食品酶学第1-2章课件内容.docVIP

食品酶学 第一章??? 酶学概论 酶学（Enzymology）：是研究酶的结构、性质，酶的反应机理和作用机制，酶的生物学功能及应用的一门科学。 第一节 酶学与酶工程发展简史 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（diastase）。 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William Kühne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兄弟的试验： 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兄弟的试验证明：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。由于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（pepsin）、胰蛋白酶（trypsin）、胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）结晶，确立了酶的化学本质。 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RNase 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（P酶） 主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶） 二、 酶工程研究简史（应用研究） 1894年，日本的高峰让吉用米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（koji）是由蒸米与真菌混合后制成的，并可将混合物一代代传下去。日本人高峰让吉博士以此为基础，开始了真菌淀粉酶（fungal amylase）的工业