食品酶学多酚氧化酶 (2)课件.ppt
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1、食品酶学多酚氧化酶食品酶学多酚氧化酶第1页,此课件共42页哦一、多酚氧化酶的名称和自然界的分布一、多酚氧化酶的名称和自然界的分布n多酚氧化酶多酚氧化酶(1,2-(1,2-苯二酚苯二酚:氧氧 氧化还原酶氧化还原酶,EC 1.10.3.1),EC 1.10.3.1)一类含铜的一类含铜的氧化还原酶氧化还原酶,催化邻,催化邻-苯二酚苯二酚氧化成邻氧化成邻-苯二醌,也能作用于单酚单加苯二醌,也能作用于单酚单加氧酶的底物。氧酶的底物。1 1、多酚氧化酶的名称、多酚氧化酶的名称第2页,此课件共42页哦n多酚氧化酶的共同特征是能够通过分子氧氧化酚或多酚形多酚氧化酶的共同特征是能够通过分子氧氧化酚或多酚形成对应
2、的醌。成对应的醌。n在广义上,多酚氧化酶可分为三大类:在广义上,多酚氧化酶可分为三大类:n单酚氧化酶单酚氧化酶(酪氨酸酶酪氨酸酶tyrosinase,EC.1.14.18.1)tyrosinase,EC.1.14.18.1)n双酚氧化酶双酚氧化酶(儿茶酚氧化酶儿茶酚氧化酶catechol oxidse,catechol oxidse,EC.1.10.3.2)EC.1.10.3.2)n漆酶漆酶(对苯二酚氧化酶对苯二酚氧化酶 laccase,EC.1.10.3.1)laccase,EC.1.10.3.1)。第3页,此课件共42页哦n现在所说的多酚氧化酶一般是现在所说的多酚氧化酶一般是儿茶酚氧化酶儿
3、茶酚氧化酶和和漆酶漆酶的统称。的统称。n在这三大类多酚氧化酶中,在这三大类多酚氧化酶中,儿茶酚酶主要分儿茶酚酶主要分布在植物中布在植物中,微生物微生物中的多酚氧化酶主要包中的多酚氧化酶主要包括括漆酶和酪氨酸酶漆酶和酪氨酸酶。第4页,此课件共42页哦2 2、植物中多酚氧化酶分布、植物中多酚氧化酶分布n多酚氧化酶是植物中最受注意的一种酶多酚氧化酶是植物中最受注意的一种酶,在葡萄在葡萄,无无花果花果,枣枣,茶叶和咖啡豆、可可豆中含量很高茶叶和咖啡豆、可可豆中含量很高,它在它在这些果实中起着这些果实中起着有益有益的作用,甚至是形成产品特征性的作用,甚至是形成产品特征性的香气和色泽所必需的。的香气和色泽
4、所必需的。第5页,此课件共42页哦红茶发酵(生成茶红素)、可可粉、葡萄干、梅干、红茶发酵(生成茶红素)、可可粉、葡萄干、梅干、椰枣、无花果。椰枣、无花果。红茶是全发酵茶,茶中的多酚物质主要是儿茶素经多酚红茶是全发酵茶,茶中的多酚物质主要是儿茶素经多酚氧化酶与过氧化物酶的作用,氧化并聚合生成茶黄素和氧化酶与过氧化物酶的作用,氧化并聚合生成茶黄素和茶红素。茶红素。第6页,此课件共42页哦n多酚氧化酶在桃多酚氧化酶在桃,苹果苹果,香蕉香蕉,荔枝荔枝,马铃薯马铃薯,莲藕和莴苣中莲藕和莴苣中的含量也是相当高的含量也是相当高,然而它对这些果实起着然而它对这些果实起着不好不好的作用的作用,易引起易引起褐变褐
5、变,造成造成变质变质和和腐烂腐烂,对于果蔬贮存及加工过程对于果蔬贮存及加工过程中的品质有重要影响。中的品质有重要影响。第7页,此课件共42页哦n热带水果热带水果50%50%以上的损失都是由于以上的损失都是由于酶促褐变酶促褐变引起的引起的.同时酶促褐变也是造成同时酶促褐变也是造成新鲜蔬菜新鲜蔬菜例如例如莴苣和果汁的颜色变化莴苣和果汁的颜色变化,营养和口感变劣的营养和口感变劣的主要原因主要原因n控制控制果蔬加工和贮藏过程中果蔬加工和贮藏过程中酶促褐变酶促褐变。第8页,此课件共42页哦n多酚氧化酶在植物中的含量随多酚氧化酶在植物中的含量随品种品种不同而有很大变化,不同而有很大变化,在众多的水果和蔬菜
6、中,在众多的水果和蔬菜中,橄榄中的多酚氧化酶活力橄榄中的多酚氧化酶活力最高最高。n多酚氧化酶的活力分布还取决于果蔬的多酚氧化酶的活力分布还取决于果蔬的成熟度成熟度。在植物。在植物叶片中,很大一部分酶活力集中在叶绿体中,在马铃薯块叶片中,很大一部分酶活力集中在叶绿体中,在马铃薯块茎中,几乎集中在亚细胞部分中;在新采收的苹果中,多茎中,几乎集中在亚细胞部分中;在新采收的苹果中,多酚氧化酶几乎全部存在于叶绿体和线粒体中。酚氧化酶几乎全部存在于叶绿体和线粒体中。第9页,此课件共42页哦n果蔬中不同的果蔬中不同的部位部位的多酚氧化酶含量差别很大,例如葡萄的多酚氧化酶含量差别很大,例如葡萄皮中的酶活力比果
7、肉中高。皮中的酶活力比果肉中高。n茶叶中的多酚氧化酶分为茶叶中的多酚氧化酶分为游离态游离态和和结合态结合态,前者主要,前者主要存在于细胞液中,属可溶态多酚氧化酶;后者主要存在于细胞液中,属可溶态多酚氧化酶;后者主要存在于叶绿体、线粒体等细胞器中,与这些细胞器存在于叶绿体、线粒体等细胞器中,与这些细胞器的膜系统或其他特异部位结合呈不溶态。的膜系统或其他特异部位结合呈不溶态。第10页,此课件共42页哦二、多酚氧化酶催化反应及其作用底物二、多酚氧化酶催化反应及其作用底物n1.1.催化反应催化反应n多酚氧化酶可以催化两种不同类型的反应:多酚氧化酶可以催化两种不同类型的反应:n(1 1)一元酚羟基化,生
8、产相应的邻二羟基化合物)一元酚羟基化,生产相应的邻二羟基化合物第11页,此课件共42页哦n(2 2)邻二酚氧化,生成邻醌类物质。)邻二酚氧化,生成邻醌类物质。反应机制:氧首先与酶结合,然后邻二酚与酶结合,接着氢从酚转反应机制:氧首先与酶结合,然后邻二酚与酶结合,接着氢从酚转移到移到Cu2+Cu2+形成氢过氧化络合物,此结合物再同第二个邻二酚结形成氢过氧化络合物,此结合物再同第二个邻二酚结合,反应中没有自由基中间物形成。合,反应中没有自由基中间物形成。n两种反应都需要有分子氧的参与。两种反应都需要有分子氧的参与。第12页,此课件共42页哦多酚氧化酶蛋白包含两部分:多酚氧化酶蛋白包含两部分:n催化
9、催化氧化氧化与与羟基化羟基化n羟基化活力容易损失(与小分子辅助因子羟基化活力容易损失(与小分子辅助因子有关)有关)n酶活力对来源不同的酶有很大差异酶活力对来源不同的酶有很大差异第13页,此课件共42页哦多酚氧化酶催化的氧化反应的最初产物邻位醌将继续变化。多酚氧化酶催化的氧化反应的最初产物邻位醌将继续变化。相互作用生成高分子量聚合物。相互作用生成高分子量聚合物。与氨基酸或蛋白质作用生成高分子复合物。与氨基酸或蛋白质作用生成高分子复合物。氧化那些氧化还原电位较低的化合物。氧化那些氧化还原电位较低的化合物。其中其中导致黑色素的生成,反应导致黑色素的生成,反应的产物是无的产物是无色的。色的。酶促褐变酶
10、促褐变第14页,此课件共42页哦2.2.作用底物作用底物n水果、蔬菜中底物为:水果、蔬菜中底物为:n一元酚类一元酚类 n邻二酚类(对位二酚也可)邻二酚类(对位二酚也可)(间位二酚不作底物)(间位二酚不作底物)如:如:水果中的儿茶酚水果中的儿茶酚 OH OH 土豆中的酪氨酸土豆中的酪氨酸 HO CH2CHCOOH NH2第15页,此课件共42页哦n重要的天然底物重要的天然底物第16页,此课件共42页哦影响多酚氧化酶作用的因素影响多酚氧化酶作用的因素n一元酚和二元酚取代基的位置一元酚和二元酚取代基的位置n较高的底物专一性较高的底物专一性n底物的相对专一性因来源不同而变化底物的相对专一性因来源不同而
11、变化第17页,此课件共42页哦三、三、pHpH和温度对多酚氧化酶活力影响和温度对多酚氧化酶活力影响1.pH1.pH对酶活力的影响对酶活力的影响(1 1)pHpH的改变影响的改变影响酶分子侧链上有关基团酶分子侧链上有关基团的解离状态,这些的解离状态,这些基团的解离状态与酶的专一性及酶分子活力中心的构象有基团的解离状态与酶的专一性及酶分子活力中心的构象有关,从而影响到酶活性中心的高级结构。关,从而影响到酶活性中心的高级结构。(2 2)pH pH的改变影响的改变影响底物分子中某些基团底物分子中某些基团的解离状态,也可的解离状态,也可能影响到中间产物能影响到中间产物ESES的解离状态,影响到的解离状态
12、,影响到ESES的形成,从而的形成,从而降低酶活性。降低酶活性。第18页,此课件共42页哦多酚氧化酶的最适多酚氧化酶的最适pH(1)(1)最适最适pHpH:4 47 7(2)(2)不同种类,不同品种的果蔬甚至果蔬的不同部位得到不同种类,不同品种的果蔬甚至果蔬的不同部位得到的多酚氧化酶的最适的多酚氧化酶的最适pHpH也存在差异也存在差异(3)(3)酶的提取或分离的方法对它的最适酶的提取或分离的方法对它的最适pHpH也有影响也有影响(4)(4)测定酶活力时所采用的底物和缓冲液对酶的最适测定酶活力时所采用的底物和缓冲液对酶的最适pHpH也有影响也有影响(5(5大多数多酚氧化酶只有一个最适大多数多酚氧
13、化酶只有一个最适pH,pH,在一些情况下在一些情况下,有第二个最适有第二个最适pHpH最适最适pH因酶的来源和底物的不同存在较大的差异。因酶的来源和底物的不同存在较大的差异。第19页,此课件共42页哦2.2.温度对多酚氧化酶活力影响温度对多酚氧化酶活力影响n不同种类、品种、部位的不同种类、品种、部位的多酚氧化酶有不同的热稳多酚氧化酶有不同的热稳定性,定性,通常最适温度在常温通常最适温度在常温n加热易使酶失活加热易使酶失活n同一来源的多酚氧化酶的不同分子形式具有不同的热同一来源的多酚氧化酶的不同分子形式具有不同的热稳定性稳定性n低温下多酚氧化酶的活力也有明显的下降,但活性低温下多酚氧化酶的活力也
14、有明显的下降,但活性下降比较缓慢下降比较缓慢第20页,此课件共42页哦四、多酚氧化酶的激活剂、抑制剂和果蔬酶促褐变四、多酚氧化酶的激活剂、抑制剂和果蔬酶促褐变的防止的防止n1.1.激活剂激活剂n植物中存在的多酚氧化酶在天然状态下一般以非活性形植物中存在的多酚氧化酶在天然状态下一般以非活性形式存在。可以通过式存在。可以通过高盐处理高盐处理、机械损伤、酸碱刺激机械损伤、酸碱刺激或在或在尿素、表面活性剂、蛋白酶尿素、表面活性剂、蛋白酶以及以及胰酶胰酶的作用下活化。的作用下活化。n激活机制主要包括:激活机制主要包括:增溶作用增溶作用、同工酶的互变和分同工酶的互变和分子修饰作用子修饰作用,以及,以及酶酶
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