江南大学食品学院课件第六章酶精要.ppt

第六章 酶 第一节 引论 一、酶对食品科学的重要性 控制着所有重要的生物大分子的合成、分解 食品加工的主要原料是生物材料, 生物材料中含有大量的酶 酶的作用 有益的：皱胃酶、蛋白酶 有害的：果胶酶、脂酶 有效地使用和控制内源酶和外源酶 二、酶的本质 定义（1979年） 酶是具有催化性质的蛋白质，其催化性质源自于它特有的激活能力。 目前 并非都是蛋白质 酶是生物催化剂 不参与反应，反应结束时保持不变 酶在物理和化学状态上的改变是可逆的 酶反应中包含可逆的中间络合物 酶被反复使用 酶的周转率（Turnover） 在酶被完全饱和条件下，单位时间内底物被每个酶分子转变成产物的分子数。 大多数酶，1×104 s-1 少量的酶（昂贵）～大量的生物转化 酶具有特异性（Specificity） 酶作为催化剂的机制 Emil Fischer提出的“锁和钥匙”模式 特殊形状的活性部位～精确地立体互补 高度专一 Koshland的“诱导楔合” 模型 要点 底物诱导酶蛋白几何形状的改变 催化基团能精确地定向和底物结合到酶的活性部位上去 三、酶的命名 习惯命名 α-淀粉酶、纤维素酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、过氧化物酶或过氧化氢酶 商品名称 系统命名 4位数字组成的酶委员会编号（EC number） 酶的系统命名的原则 四、酶的辅助因子（cofactors） 酶在作用时需要有一个非蛋白质组分存在，这个组分称为辅助因子 分类 金属离子 羧肽酶～Zn，激酶～Mg 有机化合物——B族维生素 辅酶（coenzyme） 五、在生物体中的酶 酶在原料的生长和成熟中起重要的作用 原料收获后酶仍然起作用 直至酶的底物被耗尽或酶变性 由于细胞结构的解体常使酶活力提高 果胶酶使番茄组织软化 多酚氧化酶使果蔬褐变 （一）酶的分布 不均匀的，定位化，区域化分布 一种酶往往仅存在于细胞的一类细胞器，专门执行有限种类的酶催化反应 细胞核：核酸的生物合成和水解降解 线粒体： 与ATP有关的氧化还原酶 溶菌体和胰酶原颗粒 ：水解酶 特定的器官含有特定种类的酶 胃肠道、口腔、小肠 植物的种子：水解酶 （二）酶的隔离分布和与底物的接近 在完整的细胞内，酶通过各种方式和底物隔离 细胞器、细胞膜、细胞壁、内源酶抑制剂 组织解体使酶与底物接近 会导致食品的色泽、质构、风味、芳香和营养质量上的改变 热处理、低温保藏和酶抑制剂的使用有助于稳定产品质量 （三）酶在食品原料中的含量 不同食品原料所含酶的种类和数量不同 同一种酶在同一种食品原料中的含量还取决于 生物体的年龄（成熟度） 生长的环境条件 温度、水的供给、土壤、肥料 六、酶的纯化和测定 不是纯酶，含有杂酶和非酶组分 酶的分离纯化技术包括： 选择性沉淀 高浓度盐或有机溶剂 膜分离技术 柱层析技术 凝胶过滤色谱——分子大小 离子交换色谱——电荷密度 亲和色谱——特定基团的亲和力 选择生产酶制剂的微生物 产生的酶纯度高，价格低廉 常使用霉菌和细菌酶制剂 酶回收再利用，降低成本 酶的固定化技术 酶活的测定 测定酶活力的方法 通过定量测定酶反应的产物或底物的变化进行测定 通过定量测定酶反应底物中某一性质的变化，如粘度来测定 酶活定义 在一定条件下，催化单位底物转变成产物所需的酶量。 酶活单位 U 国际生物化学协会酶委员会定义 每分钟催化1 ?mol底物发生转变的酶量，即： 1 ?mol/min。 kat： 酶活力的SI单位，即Katal。 Katal的定义是每秒钟催化1mol底物发生转变的酶量，即：1mol/s 。 换算关系 1 kat = 6×107 U 1 U = 1.667×10-8 kat=16.67 nkat 第二节 影响酶活力的因素 内在因素 酶的浓度 底物的浓度 环境条件 pH 温度 水分活度 抑制剂 一、底物浓度 反应速度V和底物浓度[S]的关系非线性 酶反应 E+S ES E+P E —— 游离状态酶 S —— 底物 ES —— 酶-底物络合物 P —— 反应产物 k —— 反应速度常数 Km ：Michaelis 常数，米氏常数 Vmax：最大反应速度，所有的酶都以ES形式存在，及酶被底物饱和 截距=1/vmax 斜率=Km/ vmax vmax的意义 在最适条件和被底物饱和时的理论上的最高酶活力 Km的意义 v=vmax/2时，Km=[S] 当酶反应速度达到最高反应速度一半时的底物浓度 二、酶浓度 当[E]＜＜[S]， 反应速度∝酶浓度 长