食品酶學試題

1、食品酶學試題食品酶學試題1設計纖維素酶的篩選、分離和發(fā)酵方案。產纖維素酶細菌的采集選擇在纖維素含量較高的 地方，如腐爛的木頭等先用含有纖維素的平板培養(yǎng)菌， 等菌長出來后，把菌體刮離，然后加入剛果紅染色10-15 分鐘，再用NaCl沖洗2-3次，產生透明圈的就是能水 解纖維素的菌。l=J復篩：初篩過程選出菌落，進一步比較其產酶能力 的大小，測定還原糖濃度產量來量度纖維素酶的活性， 每分鐘水解纖維素產生1 g葡萄糖所需要的酶量定義為 1個酶活力單位從而篩選出一株產酶能力最強的菌株。實驗室規(guī)模的纖維素酶發(fā)酵過程主要包括原料的 預處理，接種發(fā)酵和產物的提取鑒定3個階段，根據(jù)參 考文獻，選取合適的菌種，

2、培養(yǎng)溫度、pH、水分、基 質、培養(yǎng)時間，并注意污染菌的控制。2酶制劑在農藥殘留檢測中的應用。1、酶抑制技術酶抑制法：有機磷與氨基甲酸酯農藥共為神經系統(tǒng)乙酰膽堿脂酶抑制物，因此可以利用農藥靶標酶- 乙酰膽堿酯酶受抑制的程度來檢測有機磷和氨基甲酸酯類農藥。該方法目前已開發(fā)出了相應的各種 速測卡和速測儀。該方法檢測時，蔬菜中的水份、碳水化合物、蛋白質、脂等物質不會對農藥殘留 物的檢測造成干擾，不必進行分離去雜，節(jié)省了大量預處理時間，從而能達到快速檢測的目的，因 此該方法具有快速方便、前處理簡單、無需儀器或儀器相對簡單，適用于現(xiàn)場的定性和半定量測定， 目前的農藥殘留快速檢測就是用了該方法，已上升為農業(yè)

3、部行業(yè)標準。但該方法只能用于測定有機 磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑，其靈敏度和所使用的酶、顯色反應時間和溫度密切相關，經酶法檢測出 陽性后，需用標準儀器檢驗方法進一步檢測，以鑒定殘留農藥品種及準確殘留量。2、酶聯(lián)免疫吸附測定技術（ELISA）它主要是以抗原與抗體的特異性、可逆性結合反應為基礎的農藥殘留檢測方法。該法利用化學物質 在動物體內能產生免疫抗體的原理，先將小分子農藥化合物與大分子生物物質結合成大分子，做成 抗原，并使之在動物體內產生抗體，對抗體篩選制成試劑盒，通過抗原與抗體之間發(fā)生的酶聯(lián)免疫 反應，依靠比色來確定農藥殘留，它具有專一性強、靈敏度高、快速、操作簡單等優(yōu)點，試劑盒可 廣泛用于現(xiàn)場

4、樣品和大量樣品的快速檢測，可準確定性、定量。但由于受到農藥種類多，抗體制備 難度大、在不能肯定樣本中的農藥殘留種類時檢測有一定的盲目性以及抗體依賴國外進口等影響， 酶聯(lián)免疫法的應用范圍受到較大的限制，目前，我國市場上酶聯(lián)免疫法成品試劑盒依賴從國外進口。簡化版1、酶聯(lián)免疫分析（ELISA），基于抗原和抗體的特異性 識別和結合反應，對于小分子量農藥需要制備人工抗 原，才能進行免疫分析。2、酶抑制法，是研究最成熟、應用最廣泛的快速農殘 檢測技術，主要根據(jù)有機磷和氨基甲酸酯類農藥對乙酰 膽堿酶的特異性抑制反應。3酶在食品保鮮方面有哪些應用？生物酶食品保鮮技術的原理就是將某些生物酶制劑 用于食品保鮮，可

5、除去食品包裝中的氧，延緩氧化作用或 是生物酶物質本身具有良好的抑菌作用，或是使某些不 良酶失去生物活性,從而達到防腐保鮮的效果。（1）葡萄糖氧化酶可以去除果汁、飲料、罐頭和 果蔬干制品包裝中的氧氣，防止產品氧化變色，抑制微生 物生長，延長食品貯藏期。（2）異淀粉酶能夠專一性分解淀粉類物質中a -1,6-糖昔鍵。單獨采用異淀粉酶，可單獨采用異淀粉酶，可使 支鏈淀粉變?yōu)橹辨湹矸?。直鏈淀粉具有凝結成塊，易形 成結構穩(wěn)定的凝膠物性。因此，可以作為強韌的食品包 裝薄膜。該薄膜對氧和油脂具有良好的隔絕性，又因涂 布展開性好，故適合作為一些食品的保護層。（3）有些果蔬經纖維素酶處理后，細胞壁會發(fā)生膨 脹、軟

6、化，可提高可消化性和改進口感。馬鈴薯、胡蘿卜等經纖維素酶處理，干燥后再加水時具 有復原性，便于果蔬貯存與運輸。（4）溶菌酶在食品保鮮中應用是因為它能選擇性地 使微生物細胞壁溶解，從而使其失去生物活性，達到延長食品保鮮期的目的，且對食品營養(yǎng)成分 無破壞作用。因此，可作為天然防腐劑，有效地替代一些有害的化學防腐劑。（5）控制酶的基因表達進行果蔬保鮮4極端酶的研究進展。（張）：極端微生物由于長期生活在極端的環(huán)境條 件下，為適應環(huán)境，在其細胞內形成了多種具有特殊功 能的酶，即極端酶。極端酶能在各種極端環(huán)境中起生物 催化作用，它是極端微生物在極其惡劣環(huán)境中生存和繁 衍的基礎，根據(jù)極端酶所耐受的環(huán)境條件不

7、同，可分為嗜熱酶、嗜冷酶、嗜鹽酶、嗜堿酶、嗜酸酶、嗜壓酶、 耐有機溶劑酶、抗代謝物酶及耐重金屬酶等。大部分極端微生物通過16sRNA序列的比較都鑒定為古細菌，也有部分極端微生物屬于最原始的細菌種 類。目前人們已經利用微生物酶生產的經典路線來一 些極端酶，這樣就可以住溫和的條件下利用普通微生物 來生產極端酶，日前大多數(shù)極端酶是應用大腸桿菌等宿 主菌異源表達成功的。但是在表達具有生物活性的極端 酶時。根據(jù)菌種、酶性質等的差異，還存在一些技術難 關。隨著分子微生物學的發(fā)展，8株古細菌和一些極端 嗜熱菌的基因組序列已經知道了。通過對這些基因組序 列進行分析，以及和其他已知功能的生物蛋白質的序列 進行比

8、較，人們已經了解了它們基因組大約一半的開放 閱讀框人們通過氨基酸序列分析，X射線晶體和同源性模 擬分析揭示了一些酶的三維結構，通過對比常溫生物和 極端生物中同工酶的三維結構，人們已經初步闡明了一 些極端酶的作用機制。嗜熱酶和超嗜熱酶相對來說是人 們最了解其三維結構的兩類酶，嗜堿菌和嗜酸菌是最早 被發(fā)現(xiàn)的酶類，但至今還未見有關它們結構的報道。所以，人們還不了解它們在極端pH值下穩(wěn)定的機理。嗜冷菌和嗜熱菌已應用于洗滌劑、食品工業(yè)、環(huán)境 保護等領域。目前，日本、美國、歐洲等國都啟動了極 端微生物的研究計劃，主要工作包括：新物種的發(fā)現(xiàn)、 新產物的研究與生產、極端酶的結構與功能用其基因的 克隆表達、適應

9、機理的分子基礎及遺傳原理、基因組分 析（陳版見PS.）nW火酵(I5酶制劑的發(fā)酵生產方法有哪些？各有何特點？解答一：酶制劑是指從生物中提取的具有酶特性的一類物質，主要作用是催化食品加工過程中各種 化學反應，改進食品加工方法。經過預先設計，通過人工操作控制，利用細胞（包括微生物細胞、動植物細胞）的生命活 動，產生人們所需的酶的過程，成為酶的發(fā)酵生產。解答二：酶發(fā)酵生產方式根據(jù)細胞培養(yǎng)方式不同，可分為 三種，即：固體培養(yǎng)發(fā)酵、液體發(fā)酵、固定化細胞或固 定化原生質體發(fā)酵。固體培養(yǎng)發(fā)酵液體深層發(fā)酵固定化細胞或固定化原生質體發(fā)酵固體培養(yǎng)發(fā)酵：以麩皮、米糠等為培養(yǎng)基的主 要原料，加入其它必需的營養(yǎng)成份而制

10、成的固體或半固 體的麥曲，經滅菌、冷卻后，接入產酶菌株，在一定條件下，發(fā)酵產酶。我國傳統(tǒng)的酒曲、醬油曲都是采用這 種方式進行發(fā)酵產酶,其主要獲得的酶是淀粉酶和蛋白 酶。固體培養(yǎng)發(fā)酵產酶的優(yōu)點是:設備簡單、操作方便、 麥曲中酶濃度較高，特別適用于各種霉菌的培養(yǎng)和發(fā)酵 產酶。固體培養(yǎng)發(fā)酵產酶的缺點是：勞動強度大、原料利 用率低，培養(yǎng)基養(yǎng)料利用不完全，生產周期長。液體深層發(fā)酵：采用液體培養(yǎng)基，置于發(fā)酵容 器中，經滅菌，冷卻后，接入產酶細胞，在一定條件下 發(fā)酵產酶。液體深層發(fā)酵是目前酶發(fā)酵生產的主要方式。既可 用于微生物細胞，也適用于各種動、植物細胞的懸浮培 養(yǎng)和發(fā)酵。液體深層發(fā)酵的優(yōu)點：機械化程度高

11、，酶產率高， 質量好，產品回收率高。液體深層發(fā)酵的缺點：設備和技術條件要求高，動 力消耗也較大。3.（1）固定化細胞發(fā)酵：將活細胞固定于水不溶性載 體上，利用細胞的生命活動，進行發(fā)酵產酶。固定化細胞發(fā)酵的優(yōu)點：固定化細胞密度較高，反應器水平的生產強度大，可提高生產能力；發(fā)酵穩(wěn) 定 性強，可反復使用，易于連續(xù)化、自動化生產；細胞固 定于載體上，流失少，可在高稀釋率時，連續(xù)發(fā)酵，提 高設備利用率；發(fā)酵液中含菌體較少，利于產品分離純 化，提高產品質量。固定化細胞發(fā)酵的缺點：設備及技術條件要求高； 只適用于胞外酶的生產。（2）固定化原生質體發(fā)酵：將除去了細胞膜的微生 物細胞或植物細胞固定化，以發(fā)酵產酶

12、，除去了細胞膜 的微生物及植物細胞即為原生質體。固定化原生質體發(fā)酵的優(yōu)點：可以得到胞內酶，是 胞內酶生產工藝和技術的創(chuàng)新；有較好的穩(wěn)定性，可 反復連續(xù)使用較長時間。固定化原生質體發(fā)酵的缺點：設備復雜，技術要求高。6什么是誘導酶？從分子水平上解釋酶的誘導機制。誘導酶是在環(huán)境中有誘導物（一般是反應的底物）存在時，微生物會因誘導物存在而產生 的酶就是誘導酶，誘導酶的合成除取決于環(huán)境中誘導物外，還受基因控制即受內因和外因 共同控制。機制：與誘導酶生成的操作子（包括啟動子、操縱基因、結構基因）有關。以 大腸桿菌半乳糖苷酶為例：無乳糖時，調節(jié)基因編碼阻遏蛋白，與操縱基因結合后抑制結 構基因轉錄而不產生代謝

13、乳糖的酶；當乳糖存在時，乳糖可與阻遏蛋白結合，而使阻遏蛋 白不與操縱基因結合，誘導結構基因轉錄，繼而翻譯乳糖酶生成。7如何通過發(fā)酵生產提高酶的活力？答：1通過控制PH來提高酶活力。培養(yǎng)基的PH與細胞的生長繁殖以及發(fā)酵產酶都有 密切關系，細胞發(fā)酵產酶最適PH通常接近于該酶反應的最適PH，但有些菌在該酶反應最 適PH條件下會受到影響，故有些細胞產酶最適PH與酶作用最適PH又有差別。通過溫度來控制酶活力。產酶最適溫度往往低于生長最適溫度，這是由于在較低的溫度 下，可以延長產酶時間，提高酶的穩(wěn)定性。通過采用中間補料來提高酶產量。培養(yǎng)前期是微生物菌體增殖時期，一般不含或很少含 有發(fā)酵產物，大部分發(fā)酵產物

14、在發(fā)酵中后期產生，所以可以延長發(fā)酵中期時間。中間補料 可以促使微生物在培養(yǎng)中期的代謝活動受到控制，延長發(fā)酵產物的分泌期，推遲菌種的自 溶期，維持較高的發(fā)酵產物增長幅度。調節(jié)溶解氧來提高酶活力。由于細胞的呼吸強度和細胞濃度各不相同，耗氧速率有很大 差別。因而根據(jù)需要量供給適量的溶氧。8如何從分子水平對酶進行改造？分子水平上可從以下幾個方面對酶進行改造：采用蛋白質工程技術修飾酶，就是通過對蛋白質結構和功能間規(guī)律的了解，按照人們預 定的模式人為的改變蛋白質結構，從而創(chuàng)造出有特異性質的蛋白質。酶法有限水解，即用適當?shù)姆椒▽⒚傅鞍椎碾逆溸M行有限水解，既可保持酶活力，又可 降低其抗原性。氨基酸置換修飾：氨

15、基酸置換可能引起酶蛋白空間結構的某些改變，這種修飾方法稱為 氨基酸置換修飾。親和標記修飾，這是一種特殊的化學修飾方法。大分子結合修飾，即利用水溶性大分子與酶結合，使酶的空間結構發(fā)生某些細微的改變, 從而改變酶的特性和功能的方法。酶分子定向進化，是在人為控制下使酶分子朝人們期望的特定目標進化。定向進化是通 過在試管中模擬自然界中發(fā)生的進化來實現(xiàn)對生物大分子的人工進化。9如何通過酶法生產功能性低聚糖？功能性低聚糖通常包括低聚異麥芽糖，低聚果糖，低聚半乳糖，低聚乳果糖， 偶合糖，低聚木糖，低聚殼聚糖，低聚龍膽糖，棉子糖，水蘇糖等，由于人體腸胃 道內沒有水解這些低聚糖的酶系統(tǒng)，因此它們不被消化吸收而直

16、接進入大腸內，優(yōu) 先被雙歧桿菌所利用，是雙歧桿菌(人體腸道典型的有益細菌)的有效增殖因子。酶法生產低聚果糖的反應分兩步進行，第一步是蔗糖在B -果糖轉移酶的作用下分解為 果糖基和葡萄糖；第二步是部分果糖基與水合成果糖，另一部分與受體蔗糖反應合成蔗果 三糖，蔗果三糖作為果糖基受體則合成蔗果四糖，蔗果四糖作為受體則合成蔗果五糖，這 樣就合成了低聚果糖。在B-半乳糖昔酶催化的低聚半乳糖合成反應中，乳糖作為糖昔配基的供體，先在B - 半乳糖昔酶作用下斷開糖昔鍵，與酶形成半乳糖基-酶復合物.半乳糖基-酶復合物能與不同 的親核試劑發(fā)生反應，在稀水溶液中，半乳糖基-酶復合物與水發(fā)生水解反應，生成半乳 糖.但在酶的轉移活力作用下，半乳糖，二糖或三糖都會和半乳糖基-酶復合物發(fā)生反應， 生成低聚半乳糖.10固定化酶的性質有哪些？1 .大多數(shù)固定化酶活性下降。2 .大多數(shù)酶在固定