在生物体内或组织中催化相同反应而具有不同分子形式（包括不同的氨基酸序列、空间结构等）的酶，这种分子形式差异是由于酶蛋白的编码基因不同，或者虽然基因相同，但基因转录产物mRNA 或者其翻译产物是经过不同的加工过程产生的。 2、产酶促进剂：产酶促进剂是指在培养基中添加某种少量物质，能显著提高酶的产率，这类物质称为产酶促进剂。 3、酶活力：酶活力是指酶催化反应的能力，它表示样品中酶的含量。1961 年国际酶学会规定，l min 催化lμmol 分子底物转化的酶量为该酶的一个活力单位 ( 国际单位 ) ，温度为25 ℃，其它条件(pH 、离子强度) 采用最适条件。 4、溶菌酶:溶菌酶又称为胞壁质酶，是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。溶菌酶是由129个氨基酸构成的单纯碱性球蛋白，化学性质非常稳定。 三、简答题 1、酶学对食品科学有哪些重要性? 答：（1）酶对食品加工和保藏的重要性（2）酶对食品安全的重要性（3）酶对食品营养的重要性（4）酶对食品分析的重要性（5）酶与食品生物技术 2、在酶的纯化方法中，酶和杂蛋白根据它们的性质差异有哪些分离方法？ 答：酶和杂蛋白的性质差异大体有以下几个方面，它们的分离方法根据这个基础分为： (1) 根据分子大小而设计的方法。如离心分离法、筛膜分离法、凝胶过滤法等。 (2) 根据溶解度大小分离的方法、如盐析法、有机溶剂沉淀法、共沉淀法、选择性沉淀法、等电点沉淀法等。 (3) 按分子所带正负电荷多少分离的方法，如离子交换分离法、电泳分离法、聚焦层析法等。 (4) 按稳定性差异建立的分离方法，如选择性热变性法、选择性酸碱变性法、选择性表面变性法等。 (5) 按亲和作用的差异建立的分离方法，如亲和层析法、亲和电泳法等。 3、固定化酶有哪些优点？ 答：固定化酶的优点： （1 ）同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用； （2 ）固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时也省去了热处理使酶失活的步骤；

4章食品酶学

第一章概述 2 第二章酶的结构与功能 4 第三章酶的提取、分离与纯化6 第四章糖酶4 第五章蛋白酶4 第六章脂酶4 第七章氧化酶类4 第八章溶菌酶2 第九章果胶酶类4 第十章酶和酶制剂在食品加工中的应用 4 第一章概述 酶是一种具有生物活性的蛋白质。 第二节酶的一般特征 一、酶是蛋白质 1、支持实验： 酶在用热、强酸、强碱、重金属和洗涤剂处理时易失活，而蛋白质在用同样条件处理易变性。 与蛋白质一样，用强酸、强碱长时间处理生产氨基酸； 蛋白质的所有典型实验，如双缩脲反应。 2、全酶 蛋白质部分：脱辅基酶蛋白 非蛋白质部分：辅助因子 辅助因子：低分子量的有机化合物或者金属离子。 二、酶是催化剂 影响反应的速度，但本身不没有成为反应的产物。 降低反应的活化能。 三、酶具有特异性 蛋白酶水解肽键。 麦芽糖酶水解麦芽糖为葡萄糖。 第三节酶的分类和命名 一、分类和命名 习惯名称：底物的名称而确定。 如脲酶（Urease），乳酸脱氢酶（Lactate dehyogenase）。老黄酶(Old yellow enzyme)，过氧化氢酶(Catalase)，木瓜蛋白酶(Payain)和胰蛋白酶 (Trypsin)等。 1955年，成立了国际生物化学协会酶委员会。 该委员会对酶分为六大类： 第一大类：氧化还原酶 第二大类：转移酶 第三大类：水解酶 第四大类：裂合酶 第五大类：异构酶 第六大类：连接酶（合成酶） 国际生物化学酶委员会的系统命名 每一种酶有一个四位数的号码 第一位数表示大类；第二位数表示亚类； 第三位数表示次亚类；第四位数表示酶在次亚类中的编号。如乳酸脱氢酶：1.1.1.27 三糖磷酸异构酶：5.3.1.1 尚有少数的酶没有系统命名，因为它所催化的反应还没有精确地确定。 缺点： 1、没有考虑到酶的来源。从不同组织和器官中提取的酶可以催化相同的反应，但他们可能含有不同的氨基酸组合； 2、使用不便。 二、同功酶（同工酶） 在同一个生物品种或组织中可能存在着能催化系统反应的不同的酶的形式。 它们的差异：氨基酸顺序、共价性质或三维结构等。 电泳分类 三、多酶体系 多酶：指具有两种以上的催化活力的酶。 酶委员会建议，酶具有多于一种的催化活力，它应被称为酶系。 分支酶：能催化去除糖原中的1，6-分支，具有两种催化活力，即淀粉1，6-葡萄糖苷酶和4-a-D-葡聚糖转移酶，在酶分类中出现两次，3.2.1.33和2.4.1.25。 第四节酶学对于食品科学的意义 与酶有关 1、食品原料生产 2、食品贮藏 3、食品制造 4、食品运销 5、食品检测 第二章酶的结构与功能 判断是非：所有的酶都是蛋白质，然而并非所有的蛋白质都是酶。 第一节新酶的发现 1、抗体酶 具有催化活性的抗体。 是抗体的高度专一性与酶的高效催化能力相结合的产物。 2、人工酶 人工合成的具有催化作用的多肽或蛋白质。 1977年Dhar等人报道，人工合成的Glu-Phe-Ala-Glu-Ala-Ser-Phe八肽具有溶菌酶的活性。其活性是天然溶菌酶的50%。 3、模拟酶 利用有机化学合成的方法合成的一些比酶结构简单得多的具有催化功能的非蛋白质分子。它可以模拟酶对底物的结合和催化过程，既可以大大派酶催化功能的高效率，又能克服酶的不稳定性，这样的物质分子，称为模拟酶。 用糊精已经成功地模拟了胰凝乳酶等多种酶。 4、核酶 近年来在生物体内发现的一些具有类似酶催化作用的RNA 和DNA，被称为核酶，Ribozyme。

食品酶学_样卷

福建农林大学考试试卷（A）卷 课程名称：食品酶学考试时间：120分钟 食品科学与工程专业年级班学号姓名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1.下列哪种剂型的酶最方便于在食品生产中使用： A．液体 B．粉剂 C．颗粒 D．纯酶结晶 2.酶制剂的生产主要来源于： A.动物组织提取法； B.植物组织提取法； C.化学或生物合成法； D.微生物发酵法； 3.蛋白酶按其活性部位分为： A．胰蛋白酶、胃蛋白酶、凝乳酶 B．肽链端解酶、肽链内切酶C．丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、金属蛋白酶、酸性蛋白酶 D．水解酶、裂合酶4.酶委员会根据酶所催化的反应的性质将酶分为六大类，包括氧化还原酶、转移酶、 裂合酶等，不包括以下哪种类型： A.水解酶 B.裂解酶 C.异构酶 D.连接酶 5.以吸附法固定化酶，酶与载体之间的结合力不包括： A．范德华力 B．疏水相互作用 C．双键 D．离子键

6.根据酶的电荷性质进行酶的分离纯化方法不包括： A．离子交换 B．电泳 C．等电聚焦D．离心沉淀 7.有关米氏常数Km叙述不正确的是： A．Km是酶的一个特征性常数：也就是说Km的大小只与酶本身的性质有关，而与酶浓度无关。 B．Km值还可以用于判断酶的专一性和天然底物，Km值最小的底物往往被称为该酶的最适底物或天然底物。 C．Km可以作为酶和底物结合紧密程度的—个度量指标，用来表示酶与底物结合的亲和力大小。 D．某个酶的Km值已知时，无法计算出在某一底物浓度条件下，其反应速度相当于Vmax的百分比。 8.下图表示的是可逆抑制剂与不可逆抑制剂的区别，叙述正确的是： A．曲线1为无抑制剂；曲线2为不可逆抑 制剂；曲线3为可逆抑制剂 B．曲线1为无抑制剂；曲线2为可逆抑制剂； 曲线3为不可逆抑制剂 C．曲线1为不可逆抑制剂；曲线2为无抑制 剂；曲线3为可逆抑制剂 D．曲线1为不可逆抑制剂；曲线2为可逆抑 制剂；曲线3为无抑制剂 9.在一些用发酵方法加工的鱼制品中，由于鱼和细菌中什么酶的作用，会使这些食品 缺少维生素B。 A．硫胺素酶 B．蛋白酶 C．胃蛋白酶 D．胰蛋白酶 10.在科技文献中，当一种酶作为主要研究对象时，在文中第一次出现时可以不标明酶 的： A．系统名 B．数字编号 C．酶的来源 D．生产商 11.下列有关SOD叙述不正确的是： A．SOD是一类含金属的酶； B．SOD存在于几乎所有靠有氧呼吸的生物体内，从细菌、真菌、高等植物、高等动物直至人体均有存在； C．SOD分子中不含赖氨酸，芳香氨酸也很少，能抗胃蛋白酶水解； D．SOD是氧自由基专一清除剂，在照射前供给外源性SOD，可有抗辐射效果。

酶工程习题及答案

酶工程试题(A) 一名词解释（每题3分，共计30分） 1. 酶工程：又叫酶技术，是酶制剂的大规模生产和应用的技术。 2.自杀性底物：底物经过酶的催化后其潜在的反应基团暴露，再作用于酶而成为酶的不可逆抑制剂，这种底物叫自杀性底物。 3.别构酶；调节物与酶分子的调节中心结合后，引起酶分子的构象发生变化，从而改变催化中心对底物的亲和力，这种影响被称为别构效应，具有别构效应的酶叫别构酶 4.诱导酶：有些酶在通常的情况下不合成或很少合成，当加入诱导物后就会大量合成，这样的酶叫诱导酶 5.Mol催化活性：表示在单位时间内，酶分子中每个活性中心转换的分子数目 6.离子交换层析：利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷，当带相反电荷的分子通过时，由于静电引力就会被载体吸附，这种分离方法叫离子交换层析。 7.固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶 8.修饰酶：在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶 9.非水酶学：通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的，研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学 10模拟酶：利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。 二填空题(每空1分,共计30分) 1.决定酶催化活性的因素有两个方面，一是酶分子结构，二是反应条件。 2.求Km最常用的方法是双倒数作图法。 3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类，一类是序列机制，另一类是乒乓机制。 4.可逆抑制作用可分为竞争性，反竞争性，非竞争性，混合性； 5.对生产酶的菌种来说，我们必须要考虑的条件有，一是看它是不是致病菌，二是能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高，三是菌种不易退化，四是最好选用能产生胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。 6.酶活力的测定方法可用终止反应法和连续反应法。 7.酶制剂有四种类型即液体酶制剂，固体酶制剂，纯酶制剂和固定化酶制剂。 8.通常酶的固定化方法有吸附法，包埋法，交联法， 共价键结合法。 9.酶分子的体外改造包括酶的表面修饰和内部修饰。 10.模拟酶的两种类型是半合成酶和全合成酶。 11.抗体酶的制备方法有拷贝法和引入法。 三问答题(每题10分,共计40分) 1.固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？ 解：优点（1）易将固定化酶和底物，产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺 （2）可以在较长的时间内连续使用（3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化（4）提高了酶的稳定性 （5）较能适于多酶反应 （6）酶的使用效率高产率高成本低 缺点 （1）固定化时酶的活力有损失 （2）比较适应于水溶性底物 （3）与完整的细胞相比，不适于多酶反应。 2.写出三种分离纯化酶蛋白的方法，并简述其原理。 解：.方法:透析与超虑离心分离凝胶过滤盐析等电点沉淀共沉淀吸附层析电泳亲和层析热变性酸碱变性表面变性等（原理略） 3.为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料？ 解：（1）微生物种类多，酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样 （2）微生物生长繁殖快，酶易提取，特别是胞外酶 （3）来源广泛，价格便宜 （4）微生物易得，生长周期短 （5）可以利用微电脑技术控制酶的发酵生产，可进行连续化，自动化，经济效益高 （6）可以利用以基因工程为主的分子生物学技术，选育和改造菌种，增加产酶率和开发新酶种 4 下面是某人对酶测定的一些数据，据此求出该酶的最大反应速度和米氏常数 [S](mol/L) V0(umol/min) 0.5?10-628 4.0?10-640 1.0?10-570 2.0?10-595 4.0?10-5112 1.0?10-4128 2.0?10-4139 1.0?10-2140 解：最大反应速度140 ，Km: 1.0?10-5 酶工程试题（B） 一名词解释 1抗体酶：是一种具有催化作用的免疫球蛋白，属于化学人工酶 2酶反应器：是利用生物化学原理使酶完成催化作用的装置，他为酶促反应提供合适的场所和最佳的反应条件，使底物最大限度的转化为物。 3模拟酶：利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。 4底物抑制：在酶促反应中，高底物浓度使反应速度降低的现象。 5稳定pH：酶在一定的pH范围之内是稳定的，超过这个限度易变性失活，这样的pH范围为此酶的稳定pH 6产酶动力学：主要研究细胞产酶速率及各种因素对产酶速率的影响，包括宏观产酶动力学和微观产酶动力学。 7凝胶过滤：又叫分子排阻层析，分子筛层析，在层析柱中填充分子筛，加入待纯化样品再用适当缓冲液淋洗，样品中的分子经过一定距离的层析柱后，按分子大小先后顺序流出的，彼此分开的层析方法。 8固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶 9非水酶学：通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的，研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学 10液体发酵法：以液体培养基为原料进行微生物的繁殖和产酶的方法，根据通风方法不同又分为液体表层发酵法和液体深层发酵法。 二填空题(每空1分,共计30分) 1.Km值增加，其抑制剂属于竞争性抑制剂，Km不变，其抑制剂属于非竞争性抑制剂，Km减小，其抑制剂属于反竞争性抑制剂。 2.菌种培养一般采用的方法有固体培养法和液体培养法。 3.菌种的优劣是影响产酶发酵的主要因素，除此之外发酵条件对菌种产酶也有很大的影响，发酵条件一般包括温度，PH ，氧气，搅拌，湿度和泡沫等。 4.打破酶合成调节机制限制的方有控制条件，遗传控制，其它方法。 5.酶生物合成的模式分是同步合成型，延续合成型，中期合成型，滞后合成型。 6.根据酶和蛋白质在稳定性上的差异而建立的纯化方法有热变性法，酸碱变性法和表面变性法 7. 通常酶的固定化方法有交联法、包埋法，吸附法、共价结合法 8. 酶分子的体外改造包括酶的表面修饰和内部修饰。 9.酶与抗体的重要区别在于酶能够结合并稳定化学反应的过滤态，从而降低了底物分子的能障，而抗体结合的抗原只是一个基态分子，所以没有催化能力 三问答题(每题10分,共计40分) 1.在生产实践中，对产酶菌有何要求？ 一般必须符合下列条件： a)不应当是致病菌，在系统发育上最好是与病原菌无关 b)能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高 c)菌种不易变异退化，不易感染噬菌体 d)最好选用产胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高 在食品和医药工业上应用，安全问题更显得重要 2.对酶进行化学修饰时，应考虑哪些因素？ 解：（1）被修饰酶的性质，包括酶的稳定性，酶活性中心的状况，侧链基团的性质及反应性 （2）修饰反应的条件，包括PH与离子强度，修饰反应时间和温度，反应体系中酶与修饰剂的比例等 3.列出用共价结合法对酶进行固定化时酶蛋白上可和载体结合的功能团 解：（1）酶蛋白N端的α氨基或赖氨酸的∑氨基 （2）酶蛋白C端的羧基及天冬氨酸的β羧基或谷氨酸的γ羧基 （3）半胱氨酸的巯基1分 （7）丝氨酸骆氨酸苏氨酸上的羟基 （8）苯丙氨酸和骆氨酸上的苯环 （9）组氨酸上的咪唑基 色氨酸上的吲哚基 4.某酶的初提取液经过一次纯化后，经测定得到下列数据，试计算比活力，回收率及纯化倍数。 体积（ml）活力单位（u/ml）蛋白氮（mg/ml） 初提取液120 200 2.5 硫酸铵沉淀 5 810 1.5 解：（1）起始总活力：200?120＝24000（单位） （2）起始比活力：200÷2.5＝80（单位/毫克蛋白氮） （3）纯化后总活力810?5＝4050（单位）2 （4）纯化后比活力810÷1.5＝540（单位/毫克蛋白氮） （5）产率（百分产量）：4050÷24000＝17％ （6）纯化倍数：540÷80=6.75

1.2.3食品化学与分析习题与答案

第一章 一、名词解释 1、食品化学 食品化学是从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养和安全性质以及它们在生产、加工、贮藏和运销过程中发生的变化和这些变化对食品品质和安全性影响的科学。 2、食品分析 是对食品中的化学组成及可能存在的不安全因素的研究和探讨食品品质和食品卫生及其变化的一门学科。 二、问答题 1、食品化学可分为哪些不同的类别 按研究内容的主要范围：食品营养成分化学，食品色素化学，食品风味化学，食品工艺化学，食品物理化学和食品有害成分。 ☆按研究对象和物质分类：食品碳水化合物化学，食品脂类化学，食品色素化学，食品风味化学，食品毒物化学，食品蛋白质化学，食品酶学，食品添加剂科学等等。 2、食品化学的研究内容有哪些 ①确定食品的组成、营养价值、安 全性和品质等重要性质； ②食品贮藏加工中可能发生的各种 化学、生物化学变化； ⑧上述变化中影响食品和其安全性 的主要因素； ④研究化学反应的动力学和环境因 素的影响。 3、食品分析检验的内容包括哪些 （一）食品营养成分的检验 （二）食品添加剂的检验 （三）食品中有害、有毒物质的检验 （四）食品新鲜度的检验 （五）掺假食品的检验 4、食品分析的方法有哪些 （一）感官分析法 （二）理化分析法 （三）微生物分析法 （四）酶分析法 5、感官分析法包括哪些方法 视觉鉴定、嗅觉鉴定、味觉鉴定、听觉鉴定、触觉鉴定 第二章 一、名称解释 1、自由水p8 2、结合水p9 3、水分活度 食品在密闭容器内的水蒸汽压与在相同温度下的纯水的水蒸汽压的比值。水分活度表示食品中水分的有效浓度。 4、等温吸湿线： 指在恒定温度下，使食品吸湿或干燥（解吸），所得到的水分活度与含水量关系的曲线。 5、糖类 糖类的分子组成可用C n (H 2 O) m 通式表示，也称为碳水化合物，是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物的总称。 6、焦糖化 7、淀粉的糊化p24 8、淀粉的老化p26 脂类p28、烟点p33、闪点p33、着火点p33、同质多晶p33、必需脂肪酸p31、脂肪的塑性p34、稠度p34、脂肪的起酥性p35、油脂的油性p35、油脂的粘性p35、 油脂的氢化p42 是通过催化加氢的过程使油脂分子中的不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，从而提高油脂熔点的方法。 酯交换p42 酯和酸（酸解）、酯和醇（醇解）或酯和酯间进行的酰基交换作用， 蛋白质p43 蛋白质系数p44 氨基酸的等电点P46 蛋白质的功能性质p49 在食品加工、贮藏、销售过程中蛋白质对食品需要特征作出贡献的那些物理和化学性质。 蛋白质的变性p58 维生素p61 是活细胞为了维持正常生理功能所必需的、但需要极微量的天然有机物质的总称。

大豆脂肪氧合酶对食品品质的的影响

大豆脂肪氧合酶对食品品质的的影响 卜凡琼 (班级：食研5班学号：2016309120048) 摘要:大豆脂肪氧合酶是存在于大豆中的脂肪氧合酶，其活性很高，在食品行业中有很广泛的应用，大豆脂肪氧合酶催化底物产生的一些物质能很好的改善食品质量。能增加食品香气，形成二硫键，增强面筋蛋白强度。其分离纯化方法有水浸提法，酸铵沉淀、葡聚糖凝胶柱G200分离沉淀法，缓冲液提取等方法。 关键词：大豆脂肪氧合酶，分离纯化，食品品质 1. 大豆脂肪氧合酶简介 脂肪氧合酶(Lipoxygenase, EC1.13.11.12, LOX),广泛存在于动植物体内，在豆类中具有较高的活力，其中尤以大豆中的活力为最高⑴ 属氧化还原酶，通称脂氧酶(LOX) o LOX中含有非血红素铁，专一催化具有顺，顺-1, 4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸，通过对其分子加氧，形成过氧化氢衍生物，是非常重要的风味前体物［2］。近年来研究表明，LOX产生的风味和香味是很多食品所必需的不饱和脂肪酸，经LOX作用形成氢过氧化物并进一步裂解成不饱和的醛类、酮类和醇类化合物而形成类似苹果、香瓜、芒果等水果风味以及鲜鱼味、牡砺味、文蛤味和海藻香、青草香［3］等挥发性风味物质。据脂肪氧合酶氧化花生四烯酸位置特异性，将脂肪氧合酶(LOX)分为5-L OX ,8-LOX ,12-LOX 和15-LOX。大豆LOX -I 属于15-LOX ,它已被广泛用于研究同类脂肪氧合酶功能和结构性质模型⑷大豆植物组

织中含有多种脂肪氧合酶同工酶，其中LOX-I和L0X-2是主要的同工酶。 2. 大豆脂肪氧合酶结构及其生化特性 研究表明，大豆脂肪氧合酶（LOX ）含839个氨基酸，是一个单 链肤蛋白，整体结构分为2个部分:一个是N末端的B与1条a螺旋组成的部分；另一个是包含22条a螺旋和8条B折叠股的主要区域。在空间结构上，LOX的主要区域以一条长的a螺旋为中心，其他结构环绕在其周围。非血红素铁原子靠近酶中心位置，其附近有一个特殊的三圈n螺旋，并以配位键与3个组氨酸侧链和梭基末端的C00- 结合，从而形成酶活力中心的主要组成部分⑸。 通过对分离得到的大豆子叶LOX的研究，发现每个LOX是一条M:为96000左右的多肤，每个多肤中含一个铁原子。有实验证明，大豆子叶的LOX处于静止、无活性状态时，铁以Fe态存在;当加入底物后，LOX中的Fe处于Fe （A）态，使LOX具有催化活性。大豆种子中的LOX都是球形、水溶性蛋白。LOX i, LOX2, LOX3的等电点分别为5.65, 5.85,6.150 3种同工酶的生化特性是丄0X1的反应最适pH值在9.0处，LOX:在pH6. 5处，LOX:在pH7. 0处。除催化原初反应外，LOX还催化次级反应而形成脂肪酸的二聚苯和淡基二烯酸，类胡萝卜素的漂白即是由LOX次级反应实现的⑹。 3. 大豆脂肪氧合酶的分离纯化及其性质 王辉，周培根⑺以大豆为原料，经硫酸铵沉淀、葡聚糖凝胶柱 G200分离沉淀，得到2种脂肪氧合酶（LOX）: LOX-1 , LOX-2。对

酶学第一章绪论

酶学 第一章绪论 酶学（enzymology）是研究酶的性质、酶的作用规律、酶的结构和作用原理、酶的生物学功能及酶的应用的科学。 1.1酶学发展的简史 很早人们就发现了微生物的发酵作用，这实际上是利用活细胞体内的及分泌出的酶的催化作用来酿酒、酿醋、制酱、作奶酪等。直到1833年，Payer和Persoz首先从麦芽的水抽提液中得到了一种热敏感物质，这种物质能使淀粉水解成可溶性糖，故人们通常认为是Payer和Persoz首先发现了酶。早期人们把酶称为ferment，它兼有发酵和酵素的意思。1878年Kühne在胰蛋白酶（trypsin）催化反应的研究中，首先把酶叫做enzyme，这是希腊文“在酵母中”的意思。它强调催化活性是“在酵母中”，即是其抽提物或分泌物的表现，而不是整个有机体。关于酶的化学本质问题，曾经历过长时间的争论。20世纪20年代初，当时的有机化学权威人士德国化学家Willst?tter认为酶不一定是蛋白质，而是由活动中心与胶质载体两部分组成的，活动中心决定酶的催化能力及专一性，而胶质载体的的作用仅在于保护脆弱的活动中心，使其不易受破坏。他认为酶中所含的蛋白质不过是保护胶质载体的物质，从而解释了为什么在酶的纯化过程中，酶纯度越高越不稳定的事实。他纯化过氧化物酶达12000倍，活性很高，但却在酶制剂中检测不到蛋白质。这实际上是由于当时还无法检测微量蛋白质的缘故。1926年，Sumner首先从洋刀豆中得到了第一个结晶的脲酶，并指出酶本身就是一种蛋白质。但是直到1930～1936年，Northrop等得到了胃蛋白酶（pepsin）、胰蛋白酶（trypsin）和胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）等结晶酶，Sumner的观点才被普遍地接受，并因此获得了1947年的诺贝尔奖。1965年，我国科学家在世界上首次人工合成了具有生物活性的牛胰岛素。1969年，Merrifield等人工合成了第一个酶，即核糖核酸酶，这被称为是酶学发展史上的一个里程碑。到20世纪80年代初，美国的Cech研究组发现了有催化能力的RNA，称之为ribozyme。现在看来，酶是生物催化剂中蛋白质本质的一类，生物催化剂还包括了其他本质的物质。 1.2 酶和生命活动密切相关

食品酶学复习资料

一。填空 1.酶与一般催化剂的共性：（用量少，催化效率高），（不改变化学反应的平衡点），（可降低反应的活化能）。 2 酶与一般催化剂的区别：（高效性），（专一性），（不稳定性），（可调控性）。 3 一个完整的酶包括蛋白质（辅基酶蛋白）和非蛋白质（辅助因子）两部分，酶在催化反应时，仅改变（反应速度），不改变（反应的平衡），反应的动力学机理是（降低反应的活化能）。 4影响酶高效性的因素：（共价催化：亲核催化，电子云密度越大；电子云密度越小，亲电催化）（邻近定向效应：酶能够使底物彼此靠近，使反应浓度增加，使反应速率增加，使底物定向排列增加有效碰撞概率）（应变效应）（微环境的影响）（酸碱催化：作用是导致电子云密度的改变）（） 5电荷中继网：Ser-His-Asp 6酶催化专一性基本学说：（锁钥学说）（诱导契合学说：当酶与底物结合分子接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其构象发生有利于与底物分子结合或催化的变化，酶与底物在此基础上互补契合以发挥酶的催化功能） 7丝氨酸蛋白酶的活性中心位于酶分子表面凹陷的小口袋中，其大小和内部的微环境决定了它的底物的专一性； 胰凝乳蛋白酶：口袋大，主要由疏水氨基酸或残基组成，开口较大（由两个Gly组成），裂解芳香族氨基酸羧基侧的肽键；Phe Tyr Trp（好色的人一脱外套就喷血） 胰蛋白酶：口袋较大，底部有Asp，裂解碱性氨基酸（来京租房子，钱减少Lys Arg His）的肽键 弹性蛋白酶：口袋浅，开口较小（由V al Thr）裂解小的中性氨基酸残基羧基侧的肽键 8迅速平衡学说的假设：（酶与底物结合形成酶底物复合物的速度很快）（整个反应速度取决于酶底物复合物释放出游离酶和形成产物的反应速度） 9米氏常数Km：酶促反应学的动力常数，其等于当达到最大速度一半时的底物浓度。Km 是个特征常数，不受（酶量）（酶的纯度）的影响，受（PH）（温度）（介质的离子强度）的影响。是酶与底物亲和力的标志，Km越大表示使反应速度达到最大反应速度一半时，必须提供的底物浓度大，即亲和力越小。 10影响酶促反应的因素（底物浓度）（酶浓度）（PH：影响表现a影响酶的空间构象从而引起酶活力的改变b影响酶活性中心催化基团的解离，影响酶与底物的亲和力c影响底物的解离状态，改变底物的可给性）（温度a影响酶的稳定性，低温可逆失活；高温不可逆失活b 影响酶促反应的进行）（抑制剂）（激活剂） 11目前工业酶制剂的主要来源包括:（微生物发酵生产）和(动植物细胞中提取)两个过程。12根据固态发酵所使用的设备和通气方法不同，常用的有：（浅盘发酵法）（转桶发酵法）（厚层通气发酵法） 13液态发酵法的特点：（自动化控制程度高，节省人力投入）（生产的酶制剂易于提取）（适合大规模的生产）（投资要求高技术条件高）目前普遍采用液态深层通气发酵法。 14酶活力测定的原则：总：（快速）（简便）（准确）一般包括（提供最适底物，当有几种底物时以Km’值最小的为准）（酶量适当）（确定反应时间适宜）（反应条件最适） 15消泡的方法：（机械法）（消泡剂）具备条件：（表面张力较低并且难溶于水）（不对发酵微生物的正常代谢产生阻碍作用）（无毒无害）（价格便宜方便取材） 16细胞破碎方法（机械破碎法a机械捣碎b研磨c匀浆）（物理破碎法a温差破碎b超声波破碎）（化学方法：加入表面活性剂）（生物法加入溶菌酶等） 17絮凝剂的作用（改变发酵液中悬浮粒子的物理特性，如加粒子的大小提高粒子的硬度）（使

食品生化课后题

第三章 1. 一碳单位转移酶的辅酶是（ A ） A 四氢叶酸 B 泛酸 C 核黄素 D 抗坏血酸 2. 1961年国际酶学委员会规定：特定条件下1分钟内转化1μmol底物的酶的量是:( D ) A 1μ B 1μ/mg C 1Kat D 1IU 3. 关于酶促反应特点的论述错误的是( A ) A 酶在体内催化的反应都是不可逆的 B 酶在催化反应前后质和量不变 C 酶的催化能缩短化学反应达平衡所需的时间 D 酶对所催化的反应有选择性 E 酶能催化热力学上允许的化学反应 4. 关于酶性质的叙述下列哪项是正确的？D A 酶的催化效率高是因为分子中含有辅酶或辅基 B 酶使化学反应的平衡常数向加速反应的方向进行 C 酶能提高反应所需的活化能 D 酶加快化学反应达到平衡的速度 E 酶能改变反应的平衡点 5. 酶的活性中心是指（ D ） A 酶分子上含有必需基团的肽段 B 酶分子与底物结合的部位 C 酶分子与辅酶结合的部位 D 酶分子发挥催化作用的关键性结合区 E 酶分子有丝氨酸残基、二硫键存在的区域 6. 酶反应速度对底物浓度作图，当底物浓度达一定程度时，得到的是零级反应，对此最恰当的解释是（ C ） A 形变底物与酶产生不可逆结合 B 酶与未形变底物形成复合物 C 酶的活性部位为底物饱和 D 过多底物与酶发生不利于催化反应的结合 7. 在酶的分离纯化中最理想的实验结果是（ D ） A 纯化倍数高、蛋白含量低 B 回收率小但纯化倍数高 C 蛋白质的回收率最高 D 比活力最大 8、全酶由酶蛋白和辅助因子组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中酶蛋白决定酶的专一性，辅助因子起传递电子、原子或化学集团的作用。 9、辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子等，其中，辅基与酶蛋白结合紧密，需要化学方法处理除去辅酶与酶蛋白结合疏松，可用透析法除去。 10．不可逆抑制剂常与酶以共价键相结合使酶失活。 11 ．无活性状态的酶的前身物称为酶原，在一定条件下转变成有活性酶的过程称酶原激活。其实质是酶活性中心的形成和暴露过程。 12. 根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类： 氧化还原酶类转移酶类水解酶类裂合酶类异构酶类合成酶 13.酶活力的调节包括酶含量的调节和酶的活性的调节。 14. 酶促反应的初速度与底物浓度无关 F 15. 测定酶活力时，底物浓度不必大于酶浓度 F 16. 酶可以促成化学反应向正反应方向移动 F 17.以丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶为例，说明酶竞争性抑制作用的特点。（作业）