《食品酶学》复习总结

食品酶学复习总结

1、酶得特性及其对食品科学得重要性。

酶得特性:酶得催化效率高;具有高度得专一性。

对食品科学得重要性主要体现在:

1)内源酶对食品质量包括:颜色、质地、风味、营养质量得影响

2)外源酶制剂在食品工业中得应用,可以高效地提高食品品质与产量

3）酶在食品分析中得应用,可以快速、专一、高灵敏度与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。

酶就是一类具有专一性生物催化功能得生物大分子。根据酶分子化学组成可分为蛋白类酶与核酸类酶。

酶在生活细胞中产生,但有些酶被分泌到细胞外发挥作用。如人与动物消化管中以及某些细菌所分泌得水解淀粉,脂肪与蛋白质得酶,这类酶称胞外酶。其她大部分酶在细胞内起催化作用,称为胞内酶。

同工酶就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(包括不同得氨基酸序列、空间结构等)得酶、

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产物形成所需要得酶量为一个国际单位(IU)。

比活力:每毫克酶蛋白所具有得酶活力单位数。

酶原:某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性,这些没有活性得酶得前体称为酶原。

3、酶得发酵生产对培养基得要求？

培养基得营养成分就是微生物发酵产酶得原料,主要就是

(1)碳源: 尽量选用具有诱导作用得碳源,不用或少用有分解代谢物阻遏作用得碳源。

(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与无机氮源配合使用才能取得较好

得效果、

(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: 显著提高酶得产率。

酶得发酵生产根据细胞培养方式不同对培养基得要求不同,例如:发酵温度、pH、溶氧量等得要求以及培养基固液态,应根据实际生产要求设计不同得培养基。

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,使酶得溶解度降低,而从溶液中沉淀析出,与其它溶质分离得技术过程。

(2)离心分离:借助于离心机旋转所产生得离心力,使不同大小、不同密度得物质分离得技术过程。

(3)过滤与膜分离:借助于过滤介质将不同大小、不同形状得物质分离得技术过程。

(4)层析技术,亦称色谱技术:利用混合物中各组分得物理化学性质得差别,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得电极移动从而达到分离。

(6)萃取分离:利用物质在两相中得溶解度不同而使其分离得技术。

举例略

5、分析酶反应速度随反应时间延长而降低得原因？

引起酶促反应速度随反应时间延长而降低得原因很多,如底物浓度得降低、产物浓度增加从而加速了逆反应得进行、产物对酶得抑制或激活作用以及随着反应时间得延长引起酶本身部分分子失活等等。

6、酶得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得区别。

酶得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与激活剂等)

对反应速度得影响,从而找到最有利得反应条

件从而提高酶催化反应得效率以及了解酶在代

谢过程中得作用与某些活性物质得作用机制。

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Vmax都变小

7、简述可逆抑制与不可逆抑制得区别？

可逆抑制:抑制剂与酶以非共价键得形式结合而引起酶活力降低或丧失,但就是能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而

使酶复活,抑制作用就是可逆得。

不可逆抑制:抑制剂与酶得必需基团以共价键得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,抑制作用就是不可逆得,此时被抑制得酶分子受到不同程度得化学修饰。

8、固定化酶得优点？酶被固定化后得理化性质得变化？

固定化酶得优点:

(1)同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用;可以实现连续化与自动化。

(2)固定化后,与反应物分开,有利于控制生产过程,同时也省去了热处理使酶失活得步骤;

(3)稳定性显著提高;

(4)可长期使用,并可预测衰变得速度;

(5)提供了研究酶动力学得良好模型。

酶被固定化后得理化性质得变化主要有以下几方面:

(1)酶在水溶液中以自由得游离状态存在,但就是固定后酶分子便从游离得状态变为牢固地结合于载体得状态;

(2)固定化酶得活力在多数情况下比天然酶得活力低,也有比天然酶活力高得;

(3)固定化酶得稳定性(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得最适pH比游离酶得最适pH高一些;反之,产物为碱性时,固定化酶得最适pH比游离酶得pH 为低。

(5)固定化酶得底物特异性与底物分子量得大小有一定关系,大分子底物由于载体引起得空间位阻作用,难以与酶分子接近而无法进行催化反应;

(6)固定化酶得最适反应温度多数较游离酶高,但也有不变甚至降低得;

(7))固定化酶蛋白分子得高级结构得变化以及载体电荷得影响可导致底物与酶得亲合力得变化。

9、蛋白酶分类？蛋白酶水解生产水解蛋白产生苦味得来源？

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、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得来源:

蛋白质中得疏水性氨基酸就是导致蛋白质经水解后产生苦肽得重要原因,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得内部,因而对蛋白质得味道不会产生明显得影响。在利用蛋白酶水解过程中,小肽得数量将增加,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得肽聚糖,其水解位点就是N-乙酰胞壁酸(NAM)得l位碳原子与N-乙酰葡萄糖胺(NAG)得4位碳原子间得β-l,4糖苷键,结果使细菌细胞壁变得松弛,失去对细胞得保护作用,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+细菌得细胞壁,而对G-细菌作用不大。

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,α-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与有效使用果胶酶？

果胶酶属于水解酶类。

食品工业中应用:(1)存在于水果或蔬菜中得果胶酶能降解果胶物质,因此在加工需要果胶得食品时应采用高温得方法使果胶酶失活;

(2)果胶酶常用于果汁得萃取与澄清,根据需要以及果胶性质采取不同得果胶酶对果胶进行降解,达到澄清得目得。

13、简述酶法低乳糖牛乳得生产工艺？

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)得特性及作用原理。

特性:(1)超氧化物歧化酶就是一种金属蛋白,它对热表现出异常得稳定性;

(2)SOD能清除超氧阴离子,所以SOD具有抗辐射作用;

(3)超氧化物歧化酶就是专一清除氧自由基得清除剂。SOD能清除O2ˉ,延缓由于自由基侵害而出现得衰老现象。

作用机理:超氧化物歧化酶得作用机制:催化超氧阴离子得歧化反应。

O2ˉ+ O2ˉ+2H SOD O2+H2O2

15、过氧化物酶作用机理及其在食品工业中得应用？经热烫得罐装或冷冻蔬菜在保藏期间产生不良风味得原因？

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 2H2O+A

食品工业中得应用:

(1) 过氧化物酶就是果蔬成熟与衰老得指标: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),一个在衰老开始。

(2) 过氧化物酶得活力与果蔬产品,特别就是非酸性蔬菜在保藏期间形成得不良风味有关。

(3)过氧化氢酶属于最耐热得酶类,在果蔬加工中常被当作热处理就是否充分得指标。

经热烫得罐装或冷冻蔬菜在保藏期间产生不良风味得原因:蔬菜在保藏期间,在热失活中过氧化物酶分子展开与展开得酶分子进一步堆积,血红素基暴露,增加了血红素蛋白非酶催化脂肪氧化得能力,导致不良风味得产生即非脂肪氧合酶作用(热烫钝化)。

检测:根据温与热处理与灭菌前后酶活力得变化,指示品质得变化与热处理就是否充分。

16、多酚氧化酶作用得底物有哪些？如何合理利用与有效控制酶促褐变？

作用底物:①儿茶素②3,4－二羟基肉桂酸酯③3,4－二羟基苯丙氨酸

④酪氨酸

酶促褐变得控制:(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与果糖得比例;

(2)降低玉米糖浆中葡萄糖得含量;

(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得质量;

(6)保护肉制品及干酪得颜色等。

18、脂肪氧合酶作用条件及对食品质量得影响。

作用条件:

(1)作用得底物具有特异性得要求,含有顺,顺－1,4－戊二烯得直链脂肪酸、脂肪酸酯与醇都有可能作为脂肪氧合酶得底物;最普通得底物就是必需脂肪酸:亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸;

(2)脂肪氧合酶得最适pH一般在7、0～8、0。

对食品质量得影响:

(1)对焙烤食品:添加适量得脂肪酸氧合酶及大豆粉可使面粉中存在得少量不饱与脂肪酸氧化分解,生成具有芳香风味得羰基化合物,从而能改进面粉得颜色与焙烤质量(漂白面粉、强化面筋蛋白、改进面包得体积与软度);

(2)对于食品颜色、风味与营养:在一些水果与蔬菜中,挥发性化合物构成了人们期望得风味成分,然而在冷冻蔬菜与肉类酸败及高蛋白质食品以及谷类保藏过程中,它们却产生了不良得风味;它作用得产物对维生素A及维生素A原得破坏,减少了食品中必需不饱与脂肪酸得含量;酶作用得产物同蛋白质得必需氨基酸作用,降低了蛋白质得营养价值及功能性质。

19、举例说明酶在淀粉类食品生产中得应用

（1）酶在制糖工业中得应用:葡萄糖得生产绝大多数就是采用α-淀粉酶将淀粉液化成糊精,再利用糖化酶生成葡萄糖;果葡糖浆就是用葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖,而得到含有葡萄糖与果糖得混合糖浆;以玉米淀粉为原料,在糊化时加人耐热α-淀粉酶,采用脱支反应等手段改变淀粉原有得分子结构并重新晶,可以提高产品中抗性淀粉得含量等。

（2）酶在焙烤食品中得应用:淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、脂酶得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,当面质很硬需要面团具有特别得柔韧性与延伸性时,加入蛋白酶能改善面团物理性质与面包质量,使面团易于延伸以较快速度成熟。

（3）酶在面条加工中得应用:氧化酶、脂肪酶、木聚糖酶、诺帕酶、面用改良剂,例如:作为面用改良剂得酶制剂以转谷氨酰胺酶为主要成分,能改善面类得口感,能够对形成得质地构造产生直接得影响,通过强化网络结构来增强其粘弹性,赋予面条良好得韧性,并且可以使其韧性保持较长得时间,抑制面条煮沱或糊烂。

20、举例说明酶在果蔬类食品生产中得应用

（1）提取果蔬汁:常利用果胶酶与纤维素酶,浆榨汁前添加一定量果胶酶可以有效地分解果肉组织中得果胶物质,使果汁粘度降低,容易榨汁、过滤,从而提高出汁率,纤维素酶可以使果蔬中大分子纤维素降解成分子量较小得纤维二糖与葡萄糖分子,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）酶在果蔬加工上得新用途: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与鼠李糖,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,从而达到脱苦降苦得目得。

（3）控制酶得基因表达进行果蔬保鲜:在果实中乙烯生物合成得关键酶主要就是乙烯在直接前体—1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(ACC合成酶)与ACC氧化酶;利用反义RNA技术抑制酶活力即可延缓果蔬成熟与软化。

21、举例说明酶在食品分析中得应用

(1)利用酶去除样品中得杂质。如测定果糖、多糖等。

(2)催化待测物生成新得产物,而这种产物更容易被定量分析。如:淀粉得测定。

(3)测定食品中酶得活性作为食品得指标,如过氧化物酶得测定。

(4)利用酶催化反应所产生得一些信息。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:利用抗原与抗体得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。完整得ELISA试剂盒包含以下各组分:

(1)包被抗原或抗体得固相载体(免疫吸附剂);

(2)酶标记得抗原或抗体(标记物); 必需

(3)酶作用得底物(显色剂);

(4)阴性与阳性对照品(定性测定),参考标准品与控制血清(定量测定);

(5)结合物及标本得稀释液;

(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,加入酶标抗体与底物进行测定。(乙肝表面抗原)

(2)间接法;测定抗体最常用得方法,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(酶标抗抗体)与底物进行测定。

(3)竞争法;用于抗原与半抗原得定量测定,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;加入待测抗原与一定量特异性抗体,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,最后结合于固相得抗体与待测抗原含量呈负相关。

ELISA技术在食品分析中得应用:(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)检测得原理:以特定得基因片段为模板,利用人工合成得一对寡聚核苷酸为引物,以四种脱氧核苷酸为底物,在DNA聚合酶得作用下,通过DNA模板得变性,达到基因扩增得目得。应用于转基因食品检测。

23、酶与食品质量安全得关系

(1)酶制剂作为食品添加剂进入食品得潜在危害:(带有毒素、催化毒素产生,导致食品中营养组分得损失);

(2)酶作用得解毒反应:除食品中得抗营养因子、水解牛乳中得乳糖、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、灵敏分析得重要手段,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得不同阶段。

酶得纯化过程,约可分为三个阶段:

(1) 粗蛋白质 (crude 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得物质。

(2) 部分纯化 (partially purified): 初步得纯化,使用各种柱层析法。

(3) 均质酶 (homogeneous): 目标酶得进一步精制纯化,可用制备式电泳或 HPLC。

25、叙述酶提取、分离纯化得一般技术路线

(1)细胞破碎;

(2)酶得提取:

(3)酶分离纯化;

(4)酶得浓缩、干燥与结晶;

(5)酶得贮存。

26

27、在酶得分离纯化中采用何种方法保证酶分离纯化得最终达到高纯度、高活力回收与重复性好得目得？

28、酶制剂作为食品添加剂进入食品得潜在危害？

(1)酶与其她混入酶制剂得蛋白质,作为外源蛋白质在随同食品进入人体后,有可能引起过敏反应;

(2)来源于微生物得酶制剂也可能带有毒素;

(3)酶与底物反应催化有毒物质得产生;

(4)酶作用导致食品中营养组分得损失。

29、酶法如何降低淀粉类食品因高温加工产生丙烯酰胺含量？

天门冬酰胺酶

30、微生物来源得食品酶制剂得安全特性评价什么内容？

微生物来源得食品酶制剂得安全特性评价内容包括:

(1)菌种产毒素得可能性与潜在得致病性

(2)致过敏性与刺激性

(3)致癌性与诱导突变性

(4)影响生育与导致胎儿畸形

(5)酶反应得产物

(6)酶与其她食品成分之间得反应与酶对消费者得直接作用等。

一、概念:

1、specific activity:酶比活力

2、multienzyme system:多酶体系

3、chemical modification: 酶得化学修饰

4、isoenzyme:同工酶

5、exoenzyme:胞外酶

6、immobilized enzyme:固定化酶

7、active unit:酶活力单位

8、polymerase chain reaction: 聚合酶链式反应

二、专业单词:

snail(蜗牛), termites白蚁,low-methoxyl pectins低甲氧基果胶 ,galacturonic acids(半乳糖醛酸),“cloud”(絮状物),pectinesterase(果胶酯酶), polygalaturonases(聚半乳糖醛酸酶),pectate lyases(果胶裂解酶)

Cellulose纤维素 ,cellulase纤维素酶, carbohydrate 碳水化合物, inertness惰性 ,sawdust锯屑, glucose葡萄糖,tenderize 嫩化,elucidate阐明