食品酶學(xué)題目.doc

食品酶學(xué)一、名詞解釋1、酶：酶是一類由活性細胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)。2、生物傳感器：由生物識別單元和物理轉(zhuǎn)換器相結(jié)合所構(gòu)成的分析儀器。3、鹽析：一般是指溶液中加入無機鹽類而使某種物質(zhì)溶解度降低而析出的過程。4、生物因子：指細胞生長繁殖所必須不可缺的微量有機化合物。5、同功酶（(isoenzyme）：指在生物體內(nèi)或組織中催化相同反應(yīng)而具有不同分子形式（包括不同的AA序列、空間結(jié)構(gòu)等）的酶。6、酶活力單位（active unit）：在一定條件下,一定時間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。7、酶原：不具有活性的酶的前體。8、酶比活力（specific activity）：單位蛋白質(zhì)（毫克蛋白質(zhì)或毫克蛋白氮）所含有的酶活力（單位/毫克蛋白）10、固定化酶（immobilized enzyme）：指在一定的空間范圍內(nèi)起催化作用，并能反復(fù)和連續(xù)使用的酶。11輔基：酶的輔因子或結(jié)合蛋白質(zhì)的非蛋白部分（其中較小的非蛋白質(zhì)部分稱輔基），與酶或蛋白質(zhì)結(jié)合的非常緊密，用透析法不能除去。12、單體酶：僅有一個活性中心的多肽鏈構(gòu)成的酶，一般是由一條多肽鏈組成。13、寡聚酶：由2個或多個相同或不相同亞基組成的酶。二、簡答題3、凝膠過濾的原理將凝膠裝于層析柱中，加入混合液內(nèi)含不同分子量的物質(zhì)，小分子溶質(zhì)能在凝膠海綿狀網(wǎng)格內(nèi)，即凝膠內(nèi)部空間全都能為小分子溶質(zhì)所到達，凝膠內(nèi)外小分子溶質(zhì)濃度一致。在向下移動的過程中，它從一個凝膠顆粒內(nèi)部擴散到膠?？紫逗笤龠M入另一凝膠顆粒，如此不斷地進入與流出，使流程增長，移動速率慢故最后流出層析柱。而中等大小的分子，它們也能在凝膠顆粒內(nèi)外分布，部分送入凝膠顆粒，從而在大分子與小分子物質(zhì)之間被洗脫。大分子溶質(zhì)不能透入凝膠內(nèi)，而只能沿著凝膠顆粒間隙運動，因此流程短，下移速度較小分子溶質(zhì)快而首先流出層析柱。因而，樣品通過定距離的層析柱后，不同大小的分子將按先后順序依次流出，彼此分開。4、分離純化酶有哪些?根據(jù)什么?根據(jù)酶和雜蛋白的性質(zhì)差異，它們的分離方法可分為：根據(jù)分子大小而設(shè)計的方法，如離心分離法、篩膜分離法、凝膠過濾法等根據(jù)溶解度大小分離的方法，如鹽析法、有機溶劑沉淀法、共沉淀法、選擇性沉淀法、等電點沉淀法等按分子所帶正負電荷多少分離的方法，如離子交換分離法、電泳分離法、聚焦層析法等按穩(wěn)定性差異建立的分離方法， 如選擇性熱變性法、選擇性酸堿變性法、選擇性表面變性法等按親和作用的差異建立的分離方法，如親和層析法、親和電泳法等5、固定化酶（一）制備方法固定化酶的制備方法很多，常用的有吸附法、包埋法、結(jié)合法和交聯(lián)法。根據(jù)酶自身的性質(zhì)、應(yīng)用目的、應(yīng)用環(huán)境來選擇固定化載體和方法。1）吸附法（adsorption）：利用各種固體吸附劑將酶吸附在其表面上固定的方法，是固定化中最簡單的方法?？煞譃槲锢砦椒ê碗x子吸附法。 物理吸附法（physical adsorption）：通過物理方法將酶直接吸附在水不溶性載體（纖維素、淀粉、面筋、活性炭、多孔玻璃、硅膠等）表面而使酶固定化的方法，是制備固定化酶最早采用的方法。 離子吸附法（ion adsorption）：通過離子鍵使酶與載體相結(jié)合的固定化方法。常用載體有DEAE-纖維素、四乙氨基乙基(TEAE)-纖維素、CMC等。吸附容量一般大于物理吸附法。 吸附法制備固定化酶，操作簡便，條件溫和，載體廉價易得，且可反復(fù)使用。但結(jié)合力較弱，酶與載體結(jié)合不牢固而容易脫落。2）包埋法（entrapment）：將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中，使酶固定化的方法。根據(jù)載體材料的不同，可分為凝膠包埋法和微膠囊包埋法。 凝膠包埋法：酶被包埋成網(wǎng)格型。常用的載體有天然凝膠、合成凝膠或樹脂等。 微膠囊包埋法：酶被包埋成微膠囊。常用于制造微膠囊的材料有聚酰胺、火棉膠、醋酸纖維素等。使酶存在于類似細胞內(nèi)的環(huán)境中，可以防止酶的脫落，防止酶與微囊外的環(huán)境直接接觸，從而增加了酶的穩(wěn)定性。3） 結(jié)合法(binding）：將酶與聚合物載體以共價鍵或離子鍵結(jié)合的固定化方法，是固定化酶研究中最活躍的一大類方法。用結(jié)合法制備的固定化酶，酶和載體之間結(jié)合相當(dāng)牢固，即使用高濃度底物溶液或鹽溶液，也不會使酶分子從載體上脫落下來，具有酶穩(wěn)定性好、可連續(xù)使用較長時間的優(yōu)點。4） 交聯(lián)法（cross-linking）：借助雙功能試劑使酶分子之間相互交聯(lián)呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化方法。應(yīng)用最廣泛的雙功能試劑是戊二醛。 以上四種固定化酶方法各有其優(yōu)缺點。往往一種酶可以用不同方法固定化，但沒有一種固定化方法可以普遍地適用于每一種酶。在實際應(yīng)用時，常將兩種或數(shù)種固定化方法并用，以取長補短。（二）固定化酶的優(yōu)缺點1、優(yōu)點：1）無需進行酶的分離純化，大大降低成本；2）提高了酶的穩(wěn)定性和對污染的抵抗力；3）細胞生長停滯時間短，反應(yīng)快。2、缺點：1）固定化酶的活力有所損失；2）必須保持菌體的完整，需防止菌體的自溶；3）載體、細胞膜或細胞壁會造成底物滲透與擴散的障礙。Section 3 細胞的固定化固定化細胞：固定在一定載體上并在一定的空間范圍內(nèi)進行生命活動的細胞。細胞的固定化：采用各種方法，將細胞與水不溶性載體結(jié)合，制備固定化細胞的過程。細胞固定化方法：吸附法、包埋法。11、果膠酶屬于哪類酶？其作用位點及其產(chǎn)物，在生產(chǎn)澄清型果汁中如何合理和有效使用果膠酶?果膠酶是分解果膠的多種酶的總稱，既是水解酶，又是裂解酶。作用位點及產(chǎn)物：（1）聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase, PG）：此類能水解半乳糖醛酸中-1,4鍵，生成具有不飽和鍵的半乳糖醛酸酯(2)聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）：切斷果膠分子-1,4糖苷鍵，以隨機方式解聚高度酯化的果膠，使溶液的粘度快速下降(3)聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）：也稱果膠酸裂解酶。解聚低甲氧基果膠或果膠酸，產(chǎn)物為半乳糖醛酸二聚體，只能裂解貼近游離羧基的糖苷鍵。(4)果膠酯酶（PE）使果膠中的甲醇水解，生成果膠酸澄清型果汁生產(chǎn)：首先測定果膠含量，以確定酶的用量；然后，測定果膠中甲氧基的含量，如果甲氧基含量7%，屬于高度酯化果膠，先用果膠酯酶（PE）處理，再用聚半乳糖醛酸酶（PG）；如果甲氧基含量7%，直接用PG處理。12、果膠酶屬于哪類酶？其作用位點及其產(chǎn)物，在食品工業(yè)中如何合理和有效使用果膠酶？果膠酶屬于水解酶類。包括：聚半乳糖醛酸酶、聚甲基半乳糖醛酸裂解酶、聚半乳糖醛酸裂解酶、果膠酯酶名稱作用位點水解產(chǎn)物聚半乳糖醛酸酶PG半乳糖醛酸中-1,4糖苷鍵（1）分子內(nèi)部無規(guī)則的切斷-1，4糖苷鍵，生成相對分子質(zhì)量較小的寡聚半乳糖醛酸（2）從分子末端逐個切斷-1，4糖苷鍵，生成半乳糖醛酸聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）（果膠裂解酶）果膠中分子中-1,4糖苷鍵（1）隨即切斷-1，4糖苷鍵，生成相對分子質(zhì)量較小的聚甲基半乳糖醛酸（2）從分子末端逐個切斷-1，4糖苷鍵，生成具有不飽和鍵的甲基半乳糖醛酸聚半乳糖醛酸裂解酶（果膠酸裂解酶）PGL貼近游離羧基的-1,4糖苷鍵半乳糖醛酸二聚體果膠酯酶(PE)甲酯中酯鍵果膠酸和甲醇食品工業(yè)中應(yīng)用：（1）存在于水果或蔬菜中的果膠酶能降解果膠物質(zhì)，因此在加工需要果膠的食品時應(yīng)采用高溫的方法使果膠酶失活；（2）果膠酶常用于果汁的萃取和澄清，根據(jù)需要以及果膠性質(zhì)采取不同的果膠酶對果膠進行降解，達到澄清的目的。16、過氧化物酶作用機理及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用？經(jīng)熱燙的罐裝或冷凍蔬菜在保藏期間產(chǎn)生不良風(fēng)味的原因?過氧化物酶作用機理：H2O2 + AH2 2H2O +A食品工業(yè)中的應(yīng)用：過氧化物酶是果疏成熟和衰老的指標(biāo)：如蘋果氣調(diào)貯藏中，過氧化物酶出現(xiàn)兩個峰值，一個在呼吸轉(zhuǎn)折（成熟）；一個在衰老開始。過氧化物酶的活力與果疏產(chǎn)品，特別是非酸性蔬菜在保藏期間形成的不良風(fēng)味有關(guān)。過氧化物酶屬于最耐熱的酶類，在果疏加工中常被當(dāng)作熱處理是否充分的指標(biāo)不良風(fēng)味的原因：在熱失活中過氧化物酶分子聚集成寡聚體，分子量增加一倍，這個過程包括酶分子展開和展開的酶分子進一步堆積，血紅素基暴露，增加了血紅素蛋白非酶催化脂肪氧化的能力，導(dǎo)致不良風(fēng)味的產(chǎn)生。這一過程非脂肪氧合酶作用（熱燙鈍化）17、多酚氧化酶作用的底物有哪些？如何利用和控制酶促褐變多酚氧化酶作用的底物有：兒茶素、3，4-二羥基肉桂酸酯、3，4-二羥基苯丙氨酸、酪氨酸利用：紅茶、烏龍茶的生產(chǎn)工藝控制酶促褐變：酶促褐變的三要素：底物、O2、酶對酶的抑制：多酚氧化酶以酮為輔基，金屬螯合物；如抗壞血酸、檸檬酸、EDTA、果膠作用與酶反應(yīng)產(chǎn)物和底物抑制：同鄰一二酚氧化產(chǎn)物醌作用的還原劑；如抗壞血酸、SO2、偏重亞硫酸鹽。醌的偶合劑：與醌作用，生成穩(wěn)定的無色化合物；如半胱氨酸、谷胱氨酸。與酚類底物作用的化合物；PVP與酚強烈締合，消去底物。熱燙處理脫氫處理21、舉例說明酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用提取果疏汁。果漿榨汁前添加一點量果膠酶可以有效地分解果肉組織中的果膠物質(zhì)，使果汁黏度降低，容易榨汁、過濾，從而提高出汁率。 酶在果疏加工上的新用途。增香、除異味；提取果膠；真空或加壓滲酶法處理完整果疏；去除酚類化物；提取蔬菜汁酶在葡萄酒中的應(yīng)用。在葡萄酒生產(chǎn)的過程中，已廣泛應(yīng)用酶制劑，主要應(yīng)用的酶有果膠酶和蛋白酶。14、常用沉淀法的種類及原理及應(yīng)用范圍？1）鹽析沉淀法：原理：高鹽濃度下鹽離子與蛋白質(zhì)分子爭奪水分子，除去蛋白質(zhì)的水合外殼，降低溶解度而沉淀。適用于：多用于各種蛋白質(zhì)和酶的純化。2）有機溶劑沉淀法：原理：利用酶等蛋白質(zhì)在有機溶劑中的溶解度不同而使之分離的方法。適用于：多用于蛋白質(zhì)、酶、多糖、核酸及生物小分子的分離和純化。3）等電點沉淀：原理：蛋白質(zhì)在PI時溶解度最低，不同的蛋白質(zhì)具有不的PI。適用于：用于氨基酸、蛋白質(zhì)及其他兩性介質(zhì)。4）有機聚合物沉淀法：原理：使用非離子型聚合物以及離子型表面活性劑在一定條件下能與酶蛋白直接或間接形成絡(luò)合物，使蛋白質(zhì)沉淀析出。適用于：核酸內(nèi)切酶EcoR1可以PEI分離，PEI至0.2mol kcl存在下，能和EcoR1及相關(guān)蛋白凝聚析出。5）選擇性變性沉淀法：原理：選擇一定的條件使溶液中存在的某些雜蛋白質(zhì)變性下降，而不影響所需蛋白質(zhì)的方法。適用于：用于除去不耐熱或在一定PH值下易變性的蛋白質(zhì)。15、簡述酶分離純化技術(shù)中各種層析技術(shù)的分離依據(jù)？層析方法分離依據(jù)吸附層析利用吸附劑對不同物質(zhì)的吸附力不同而使混合物中各組分分離分配層析利用各組分在兩相中的分配系數(shù)不同，而使各組分分離離子交換層析利用離子交換劑上的可解離基團（活性基團）對各種離子的親和力不同而達到分離目的凝膠層析以各種多孔凝膠為固定相，利用流動相中所含各種組分的相對分子質(zhì)量不同而達到物質(zhì)分離親和層析利用生物分子與配基之間所具有的專一而又可逆的親和力，使生物分子分離純化層析聚焦將酶等兩性物質(zhì)的等電點特性與離子交換層析的特性結(jié)合在一起，實現(xiàn)組分分離16、密度梯度離心和等密度梯度離心的差異？密度離心法等密度離心法：17、阻遏及其調(diào)控答：分解代謝物阻遏：當(dāng)微生物在含有兩種能夠分解底物的培養(yǎng)基中生長時，利用快的那種分解底物會阻遏利用慢的底物的有關(guān)酶的合成的現(xiàn)象。反饋阻遏:也稱末端產(chǎn)物阻遏，催化作用的產(chǎn)物或代謝途徑的末端產(chǎn)物使酶的生物合成受阻的現(xiàn)象?？刂品椒ǎ簵l件控制 （1）添加誘導(dǎo)物：1）酶的作用底物 2）酶作用底物的前體 3）酶的反應(yīng)產(chǎn)物 4）底物類似物（2）降低阻遏物濃度 分解代謝物阻遏與解除：終產(chǎn)物阻遏與解除：（3）促進分泌：表面活性劑（4）添加產(chǎn)酶促進劑：18酶的合成模式（1）生長偶聯(lián)型 又稱同步生長型。細胞進入生長期，酶即開始大量合成；細胞進入平衡期后，酶的合成隨之停止。其生物合