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食品酶学1、酶的特性及其对食品科学的重要性⑴酶的一般特性：酶的催化效率高、酶作用的专一性、大多数酶的化学本质是蛋白质⑵酶对食品科学的重要性：①酶对食品加工和保藏的重要性：；例如葡萄糖氧化酶作为除氧剂普遍应用于食品保鲜及包装中，延长食品保质期。②酶对食品安全的重要性：利用酶的作用去除食品中的毒素，③酶对食品营养的重要性：利用酶作用去除食品中的抗营养素，提高食品的营养价值④酶对食品分析的重要性：酶法分析具有准确、快速、专一性和灵敏性强等特点，其中最大优点就是酶的催化专一性强⑤酶与食品生物技术：酶工程的主要研究内容是把游离酶固定化，然后直接应用于食品生产过程中物质的转化。2名词解释1、酶：2、胞外酶：3、胞内酶：4、多酶体系：5、同功酶：6、酶活力单位：7、酶原：3、酶的发酵生产对培养基的要求⑴碳源：①产酶微生物大部分利用的是有机碳，如麸皮、玉米等②不同微生物所需的碳源不同，因此在配制培养基时应根据不同细胞的不同要求而选择合适的碳源⑵氮源：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⑶碳氮比：①在微生物酶生产培养中碳氮比是随生产的酶类、生产菌株的性质和培养阶段的不同而改变的。②发酵时，不同发酵阶段要求的碳氮比也是不同的。⑷无机盐：微生物酶生产和其他微生物产品生产一样，培养基中需要有磷酸盐及硫、钾、钠、钙、镁等元素存在。⑸生长因子：微生物需要一些微量的像维生素一类的物质，才能正常生长发育⑹产酶促进剂：产酶促进剂是指在培养基中添加某种少量物质，能显著提高酶的产率，这类物质称为产酶促进剂。包括诱导物与表面活性剂。4、分离纯化酶有哪些?根据什么?根据酶和杂蛋白的性质差异，它们的分离方法可分为：⑴根据分子大小而设计的方法，如离心分离法、筛膜分离法、凝胶过滤法等⑵根据溶解度大小分离的方法，如盐析法、有机溶剂沉淀法、共沉淀法、选择性沉淀法、等电点沉淀法等⑶按分子所带正负电荷多少分离的方法，如离子交换分离法、电泳分离法、聚焦层析法等⑷按稳定性差异建立的分离方法，如选择性热变性法、选择性酸碱变性法、选择性表面变性法等⑸按亲和作用的差异建立的分离方法，如亲和层析法、亲和电泳法等5、酶分子修饰的方法和意义酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些变化，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程。酶分子修饰的方法:对酶分子的修饰方法分为化学法、生物法、和物理法。化学法可分为金属离子置换法、大分子修饰法、肽链有限水解法、蛋白侧链基团的小分子修饰法等。生物法是通过基因工程的手段改变蛋白质，即基于核算水平对蛋白质进行改造，利用基因操作技术对DNA或mRNA进行改造和修饰，以期获得化学结构更为合理的蛋白质。物理法的特点是不改变酶的组成和基团，酶分子的共价键不发生变化。意义：（1）提高酶的活力，(2)增强酶的稳定性活力稳定性和热稳定性（3）降低或消除酶的抗原性（4）研究和了解酶分子中主链侧链组成单位金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响6、酶的动力学研究包括哪些内容？以L-B图表示竞争性抑制，非竞争性抑制及反竞争性抑制的区别。研究内容：底物浓度、抑制剂、温度、PH和激活剂等因素对酶促反应速度的影响。竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制7、简述米氏常数的含义及应用价值，可逆抑制和不可逆抑制的区别含义：米氏常数Km值是当酶促反应速度达到最大反应速度的一半时的底物浓度。应用价值：①Km是酶的一个特征性常数，Km的大小只与酶本身的性质有关，而与酶浓度无关；②Km值还可以用于判断酶的专一性和天然底物；③Km可以作为酶和底物结合紧密程度的一个度量指标，用来表示酶与底物结合的亲和力大小；④如果已知某个酶的Km值，就可以计算出在某一个底物浓度条件下，其反应速度相当于Vmax的百分比；⑤Km值还可以帮助我们推断具体条件下某一代谢反应的方向和途径。可逆抑制与不可逆抑制的区别：鉴别可逆抑制作用和不可逆抑制作用，除了用透析、超滤和凝胶过滤等物理方法能否除去抑制剂来判断外，还可采用化学动力学的方法来区分。（一）曲线1，无抑制剂；曲线2，不可逆抑制剂；曲线3，可逆抑制剂在测定酶活力的系统中加入一定量的抑制剂，然后测定不同酶浓度条件下的酶促反应初速度，以酶促反应初速度对酶浓度作图。在测定酶活力的系统中不加抑制剂时，以酶促反应初速度对酶浓度作图得到如图1曲线1所示的一条通过原点的直线；当测定酶活力的系统中加入一定量的不可逆抑制剂时，由于抑制剂会使一定量的酶失活，因此只有加入的酶量大于不可逆抑制剂的量时，才表现出酶活力。以酶促反应初速度对酶浓度作图得到如图1曲线2所示的一条与曲线1平行的相交于横坐标正侧的直线，所以不可逆抑制剂的作用相当于把原点向右移动；当测定酶活力的系统中加入一定量的可逆抑制剂时，由于抑制剂的量是恒定的，因此以酶促反应初速度对酶浓度作图得到如图1曲线3所示的一条通过原点，但斜率较低于曲线1的直线。8、固定化酶的优点和应用实例优点：⑴同一批固定化酶在工艺流程中重复多次使用⑵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的步骤⑶稳定性显著提高⑷可长期使用，并可预测衰变的速度⑸提取了研究酶动力学的良好模型应用实例：包埋法①配成一定浓度的酶溶液和一定浓度的海藻酸钠，配成2%-3%海藻酸钠溶液；②配制一定浓度0.3%-1.0%CaCl2溶液，最后将以上两种溶液混合配制形成海藻酸钙。9、酶被固定化后的理化性质的变化，对工业应用的利弊。（1）固定化酶的形状固定化酶的形式多样，依不同用途有颗粒、线条、薄膜和酶管等形状。（2）固定化酶的性质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，其结果往往引起酶的性质的改变。（3）酶活力固定化酶的活力在多数情况下比天然酶的活力低；也有在个别情况下，酶经固定化后其活力升高（4）固定化酶的稳定性（a）操作稳定性（b）贮藏稳定性（c）热稳定性（d）对蛋白酶的稳定性（e）酸碱稳定性(5)固定化酶的反应特性（a）底物特异性（b）反应的最适pH（c）反应的最适温度（d）最大反应速度对工业应用的利弊：优点：①无需进行酶的分离和纯化，减少酶的活力损失，同时大大降低了成本；②可进行多酶反应，且不需添加辅助因子，固定化细胞不仅可以作为单一的酶发挥作用，而且可以利用菌体中所含的复合酶系完成一系列的催化反应，对于这种多酶系统，辅助因子再生容易；③对于活细胞来说，保持了酶的原始状态，酶的稳定性更高，对污染的抵抗力更强；④细胞生长停滞时间短，细胞多，反应快等等。正是由于固定化细胞的这些无可比拟的优势，尽管其出现远远晚于固定化酶，但其应用范围比固定化酶更为广泛。缺点：①必须保持菌体的完整，需防止菌体的自溶，否则影响产物的纯度；②必须抑制细胞内蛋白酶对目的酶的分解；10、比较α—淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、β—淀粉酶、异淀粉酶的作用位点（即水解键）及其产物；以支链淀粉（玉米）为原料，制造果葡糖浆，需要哪些酶参加催化反应常用名作用特性水解产物α-淀粉酶或液化酶不规则的分解淀粉、糖原类α-1.4键以直链淀粉为底物时，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α-限制糊精糖化型淀粉酶或葡萄糖淀粉E从非还原性未端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉糖原类的α-1.4键，对α-1.3、α-1.6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β-限制糊精，β-淀粉酶从非还原性未端以麦芽糖为单位,分解淀粉糖原类的α-1.4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、β-限制糊精异淀粉酶只有异淀粉酶对α-1.6键分解速度快,分解支链淀粉、糖原中α-1.6键直链淀粉以支链淀粉（玉米）为原料，制造果葡糖浆，需要哪些酶参加催化反应11、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：果胶酶与纤维素酶相类似，是一类复合酶，包含多种组分，大致分为果胶水解酶、果胶裂解酶、果胶酯酶等，它是指能够分解果胶物质的各种酶的总称。作用位点及产物：（1）聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）：此类能水解半乳糖醛酸中α-1,4键，生成具有不饱和键的半乳糖醛酸酯(2)聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）：切断果胶分子α-1,4糖苷键，以随机方式解聚高度酯化的果胶，使溶液的粘度快速下降(3)聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）：也称果胶酸裂解酶。解聚低甲氧基果胶或果胶酸，产物为半乳糖醛酸二聚体，只能裂解贴近游离羧基的糖苷键。(4)果胶酯酶（PE）使果胶中的甲醇水解，生成果胶酸果胶酶在食品工业中的应用：果胶物质存在于水果和蔬菜中，它的变化对于水果和蔬菜的结构有重要影响。果胶酶能降解果胶物质，因而在食品加工中和保藏中起重要的作用，微生物果胶酶是食品工厂中使用量最大的酶制剂之一，主要应用与果汁的萃取、澄清以及果酒酿造。在工艺过程中，添加果胶酶助剂能够提高出汁率，加速果汁澄清，降低成本。同时，由于果胶酶降解果胶质，产品更易于吸收和存储。12、简述酶法低乳糖牛乳的生产工艺鲜奶——检验牛乳中乳糖含量——85C保持15秒——冷却（3——6C）——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——高温杀菌——冷却（3——6C）——灌装封口——保温——出厂13、蛋白酶分类？蛋白酶水解生产水解蛋白产生苦味的来源（一）蛋白酶分类1、来源：（1）植物：菠萝、木瓜、无花果（2）动物：胃、胰蛋白酶、凝乳酶（胃）（3）微生物：1398枯草杆菌、3942栖土曲霉蛋白酶、放线菌蛋白酶2、最适作用条件：（1）中性蛋白酶：pH6~81398枯草杆菌、3942栖土曲霉蛋白酶（2）碱性蛋白酶：pH9~112709枯草杆菌蛋白酶（3）酸性蛋白酶：pH1~3胃蛋白酶3、对底物作用方式：（1）内肽酶：产物为脲、胨、多肽、低肽（2）外肽酶：羧肽酶：从羧基末端氨肽酶：从氨基末端4、根据酶活性部位：（1）丝氨酸蛋白酶（2）巯基蛋白酶（3）金属蛋白酶（4）羧基蛋白酶蛋白酶水解生产水解蛋白产生苦味的来源：水解蛋白质的苦味和蛋白质原有的氨基酸组成有关，特别是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。当蛋白质处于天然稳定状态时，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。如果采取有控制的酶水解，使蛋白质的水解反应停止在某一个阶段，使肽链具有足够的长度将疏水性氨基酸埋藏在它的内部，就能减少水解蛋白质的苦味。14、超氧化歧化酶（SOD）的特性及作用原理当SOD受到外界各种因素，如温度、pH、氰化物、变性剂和电离辐射等的影响，其分子结构和酶活性都会发生变化。1)热稳定性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)pH的影响pH的改变会引起酶蛋白与金属辅因子结合状态的改变3)对氰化物的敏感性不同种类的SOD对氰化物的敏感性是不同的。4)金属辅因子Cu-Zn-SOD中Cu与Zn的作用是不同的，Zn仅与酶分子的结构有关，而与催化活性无关，而Cu却与催化活性有关。5)变性剂和还原剂SOD的解聚会导致酶活性的降低。电离辐射SOD能清除超氧阴离子，所以SOD具有抗辐射作用作用机理：SOD2O2-+2H+→O2+H2O2根据衰老的自由基学说，老化是自由基产生和清除发生障碍的结果。在生物体内由于作用外界和内在的因素，瞬间能产生大量的自由基。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¯，同时生成H2O2，H2O2可被过氧化氢酶清除生成H2O和O2。所以，SOD可清除机体代谢过程中所产生的过量O2¯，延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象。15、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?过氧化物酶作用机理：H2O2+AH2—2H2O+A食品工业中的应用：①过氧化物酶是果疏成熟和衰老的指标：如苹果气调贮藏中，过氧化物酶出现两个峰值，一个在