食品酶學-葡萄糖氧化酶.ppt

1、第11章葡萄糖氧化酶,葡萄糖氧化酶EC1.1.3.4,葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase GOD)的系統(tǒng)名稱（ -D-葡萄糖：氧 氧化還原酶：EC1.1.3.4） ,最先于1928年在黑曲霉和灰綠青霉中發(fā)現(xiàn)。 能夠在氧存在的條件下，催化葡萄糖氧化成-D-葡萄糖酸內(nèi)酯，對-D-吡喃葡萄糖表現(xiàn)出很強烈的特異性。 該酶在臨床檢測及食品工業(yè)中有廣泛用途 葡萄糖 + O2 + H2O 葡萄糖酸內(nèi)酯+ H2O2,G：-D-葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸內(nèi)酯,、葡萄糖氧化酶的性質(zhì),1.特異性：對-D-吡喃葡萄糖表現(xiàn)出很強烈的特異性。,2.pH對酶活力的影響 葡萄糖氧化酶的活力-pH曲線在pH4.5-

2、pH7 之間有一段平坦部分，而在兩側(cè)都急劇地下降。 曲線在高pH一側(cè)下降是由于酶的不穩(wěn)定性； 在低pH一側(cè)下降是由于pH對酶的反應(yīng)速度的真實影響 底物起穩(wěn)定酶活性作用,3.溫度對酶活力的影響 葡萄糖氧化酶反應(yīng)體系含有氣體反應(yīng)物氧，因此，反應(yīng)溫度的改變意味著氧在反應(yīng)體系中濃度的改變。 當溫度升高時，反應(yīng)體系氧的溶解度下降，這就抵消了溫度升高對酶反應(yīng)速度的影響。 在較寬的溫度范圍內(nèi)(30-60)，溫度對葡萄糖氧化酶活力的影響是不顯著的,4.抑制劑 銅離子和其他-SH螯合劑能抑制霉菌葡萄糖氧化酶 阿拉伯糖是酶的競爭性抑制劑 氰化物和一氧化碳對酶沒有抑制作用,5.葡萄糖氧化酶的分子組成和作用機制 分子

3、量為160 000，每個酶分子中含有兩個FAD。用-巰基乙醇裂開酶分子中的二硫鍵，產(chǎn)生兩個分子量為80 000的亞基。 黑曲霉葡萄糖氧化酶屬于糖蛋白類,葡萄糖氧化酶催化的反應(yīng)速度同時取決于O2和葡萄糖的濃度，反應(yīng)遵循Ping Pong Bi Bi機制,葡萄糖氧化酶催化反應(yīng)的乒乓機制：,圖中 G：-D-葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸內(nèi)酯,二、葡萄糖氧化酶活力測定,測定葡萄糖氧化酶催化的反應(yīng)中氧消耗量 量壓法外 氧電極法 根據(jù)反應(yīng)中葡萄糖消耗的速度 葡萄糖酸和H2O2生成速度,偶聯(lián)酶法,葡萄糖氧化酶的活力測定偶聯(lián)酶法 （1） 原理：在有氧存在的情況下，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖的氧化反應(yīng)生成葡萄糖酸和過

4、氧化氫，而加過氧化物酶后分解過氧化氫，分解出的氧又將鄰-聯(lián)二茴香胺氧化變成棕色物質(zhì)，這一反應(yīng)使溶液吸光度增大（436nm），與葡萄糖氧化酶活性成線性關(guān)系: （2） 定義：1個葡萄糖氧化酶單位“U”相當于30條件下每min催化氧化1g分子的葡萄糖或葡萄糖酸的酶定義為1個葡萄糖酶的活力單位。,酶活測定原理： 酶活力定義：在25，PH7.0的條件下，每分鐘氧化1毫摩爾葡萄糖所需的酶量為一個活力單位,三、葡萄糖氧化酶在 食品加工中的應(yīng)用,葡萄糖氧化酶在食品加工中的應(yīng)用是多種多樣的，根據(jù)其作用有四個方面 形成過氧化氫 形成葡萄糖酸 除去葡萄糖 除去氧 葡萄糖氧化酶是經(jīng)微生物發(fā)酵和最先進的提純技術(shù)純化而得

5、到的綠色生物食品保鮮劑，無毒無副作用。能夠除去食品中溶解氧，起到保鮮、護色、防褐變、保護維生素C、延長食品保質(zhì)期的作用。,1.除去蛋中的葡萄糖,可用于蛋白中脫除葡萄糖，防止蛋白質(zhì)制品在貯存中變色、變質(zhì)，因此可用于蛋糕、蛋卷中 用于蛋品脫糖，可防止蛋白質(zhì)和蛋白粉褐變及風味改變 有效降低土豆產(chǎn)品的葡萄糖含量，減少其非酶褐變 無糖食品生產(chǎn)中，可以利用葡萄糖氧化酶除去原料中的葡萄糖,2.防止食品氧化,葡萄糖經(jīng)過葡萄糖氧化酶的氧化后轉(zhuǎn)化成葡萄糖酸，兩分子葡萄糖經(jīng)氧化后可以除去一分子氧。 從柑橘汁、罐裝飲料和蛋黃醬中除去氧是非常必要的，這樣可以保持產(chǎn)品中的香精和色素成分在厭氧條件下的穩(wěn)定性。,食品除氧,罐

6、頭食品的保鮮，改善食品的品質(zhì) 用于水果、蔬菜、鮮果汁、果醬使殘氧降低到1ppm以下，起到保存還原型維生素C、護色、保鮮、防褐變的作用，延長保質(zhì)期。,在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用 在果汁加工生產(chǎn)過程中,其中的-抗壞血酸(-)極易遭受氧化破壞,尤其在熱加工過程中的損失很大。 研究表明:葡萄糖氧化酶的添加能把溶解氧迅速降低到10-6以下,顯著的保護柑桔果汁中的-。如果再添加過氧化氫酶,則保護作用更顯著。,3.防止蝦肉變色酶法保鮮,酶法保鮮的原理是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，從而保持食品原有的優(yōu)良品性。 葡萄糖氧化酶用在魚類冷藏制品的保鮮：一方面是利用其氧化葡萄糖產(chǎn)生葡萄糖酸，使魚制品

7、表面pH降低，抑制了細菌的生長；另一方面是除去了氧，降低了脂肪氧合酶、多酚酶的活力。 利用葡萄糖氧化酶可防止蝦仁變色。 防止海產(chǎn)品的變色、腐敗、抑制微生物生長,4.除去啤酒中的氧,氧對啤酒品質(zhì)有很大的的影響,主要表現(xiàn)在啤酒渾濁,風味老化,口味劣變,色澤變深等等。在啤酒加工過程中加入適量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧和瓶頸氧,阻止啤酒的氧化變質(zhì)。防止老化味產(chǎn)生，保持啤酒原有風味。 它可以使氧與啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸內(nèi)酯而消耗溶解氧。葡萄糖酸內(nèi)酯較穩(wěn)定,沒有酸味,無毒副作用,對啤酒質(zhì)量沒有什么影響,而且不具有氧化能力。 葡萄糖氧化酶又具有酶的專一性,不會對啤酒中的其他物質(zhì)產(chǎn)生作用。因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化,保持啤酒風味,延長保質(zhì)期有顯著的效果。,5.穩(wěn)定食品乳狀液的質(zhì)量,用于蛋黃醬生產(chǎn)中，減少蛋黃醬中的溶解氧，延長貨架壽命 酶催化反應(yīng)中生成的葡萄糖酸對蛋黃醬的風味沒