食品酶學(xué)ppt課件

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1、食品酶學(xué)天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院胡愛軍Email:huaijun@tust.edu.cnTel.:13512056805自然界已發(fā)現(xiàn)2800多種酶，真正轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用的酶僅八九十種。食品加工中應(yīng)用的酶大部分來自特定的微生物，這些酶中60%屬于蛋白水解酶類，10%屬于糖水解酶類，3%屬于脂肪水解酶類，其余部分為較特殊的酶類。在食品工業(yè)中應(yīng)用或正處于研究階段的酶很多，見下表.7.1、食品工業(yè)用酶7.2酶法應(yīng)用于水解纖維素纖維素酶:是降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱，是起協(xié)同作用的多組分酶系.纖維素酶的研究目前主要集中在兩個方面：通過菌種篩選，基因克隆等手段提高

2、酶的產(chǎn)量和活力，以降低產(chǎn)酶成本，同時加強(qiáng)酶的回收利用；改變天然纖維素的結(jié)構(gòu)，以提高它對酶作用的敏感性?？傮w上以纖維素轉(zhuǎn)化成糖作為主要目標(biāo)。一、纖維素酶的種類與來源（一）種類纖維素酶包括多種水解酶，是一類復(fù)合酶類，一般將纖維素酶分為三類：1．葡萄糖內(nèi)切酶（endo-1、4-β-D-glucanase，EC．3.2.l.4.簡稱EG）這類酶作用于纖維素分子內(nèi)部的非結(jié)晶區(qū)，隨機(jī)β-1,4-糖苷鍵，將長鏈纖維分子截斷，產(chǎn)生大量非還原性末端的小分子纖維素。（二）來源纖維素酶的來源：昆蟲、軟體動物、原生動物、細(xì)菌、放線菌、真菌等。產(chǎn)酶菌種：目前用于生產(chǎn)纖維素酶的微生物大多屬于真菌。霉菌

3、：木霉屬、曲霉屆、根霉屬和漆斑霉菌都能產(chǎn)生大量的纖維素酶，其中尤以木霉屬的產(chǎn)量居多。李氏木霉和綠色木霉等是木霉屬中酶活性較高的菌種。目前已制成制劑的有綠色木霉、黑曲霉、鐮刀霉以及擬青霉和斜臥青霉等纖維素酶。酵母：產(chǎn)生纖維素酶的酵母菌極少。目前較多的是應(yīng)用酵母表達(dá)系統(tǒng)。酵母不產(chǎn)生毒素，用其表達(dá)纖維素酶基因，其產(chǎn)物高度糖基化，經(jīng)正確加工修飾后可直接分泌至培養(yǎng)基，表達(dá)水平高。如酵母表達(dá)的CHBⅡ、EGⅠ的產(chǎn)量可達(dá)100mg／L以上，并具有正常的生物學(xué)活性。二、纖維素酶的提取、精制及回收工業(yè)生產(chǎn)纖維素酶的粗酶制劑常采用的方法硫酸銨鹽析法酒精沉淀法單寧沉淀法離心噴霧干燥法等?；厥绽?/p>

4、的方法有：超濾法、Wilke的改良法和單寧法等。三、纖維素酶活力測定的方法纖維素酶活力測定的方法：濾紙崩潰法棉花糖化力CMC（羧甲基纖維素）糖化力CMC液化力（以粘度表示）濾紙?zhí)腔υ谶M(jìn)行纖維素酶活力測定的時候，要根據(jù)測定目的的不同選擇不同的方法。在微生物研究中：選擇產(chǎn)酶菌株和突變菌株時，由于測定的量較大，因而應(yīng)采用簡單的測定方法而不需要很高的準(zhǔn)確性；在工業(yè)生產(chǎn)中：使用纖維素酶的目的通常是為了將纖維素轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性的糖，此時葡萄糖的產(chǎn)量是最重要的指標(biāo)，此時，測定纖維素酶活力應(yīng)選擇純度高的底物；在生化研究中：測定個別的纖維素酶的活力，所以必須選用特殊的底物和測定反應(yīng)的初速度；

5、1、底物纖維素類物質(zhì)的不溶性、木質(zhì)的空間障礙以及纖維素本身的結(jié)晶度和聚合度的阻礙等因素都影響纖維素酶解的敏感性，降低酶解效率。為提高酶解效率，可通過預(yù)處理方法提高纖維素對酶作用的敏感性。預(yù)處理的作用：主要是改變天然纖維的結(jié)構(gòu)、降低纖維素的結(jié)晶度、脫除木質(zhì)素和增加酶與纖維素的接觸面積。四、纖維素酶作用的影響因素預(yù)處理方法：物理法：包括微粉碎法、電離輻射法、微波照射法、快速減壓法、蒸汽爆破法等。化學(xué)法：包括用臭氧、H2O2、CO2、SO2處理、有機(jī)溶劑處理、酸堿處理等。生物方法：選擇分解木質(zhì)素的微生物或酶進(jìn)行處理。從技術(shù)角度看，較理想的方法是物理法與化學(xué)法相結(jié)合。生物方法是一個

6、發(fā)展方向，但還正處于研究之中。纖維素完全水解需要多種酶的協(xié)同作用，應(yīng)根據(jù)水解底物的成分和性質(zhì)，選擇相應(yīng)的纖維素酶的種類和濃度3、pH纖維素酶的最適PH一般在4.5一6.5范圍內(nèi)。酶制劑的最適PH會受到底物、酶活力測定方法、反應(yīng)溫度的影響。2、酶組成4、溫度纖維素酶一般都具有較高的熱穩(wěn)定性，各組分酶的熱穩(wěn)定性也有差異，并受到反應(yīng)pH的影響。一般來講，最適溫度范圍是40~60℃。5、抑制劑和活化劑競爭性抑制劑：纖維素酶可由酶促反應(yīng)的產(chǎn)物和類似底物的某些物質(zhì)引起競爭性抑制，如纖維二糖、葡萄糖和甲基纖維素；某些酚、單寧等也能使其失活。活化劑：Mg2+、COCl2、Ca2+和中性鹽類

7、等能使纖維素酶活化。五、纖維素酶在食品工業(yè)中應(yīng)用1.果汁生產(chǎn)促進(jìn)果汁的提取與澄清，提高可溶性固形物含量。將果皮渣綜合利用，將柑橘皮渣酶解制取全果飲料。2.香料生產(chǎn)利于香料在提取液中的擴(kuò)散和分配，從而可增加得率，提高芳香油和香料的產(chǎn)量。3．果蔬生產(chǎn)4.種子蛋白利用5.速溶茶生產(chǎn)6.可發(fā)酵糖的生產(chǎn)瓊脂生產(chǎn)8.在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用7.3酶法應(yīng)用于淀粉糖類的生產(chǎn)淀粉酶類屬水解酶，對淀粉質(zhì)原料降解轉(zhuǎn)化成系列的淀粉糖。常用的淀粉酶有：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶（糖化酶）、脫枝酶等。酶法淀粉深加工的產(chǎn)物：主要有糊精、環(huán)狀