烹饪化学烹饪食品中的酶.pptx

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1、2023/2/161第六章烹饪食品中的酶吉林农业科技学院陈福玉第1页/共51页2023/2/162一、引言一、引言二、酶的化学本质和分类二、酶的化学本质和分类三、酶催化反应动力学三、酶催化反应动力学四、四、食品原料中的内源酶的作用对食品质量的影食品原料中的内源酶的作用对食品质量的影响响&教学重点和难点：教学重点和难点：酶的化学本质和分类酶的化学本质和分类催化反应动力学催化反应动力学食品和烹饪中重要的酶及其应用食品和烹饪中重要的酶及其应用本章内容本章内容第2页/共51页2023/2/163一、概念一、概念 酶是由生物活细胞所产生，具有高效的催化活酶是由生物活细胞所产生，具有高效的催化活性和高度特

2、异性（专一性）的蛋白质。性和高度特异性（专一性）的蛋白质。二、重要性二、重要性F控制着所有重要的生物大分子的合成、分解控制着所有重要的生物大分子的合成、分解 F食品加工的主要原料是生物材料食品加工的主要原料是生物材料,生物材料中含生物材料中含有大量的酶有大量的酶F酶的作用酶的作用 有益的：皱胃酶、蛋白酶有益的：皱胃酶、蛋白酶 有害的：果胶酶、脂酶有害的：果胶酶、脂酶 F有效地使用和控制内源酶和外源酶有效地使用和控制内源酶和外源酶 引 言第3页/共51页2023/2/164 酶的化学本质与分类酶的化学本质与分类一、酶的化学本质：一、酶的化学本质：F八十年代以前八十年代以前:酶是一类由活性细胞产生

3、的具有催化作酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊用和高度专一性的特殊蛋白质蛋白质。F八十年代以后八十年代以后:酶是一类由活性细胞产生的生物催化剂。酶是一类由活性细胞产生的生物催化剂。如：核糖核酸分子如：核糖核酸分子食品工业使用的酶都是蛋白质。第4页/共51页2023/2/165说明酶的化学本质是蛋白质的证据：1 1、酶的元素组成与蛋白质相同：酶的元素组成与蛋白质相同：C,H,O,N C,H,O,N。2 2、酶的化学结构、空间构象与蛋白质相同：、酶的化学结构、空间构象与蛋白质相同：3 3、酶的两性离子的性质与蛋白质相同：、酶的两性离子的性质与蛋白质相同：4 4、酶的胶体性质与蛋

4、白质相同：、酶的胶体性质与蛋白质相同：5 5、酶的其它性质也与蛋白质相同：、酶的其它性质也与蛋白质相同：酸碱性、降解反应、颜色反应、变性反应酸碱性、降解反应、颜色反应、变性反应等。等。第5页/共51页2023/2/166酶的活性中心 酶为什么会与底物形成中间产物？酶为什么具酶为什么会与底物形成中间产物？酶为什么具有高效率、专一性、可调节等特性？都与酶本有高效率、专一性、可调节等特性？都与酶本身的特殊结构直接相关。身的特殊结构直接相关。由少数必需基团组成的能与底物分子结合并完由少数必需基团组成的能与底物分子结合并完成特定催化反应的空间小区域，称为成特定催化反应的空间小区域，称为酶的活性酶的活性中

5、心中心。必需基团有：结合基团、催化基团。必需基团有：结合基团、催化基团。酶活性中心出现频率最高的氨基酸：酶活性中心出现频率最高的氨基酸：&丝氨酸（丝氨酸（-OH-OH），组氨酸（咪唑基），），组氨酸（咪唑基），&半胱氨（半胱氨（-SH-SH），天冬氨酸（），天冬氨酸（-COOH-COOH），），&谷氨酸（谷氨酸（-COOH-COOH）和赖氨酸（）和赖氨酸（-NH-NH3 3）。）。结合基团结合基团结合基团结合基团决定酶决定酶决定酶决定酶的专一性。的专一性。的专一性。的专一性。催化基团催化基团催化基团催化基团决定酶决定酶决定酶决定酶所催化反应的性所催化反应的性所催化反应的性所催化反应的性质质质质

6、。第6页/共51页2023/2/167二、酶的催化特性：二、酶的催化特性：F共性：加快反应速度；加快反应速度；不改变平衡常数；不改变平衡常数；降低反应的活化能；降低反应的活化能；自身不参与反应。自身不参与反应。第7页/共51页2023/2/168F特性：特性：1 1、高效性、高效性 为一般催化剂的为一般催化剂的10001000万倍万倍1010万亿倍。万亿倍。2 2、专一性、专一性(specificity)(specificity)酶对底物具有高度专一性。（酶对底物具有高度专一性。（绝对、相绝对、相对、立体）对、立体）3 3、不稳定性：、不稳定性：易受各种因素的影响，在易受各种因素的影响，在活细

7、胞内受到精密严格的调节控制。活细胞内受到精密严格的调节控制。4 4、条件温和：、条件温和：常温、常压、中性常温、常压、中性pHpH。绝对专一性：绝对专一性：绝对专一性：绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催有些酶只作用于一种底物，催有些酶只作用于一种底物，催有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，而不作用于任何其它物质。化一个反应，而不作用于任何其它物质。化一个反应，而不作用于任何其它物质。化一个反应，而不作用于任何其它物质。相对专一性：相对专一性：相对专一性：相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物这类酶对结构相近的一类底物这类酶对结构相近的一类底物这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键的专

8、一性和基团的专一性。都有作用。包括键的专一性和基团的专一性。都有作用。包括键的专一性和基团的专一性。都有作用。包括键的专一性和基团的专一性。立体异构专一性：立体异构专一性：立体异构专一性：立体异构专一性：这类酶只对底物的某一种这类酶只对底物的某一种这类酶只对底物的某一种这类酶只对底物的某一种构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。构专一性和几何异构专一性。构专一性和几何异构专一性。构专一性和几何异构专一性。第8页/共51页2023/2/169

9、三、酶催化专一性的学说三、酶催化专一性的学说&酶催化作用的中间产物学说酶催化作用的中间产物学说 酶如何降低活化能：酶先与底物结合形成不稳定的的酶如何降低活化能：酶先与底物结合形成不稳定的的中间产物，这种中间产物具有较高的活性，不中间产物，这种中间产物具有较高的活性，不仅容易生成，而且容易变成产物，并释放出酶仅容易生成，而且容易变成产物，并释放出酶。第9页/共51页2023/2/1610酶催化作用的中间络合物学说示意图:酶（酶（E E）与底物（）与底物（S S）结合）结合生成不稳定的中间产物生成不稳定的中间产物（ESES），再分解成产物），再分解成产物（P P）并释放出酶，使反应）并释放出酶，使

10、反应沿一个低活化能的途径进沿一个低活化能的途径进行，降低反应所需活化能，行，降低反应所需活化能，所以能加快反应速度。所以能加快反应速度。E+SP+EES能能量量水水平平反应过程反应过程 G E1 E2第10页/共51页2023/2/1611四、四、酶的命名与分类酶的命名与分类酶的分类：酶的分类：19711971年国际生化协会酶命名委员会根据酶年国际生化协会酶命名委员会根据酶所催化的反应类型将酶分为六大类。所催化的反应类型将酶分为六大类。1 1、氧化还原酶类、氧化还原酶类 即催化生物氧化还原反应的酶，如脱即催化生物氧化还原反应的酶，如脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶、羟化酶以及氢酶、氧化酶、过氧化物酶

11、、羟化酶以及加氧酶类。加氧酶类。2 2、转移酶类、转移酶类 催化不同物质分子间某种基团的交换催化不同物质分子间某种基团的交换或转移的酶，如转甲基酶、转氨基酶、已或转移的酶，如转甲基酶、转氨基酶、已糖激酶、磷酸化酶等。糖激酶、磷酸化酶等。第11页/共51页122023/2/163 3、水解酶类、水解酶类 利用水使共价键分裂的酶，如淀粉酶、蛋白酶、利用水使共价键分裂的酶，如淀粉酶、蛋白酶、酯酶等。酯酶等。4 4、裂解酶类、裂解酶类 由其底物移去一个基团而使共价键裂解的酶，如由其底物移去一个基团而使共价键裂解的酶，如脱羧酶、醛缩酶和脱水酶等。脱羧酶、醛缩酶和脱水酶等。5 5、异构酶类、异构酶类 促进

12、异构体相互转化的酶，如消旋酶、顺反异构促进异构体相互转化的酶，如消旋酶、顺反异构酶等如：酶等如：6-6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。6 6、合成酶类、合成酶类 促进两分子化合物互相结合，同时使促进两分子化合物互相结合，同时使ATPATP分子中的分子中的高能磷酸键断裂的酶，如谷氨酰胺合成酶、谷胱甘高能磷酸键断裂的酶，如谷氨酰胺合成酶、谷胱甘肽合成酶等。肽合成酶等。第12页/共51页2023/2/1613酶的命名：酶的命名：1 1、国际系统命名法 在系统命名法中，一种酶只可能有一个名称在系统命名法中，一种酶只可能有一个名称和一个编号。在科技文献中，一般使用酶的系统和一个

13、编号。在科技文献中，一般使用酶的系统名称。系统名称包括底物名称、构型、反应性质，名称。系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶字。例如：最后加一个酶字。例如：系统名称系统名称:丙氨酸：丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶，酮戊二酸氨基转移酶，它所催化的反应它所催化的反应:谷氨酸谷氨酸 +丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 +丙氨酸丙氨酸 但因某些系统名称太长，为方便起见，有时但因某些系统名称太长，为方便起见，有时仍用酶的习惯名称。仍用酶的习惯名称。第13页/共51页2023/2/1614 2 2、习惯命名法:A.A.根据作用底物来命名，根据作用底物来命名，如淀粉酶、蛋白酶等。如淀粉酶、蛋白酶等

14、。B.B.根据所催化的反应的类型命名，根据所催化的反应的类型命名，如脱氢酶、如脱氢酶、转移酶等。转移酶等。C.C.两个原则结合起来命名，两个原则结合起来命名，例如丙酮酸脱羧酶例如丙酮酸脱羧酶等等。D.D.根据酶的来源或其它特点来命名，根据酶的来源或其它特点来命名，如胃蛋白如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。酶、胰蛋白酶等。这在一定程度上造成很多酶有多种名称的情这在一定程度上造成很多酶有多种名称的情况。况。第14页/共51页2023/2/1615五、酶的组成类型五、酶的组成类型单体酶单体酶寡聚酶寡聚酶多酶复合体多酶复合体据酶蛋白据酶蛋白特征分类特征分类据酶分子据酶分子组成分类组成分类单纯蛋白质酶类单纯蛋白质

15、酶类结合结合蛋白质酶类蛋白质酶类酶蛋白酶蛋白辅因子辅因子金属离子金属离子有机小分子有机小分子第15页/共51页2023/2/1616 酶催化反应动力学酶催化反应动力学一、底物浓度的影响 1 1、在酶浓度，、在酶浓度，pHpH，温度等条件不变的温度等条件不变的情况下研究底物浓情况下研究底物浓度和反应速度的关度和反应速度的关系。如右图所示：系。如右图所示：?影响酶促反应速度的因素影响酶促反应速度的因素第16页/共51页172023/2/16F2.2.米氏方程米氏方程 RNase-底物复合物底物复合物第17页/共51页182023/2/1619131913年，德国化学家年，德国化学家Michaeli

16、sMichaelis和和MentenMenten根据根据中间产物学说中间产物学说对酶促反映的动力学对酶促反映的动力学进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式，称为进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式，称为米米氏方程。氏方程。K Km m 米氏常数米氏常数V Vmax max 最大反应速度最大反应速度第18页/共51页192023/2/16米氏常数的意义:由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半时时时时

17、,即即即即V V V V=1/2 =1/2 =1/2 =1/2 V V V Vmax,max,max,max,K K K Km=Sm=Sm=Sm=S 上式表示上式表示上式表示上式表示,米氏常数是米氏常数是米氏常数是米氏常数是反应速度为最大值的一半时的反应速度为最大值的一半时的反应速度为最大值的一半时的反应速度为最大值的一半时的底物浓度。底物浓度。底物浓度。底物浓度。因此因此因此因此,米氏常数的单位为米氏常数的单位为米氏常数的单位为米氏常数的单位为mol/Lmol/Lmol/Lmol/L。不同的酶具有不同不同的酶具有不同不同的酶具有不同不同的酶具有不同KmKmKmKm值，它是酶的一个重要的特征物

18、值，它是酶的一个重要的特征物值，它是酶的一个重要的特征物值，它是酶的一个重要的特征物理常数。理常数。理常数。理常数。KmKmKmKm值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和pHpHpHpH条件下，一条件下，一条件下，一条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的KmKmKmKm值。值。值。值。KmKmKmKm值表示酶与底物之间的值表示酶与底物之间的值表示酶与底物之间的值表示酶

19、与底物之间的亲和程度：亲和程度：亲和程度：亲和程度：KmKm愈小，愈小，E E对对S S的的亲合力愈大，亲合力愈大，KmKm愈大，愈大，E E对对S S的亲合力愈小。的亲合力愈小。第19页/共51页2023/2/1620二、酶浓度的影响二、酶浓度的影响 在一定条件下酶反应的速度与酶的浓度在一定条件下酶反应的速度与酶的浓度成正比。因为酶催化反应时，首先要与底成正比。因为酶催化反应时，首先要与底物形成所谓中间产物，即酶底物复物形成所谓中间产物，即酶底物复ESES。当底物浓度大大超过酶浓度时，反应达当底物浓度大大超过酶浓度时，反应达到最大速度到最大速度VmVm，如果此时增加酶的浓度，如果此时增加酶的

20、浓度，可增加反应速度，酶反应速度与酶浓度成可增加反应速度，酶反应速度与酶浓度成正比关系。正比关系。第20页/共51页212023/2/16三、温度的影响三、温度的影响温度对酶反应的影响是双重的：温度对酶反应的影响是双重的：（1 1）随着温度的增加，反应速）随着温度的增加，反应速度也增加，直至最大速度为止。度也增加，直至最大速度为止。（2 2）随温度升高而使酶逐步变）随温度升高而使酶逐步变性。性。故酶总有一个最适反应温度，故酶总有一个最适反应温度，在这个温度时，酶的活力最高。在这个温度时，酶的活力最高。在在10-8010-80常温范围内，酶活常温范围内，酶活力随着反应温度的变化趋势一般力随着反应

21、温度的变化趋势一般可表示如右图。可表示如右图。最适温度最适温度动物细胞的酶最适温度为373750 50 植物细胞的酶最适温度为505060 60 第21页/共51页222023/2/16四、四、pHpH的影响的影响 在一定的在一定的pHpH下下,酶具有最酶具有最大的催化活性，通常称此大的催化活性，通常称此pHpH为为最适最适pHpH。但是需指出，所。但是需指出，所谓谓“最适最适pHpH”实际上是一个实际上是一个操作参数。操作参数。在不同pH时活性发生变化的原因主要在于：（1）pH能影响酶分子结构的稳定性。（2）pH能影响酶分子的解离状态。大多数酶的最适PHPH为4 48 8植物、微生物酶的最适

22、PH4.5PH4.56.56.5动物酶最适PHPH为6.56.58 8特殊：胃蛋白酶为1.51.53 3 精氨酸酶为10.610.6第22页/共51页232023/2/161.1.抑制剂抑制剂对酶促反应的影响对酶促反应的影响有些物质能与酶分子上某些必需基团结合（作有些物质能与酶分子上某些必需基团结合（作用用),),使酶的活性中心的化学性质发生改变，导使酶的活性中心的化学性质发生改变，导致酶活力下降或丧失，这种现象称为致酶活力下降或丧失，这种现象称为酶的抑制酶的抑制作用作用。能够引起酶的抑制作用的化合物则称为能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂。抑制剂。酶的抑制剂一般具备两个方面的酶的抑制剂

23、一般具备两个方面的特点：特点：a.a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。过渡状态相似。b.b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。形成比较稳定的复合体或结合物。五、抑制剂和激活剂的影响五、抑制剂和激活剂的影响第23页/共51页242023/2/162.2.激活剂激活剂对酶促反应的影响对酶促反应的影响凡是能提高酶活性的物质均称为激活剂。其中大部分是一些无机离子和小分子有机化合物。如：NaNa+、K K+、Ca2Ca2+、MgMg2+2+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+

24、、CoCo2+2+、CrCr2+2+、FeFe2+2+、ClCl-、BrBr-、I I-、CNCN-、NONO3 3-、POPO4 4-、抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽等。第24页/共51页2023/2/1625食品和烹饪重要中的酶及其应食品和烹饪重要中的酶及其应用用食品原料中的酶 内源酶 外源酶 微生物、酶制剂产生两类不同的结果：加快食品变质（果蔬储运）提高食品质量（小麦粉漂白、肉的嫩化）第25页/共51页2023/2/1626l酶与底物的接近导致食品的变化：酶与底物的接近导致食品的变化：酶与底物接近会导致食品的色泽、质构、风 味、和营养质量上的改变。酶的种类及应用：烹饪加工中的酶主要有水解酶

25、和氧化还原酶类。其中水解酶是烹饪加工中最重要的酶，常见的有淀粉酶、果胶酶、蛋白酶和脂肪酶等。第26页/共51页2023/2/1627一、颜 色 颜色食品重要的品质指标之一。导致水果和蔬菜中色素变化的2 2个关键性的酶是：脂肪氧合酶脂肪氧合酶多酚氧化酶多酚氧化酶第27页/共51页2023/2/1628 （一）脂肪氧合酶（一）脂肪氧合酶 1.1.1.1.名称名称名称名称:脂肪氧合酶脂肪氧合酶脂肪氧合酶脂肪氧合酶 亚油酸：氧亚油酸：氧亚油酸：氧亚油酸：氧 氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶 2.2.催化的反应催化的反应 （最适（最适PH7-8PH7-8）底物：具有顺，顺底物：具有顺，顺1 1，

26、4 4戊二烯结构戊二烯结构 亚油酸，亚麻酸、花生四烯酸亚油酸，亚麻酸、花生四烯酸 必需脂肪酸必需脂肪酸3.3.脂肪氧合酶对食品加工的影响脂肪氧合酶对食品加工的影响 有益的功能：有益的功能：小麦粉和大豆粉的漂白。可以免加化学氧化剂、小麦粉和大豆粉的漂白。可以免加化学氧化剂、例如碘酸钾。例如碘酸钾。在制作面团过程中形成二硫键。在制作面团过程中形成二硫键。第28页/共51页2023/2/1629 有害的功能：有害的功能：有害的功能：有害的功能：破坏叶绿素和胡萝卜素。破坏叶绿素和胡萝卜素。破坏叶绿素和胡萝卜素。破坏叶绿素和胡萝卜素。产生氧化性的不良风味，产生氧化性的不良风味，产生氧化性的不良风味，产生

27、氧化性的不良风味，如青草味如青草味如青草味如青草味。使维生素和蛋白质类化合物遭受氧化性破坏。使维生素和蛋白质类化合物遭受氧化性破坏。使维生素和蛋白质类化合物遭受氧化性破坏。使维生素和蛋白质类化合物遭受氧化性破坏。使必需脂肪酸遭受氧化性破坏。使必需脂肪酸遭受氧化性破坏。使必需脂肪酸遭受氧化性破坏。使必需脂肪酸遭受氧化性破坏。第29页/共51页2023/2/1630（三）（三）多酚氧化酶多酚氧化酶 1.1.命名命名 多酚氧化酶多酚氧化酶多酚氧化酶多酚氧化酶,又被称为酪氨酸酶、又被称为酪氨酸酶、又被称为酪氨酸酶、又被称为酪氨酸酶、多酚酶、酚酶、儿茶酚氧化酶、多酚酶、酚酶、儿茶酚氧化酶、多酚酶、酚酶、

28、儿茶酚氧化酶、多酚酶、酚酶、儿茶酚氧化酶、甲酚酶和儿茶酚酶。甲酚酶和儿茶酚酶。甲酚酶和儿茶酚酶。甲酚酶和儿茶酚酶。1,2-1,2-1,2-1,2-苯二酚：氧苯二酚：氧苯二酚：氧苯二酚：氧 氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶 2.2.分布分布 存在于植物、动物和一些微生物存在于植物、动物和一些微生物存在于植物、动物和一些微生物存在于植物、动物和一些微生物 （主要是霉菌）中。（主要是霉菌）中。（主要是霉菌）中。（主要是霉菌）中。3.3.特点特点 最适最适最适最适PH4-7PH4-7PH4-7PH4-7，最适温度，最适温度，最适温度，最适温度20-3520-3520-3520-35。第30页/

29、共51页2023/2/16313 3 3 3催化的反应催化的反应催化的反应催化的反应 羟基化反应羟基化反应羟基化反应羟基化反应 氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应 一一一一元酚羟基化形成的元酚羟基化形成的元酚羟基化形成的元酚羟基化形成的邻邻-二酚二酚可以在酶的作用可以在酶的作用可以在酶的作用可以在酶的作用下下下下进一进一 步被氧化生成步被氧化生成邻邻-苯醌苯醌类化合物。类化合物。类化合物。类化合物。第31页/共51页2023/2/1632邻邻邻邻-苯醌的进一步苯醌的进一步苯醌的进一步苯醌的进一步 变化变化变化变化氧化和聚合形成黑色素。氧化和聚合形成黑色素。氧化和聚合形成黑色素。氧化和聚合形成黑色

30、素。非酶反应非酶反应非酶反应非酶反应。黑色素的形成是导致香蕉、苹果、桃、马铃黑色素的形成是导致香蕉、苹果、桃、马铃黑色素的形成是导致香蕉、苹果、桃、马铃黑色素的形成是导致香蕉、苹果、桃、马铃 薯、蘑菇、薯、蘑菇、薯、蘑菇、薯、蘑菇、虾和人类（雀斑）产生不期望的褐变的原因；它也是导致茶叶、虾和人类（雀斑）产生不期望的褐变的原因；它也是导致茶叶、虾和人类（雀斑）产生不期望的褐变的原因；它也是导致茶叶、虾和人类（雀斑）产生不期望的褐变的原因；它也是导致茶叶、咖啡、葡萄干和梅干形成期望的褐色和黑色的原因。咖啡、葡萄干和梅干形成期望的褐色和黑色的原因。咖啡、葡萄干和梅干形成期望的褐色和黑色的原因。咖啡、

31、葡萄干和梅干形成期望的褐色和黑色的原因。与蛋白质中赖氨酸残基的与蛋白质中赖氨酸残基的与蛋白质中赖氨酸残基的与蛋白质中赖氨酸残基的-氨基反应，氨基反应，氨基反应，氨基反应，导致蛋白质的营养导致蛋白质的营养导致蛋白质的营养导致蛋白质的营养质量和溶解度下降。质量和溶解度下降。质量和溶解度下降。质量和溶解度下降。与其它氧化电位比较低的物质反应与其它氧化电位比较低的物质反应与其它氧化电位比较低的物质反应与其它氧化电位比较低的物质反应生成无色物质生成无色物质生成无色物质生成无色物质。第32页/共51页2023/2/1633防止多酚氧化酶酶促褐变的方法：防止多酚氧化酶酶促褐变的方法：消除消除消除消除O O

32、O O2 2 2 2和酚类的化合物。和酚类的化合物。和酚类的化合物。和酚类的化合物。添加抗坏血酸、亚硫酸盐和巯基化合物等还原性物质。添加抗坏血酸、亚硫酸盐和巯基化合物等还原性物质。添加抗坏血酸、亚硫酸盐和巯基化合物等还原性物质。添加抗坏血酸、亚硫酸盐和巯基化合物等还原性物质。作用是将作用是将作用是将作用是将邻邻邻邻-苯醌苯醌苯醌苯醌还原成底物，从而防止黑色素的形成。还原成底物，从而防止黑色素的形成。还原成底物，从而防止黑色素的形成。还原成底物，从而防止黑色素的形成。添加添加添加添加EDTA EDTA EDTA EDTA（乙二胺四乙酸）、抗坏血酸、亚硫酸钠和巯（乙二胺四乙酸）、抗坏血酸、亚硫酸钠

33、和巯（乙二胺四乙酸）、抗坏血酸、亚硫酸钠和巯（乙二胺四乙酸）、抗坏血酸、亚硫酸钠和巯基化合物使酶失活。基化合物使酶失活。基化合物使酶失活。基化合物使酶失活。抗坏血酸能破坏多酚氧化酶的活性部抗坏血酸能破坏多酚氧化酶的活性部抗坏血酸能破坏多酚氧化酶的活性部抗坏血酸能破坏多酚氧化酶的活性部位中的组氨酸残基，位中的组氨酸残基，位中的组氨酸残基，位中的组氨酸残基，EDTAEDTAEDTAEDTA、亚硫酸钠和巯基化合物能除去、亚硫酸钠和巯基化合物能除去、亚硫酸钠和巯基化合物能除去、亚硫酸钠和巯基化合物能除去酶的活性部位中的酶的活性部位中的酶的活性部位中的酶的活性部位中的CuCuCuCu2+2+2+2+。加

34、入竞争抑制剂：加入竞争抑制剂：加入竞争抑制剂：加入竞争抑制剂：4-4-4-4-己基间苯二酚、苯甲酸和其他一些己基间苯二酚、苯甲酸和其他一些己基间苯二酚、苯甲酸和其他一些己基间苯二酚、苯甲酸和其他一些非底物的酚类化合物。非底物的酚类化合物。非底物的酚类化合物。非底物的酚类化合物。加热使酶失活加热使酶失活加热使酶失活加热使酶失活:70-90:70-90:70-90:70-90下短时加热失活。下短时加热失活。第33页/共51页2023/2/1634二、质 构（texture)水果和蔬菜的质构主要取决于所含的一些复杂的碳水化合物：l果胶物质l淀粉l蛋白质（动物组织和高蛋白质植物食品）第34页/共51页

35、2023/2/1635（一）果胶酶（一）果胶酶 （pectic pectic enzymes)enzymes)果胶酯酶 聚半乳糖醛酸酶 果胶酸裂解酶 第35页/共51页2023/2/16361果胶甲酯酶（Methylesterase）命名：果胶命名：果胶 果胶基水解酶（），果胶基水解酶（），也被称为果胶酯酶也被称为果胶酯酶（PectinesterasePectinesterase，PEPE）存在：高等植物和微生物中存在：高等植物和微生物中 有二价离子有二价离子Ca Ca 2+2+存在时，存在时，Ca Ca 2+2+和果胶酸和果胶酸分子中的羧基形成交联，从而提高果蔬的质构强分子中的羧基形成交联，

36、从而提高果蔬的质构强度。度。第36页/共51页2023/2/16372.聚半乳糖醛酸酶(Po1ygalacturonase)命名：命名：聚聚-1,4-1,4-半乳糖醛酸苷糖基半乳糖醛酸苷糖基-水解水解 存在存在:高等植物和微生物中。高等植物和微生物中。催化的反应催化的反应:水解水解-1,4-1,4 糖苷键糖苷键 l使一些食品原料（例如番茄）的使一些食品原料（例如番茄）的质构显著变弱。质构显著变弱。l有有内切内切（endo-endo-）和）和端解端解（exo-exo-）两种。）两种。第37页/共51页2023/2/16383.果胶酸裂解酶（Pectate lyases）命名：命名：聚（聚（-1,

37、4-1,4-半乳糖醛酸苷）裂解酶半乳糖醛酸苷）裂解酶存在：存在：微生物，非高等植物。微生物，非高等植物。催化作用：催化作用：裂开果胶和果胶酸分子中的裂开果胶和果胶酸分子中的-1,4-1,4 糖苷键糖苷键。遵。遵循循-消去机制，水不参与反应消去机制，水不参与反应。生成一个含。生成一个含还原基团还原基团 的的产物和一个含产物和一个含双键双键（235 nm 235 nm 有特征吸收有特征吸收）的产物。）的产物。有内切和端解两种类型 第38页/共51页2023/2/1639（二）淀粉酶（Amylases）l l包括：包括：-淀粉酶淀粉酶、-淀粉酶淀粉酶和和葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶。l l存在于动物、高

38、等植物和微生物中。存在于动物、高等植物和微生物中。l l作用：降解淀粉，影响食品的粘度和质构和利作用：降解淀粉，影响食品的粘度和质构和利 用淀粉生产淀粉糖。用淀粉生产淀粉糖。第39页/共51页2023/2/1640淀粉酶的类型 v-淀粉酶淀粉酶 存在于所有的生物。存在于所有的生物。内切酶，水解内切酶，水解-1,4-1,4-糖苷键糖苷键，水解，水解“干干”。产物：糊精、葡萄糖。产物：糊精、葡萄糖。特点：最适特点：最适PH4.5-7PH4.5-7PH4.5-7PH4.5-7,最最适适温度温度温度温度55-7055-7055-7055-70.显著影响粘度。显著影响粘度。高温下才失活。高温下才失活。第

39、40页/共51页2023/2/1641v-淀粉酶 存在于高等植物中 端解酶，水解-1,4-糖苷键，水解“支”。产物：麦芽糖。巯基（半胱氨酸）酶 第41页/共51页2023/2/1642v葡萄糖淀粉酶（葡萄糖淀粉酶（糖化糖化酶酶）存在于微生物的根酶、存在于微生物的根酶、曲霉中曲霉中 端解酶，不仅能水解端解酶，不仅能水解-1,4-1,4-糖苷糖苷键，键，还可以水解还可以水解-1,6-1,6-糖苷糖苷键、键、-1,3-1,3-糖苷糖苷键水解键水解“支支”。产物：葡萄糖。产物：葡萄糖。第42页/共51页2023/2/1643（三）蛋白酶 对于对于动物性食品原料动物性食品原料，决定其质构的主要是，决定其

40、质构的主要是蛋白质蛋白质。1 1组织蛋白酶（组织蛋白酶（CathepsinsCathepsins）存在于动物组织的细胞内。位于细胞的溶菌体存在于动物组织的细胞内。位于细胞的溶菌体内。内。在酸性在酸性pHpH具有活性。在具有活性。在pH2.5 pH2.5 4.54.5范围内具范围内具有最高有最高 的活力。的活力。五种组织蛋白酶，分别用字母五种组织蛋白酶，分别用字母A A、B B、C C、D D和和E E表表 示。此外，还分离出一种组织羧肽酶。示。此外，还分离出一种组织羧肽酶。参与肉成熟期间的变化。参与肉成熟期间的变化。当动物宰杀后，当动物宰杀后，pHpH下降，这些酶从肌肉细胞下降，这些酶从肌肉细

41、胞的溶菌体的溶菌体 粒粒 子中释放出来，作用肌肉细胞中的子中释放出来，作用肌肉细胞中的肌肌原纤维以及胞外结原纤维以及胞外结 缔组织缔组织例如胶原分解。例如胶原分解。第43页/共51页2023/2/16442消化道蛋白酶 都可以将蛋白质水解成蛋白胨或蛋白示。都可以将蛋白质水解成蛋白胨或蛋白示。都可以将蛋白质水解成蛋白胨或蛋白示。都可以将蛋白质水解成蛋白胨或蛋白示。胃蛋白酶：最适胃蛋白酶：最适胃蛋白酶：最适胃蛋白酶：最适PH14PH14PH14PH14 胰蛋白酶：最适胰蛋白酶：最适胰蛋白酶：最适胰蛋白酶：最适PH79PH79PH79PH79 胰糜蛋白酶：最适胰糜蛋白酶：最适胰糜蛋白酶：最适胰糜蛋白

42、酶：最适PH79PH79PH79PH793.3.3.3.微生物蛋白酶：微生物蛋白酶：分布：细菌、酵母菌、霉菌等微生物中都含有各种蛋白酶，是蛋白酶制剂的重要来分布：细菌、酵母菌、霉菌等微生物中都含有各种蛋白酶，是蛋白酶制剂的重要来分布：细菌、酵母菌、霉菌等微生物中都含有各种蛋白酶，是蛋白酶制剂的重要来分布：细菌、酵母菌、霉菌等微生物中都含有各种蛋白酶，是蛋白酶制剂的重要来源。源。源。源。用途：多数用于肉的嫩化上代替价格较贵的木瓜蛋白酶。用途：多数用于肉的嫩化上代替价格较贵的木瓜蛋白酶。用途：多数用于肉的嫩化上代替价格较贵的木瓜蛋白酶。用途：多数用于肉的嫩化上代替价格较贵的木瓜蛋白酶。第44页/共

43、51页2023/2/16454植物蛋白酶种类：种类：l木瓜蛋白酶：木瓜蛋白酶：对底物有较宽的专一性，在对底物有较宽的专一性，在PH=5PH=5时具有良好的稳定性。底物不同，最适时具有良好的稳定性。底物不同，最适PHPH不同，不同，对热稳定。对热稳定。l菠萝蛋白酶：菠萝蛋白酶：对底物的专一性也较宽，最适对底物的专一性也较宽，最适PH=68.PH=68.l生姜蛋白酶：生姜蛋白酶：在肉腌制、码味中对肉的嫩度、风在肉腌制、码味中对肉的嫩度、风味产生影响。味产生影响。用途：用途：多用做肉类的嫩化剂。多用做肉类的嫩化剂。（见（见P P159159表表7-27-2）第45页/共51页2023/2/1646三

44、、风 味 过氧化物酶、脂肪氧合酶过氧化物酶、脂肪氧合酶等许多酶会影响食品的风味等许多酶会影响食品的风味。1 1脂肪酶脂肪酶n特点：把脂肪水解成脂肪酸和甘油。最适合温度为30403040（个别-29 仍有活力），最适合PH=89PH=89。只有在甘油酯和水构成的乳状液中才有较大活性。作用产生游离脂肪酸，促进脂肪氧合酶的作用，从而使食品产生不良风味（水解酸败）。n用途：粮油加工及体内脂肪的消化。第46页/共51页2023/2/16472.2.过氧化物酶（POD)POD)（1 1 1 1）对食品的影响）对食品的影响 普遍地存在于植物和动物组织中。普遍地存在于植物和动物组织中。会损害食品的质量，未经热

45、烫的冷冻蔬菜所会损害食品的质量，未经热烫的冷冻蔬菜所 具有的不良风具有的不良风味与酶的活力有关。味与酶的活力有关。各种不同来源的各种不同来源的PODPOD通常含有一个通常含有一个血色素血色素 （铁卟琳）作为辅（铁卟琳）作为辅基。基。（2 2）PODPOD催化下列反应催化下列反应 ROOH AH 2 H 2 0 ROH A ROOH：H2O2 或一种有机过氧化物，CH3OOH或 CH3CH2OOH。AH 2 被氧化，是电子给予体。抗坏血酸、酚，胺或其他有机化合物 被氧化成有色化合物 分光光度法测定过氧化物酶的活力 第47页/共51页2023/2/1648(3)(3)作为果蔬热处理是否充分的指标(

46、4)(4)其它作用作为过氧化氢的去除剂 参与木质素的生物合成 参与乙烯的生物合成 作为成熟的促进剂，与果蔬的成熟有关 第48页/共51页2023/2/1649四、营养质量 脂肪氧合酶脂肪氧合酶 必需脂肪酸含量的下降。必需脂肪酸含量的下降。产生的自由基降低类胡萝卜素、生育酚、维产生的自由基降低类胡萝卜素、生育酚、维生素生素C C和叶酸在食品中的含量，破坏蛋白质中半胱和叶酸在食品中的含量，破坏蛋白质中半胱氨酸氨酸 、酪氨酸、色氨酸、酪氨酸、色氨酸 和组氨酸残基。和组氨酸残基。抗坏血酸氧化酶抗坏血酸氧化酶 导致抗坏血酸的破坏。导致抗坏血酸的破坏。硫胺素酶硫胺素酶 会破坏硫胺素（氨基酸代谢中必需会破坏硫胺素（氨基酸代谢中必需的辅助因子）。的辅助因子）。核黄素水解酶核黄素水解酶 多酚氧化酶多酚氧化酶 引起褐变的同时也降低了蛋白质中有效的赖引起褐变的同时也降低了蛋白质中有效的赖氨酸的量。氨酸的量。第49页/共51页2023/2/1650其它了解内容其它了解内容 生物代谢的原理生物代谢的原理 鲜活烹饪原料的代谢作用鲜活烹饪原料的代谢作用第50页/共51页2023/2/1651感谢您的观看！第51页/共51页