《食品化學(xué)》67維生素與酶課件

第六章酶一、酶的概述二、酶的特性三、酶的組成四、介紹幾種重要的酶五、酶促反應(yīng)第一節(jié)酶的概述一、酶的概念：酶是生活細(xì)胞產(chǎn)生的，具有催化作用的蛋白質(zhì)。酶是生物體內(nèi)具有催化活性的，有特殊空間構(gòu)像的生物大分子，包括蛋白質(zhì)和核酸。酶是生活細(xì)胞產(chǎn)生的以蛋白質(zhì)為主要成分的生物催化劑。

二、酶的聚集方式酶11.松散排列

反應(yīng)時(shí)酶是隨機(jī)擴(kuò)散，催化效率不高。酶2酶3酶4酶5

3.與生物膜結(jié)合催化效率最高。（如呼吸鏈）酶1酶2酶4酶5酶3

第二節(jié)酶的特性

一.酶與一般催化劑的共性

1.用量少，催化效率高

2.不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)

3.可降低反應(yīng)的活化能二.酶與一般催化劑的區(qū)別（酶的特性）

1.高效性2.專一性

結(jié)構(gòu)專一性,如立體異構(gòu)專一性(幾何異構(gòu)/旋光異構(gòu))3.不穩(wěn)定性（要求溫和的反應(yīng)條件）4.可調(diào)控性三、酶的化學(xué)本質(zhì)（蛋白質(zhì)）1、元素組成以及含N量2、化學(xué)結(jié)構(gòu)與空間構(gòu)象3、兩性離子的性質(zhì)4、膠體性質(zhì)5、變性性質(zhì)、降解性質(zhì)、顏色反應(yīng)等。根據(jù)活性基（輔因子）與酶蛋白結(jié)合的緊密程度，分為輔酶與輔基。

輔基：與酶蛋白結(jié)合緊密，用透析法不容易去除的活性基。輔酶：與酶蛋白結(jié)合疏松，用透析法容易去除的活性基。（2）系統(tǒng)命名法習(xí)慣命名法比較簡(jiǎn)單，隨著被認(rèn)識(shí)的酶的數(shù)目日益增多，出現(xiàn)了許多問(wèn)題。例如一酶數(shù)名或一名數(shù)酶。為了避免命名的重復(fù)和混亂，提出了國(guó)際系統(tǒng)命名法，其原則是根據(jù)酶催化反應(yīng)的類型、底物、來(lái)源來(lái)分類并命名，而且每個(gè)酶有自己的編號(hào)。例如，乳酸脫氫酶，即EC1.1.1.27，第一個(gè)1為其大類(即氧化還原酶類)，第二個(gè)1為亞類(即氧化還原酶類中作用于羥基的亞類)等等類推，從而將所有的酶歸類編號(hào)并命名。β-淀粉酶：（麥芽糖酶）是一種外切酶，從非還原性端開始，每次切下兩個(gè)葡萄糖單位，即1個(gè)麥芽糖分子，并使麥芽糖分子的構(gòu)型從變成型。-淀粉酶作用于支鏈淀粉時(shí)，其中50％～60％轉(zhuǎn)變成麥芽糖，而其余部分則為大分子-界限糊精。不能水解支鏈淀粉中的-l,6鍵。普魯蘭酶（Pullulanase，EC3.2.1.41）

是一種能夠?qū)Ｒ恍郧虚_支鏈淀粉分支點(diǎn)中的α-1，6-糖苷鍵，從而剪下整個(gè)側(cè)枝，形成直鏈淀粉的脫支酶。葡萄糖淀粉酶：（糖化酶）用葡萄糖淀粉酶使部分水解的淀粉分子完全分解成葡萄糖。

葡萄糖淀粉酶對(duì)α-1，4-鍵的水解非常有效，但對(duì)α-1，6-鍵的水解速率大大降低。2、蛋白酶：其功能是水解蛋白質(zhì)肽鏈中的肽鍵，使蛋白質(zhì)成為多肽或氨基酸。根據(jù)水解方式分類：內(nèi)切酶和外切酶內(nèi)切酶——從蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部水解肽鍵外切酶——從蛋白質(zhì)肽鏈的某一端水解肽鍵。外切酶又可分為2類：氨肽酶和羧肽酶。

（1）消化道酶

人體消化道中的蛋白酶主要是胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰糜蛋白酶等，它們都是內(nèi)肽酶，有一定底物專一性，可將蛋白質(zhì)水解為胨等低分子量的片段。胃蛋白酶是從其前體胃蛋白酶原轉(zhuǎn)變而來(lái)的，它可以在胃酸這樣的環(huán)境中(pH值l～4)起催化作用，胃蛋白酶的最適pH值為2左右，而其他的酶在這樣的條件下則會(huì)變性失活。（2）植物蛋白酶：木瓜、菠蘿。肉類的嫩化中使用。

烹飪常用的生姜中也含有生姜蛋白酶，它在原料特別是肉類原料腌制、碼味中對(duì)肉的嫩度和風(fēng)味也會(huì)產(chǎn)生影響。（3）微生物蛋白酶：菌種有枯草桿菌、黑曲霉、米曲霉三種。微生物蛋白酶溶液（5%蛋白酶、15%葡萄糖、2%味精、適量的鹽、水）嫩化牛排。糧油儲(chǔ)存中變質(zhì)哈敗。原糧比成品易儲(chǔ)存。如小米和小米面；谷子與小米等。4、酚酶：Cu離子是其輔基。酶促褐變：酚類化合物、酚酶、氧氣。

食品中常見的酶酶底物產(chǎn)物特點(diǎn)食品中應(yīng)用或影響-淀粉酶淀粉糊精、麥芽寡糖、葡萄糖隨機(jī)切斷-1,4-苷鍵淀粉類食品的液化、糊精化、糖化-淀粉酶淀粉麥芽糖、-界限糊精非還原端切斷-1,4-苷鍵淀粉類食品的糖化葡萄糖淀粉酶淀粉-葡萄糖還原端逐個(gè)水解淀粉類食品的糖化、復(fù)合反應(yīng)脫枝酶（普魯蘭酶、異淀粉酶支鏈淀粉直鏈淀粉切開支鏈淀粉分支點(diǎn)的-1,6糖苷鍵與其他淀粉酶一起完全水解淀粉木瓜蛋白酶蛋白質(zhì)、多肽、酰胺低分子肽胞外發(fā)生作用，特別能水解堿性或疏水性氨基酸形成的肽鍵嫩肉、提高肉類抗凍性、制備水解蛋白和風(fēng)味復(fù)合物、改善烘烤品性能等無(wú)花果蛋白酶菠蘿蛋白酶組織蛋白酶蛋白質(zhì)低分子肽特別對(duì)肌肉蛋白質(zhì)組織自溶、肉后熟、嫩肉酶底物產(chǎn)物特點(diǎn)食品中應(yīng)用或影響胃蛋白酶蛋白質(zhì)肽酸性下具有活力消化食物、嫩肉、制備水解蛋白胰蛋白酶蛋白質(zhì)、肽低分子肽有底物專一性胰糜蛋白酶蛋白質(zhì)肽凝乳酶酪蛋白肽生產(chǎn)凝乳彈性蛋白酶彈性蛋白肽丙氨酸等具有較小體積側(cè)鏈的氨基酸殘基消化食物、軟化食物微生物蛋白酶肽低分子肽應(yīng)用前景看好與植物蛋白酶的應(yīng)用相近果膠酶果膠物質(zhì)脫甲基產(chǎn)物、低分子產(chǎn)物有三類酶植物組織軟瘍、澄清果汁脂肪酶三酰甘油脂肪酸、一或二酰甘油廣泛存在酸敗、風(fēng)味形成葡萄糖氧化酶葡萄糖葡糖糖酸、過(guò)氧化氫高度專一性除糖、除氧過(guò)氧化物酶過(guò)氧化物水、氧氣耐熱性高除氧、食品加熱程度的標(biāo)志第五周周五1-2節(jié)1、以宿舍為單位，深入菜市場(chǎng)、超市調(diào)研與酶有關(guān)的食品、食材，研討酶與本行業(yè)的關(guān)系——論文。

2、以宿舍為單位，研討影響酶促反應(yīng)的因素；聯(lián)系實(shí)際，探討防止酶促褐變的措施?！鳂I(yè)、PPT課件。第五節(jié)酶促褐變

酶促褐變是指發(fā)生在新鮮水果、蔬菜等植物性食物中的一種由酶所催化的變色現(xiàn)象。在大多數(shù)情況下，酶促褐變是一種不希望出現(xiàn)的變化，例如，香蕉、蘋果、梨、茄子、馬鈴薯等都是很容易在削皮切開后褐變的食物，應(yīng)盡可能避免其產(chǎn)生褐變。但茶葉、可可豆、蜜餞等食品，適當(dāng)?shù)暮肿儎t是形成良好的風(fēng)味與色澤所必需的條件。

機(jī)理：酚類在氧氣和多酚氧化酶的作用下，生成醌，進(jìn)一步聚合，生成黑色素或類黑精。酶促褐變反應(yīng)歷程

一、影響酶促反應(yīng)的因素1.底物濃度[S]酶促反應(yīng)速度V與底物濃度[S]的關(guān)系由圖可見，在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而急劇加快，兩者成正比關(guān)系。在底物濃度較高時(shí)，反應(yīng)速度雖然隨底物濃度的增加而增加，但是兩者不成正比關(guān)系。

2.酶濃度[E]

在反應(yīng)條件固定時(shí)，酶促反應(yīng)速度和酶的濃度成正比。3.溫度酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大值時(shí)的溫度叫做酶促反應(yīng)的最適溫度。不同的酶最適溫度不同。植物體內(nèi)的酶：45-50℃；動(dòng)物體內(nèi)的酶：37-40℃。4.PH酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大值時(shí)的PH叫做酶促反應(yīng)的最適PH。一般酶的最適PH4-8。胃蛋白酶1.5凝乳酶（牛胃）3.5α-淀粉酶（細(xì)菌）5.2β-淀粉酶（麥芽）5.2胰蛋白酶7.7中性蛋白酶：最適PH值在中性PH=7。堿性蛋白酶：最適PH值在堿性PH大于7。酸性蛋白酶：最適PH值在酸性PH小于7。5.激活劑激活劑:凡是能提高酶活性的物質(zhì)。如無(wú)機(jī)離子K+Na+Mg2+Fe2+Cl-6.抑制劑

競(jìng)爭(zhēng)性抑制可逆抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制不可逆抑制抑制劑:凡是能降低酶活性的物質(zhì)。如抗生素、藥物、毒物、動(dòng)植物代謝產(chǎn)物（胰蛋白酶抑制劑）等。另外，黏度、壓力、超聲波、剪切力、溶劑等環(huán)境因素也會(huì)對(duì)酶的活力產(chǎn)生影響。附酶活力單位

A、μmol/ml：在最適PH、離子強(qiáng)度、25-35℃等指定條件下，每分鐘被催化發(fā)生變化的底物的物質(zhì)的量。B、Katal（SI單位）：在最適條件下每秒鐘催化1mol底物發(fā)生變化的酶量。二、酶促褐變的條件必須具備三個(gè)條件：即

多酚類物質(zhì)多酚氧化酶

氧氣防止褐變比較有效的辦法是：鈍化和抑制多酚酶的活性防止與O2接觸。三、防止酶促褐變的措施１.加熱處理加熱70-95℃，7s大部分可使酚酶失去活性。如熱燙（焯水）、水煮、微波加熱等滅酶與保持水果、蔬菜風(fēng)味的關(guān)系。

2.調(diào)節(jié)PH酶活力PH7酚酶作用的最適PH為6-7PH3.0以下,酶失活。

酸化劑:檸檬酸、蘋果酸、VC等。３.利用化學(xué)藥品

SO2、Na2SO3、NaHSO3等都是酚酶的強(qiáng)抑制劑。使用NaCl抑制褐變范圍有限。4.隔絕O2

切開的果蔬：浸水：浸泡清水、糖水或鹽水中；表面處理：浸涂VC溶液；真空處理：真空滲入糖水或鹽水。第七章維生素

維生素是維持生物正常生命所必需的一類有機(jī)物質(zhì)，需要量少，但對(duì)維持健康十分重要，有些生物雖可自行合成一部分，但大部分需由食物供給。維生素約有20余種，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)各異。

1912年馮克(Funk)從米糠中發(fā)現(xiàn)含氮化合物對(duì)腳氣病頗有療效，并認(rèn)為它是生命(Vital)所必需的胺(amine)，并取名為“Vitamine”，即生命胺的意思，我國(guó)譯為維他命。后來(lái)證明并非所有的維生素都是胺，原英文名詞“Vitamine”不確切，改為Vitamin而用至今日。

維生素分類脂溶性：VA（視黃醇，抗干眼病維生素）；VD（鈣化醇，抗佝僂病維生素）；VE（生育酚，抗不育維生素）；VK（凝血維生素）。水溶性：VB1（硫胺素，抗腳氣病維生素）；VB2（核黃素）；VB3（泛酸，遍多酸）；VB5（維生素PP，抗癩皮病維生素，煙酸、煙酰胺，尼可酸、尼可酰胺）VB6（吡哆素，包括吡哆醇、醛、胺）；VB7（生物素）VB9（葉酸）；VB12（鈷胺素）；VC（抗壞血酸）

除溶解情況不同外，還有兩點(diǎn)不同之處：

1、脂溶性維生素的消化吸收受脂肪消化吸收的影響，脂肪消化吸收不好時(shí)，脂溶性維生素的消化吸收亦不好。水溶性維生素的消化吸收不受脂肪消化吸收的影響。2、脂溶性維生素能在體內(nèi)積聚，故長(zhǎng)期超量服用，易引起過(guò)量中毒。水溶性維生素不能在體內(nèi)積聚，多余部分隨時(shí)排出體外，多吃多排，不易引起中毒。第一節(jié)水溶性維生素

(維生素B族和維生素C)硫胺素

2、VB1的性質(zhì):

分子中有NH2和S元素，有一個(gè)四價(jià)氮，屬?gòu)?qiáng)堿，食品中通常遇到的pH范圍內(nèi)完全電離。溶于水、乙醇和多種酸中，一般烹調(diào)溫度下不易破壞（損失25%），但在壓力鍋和堿性溶液中極易破壞，酸性液中加熱至120℃亦不失生理效能。干烤或油炸食品損失較多。加工中的亞硫酸鹽可破壞VB1。

植物性食品含量高，以谷物中含量比較豐富。

精制面、米問(wèn)題。煮稀飯加堿問(wèn)題。缺乏癥：典型癥狀為腳氣病，主要癥狀為多發(fā)性神經(jīng)炎、消瘦或水腫、心臟功能紊亂。食物中的抗硫胺因子：1）某些生魚或海產(chǎn)品，特別是鯉魚、鯡魚、青蛤和蝦含有硫胺素酶，它能裂解VB1，因而不能生食魚類或軟體動(dòng)物。2）金槍魚、豬、牛肉的血紅素蛋白也有抗VB1的活性，食用前應(yīng)加熱處理。3）飲入大量酒精也會(huì)影響VB1的吸收與利用。（核黃素）動(dòng)物性食品含量高，以肝、腎、心含量最豐富，奶、蛋也富含。

牛奶避光保存問(wèn)題。缺乏時(shí)，會(huì)妨礙細(xì)胞的氧化作用，物質(zhì)和能量代謝發(fā)生障礙，可引起多種病變?nèi)绱窖?、舌炎、角膜、口角炎、脂溢性皮炎、鞏膜充血、視力疲勞（影響夜間視力）等。

共有4種異構(gòu)體——L-抗壞血酸、D-抗壞血酸；L-異抗壞血酸、D-異抗壞血酸。其中L-抗壞血酸的活性最高。通常所指的VC就是指L-抗壞血酸。

抗壞血酸沒(méi)有羧基，它的酸性來(lái)源于烯二醇的羥基。2、VC的性質(zhì)（1）無(wú)色無(wú)嗅的晶體，易溶于水，微溶于乙醇，一般不溶于有機(jī)溶劑。（2）固態(tài)VC比較穩(wěn)定，其水溶液極易被氧化。（3）結(jié)晶狀態(tài)具有耐熱性，加熱到100℃也不分解，在水溶液中對(duì)熱不穩(wěn)定。

(4)從食品的切口或破損表面漫析出來(lái)造成損失。(5)食品中的VC易受溫度、鹽和糖的濃度、pH、氧等因素的影響而發(fā)生降解。四、泛酸（VB3）淺黃色的粘性油狀物；呈酸性；易溶于水；在堿性環(huán)境中容易分解。分布極廣。五、

VB5（煙酸、煙酰胺）（尼可酸、尼可酰胺）（VPP）

白色針狀結(jié)晶；是維生素中最穩(wěn)定的一種；不容易被光、熱、氧所破壞。煙酸在水和乙醇中溶解度較??；煙酰胺易溶于水和乙醇。缺乏癥：“三D”（癩皮?。┢ぱ住⒏篂a、癡呆。六、維生素B6包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺三種。都是白色晶體；吡哆醇易溶于水和乙醇；對(duì)光敏感；對(duì)熱穩(wěn)定。分布廣泛，一般人體不會(huì)缺乏。七、葉酸(VB11)深黃色或橙色晶體。在酸性溶液中不耐熱。在綠色植物中含量豐富。第二節(jié)脂溶性維生素

維生素A維生素D維生素E維生素K1、維生素AVA1（視黃醇）VA2（脫氫視黃醇）VA原（胡蘿卜素）性質(zhì)：（1）VA為淡黃色結(jié)晶，溶于脂肪和脂溶劑。（2）VA與VA原由于高