食品酶学-葡萄糖氧化酶

1、O2 （非酶水解）（非酶水解） H2O G：-D-葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸内酯 、葡萄糖氧化酶的性质、葡萄糖氧化酶的性质 n1.特异性特异性：对：对-D-吡喃葡萄糖表现出很强吡喃葡萄糖表现出很强 烈的特异性。烈的特异性。 n2.pH2.pH对酶活力的影响对酶活力的影响 n葡萄糖氧化酶的活力葡萄糖氧化酶的活力-pH-pH曲线在曲线在pH4.5-pH7 pH4.5-pH7 之间之间 有一段平坦部分，而在两侧都急剧地下降。有一段平坦部分，而在两侧都急剧地下降。 n曲线在高曲线在高pHpH一侧下降是由于酶的不稳定性；一侧下降是由于酶的不稳定性； n在低在低pHpH一侧下降是由于一侧下降是由于pHp

2、H对酶的反应速度的真实对酶的反应速度的真实 影响影响 n底物起稳定酶活性作用底物起稳定酶活性作用 n3.3.温度对酶活力的影响温度对酶活力的影响 n葡萄糖氧化酶反应体系含有气体反应物氧，葡萄糖氧化酶反应体系含有气体反应物氧， 因此，反应温度的改变意味着氧在反应体因此，反应温度的改变意味着氧在反应体 系中浓度的改变。系中浓度的改变。 n当温度升高时，反应体系氧的溶解度下降，当温度升高时，反应体系氧的溶解度下降， 这就抵消了温度升高对酶反应速度的影响。这就抵消了温度升高对酶反应速度的影响。 n在较宽的温度范围内在较宽的温度范围内(30-60)(30-60)，温度对葡，温度对葡 萄糖氧化酶活力的影响

3、是不显著的萄糖氧化酶活力的影响是不显著的 n4.4.抑制剂抑制剂 n铜离子和其他铜离子和其他-SH-SH螯合剂能抑制霉菌葡萄糖螯合剂能抑制霉菌葡萄糖 氧化酶氧化酶 n阿拉伯糖是酶的竞争性抑制剂阿拉伯糖是酶的竞争性抑制剂 n氰化物和一氧化碳对酶没有抑制作用氰化物和一氧化碳对酶没有抑制作用 n5.5.葡萄糖氧化酶的分子组成和作用机制葡萄糖氧化酶的分子组成和作用机制 n分子量为分子量为160 000160 000，每个酶分子中含有两个，每个酶分子中含有两个 FADFAD。用。用- -巯基乙醇裂开酶分子中的二硫巯基乙醇裂开酶分子中的二硫 键，产生两个分子量为键，产生两个分子量为80 00080 000

4、的亚基。的亚基。 n黑曲霉葡萄糖氧化酶属于糖蛋白类黑曲霉葡萄糖氧化酶属于糖蛋白类 n葡萄糖氧化酶催化的葡萄糖氧化酶催化的反应速度反应速度同时取决于同时取决于 O O2 2和葡萄糖的浓度，反应遵循和葡萄糖的浓度，反应遵循Ping Pong Ping Pong Bi BiBi Bi机制机制 葡萄糖氧化酶催化反应的葡萄糖氧化酶催化反应的乒乓机制乒乓机制： n图中图中 G：-D-葡萄糖，葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸内酯葡萄糖酸内酯 O2 （非酶水解）（非酶水解） H2O FAD E FAD ELFADHGFAD EE 2 2 FADH E 2222 OHFADOFADH EE G GL LO O2 2

5、H H2 2O O2 2 （氧化态）（氧化态）（氧化态）（氧化态） （还原态）（还原态） FAD E 二、葡萄糖氧化酶活力测定二、葡萄糖氧化酶活力测定 n测定葡萄糖氧化酶催化的反应中测定葡萄糖氧化酶催化的反应中氧消耗量氧消耗量 量压法外量压法外 氧电极法氧电极法 n根据反应中根据反应中葡萄糖消耗葡萄糖消耗的速度的速度 n葡萄糖酸和葡萄糖酸和H H2 2O O2 2生成生成速度速度 偶联酶法偶联酶法 n葡萄糖氧化酶的活力测定葡萄糖氧化酶的活力测定偶联酶法偶联酶法 n（1 1） 原理原理：在有氧存在的情况下，葡萄糖氧化：在有氧存在的情况下，葡萄糖氧化 酶催化葡萄糖的氧化反应生成葡萄糖酸和过氧化酶催

6、化葡萄糖的氧化反应生成葡萄糖酸和过氧化 氢，而加过氧化物酶后分解过氧化氢，分解出的氢，而加过氧化物酶后分解过氧化氢，分解出的 氧又将邻氧又将邻- -联二茴香胺氧化变成棕色物质，这一联二茴香胺氧化变成棕色物质，这一 反应使溶液吸光度增大（反应使溶液吸光度增大（436nm436nm），与葡萄糖氧），与葡萄糖氧 化酶活性成线性关系化酶活性成线性关系: : n（2 2） 定义定义：1 1个葡萄糖氧化酶单位个葡萄糖氧化酶单位“U U”相当于相当于 3030条件下每条件下每minmin催化氧化催化氧化1 1g g分子的葡萄糖或分子的葡萄糖或 葡萄糖酸的酶定义为葡萄糖酸的酶定义为1 1个葡萄糖酶的活力单位。

7、个葡萄糖酶的活力单位。 酶活测定原理：酶活测定原理： 酶活力定义：酶活力定义：在在2525，PH7.0PH7.0的条件下，每分钟的条件下，每分钟 氧化氧化1 1毫摩尔葡萄糖所需的酶量为一个活力单位毫摩尔葡萄糖所需的酶量为一个活力单位 三、葡萄糖氧化酶在三、葡萄糖氧化酶在 食品加工中的应用食品加工中的应用 n葡萄糖氧化酶在食品加工中的应用是多种多样的，葡萄糖氧化酶在食品加工中的应用是多种多样的， 根据其作用有四个方面根据其作用有四个方面 形成过氧化氢形成过氧化氢 形成葡萄糖酸形成葡萄糖酸 除去葡萄糖除去葡萄糖 除去氧除去氧 n葡萄糖氧化酶是经微生物发酵和最先进的提纯技术葡萄糖氧化酶是经微生物发酵

8、和最先进的提纯技术 纯化而得到的绿色生物食品保鲜剂，无毒无副作用。纯化而得到的绿色生物食品保鲜剂，无毒无副作用。 能够能够除去食品中溶解氧，起到保鲜、护色、防褐变、除去食品中溶解氧，起到保鲜、护色、防褐变、 保护维生素保护维生素C C、延长食品保质期的作用、延长食品保质期的作用。 1.除去除去蛋蛋中的葡萄糖中的葡萄糖 可用于蛋白中脱除葡萄糖，防止蛋白质制品在可用于蛋白中脱除葡萄糖，防止蛋白质制品在 贮存中变色、变质，因此可用于蛋糕、蛋卷中贮存中变色、变质，因此可用于蛋糕、蛋卷中 用于蛋品脱糖，可防止蛋白质和蛋白粉褐变及用于蛋品脱糖，可防止蛋白质和蛋白粉褐变及 风味改变风味改变 n有效降低有效降

9、低土豆土豆产品的葡萄糖含量，减少其非酶产品的葡萄糖含量，减少其非酶 褐变褐变 n无糖食品无糖食品生产中，可以利用葡萄糖氧化酶除去生产中，可以利用葡萄糖氧化酶除去 原料中的葡萄糖原料中的葡萄糖 2.防止食品氧化防止食品氧化 n葡萄糖经过葡萄糖氧化酶的氧化后转化成葡萄糖经过葡萄糖氧化酶的氧化后转化成 葡萄糖酸，两分子葡萄糖经氧化后可以除葡萄糖酸，两分子葡萄糖经氧化后可以除 去一分子氧。去一分子氧。 n从柑橘汁、罐装饮料和蛋黄酱中从柑橘汁、罐装饮料和蛋黄酱中除去氧除去氧是是 非常必要的，这样可以保持产品中的香精非常必要的，这样可以保持产品中的香精 和色素成分在厌氧条件下的稳定性。和色素成分在厌氧条件

10、下的稳定性。 食品除氧食品除氧 n罐头食品罐头食品的保鲜，改善食品的品质的保鲜，改善食品的品质 n用于水果、蔬菜、鲜果汁、果酱使残氧降用于水果、蔬菜、鲜果汁、果酱使残氧降 低到低到1ppm1ppm以下，起到保存还原型维生素以下，起到保存还原型维生素C C、 护色、保鲜、防褐变的作用，延长保质期。护色、保鲜、防褐变的作用，延长保质期。 n在果汁生产中的应用在果汁生产中的应用 n在果汁加工生产过程中在果汁加工生产过程中, ,其中的其中的- -抗坏血抗坏血 酸酸( (- -) )极易遭受氧化破坏极易遭受氧化破坏, ,尤其在尤其在 热加工过程中的损失很大。热加工过程中的损失很大。 n研究表明研究表明:

11、 :葡萄糖氧化酶的添加能把溶解氧葡萄糖氧化酶的添加能把溶解氧 迅速降低到迅速降低到1010-6 -6以下 以下, ,显著的保护柑桔果汁显著的保护柑桔果汁 中的中的- -。如果再添加过氧化氢酶。如果再添加过氧化氢酶, , 则保护作用更显著。则保护作用更显著。 3.防止虾肉变色防止虾肉变色酶法保鲜酶法保鲜 n酶法保鲜的原理是利用酶法保鲜的原理是利用酶的催化作用酶的催化作用，防止或消，防止或消 除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原 有的优良品性。有的优良品性。 n葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶用在鱼类冷藏制品的保鲜：一方面用在鱼类冷藏制品的保鲜：一方面 是利

12、用其氧化葡萄糖产生是利用其氧化葡萄糖产生葡萄糖酸葡萄糖酸，使鱼制品表，使鱼制品表 面面pHpH降低，抑制了细菌的生长；另一方面是除去降低，抑制了细菌的生长；另一方面是除去 了氧，了氧，降低了脂肪氧合酶、多酚酶的活力降低了脂肪氧合酶、多酚酶的活力。 n利用利用葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶可防止虾仁变色。可防止虾仁变色。 n防止海产品的变色、腐败、抑制微生物生长防止海产品的变色、腐败、抑制微生物生长 4.除去啤酒中的氧除去啤酒中的氧 n氧对啤酒品质有很大的的影响氧对啤酒品质有很大的的影响, ,主要表现在啤酒浑浊主要表现在啤酒浑浊, , 风味老化风味老化, ,口味劣变口味劣变, ,色泽变深等等。在色泽变

13、深等等。在啤酒加工过程啤酒加工过程 中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧溶解氧 和和瓶颈氧瓶颈氧, ,阻止啤酒的氧化变质。防止老化味产生，保阻止啤酒的氧化变质。防止老化味产生，保 持啤酒原有风味。持啤酒原有风味。 n它可以使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消它可以使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消 耗溶解氧。葡萄糖酸内酯较稳定耗溶解氧。葡萄糖酸内酯较稳定, ,没有酸味没有酸味, ,无毒副作无毒副作 用用, ,对啤酒质量没有什么影响对啤酒质量没有什么影响, ,而且不具有氧化能力。而且不具有氧化能力。 n葡萄糖氧化酶又具有酶的专一性葡萄糖

14、氧化酶又具有酶的专一性, ,不会对啤酒中的其他不会对啤酒中的其他 物质产生作用。因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化物质产生作用。因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化, ,保保 持啤酒风味持啤酒风味, ,延长保质期有显著的效果。延长保质期有显著的效果。 5.稳定食品乳状液的质量稳定食品乳状液的质量 n用于蛋黄酱生产中，减少蛋黄酱中的溶解用于蛋黄酱生产中，减少蛋黄酱中的溶解 氧，延长货架寿命氧，延长货架寿命 n酶催化反应中生成的葡萄糖酸对蛋黄酱的酶催化反应中生成的葡萄糖酸对蛋黄酱的 风味没有不良影响风味没有不良影响 6.葡萄糖氧化酶在葡萄糖氧化酶在 葡萄酒中的应用葡萄酒中的应用白葡萄酒的护色白葡萄酒的护色

15、n氧对白葡萄酒氧对白葡萄酒褐变褐变有重要的影响有重要的影响 n用于白葡萄酒，可以防止白葡萄酒用于白葡萄酒，可以防止白葡萄酒 褐变，增加香气成分褐变，增加香气成分 思考题思考题 n葡萄糖氧化酶的作用机制是什么？葡萄糖氧化酶的作用机制是什么？ O2 （非酶水解）（非酶水解） H2O G：-D-葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸内酯 葡萄糖氧化酶催化反应的葡萄糖氧化酶催化反应的乒乓机制乒乓机制： n图中图中 G：-D-葡萄糖，葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸内酯葡萄糖酸内酯 O2 （非酶水解）（非酶水解） H2O FAD E FAD ELFADHGFAD EE 2 2 FADH E 2222 OHFADOFA

16、DH EE G GL LO O2 2H H2 2O O2 2 （氧化态）（氧化态）（氧化态）（氧化态） （还原态）（还原态） FAD E 2.防止食品氧化防止食品氧化 n葡萄糖经过葡萄糖氧化酶的氧化后转化成葡萄糖经过葡萄糖氧化酶的氧化后转化成 葡萄糖酸，两分子葡萄糖经氧化后可以除葡萄糖酸，两分子葡萄糖经氧化后可以除 去一分子氧。去一分子氧。 n从柑橘汁、罐装饮料和蛋黄酱中从柑橘汁、罐装饮料和蛋黄酱中除去氧除去氧是是 非常必要的，这样可以保持产品中的香精非常必要的，这样可以保持产品中的香精 和色素成分在厌氧条件下的稳定性。和色素成分在厌氧条件下的稳定性。 4.除去啤酒中的氧除去啤酒中的氧 n氧对

17、啤酒品质有很大的的影响氧对啤酒品质有很大的的影响, ,主要表现在啤酒浑浊主要表现在啤酒浑浊, , 风味老化风味老化, ,口味劣变口味劣变, ,色泽变深等等。在色泽变深等等。在啤酒加工过程啤酒加工过程 中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧溶解氧 和和瓶颈氧瓶颈氧, ,阻止啤酒的氧化变质。防止老化味产生，保阻止啤酒的氧化变质。防止老化味产生，保 持啤酒原有风味。持啤酒原有风味。 n它可以使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消它可以使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消 耗溶解氧。葡萄糖酸内酯较稳定耗溶解氧。葡萄糖酸内酯较稳定, ,没有酸味没有酸味, ,无毒副作无毒副作 用用, ,对啤酒质量没有什么影响对啤酒质量没有什么影响, ,而且不具有氧化能力。而且不具有氧化能力。 n葡萄糖氧化酶又具有酶的专一性葡萄糖氧化酶又具有酶的专一性, ,不会对啤酒中