《食品酶学》复习总结

1、食品酶学复习总结1、酶的特性及其对食品科学的重要性。 酶的特性：酶的催化效率高；具有高度的专一性。对食品科学的重要性主要体现在：1）内源酶对食品质量包括：颜色、质地、风味、营养质量的影响2）外源酶制剂在食品工业中的应用，可以高效地提高食品品质和产量3）酶在食品分析中的应用，可以快速、专一、高灵敏度和高精确度检测进行分析2、酶、胞外酶、胞内酶、同工酶、酶活力单位、比活力、酶原概念。 酶是一类具有专一性生物催化功能的生物大分子。根据酶分子化学组成可分为蛋白类酶和核酸类酶。酶在生活细胞中产生，但有些酶被分泌到细胞外发挥作用。如人和动物消化管中以及某些细菌所分泌的水解淀粉，脂肪 和蛋白质的酶，这类酶称

2、 胞外酶 。其他大部分酶在细胞内起催化作用，称为 胞内酶 。同工酶 是指在生物体内或组织中催化相同反应而具有不同分子形式（包括不同的氨基酸序列、空间结构等）的酶 . 酶活力单位： 酶活力高低用酶活力单位表示，国际酶学委员会规定：在特定条件下（最适pH，25，最适底物浓度，最适缓冲液离子强度） ，1min 内能转化 1umol 底物或催化 1umol 产物形成所需要的酶量为一个国际单位（ IU）。 比活力： 每毫克酶蛋白所具有的酶活力单位数。酶原： 某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性，这些没有活性的酶的前体称为酶原。3、酶的发酵生产对培养基的要求？ 培养基的营养成分是微生物发酵产酶的原料，主要

3、是（1）碳源 : 尽量选用具有诱导作用的碳源，不用或少用有分解代谢物阻遏作用的碳源。（2）氮源 : 动物细胞要求有机氮，植物细胞主要要求无机氮。多数情况下将有机氮源和无机氮源配合使用才能取得较好 的效果 .（3）无机盐 :需要有磷酸盐及硫、钾、钠、钙、镁等元素存在（4）生长因子 : 包括某些氨基酸、维生素、嘌呤或嘧啶（5）产酶促进剂 : 显着提高酶的产率。酶的发酵生产根据细胞培养方式不同对培养基的要求不同，例如：发酵温度、pH、溶氧量等的要求以及培养基固液态，应根据实际生产要求设计不同的培养基。4、分离纯化酶有哪些常用方法，根据什么？举一例说明（ 1）沉淀分离 ：通过改变某些条件或添加某种物质

4、，使酶的溶解度降低，而从溶液中沉淀析出，与其它溶质分离的技 术过程。（ 2）离心分离 ：借助于离心机旋转所产生的离心力，使不同大小、不同密度的物质分离的技术过程。（ 3）过滤和膜分离 ：借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术过程。（ 4）层析技术，亦称色谱技术 ：利用混合物中各组分的物理化学性质的差别，使各组分以不同程度分布在两个相中， 从而达到分离。（ 5）电泳分离： 利用酶所带电荷不同，带电粒子在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动从而达到分离。（ 6）萃取分离 ：利用物质在两相中的溶解度不同而使其分离的技术。举例略5、分析酶反应速度随反应时间延长而降低的原因？ 引起酶促反

5、应速度随反应时间延长而降低的原因很多，如底物浓度的降低、产物浓度增加从而加速了逆反应的进行、产 物对酶的抑制或激活作用以及随着反应时间的延长引起酶本身部分分子失活等等。6、酶的动力学研究包括哪些内容？以L-B 图式表示竞争性抑制、非竞争性抑制及反竞争性抑制的区别。酶的动力学研究 酶促反应速度以及诸多因素（底物浓度、抑制剂、温度、 pH 和激活剂等） 对反应速度的影响，从而找到最有利的反应条 件从而提高酶催化反应的效率以及了解酶在代 谢过程中的作用和某些活性物质的作用机制。竞争性抑制： Vmax 不变， Km 变大， 非竞争性抑制： Km 值不变， Vmax 变小 反竞争性抑制 : Km及 Vm

6、ax 都变小7、简述可逆抑制和不可逆抑制的区别？可逆抑制： 抑制剂与酶以 非共价键 的形式结合而引起酶活力降低或丧失，但是能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而 使酶复活，抑制作用是可逆的。不可逆抑制： 抑制剂与酶的必需基团以 共价键 的形式结合而引起酶活力降低或丧失，因此不能用透析、超滤等物理方法 去除抑制剂而使酶复活，抑制作用是不可逆的，此时被抑制的酶分子受到不同程度的化学修饰。8、固定化酶的优点？酶被固定化后的理化性质的变化？固定化酶的优点：（1）同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用；可以实现连续化和自动化。（2）固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时也省去了热处理使酶失活

7、的步骤；（3）稳定性显着提高；（4）可长期使用，并可预测衰变的速度；（5）提供了研究酶动力学的良好模型。酶被固定化后的理化性质的变化主要有以下几方面：（1）酶在水溶液中以自由的游离状态存在，但是固定后酶分子便从游离的状态变为牢固地结合于载体的状态；（2）固定化酶的活力在多数情况下比天然酶的活力低，也有比天然酶活力高的；（3）固定化酶的稳定性（热稳定性、操作稳定性、酸碱稳定性等）一般都比游离酶提高得多；（4）产物为酸性时固定化酶的最适 pH 比游离酶的最适 pH 高一些；反之，产物为碱性时，固定化酶的最适 pH 比游离 酶的 pH 为低。（5）固定化酶的底物特异性与底物分子量的大小有一定关系，大

8、分子底物由于载体引起的空间位阻作用，难以与酶分 子接近而无法进行催化反应；（6）固定化酶的最适反应温度多数较游离酶高，但也有不变甚至降低的；（7）固定化酶蛋白分子的高级结构的变化以及载体电荷的影响可导致底物和酶的亲合力的变化。9、蛋白酶分类？蛋白酶水解生产水解蛋白产生苦味的来源？蛋白酶分类：（ 1）根据来源分：植物：菠萝、木瓜、无花果；动物：胃、胰蛋白酶、凝乳酶（胃）；微生物： 1398 枯草杆菌、 3942栖土曲霉蛋白酶、放线菌蛋白酶（2）根据最适作用条件：中性蛋白酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶（3）根据对底物作用方式：内肽酶；外肽酶：羧肽酶、氨肽酶（4）根据酶活性部位：丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶

9、、金属蛋白酶、酸性蛋白酶 蛋白酶水解生产水解蛋白产生苦味的来源： 蛋白质中的疏水性氨基酸是导致蛋白质经水解后产生苦肽的重要原因，平均疏水性大于 5.85kJ/mol 时容易产生苦味，且 非特异性蛋白酶较特异性蛋白酶更容易水解除苦味。当蛋白质处于天然状态时，这些氨基酸埋藏在蛋白质结构的内部， 因而对蛋白质的味道不会产生明显的影响。在利用蛋白酶水解过程中，小肽的数量将增加，从而暴露了这些疏水性氨基 酸，当它们同味蕾相作用时就产生了苦味。10、溶菌酶抗菌机理？溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖，其水解位点是N-乙酰胞壁酸 （NAM）的 l 位碳原子和 N-乙酰葡萄糖胺 （NAG）的 4位碳原子间的

10、 -l，4 糖苷键，结果使细菌细胞壁变得松弛，失去对细胞的保护作用，最后细胞溶解死亡。G+细菌细胞壁几乎全部由肽聚糖组成，而 G-细菌只有内壁层为肽聚糖，因此，溶菌酶只能破坏G+细菌的细胞壁，而对 G-细菌作用不大。11、 比较 -淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、 -淀粉酶、异淀粉酶的作用位点（即水解键）及其产物；名称作用位点水解产物-淀粉酶 或液化酶不规则的分解淀粉、 糖原类 -1.4 糖苷键以直链淀粉为底物，产生葡萄糖和麦芽糖。 以支链淀粉为底物时，产生葡萄糖、麦芽糖和一系列-限制糊精葡萄糖淀粉酶（糖化酶）从非还原性末端以葡萄糖为单位顺 次分解淀粉糖原类的 -1.4 糖苷键， 对 -1.3 、 -1

11、.6 也有效以直链淀粉为底物时，产物葡萄糖 以支链淀粉为底物时，不完全，有葡萄糖，可能还有-限制糊精，-淀粉酶从非还原性末端以麦芽 糖为单位 , 分解淀粉糖 原类的 -1.4 糖苷键以直链淀粉为底物时， 麦芽糖外，还有麦芽三糖和葡萄糖 （奇 数糖基）。以支链淀粉为底物时，麦芽糖、 -限制糊精异淀粉酶分解支链淀粉、 糖原中 -1.6 糖苷键直链淀粉以支链淀粉为原料，制造果葡糖浆，需要哪些酶参加催化反应？ 异淀粉酶， -淀粉酶，葡萄糖淀粉酶（糖化酶） 、葡萄糖异构酶12、 果胶酶属于哪类酶？其作用位点及其产物，在食品工业中如何合理和有效使用果胶酶？ 果胶酶属于水解酶类。包括：聚半乳糖醛酸酶、聚甲基

12、半乳糖醛酸裂解酶、聚半乳糖醛酸裂解酶、果胶酯酶名称作用位点水解产物聚半乳糖醛酸酶PG半乳糖醛酸中 -1,4 糖苷键（1）分子内部无规则的切断 -1，4 糖苷键， 生成相对分子 质量较小的寡聚半乳糖醛酸（2）从分子末端逐个切断 -1，4 糖苷键， 生成半乳糖醛酸聚甲基半乳糖醛酸裂 解酶（ PMGL） （果胶裂解酶）果胶中分子中 -1,4 糖苷键（1）随即切断 -1，4 糖苷键， 生成相对分子质量较小的聚 甲基半乳糖醛酸（2）从分子末端逐个切断 -1，4 糖苷键， 生成具有不饱和 键的甲基半乳糖醛酸聚半乳糖醛酸裂解酶（果胶酸裂解酶） PGL贴近游离羧基的 -1,4 糖苷键半乳糖醛酸二聚体果胶酯酶

13、（PE）甲酯中酯键果胶酸和甲醇食品工业中应用： （ 1）存在于水果或蔬菜中的果胶酶能降解果胶物质，因此在加工需要果胶的食品时应采用高温的方法 使果胶酶失活；（2）果胶酶常用于果汁的萃取和澄清，根据需要以及果胶性质采取不同的果胶酶对果胶进行降解，达到澄清的目的。13、简述酶法低乳糖牛乳的生产工艺？生鲜牛乳 检验牛乳中乳糖含量85保持 15 秒 冷却 加乳糖酶 搅拌保持一定时间 取样，检验水解后牛乳中乳糖含量 均质 高温灭菌 包装 保温 出厂14、超氧化物岐化酶（ SOD）的特性及作用原理。特性： （1）超氧化物歧化酶是一种金属蛋白，它对热表现出异常的稳定性；（2）SOD能清除超氧阴离子，所以 S

14、OD具有抗辐射作用；（3）超氧化物歧化酶是专一清除氧自由基的清除剂。SOD能清除 O2，延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象。作用机理： 超氧化物歧化酶的作用机制：催化超氧阴离子的歧化反应。O2+ O2 +2H SODO2+H2O215、过氧化物酶作用机理及其在食品工业中的应用？经热烫的罐装或冷冻蔬菜在保藏期间产生不良风味的原因？如何检测？过氧化物酶作用机理： 过氧化物酶（供体：过氧化氢 氧化还原酶）催化过氧化氢分解时，同时有氢供体参加。H2O2+ AH2 POD2H2O+A食品工业中的应用：（1）过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指标：如苹果气调贮藏中，过氧化物酶出现两个峰值，一个在呼吸转折（成熟）

15、，一个在衰老开始。（2）过氧化物酶的活力与果蔬产品，特别是非酸性蔬菜在保藏期间形成的不良风味有关。（3）过氧化氢酶属于最耐热的酶类，在果蔬加工中常被当作热处理是否充分的指标。 经热烫的罐装或冷冻蔬菜在保藏期间产生不良风味的原因： 蔬菜在保藏期间，在热失活中过氧化物酶分子展开和展开的 酶分子进一步堆积，血红素基暴露，增加了血红素蛋白非酶催化脂肪氧化的能力，导致不良风味的产生即非脂肪氧合酶 作用（热烫钝化） 。检测： 根据温和热处理和灭菌前后酶活力的变化，指示品质的变化和热处理是否充分。16、多酚氧化酶作用的底物有哪些？如何合理利用和有效控制酶促褐变？作用底物： 儿茶素 3,4二羟基肉桂酸酯 3,

16、4二羟基苯丙氨酸 酪氨酸酶促褐变的控制： （ 1）隔绝氧气； （2）控制温度；（3）控制 PH；（ 4）加入抑制剂（抗坏血酸、柠檬酸、 EDTA、果胶、 氰化物）。17、葡萄糖氧化酶对底物氧化形式在食品加工中应用？（1）改变转化糖中葡萄糖和果糖的比例；（2）降低玉米糖浆中葡萄糖的含量；（3）加入到面粉中起催熟作用；（4）加入到牛乳中起凝结作用；（5）稳定柑桔饮料及浓缩汁的质量；（6）保护肉制品及干酪的颜色等。18、脂肪氧合酶作用条件及对食品质量的影响。作用条件 :（ 1）作用的底物具有特异性的要求，含有顺，顺1，4戊二烯的直链脂肪酸、脂肪酸酯和醇都有可能作为脂肪氧合酶的底物；最普通的底物是必需

17、脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸；（2）脂肪氧合酶的最适 pH 一般在 7.0 8.0。对食品质量的影响：（1）对焙烤食品：添加适量的脂肪酸氧合酶及大豆粉可使面粉中存在的少量不饱和脂肪酸氧化分解，生成具有芳香风 味的羰基化合物，从而能改进面粉的颜色和焙烤质量（漂白面粉、强化面筋蛋白、改进面包的体积和软度） ；（2）对于食品颜色、风味和营养：在一些水果和蔬菜中，挥发性化合物构成了人们期望的风味成分，然而在冷冻蔬菜 和肉类酸败及高蛋白质食品以及谷类保藏过程中，它们却产生了不良的风味；它作用的产物对维生素A及维生素 A 原的破坏，减少了食品中必需不饱和脂肪酸的含量；酶作用的产物同蛋白质的必需氨基酸

18、作用，降低了蛋白质的营养价值及 功能性质。19、举例说明酶在淀粉类食品生产中的应用（1）酶在制糖工业中的应用： 葡萄糖的生产绝大多数是采用 -淀粉酶将淀粉液化成糊精， 再利用糖化酶生成葡萄糖； 果葡糖浆是用葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖，而得到含有葡萄糖和果糖的混合糖浆；以玉米淀粉为 原料，在糊化时加人耐热 -淀粉酶，采用脱支反应等手段改变淀粉原有的分子结构并重新晶，可以提高产品中 抗性淀粉的含量等。（2）酶在焙烤食品中的应用：淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、脂酶的使用可以增大面包体积，改善面 包表皮色泽，改良面粉质量，延缓陈变，提高柔软度，延长保存期限。例如：制作面包时，当面质

19、很硬需要面 团具有特别的柔韧性和延伸性时，加入蛋白酶能改善面团物理性质和面包质量，使面团易于延伸以较快速度成 熟。（3）酶在面条加工中的应用：氧化酶、脂肪酶、木聚糖酶、诺帕酶、面用改良剂，例如：作为面用改良剂的酶制剂 以转谷氨酰胺酶为主要成分，能改善面类的口感，能够对形成的质地构造产生直接的影响，通过强化网络结构 来增强其粘弹性，赋予面条良好的韧性，并且可以使其韧性保持较长的时间，抑制面条煮沱或糊烂。20、举例说明酶在果蔬类食品生产中的应用（1）提取果蔬汁：常利用果胶酶和纤维素酶，浆榨汁前添加一定量果胶酶可以有效地分解果肉组织中的果胶物质， 使果汁粘度降低，容易榨汁、过滤，从而提高出汁率，纤维

20、素酶可以使果蔬中大分子纤维素降解成分子量较小 的纤维二糖和葡萄糖分子， 破坏植物细胞壁， 使细胞内容物充分释放， 提高出汁率， 并提高可溶性固形物含量。（2）酶在果蔬加工上的新用途：增香、除异味；提取果胶；真空或加压渗酶法处理完整果蔬；去除酚类化物；提取 蔬菜汁。例如：添加柚皮苷酶可使柚皮苷水解成野黑樱素和鼠李糖，加入柠檬苷素脱氢酶可把柠檬苦素氧化成 柠檬苦素环内酯，从而达到脱苦降苦的目的。（3）控制酶的基因表达进行果蔬保鲜：在果实中乙烯生物合成的关键酶主要是乙烯在直接前体1-氨基环丙烷 -1-羧酸合成酶 （ACC合成酶 ）和 ACC氧化酶；利用反义 RNA 技术抑制酶活力即可延缓果蔬成熟和软

21、化。21、举例说明酶在食品分析中的应用（1）利用酶去除样品中的杂质。如测定果糖、多糖等。（2）催化待测物生成新的产物，而这种产物更容易被定量分析。如：淀粉的测定。（3）测定食品中酶的活性作为食品的指标，如过氧化物酶的测定。（4）利用酶催化反应所产生的一些信息。如酶联免疫法、酶电极法等。22、酶联免疫测定法及 PCR技术原理酶联免疫测定（ enzyme-linked immunosorbent assay ， ELISA）基本原理： 利用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接 （或建立关联） ，通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定。完整的 ELISA试剂盒包含以下各组分：（1）包被抗原或抗体的固

22、相载体（免疫吸附剂） ；（2）酶标记的抗原或抗体（标记物） ； 必需（3）酶作用的底物（显色剂） ；（4）阴性和阳性对照品（定性测定） ，参考标准品和控制血清（定量测定） ；（5）结合物及标本的稀释液；（6）洗涤液；（含吐温 20 磷酸盐缓冲液）（7）酶反应终止液。 （常用硫酸）酶联免疫基本类型：（1）夹心法；常用于测定抗原 , 将已知抗体吸附于固相载体 , 加入待检标本 （含相应抗原 ）与之结合。温育后洗涤，加入 酶标抗体和底物进行测定。 （乙肝表面抗原）（2）间接法；测定抗体最常用的方法，将已知抗原吸附于固相载体，加入待检标本（含相应抗体 ）与之结合。洗涤后，加入酶标抗球蛋白抗体 （酶标抗

23、抗体 ）和底物进行测定。（3）竞争法；用于抗原和半抗原的定量测定，也可用于测定抗体。以测定抗原为例, 将抗原吸附于固相载体；加入待测抗原和一定量特异性抗体，使固相抗原与待测抗原二者竞争与抗体结合；经过洗涤分离，最后结合于固相的抗体与待测 抗原含量呈负相关。ELISA技术在食品分析中的应用： （1）毒素检测；（ 2）农药残留检测； （3）细菌污染检测；（4）肉类品质检测；（5）动物性食品中药物残留检测； （6） 人畜共患疾病病原体检测； （7） 重金属污染检测； （8） 食 物中其它成分检测PCR（聚合酶链式反应 Polymerase Chain Reaction ）检测的原理： 以特定的基因片

24、段为模板，利用人工合成的一对寡聚核 苷酸为引物，以四种脱氧核苷酸为底物，在 DNA聚合酶的作用下，通过 DNA 模板的变性，达到基因扩增的目的。应用于转基因食品检测。23、酶与食品质量安全的关系（1）酶制剂作为食品添加剂进入食品的潜在危害： （带有毒素、催化毒素产生，导致食品中营养组分的损失） ；（2）酶作用的解毒反应：除食品中的抗营养因子、水解牛乳中的乳糖、降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量等；（3）酶作为现代食品质量与安全快速、灵敏分析的重要手段,如酶联免疫测定、 PCR、生物传感器、酶抑制率法等。24、详细叙述酶分离纯化的不同阶段。 酶的纯化过程，约可分为三个阶段：（1）粗蛋白质 （cr

25、ude protein）: 采样 均质打破细胞 抽出全蛋白，多使用 盐析沉淀法；可以粗略去除蛋白质以外 的物质。（2）部分纯化 （partially purified）: 初步的纯化，使用各种柱层析法。（3）均质酶 （homogeneous）: 目标酶的进一步精制纯化，可用制备式电泳 或 HPLC。25、叙述酶提取、分离纯化的一般技术路线（1）细胞破碎；（2）酶的提取：（3）酶分离纯化；（4）酶的浓缩、干燥与结晶；（5）酶的贮存。26、 简述酶分离纯化技术中各种层析技术的分离依据？层析方法分离依据吸附层析利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分离分配层析利用各组分在两相中的分配系数不同，而使各组分分离离子交换层析利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的凝胶层析以各种多孔凝胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离亲和层析利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，使生物分子分离纯化层析聚焦将酶等两性物质的等电点特性与离子交换层析的特性结合在一起，实现组