12食品酶制剂.pptx

1、第十二章第十二章 食品酶制剂食品酶制剂n食品酶制剂概述n不同食品酶制剂的性质与应用n酶制剂使用安全性n教学要求了解酶制剂的概念、类别；理解主要酶制剂的作用原理；掌握主要酶制剂的使用要求。目前，国内外广泛使用酶的领域是食品工目前，国内外广泛使用酶的领域是食品工业。国内外大规模工业生产的业。国内外大规模工业生产的 淀粉酶、淀粉酶、淀粉酶、淀粉酶、异淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、葡萄糖异构酶、异淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、纤维素酶、天冬氨酸葡萄糖氧化酶、脂肪酶、纤维素酶、天冬氨酸酶、糖化酶、溶菌酶等大部分都在食品工业中酶、糖化酶、溶菌酶等大部分都在食品工业中应用。应用。酶在

2、食品工业方面主要用于酶在食品工业方面主要用于食品保鲜、淀食品保鲜、淀粉加工、蛋白制品加工、果蔬加工、食品粉加工、蛋白制品加工、果蔬加工、食品添加剂的生产以及改善食品的品质和风味添加剂的生产以及改善食品的品质和风味等。等。第一节第一节 食品酶制剂概述食品酶制剂概述一、酶制剂特点定义 酶：一类具有专一性生物催化能力的蛋白质，也可以说是一种生物催化剂。酶制剂：是指由动物或植物的可食或非可食部分直接提取，或由传统或通过基因修饰的微生物（包括但不限于细菌、放线菌、真菌菌种）发酵、提取制得，用于食品加工，具有特殊催化功能的生物制品。酶用的特点条件温和反应专一高效性能酶的活性是受调节控制的二、酶制剂类别二、

3、酶制剂类别根据来源分类动物组织：凝乳酶，胃蛋白酶凝乳酶，胃蛋白酶植物原料：木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶微生物材料：细菌蛋白酶，溶菌酶，果胶酶细菌蛋白酶，溶菌酶，果胶酶按催化反应类型分类氧化还原氧化还原oxidoreductases:AHoxidoreductases:AH2 2+BA+BH+BA+BH2 2转移酶转移酶transferases:A-R+BA+B-Rtransferases:A-R+BA+B-R水解酶水解酶hydrolases:A-B+Hhydrolases:A-B+H2 2OAOH+BHOAOH+BH裂解酶裂解酶lyases:A-BA+Blyases:A-BA+

4、B异构酶异构酶isomerases:ABisomerases:AB合成酶合成酶synthetase:A+BA-Bsynthetase:A+BA-B三、酶制剂在食品工业中的应用三、酶制剂在食品工业中的应用改进食品加工方法创立食品加工的新技术改善了食品加工条件提高食品的质量酶法有助于降低食品加工成本食品酶制剂与食品加工制造食品酶制剂与食品加工制造 9101112n食品酶制剂的通用质量指标酶活力重金属菌落总数有害菌数量抗菌性第二节第二节 不同食品酶制剂的性质与应用不同食品酶制剂的性质与应用 目前常用的食品酶制剂主要有：目前常用的食品酶制剂主要有：一、糖酶类一、糖酶类 二、蛋白酶类二、蛋白酶类 三、脂

5、肪酶三、脂肪酶类类 四、四、其他酶类其他酶类 一、糖酶类 1、淀粉酶 淀粉酶(amylase)是水解淀粉、糖元和它们的降解中间产物的酶类。作用特点：按酶的水解方式分为-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、环糊精葡萄糖基转移酶、切枝酶以及其他淀粉酶等。15（1）-淀粉酶(-amylase)n液化型淀粉酶，亦称细菌-淀粉酶、退浆淀粉酶、糊精化淀粉酶和高温淀粉酶等。n作用特点：A.可越过-1,6键 水解-1,4-糖苷键 B.液化作用液化作用：作用开始阶段，-淀粉酶迅速地将淀粉分子切断成短链的寡糖，使淀粉液的黏度迅速下降，碘反应由蓝变紫，再转变成红色、棕色以至无色，此作用称液化作用，故又称之为液化型淀粉酶

6、。16 n水解产物：麦芽糖、葡萄糖和糊精麦芽糖、葡萄糖和糊精n热稳定性：-淀粉酶：细菌谷物酶曲霉酶n最适pH值：一般为4.57.0n最适温度：一般为70，细菌-淀粉酶最适温度可达85n钙离子：可提高-淀粉酶的稳定性。17-淀粉酶淀粉酶(-amylase)不同来源不同来源-淀粉酶的最适淀粉酶的最适pH值值 来源 最适pH 来源 最适pH人类唾液 6.07.0 嗜热脂肪芽孢杆菌 3.0左右 小麦 4.5左右（超过5活性缓慢下降）高粱芽 4.8（5.0以上时失活速度较低）枯草杆菌 5.07.0 大麦芽 4.85.4 猪胰 6.07.0 18高浓度淀粉高浓度淀粉提高耐热性，在适量的提高耐热性，在适量的

7、钙盐和食盐钙盐和食盐，pH值为值为5.37.0时，时，9395仍保持足够高的活性。为便于保藏，仍保持足够高的活性。为便于保藏，常加入适量的碳酸钙等作为抗结剂防止结块常加入适量的碳酸钙等作为抗结剂防止结块(2)-淀粉酶淀粉酶(-amylase)n又称淀粉-1,4麦芽糖苷酶 n作用特点：从非还原性末端水解相隔的-1,4糖苷键，但不能越过分支点的-1,6-糖苷键，在达到分支点前23个葡萄糖残基时就停止。n水解产物：麦芽糖，大分子糊精n最适条件：pH57，50 60 n啤酒酿造、饴糖(麦芽糖浆)制造的主要糖化剂19-淀粉酶淀粉酶(-amylase)水解特点水解特点20不同来源-淀粉酶的最适条件 n-淀

8、粉酶的活性中心都含有巯基(-SH)，重金属、巯基试剂能使之失活，半胱氨酸可使之复活。最适pH值 最适温度 植物-淀粉酶 5.06.0 5060 细菌-淀粉酶 67 50 21（3）糖化酶(amyloglucosidase)n亦称糖化淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、葡萄糖淀粉酶(glucoamylase)和糖化型淀粉酶。n水解特点：A.非还原性末端-1,4-糖苷键（速度快）B.分支点-1,6-糖苷键（速度慢）n水解产物：葡萄糖（能将直链淀粉和支链淀粉全部分解为葡萄糖）n最适pH值为4.0-5.0，最适温度60 n广泛用于葡萄糖、白酒等生产中22n转糖基（缩合）特点：葡萄糖基的可逆转移反应，将一个葡葡糖分

9、子转移到另一葡萄糖分子的-1,4-糖苷键或-1,6-糖苷键上，n缩合产物：麦芽糖、异麦芽糖、低聚糖等多种寡糖n最适条件：黑曲霉 pH4.04.5，60 根霉 pH4.05，5523（4）切枝酶）切枝酶(debranching enzyme)n又称支链淀粉酶，包括普鲁兰酶、异淀粉酶n作用特点：专一性地水解支链淀粉分枝点-1,6-糖苷键，将整个侧链切下。n产物特点：大小不同的直链淀粉，常配合-淀粉酶或糖化酶一起使用，来提高水解物收率，也用来制造直链糊精n最适条件：不同：pH4.55.5，60 24（5）环麦芽糊精葡萄糖基转移酶 环糊精结构25作用机理：n通过催化分子内转葡萄糖基反应可转化淀粉成为环

10、糊精(CD)n在淀粉与蔗糖共存时，通过葡萄糖基转移反应将分子内葡萄糖基从-1,4-葡聚糖或CD转移到受体分子上(偶联反应或歧化反应)n水解-1,4-葡聚糖成CD n产物：环糊精与偶联糖 （环糊精是良好的稳定剂、缓释剂、除臭剂）262、葡萄糖氧化酶、葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，COD)n主要作用：将-D-葡萄糖氧化为葡萄糖内酯 n最适条件：pH4.57.5。温度3060 n应用：用于食品中控制葡萄糖参与美拉德反应引起的风味恶化、除氧、解决半纤维素酶导致的面团变软 273、葡萄糖异构酶、葡萄糖异构酶(glucose isomerase)n亦称木糖异构酶 n使D-葡萄糖转化为D-果

11、糖，使木糖转化为木酮糖 n放线菌葡萄糖异构酶，Mg2+和Co2+激活和稳定，最适pH7.58.5。最适温度4065。n乳酸短杆菌葡萄糖异构酶，Mn2+、K+保护热活性，最适pH67。有Mn2+时最适温度为60，无Mn2+时为45。284、乳糖酶乳糖酶(lactase)-半乳糖苷酶(-plactosidase)n乳糖分子中-1,4-半乳糖苷键半乳糖苷键而水解成为半乳糖和葡萄糖的可逆反应 n在高浓度乳糖存在下，可催化半乳糖分子的转移反应，生成杂低聚乳糖n大肠杆菌酶最适pH7.07.5，酵母菌酶6.07.0，霉菌酶5.0左右。n最适温度为3750 295、果胶酶(pectinase)30-(14)-

12、D-吡喃半乳糖醛吡喃半乳糖醛酸单位组成的聚合物酸单位组成的聚合物OCH3果胶酶种类与作用特点n果胶裂解酶、果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶、原果胶酶31（1）果胶酯酶）果胶酯酶n也称为果胶甲酯酶（pectin esterase）,果胶酶(pectase),脱甲氧基果胶酶(pectin demethoxylase)32（2）聚半乳糖醛酸酶）聚半乳糖醛酸酶n水解果胶物质分子中脱水半乳糖醛酸单位的-1,4-糖苷键。n外切型是从聚合物的末端糖苷键开始水解，而内切型是作用于分子内部 33（3）果胶酸裂解酶）果胶酸裂解酶 n在无水条件下能裂解果胶和果胶酸之间的糖苷键 n存在于微生物中，而在高等植物中没有发现n有内

13、切酶和外切酶。及作用于果胶或果胶酸的果胶裂解酶。34（4）原果胶酶（）原果胶酶（Protopectinase）n第4种类型的果胶降解酶，仅存在于少数几种微生物中。n原果胶酶水解原果胶生成果胶。n植物中原果胶酶的活力是来源于果胶甲酯酶和聚半乳糖醛酸酶二者共同作用的结果，是否是真实的原果胶酶作用，尚不清楚。n我国果胶酶中无此酶。356、纤维素酶纤维素酶(cellulase)n将纤维素多糖中的-1,4-葡聚糖水解为-糊精。n最适条件：pH 4.55.5，温度5060。36 主要应用：主要应用：n果蔬汁加工中却常利用纤维素酶改善其品质（将纤维素转化为可溶性葡萄糖）n提高果酒的出酒率（能破坏果肉细胞壁和

14、分离果胶质，还能增加原酒的溶解物）n提高植物成分提取率 注意：n植物在成熟和后熟时质地的变化则是由果胶物质发生变化引起的。n蔬菜、水果和谷物中的不可消化的碳水化合物是重要的营养成分（膳食纤维膳食纤维）37二、二、蛋白酶类蛋白酶类(protease)n水解肽键的一类酶。n将蛋白质依次被水解成胨、多肽、肽，最后成为蛋白质的组成单位氨基酸。n有些蛋白酶还可水解多肽及氨基酸的酯键或酰胺键。n在有机溶剂中有些蛋白酶具有合成肽类和转移肽类的作用。n应用：肉类嫩化、植物蛋白质改性、蛋白质水解、烘焙食品生产等。38蛋白酶分类蛋白酶分类 1、按来源分类：n动物脏器：胃蛋白酶、胰蛋白酶n植物果实：木瓜蛋白酶、菠萝

15、蛋白酶n微生物：细菌或霉菌蛋白酶等。2、按作用最适pH值分类：n碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶3、按作用方式分类：n内肽酶：从蛋白质或多肽的内部切开肽键生成分子质量较小的胨和多肽，是真正的蛋白酶。n外肽酶（端肽酶）：只能从蛋白质或多肽分子的氨基或羧基末端水解肽键而游离出氨基酸。可再分为：氨肽酶、羧肽酶。394、按活性部位的性质分类n(1)丝氨酸蛋白酶：活性中心在丝氨酸（碱）n(2)金属蛋白酶：活性中心含金属离子（中、碱）n(3)天冬氨酸蛋白酶：活性中心含天门冬氨酸等酸性氨基酸残基（酸）n(4)半胱氨酸蛋白酶（巯基蛋白酶）：活性中心含巯基(-SH)催化蛋白质水解生成小肽和氨基酸催化蛋白质水解

16、生成小肽和氨基酸改变在食品中改变在食品中的功能性质的功能性质起泡起泡性性用于啤酒用于啤酒、奶酪奶酪、酱油和肉制品生产酱油和肉制品生产提高消化提高消化吸收率吸收率乳化性乳化性分解肌肉结分解肌肉结缔组织的胶缔组织的胶原蛋白原蛋白苦味肽苦味肽脱苦脱苦蛋白酶的应用蛋白酶的应用木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶无花果蛋白酶、胰蛋白酶胰蛋白酶、胃蛋白酶胃蛋白酶、凝乳酶凝乳酶、枯草杆枯草杆菌蛋白酶菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶嗜热菌蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶菠萝蛋白酶菠萝蛋白酶食品加工中的酶制剂食品加工中的酶制剂食品用的食品用的酶制剂较粗糙酶制剂较粗糙嫩化剂嫩化剂表面涂抹酶液表面涂抹酶液酶液浸肉酶液浸肉宰前酶液肌肉注射宰前酶液肌肉注射酱油生产酱油生产肉类嫩化肉类嫩化干酪生产干酪生产 啤酒澄清啤酒澄清 面包制作面包制作 蛋白制品蛋白制品蛋白饲料蛋白饲料嫩化嫩化蛋白酶在食品工业中的应用水解废弃蛋白质水解废弃蛋白质抽提抽提蛋白质饲料蛋白质饲料食品加工中的酶制剂食品加工中的酶制剂食品用的食品用的酶制剂较粗糙酶制剂较粗糙蛋白酶的应用蛋白酶的应用木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶菠萝蛋白酶、无花果蛋