糖酶知识学习培训.ppt

1、糖 酶（Carbohydrases)Carbohydrases)应用应用淀粉食品加工淀粉食品加工糖工业糖工业发酵工业发酵工业果蔬加工果蔬加工糖酶的作用(1)水解：大分子多糖水解：大分子多糖小分子寡糖或单糖；小分子寡糖或单糖；(2)转糖苷作用：催化糖单位结构上的重排转糖苷作用：催化糖单位结构上的重排 产生新糖类化合物产生新糖类化合物(3)作用于酯化的糖类作用于酯化的糖类 常见糖酶的种类淀粉酶淀粉酶乳糖酶乳糖酶纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶 淀粉酶催化淀粉、糖原和糊精中糖苷键水解的一催化淀粉、糖原和糊精中糖苷键水解的一类酶，属水解酶类。类酶，属水解酶类。包括：包括：-淀淀 粉酶粉酶、-淀粉酶、脱支酶

2、、异构酶、淀粉酶、脱支酶、异构酶、葡萄糖淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、环状糊精葡萄糖基转移酶环状糊精葡萄糖基转移酶n由D-葡萄糖以-1,4和-1,6糖苷键连接的高分子物质。淀粉不同淀粉酶的水解方式最终产物是 。小糊精小糊精-淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶脱支酶 选择填空：小糊精小糊精 -葡萄糖和极限糊精葡萄糖和极限糊精直链淀粉直链淀粉 葡萄糖葡萄糖最终产物是最终产物是 。-葡萄糖和极限糊精葡萄糖和极限糊精-淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶脱支酶 选择填空：小糊精小糊精 -葡萄糖和极限糊精葡萄糖和极限糊精直链淀粉直链淀粉 葡萄糖葡萄糖最终产物是最终产物是 。葡萄糖葡萄糖-淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶脱支酶 选

3、择填空：小糊精小糊精 -葡萄糖和极限糊精葡萄糖和极限糊精直链淀粉直链淀粉 葡萄糖葡萄糖最终产物是最终产物是 。直链淀粉直链淀粉-淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶脱支酶 选择填空：小糊精小糊精 -葡萄糖和极限糊精葡萄糖和极限糊精直链淀粉直链淀粉 葡萄糖葡萄糖-淀粉酶的性质淀粉酶的性质 （-Amylase）n命名：命名：-1,4葡聚糖葡聚糖-4-葡聚糖水解酶葡聚糖水解酶 EC3.2.1.1，也称为液化酶，也称为液化酶。n分布：分布：植物：如玉米、稻米、高粱、谷子植物：如玉米、稻米、高粱、谷子哺乳类动物：如人及动物唾液、胰液哺乳类动物：如人及动物唾液、胰液微生物：枯草杆菌、芽孢杆菌、吸水链霉微生物：枯草

4、杆菌、芽孢杆菌、吸水链霉菌、米曲霉、黑曲霉等菌、米曲霉、黑曲霉等 性质性质(1)分子量：分子量：约约5万万(2)金属酶：金属酶：属于金属酶，每个酶分子中含有一属于金属酶，每个酶分子中含有一个个Ca2+，其与酶分子结合非常牢固。，其与酶分子结合非常牢固。激活剂和稳定剂激活剂和稳定剂(3)pH对对-淀粉酶的影响淀粉酶的影响一般在pH5.58时稳定，pH4以下容易失活，酶的最适pH值为pH56。不同来源的-淀粉酶具有不同的pH特性 酶的最适pH 与 pH稳定性 -淀粉酶最适pH值：黑曲酶为4.0；高梁芽4.8，小麦4.5左右从人的唾液和猪的胰脏的较窄6.07.0枯草杆菌得到的具有较宽广pH5.07.

5、0嗜热脂肪芽孢杆菌的狭窄3.0左右大麦芽4.85.4（4）温度对）温度对-淀粉酶活力的影响淀粉酶活力的影响n-淀粉酶在40时活力最高，50以上容易失活，一些细菌来源-淀粉酶的最适温度为70。n不同来源的-淀粉酶具有不同的热稳定性和最适温度。如果以每分钟升高1.5的速度加热-淀粉酶粗制剂的溶液，那么在温度达到80时，几种-淀粉酶的百分残余活力如下：霉菌1，谷类25，而细菌92。耐热-淀粉酶n地衣形芽孢杆菌-淀粉酶的最适温度为，而淀粉液化芽袍杆菌-淀粉酶的最适温度为。9270温度对酶的半衰期的影响温度对-淀粉酶半衰期的影响 底物：31.5玉米淀粉，pH6.5钙离子浓度2.1.3.2-淀粉酶的性质淀

6、粉酶的性质（-1，4-葡聚糖麦芽糖水解酶葡聚糖麦芽糖水解酶 EC 3.2.1.2 -Amylase)来源：来源：高等植物：如小麦大麦芽、甘薯和大豆。高等植物：如小麦大麦芽、甘薯和大豆。微生物：如多黏芽孢杆菌等微生物：如多黏芽孢杆菌等。哺乳动物无哺乳动物无 通常是从大豆提取蛋白质后由废水中提取或从蒜苗制取淀粉的废水中得到的。麸皮、大麦、麦芽也是生产-淀粉酶的原料。微生物也是重要的原料。-淀粉酶淀粉酶性质性质（1）pH 对对-淀粉酶活力影响淀粉酶活力影响植物：最适植物：最适pH5.06.0 范围5.08.0微生物：最适微生物：最适pH6.07.0 范围4.09.0（2）温度对）温度对-淀粉酶活力的

7、影响淀粉酶活力的影响n最适温度最适温度4060 n不同来源的酶不同，微生物来源的耐热性优不同来源的酶不同，微生物来源的耐热性优于植物来源的。于植物来源的。n大豆的在最适大豆的在最适pH5.5时。时。65水解水解30min损失损失50，70水解水解30min可使酶完全失活。可使酶完全失活。n同样条件下，山芋粗酶在同样条件下，山芋粗酶在6065时不失活。时不失活。n大麦中的大麦中的-淀粉酶的热稳定性低于淀粉酶的热稳定性低于-淀粉酶淀粉酶。一、酶活力一、酶活力二、酶活力单位二、酶活力单位1.国际酶活性单位国际酶活性单位在最适条件下（温度可采用25或其它选用的温度，pH等条件均采用最适条件），每1 m

8、in 催化1 mol 的底物转化为产物的酶量定义为1 个酶活力单位（IU）。2.实用单位实用单位在实际中往往对不同的酶使用不同的酶活单位在实际中往往对不同的酶使用不同的酶活单位-淀粉酶活力单位定义为淀粉酶活力单位定义为:在在60pH6.2条件下条件下,每小时可催每小时可催化化1g淀粉所需要的酶量为一个单位（淀粉所需要的酶量为一个单位（U).直接以光密度值表示：单位时间增加或减少直接以光密度值表示：单位时间增加或减少0.001个光密个光密度值为一个酶活单位（度值为一个酶活单位（U)；例如溶菌酶、过氧化物酶；例如溶菌酶、过氧化物酶 DNA聚合酶聚合酶以在特定反应条件下，以在特定反应条件下，30分钟

9、内催化分钟内催化10nmol dNTP合成为三氯乙酸不溶物所需的酶量（合成为三氯乙酸不溶物所需的酶量（U)；T4 DNA连接酶活力单位定义为：在连接酶活力单位定义为：在20l反应体积中，反应体积中，16，30分钟内，将分钟内，将50%的的Hind酶切的酶切的DNA片段重新片段重新连接起来所需的酶量（连接起来所需的酶量（U)。三、酶活力测定方法三、酶活力测定方法 终止反应法（终止反应法（Stopped method）连续反应法（连续反应法（Continuous method）终止反应法终止反应法将酶反应按时即刻完全停止，再确定产物的生成量或将酶反应按时即刻完全停止，再确定产物的生成量或反应物的消

10、耗量，算出酶活性。反应物的消耗量，算出酶活性。可以采用用酶法检测、化学检测、放射化学检测、可以采用用酶法检测、化学检测、放射化学检测、光学检测、气体检测等生化检测技术。光学检测、气体检测等生化检测技术。比色比色(光吸收光吸收)、滴定、气体体积度量等、滴定、气体体积度量等常用的终止酶反应终止酶反应的方法的方法：反应时间一到，立即取出适当反应液，置于沸水浴中，反应时间一到，立即取出适当反应液，置于沸水浴中，加热使酶失活；加热使酶失活；加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸（加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸（TCA）等，使酶）等，使酶变性失活；变性失活；加入酸或碱溶液，使反应液的加入酸或碱溶液，使反应液的pH

11、值迅速远离催化反值迅速远离催化反应的最适应的最适pH值而使反应终止；值而使反应终止；将取出的反应液立即置于低温冰箱、冰粒堆或冰盐溶将取出的反应液立即置于低温冰箱、冰粒堆或冰盐溶液中，使反应液的温度迅速降低至液中，使反应液的温度迅速降低至10以下而终止反应。以下而终止反应。连续测定法连续测定法基于反应过程中用仪器连续测定产物的生成量或底物的减少量（动力学法），算出酶活力。光谱吸收、电位、酸碱度、黏度、气体体积、热量的变更等 直接测定法直接测定法 间接测定法间接测定法 酶偶联测定法酶偶联测定法酶法检测酶法检测用其它纯酶将产物直接或间接转变成为分光光谱仪或荧光光谱仪测出的化合物。偶偶 联联 法法（c

12、oupled method）;指示酶（指示酶（Indicator enzymeIndicator enzyme）e.g.葡萄糖氧化酶活力 葡萄糖氧化酶葡萄糖 葡萄糖内脂+H2O2过氧化物酶（纯品）和木酚 过氧化物酶 H2O2+木酚 4-甲氧联酚 测A436nm 4-甲氧联酚的量 H2O2 的生成量 酶活力（葡萄糖氧化酶活力）四、酶活力测定的条件与注意的问题四、酶活力测定的条件与注意的问题1.1.反应时间反应时间 应选择在酶反应的初速度范围内应选择在酶反应的初速度范围内通常以底物浓度的变化在起始浓度的通常以底物浓度的变化在起始浓度的5%5%以内的速度为初以内的速度为初速度的近似值速度的近似值2.

13、2.酶量酶量 必须和测得的活性有线性关系必须和测得的活性有线性关系 3.3.底物底物 酶催化的专一性选择合适的底物和底物浓度。酶催化的专一性选择合适的底物和底物浓度。底物浓度应该大于底物浓度应该大于5Km5Km；一定浓度的底物溶液；均匀一一定浓度的底物溶液；均匀一致；达到酶反应所要求纯度使用的底物溶液；一般要致；达到酶反应所要求纯度使用的底物溶液；一般要求新鲜配制；预先配制后置于冰箱中保存备用；求新鲜配制；预先配制后置于冰箱中保存备用；4.反应条件反应条件 确定酶催化反应的温度、确定酶催化反应的温度、pHpH值、底物浓度和激活剂浓值、底物浓度和激活剂浓度等反应条件度等反应条件 温度温度 尽量保

14、持恒定不变：反应应该在恒温水浴槽中尽量保持恒定不变：反应应该在恒温水浴槽中进行进行 pHpH值值 必须采用一定浓度和一定必须采用一定浓度和一定pHpH值的缓冲溶液值的缓冲溶液 有些要求添加一定浓度的激活剂有些要求添加一定浓度的激活剂e.g.e.g.淀粉酶需要钙离子；淀粉酶需要钙离子；注意问题注意问题1.1.一定条件一定条件2.2.混合均匀混合均匀3.3.准确计时准确计时4.4.设置对照设置对照 实验剖析实验剖析淀粉酶活性的测定淀粉酶活性的测定-淀粉酶淀粉酶 80 80保温保温20min 20min 不耐酸在不耐酸在 pH pH值值3.63.6钝化钝化-淀粉酶淀粉酶 不耐热，在高温下易钝化不耐热

15、，在高温下易钝化将提取液加热到将提取液加热到7070保温保温15min15min以钝化以钝化-淀粉酶，便可测定淀粉酶，便可测定-淀粉酶的活性；或者将提取液用淀粉酶的活性；或者将提取液用pH 3.6pH 3.6的醋酸溶液在的醋酸溶液在00下加以下加以处理，钝化处理，钝化-淀粉酶，以求出淀粉酶，以求出-淀粉酶的活性。淀粉酶的活性。淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖，可用淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖，可用3 3，5-5-二硝基水杨酸试剂测二硝基水杨酸试剂测定。由于麦芽糖能将黄色的定。由于麦芽糖能将黄色的3 3，5-5-二硝基水杨酸还原成棕红色的二硝基水杨酸还原成棕红色的3-3-氨基氨基-5-5-硝基水杨酸，在

16、一定范围内其颜色的深浅与还原糖的硝基水杨酸，在一定范围内其颜色的深浅与还原糖的浓度成正比，以标准麦芽糖做标准曲线，可求出麦芽糖的含量。浓度成正比，以标准麦芽糖做标准曲线，可求出麦芽糖的含量。以每克样品在单位时间内生成麦芽糖的毫克数表示淀粉酶活性以每克样品在单位时间内生成麦芽糖的毫克数表示淀粉酶活性的大小。的大小。-淀粉酶活性的测定淀粉酶活性的测定（1 1）取）取4 4支试管编号，注明其中两支为对照管，两支支试管编号，注明其中两支为对照管，两支为测定管。为测定管。（2 2）于每管中各加酶液）于每管中各加酶液1mL1mL，在，在70700.50.5恒温水浴恒温水浴中加热中加热15min15min，

17、-淀粉酶因受热而钝化，取出后迅速淀粉酶因受热而钝化，取出后迅速冷却。冷却。（3 3）向对照管中加入）向对照管中加入4mL 0.4 mol/LNaOH4mL 0.4 mol/LNaOH，以使酶，以使酶失活。失活。（4 4）在）在4 4支试管中各加入支试管中各加入lmL pH 5.6lmL pH 5.6柠檬酸缓冲液。柠檬酸缓冲液。（5 5）将）将4 4支试管另置于支试管另置于40400.50.5恒温水浴中恒温水浴中保温保温15min15min，再向各管分别加入，再向各管分别加入4040下下预热预热的的1 1淀粉溶液淀粉溶液2mL2mL，摇匀后立即放入，摇匀后立即放入4040水浴中水浴中准确保温准确

18、保温5 min5 min后取后取出，向各测定管迅速加入出，向各测定管迅速加入4mL 0.4mol/LNaOH4mL 0.4mol/LNaOH溶液，终溶液，终止酶活性。止酶活性。n+-+-淀粉酶活性的测定淀粉酶活性的测定n取取4 4支试管编号，其中支试管编号，其中2 2支为对照，支为对照，2 2支为测支为测定管，各加入稀释酶液定管，各加入稀释酶液1mL1mL及及1mL1mL的柠檬酸的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。以下重复柠檬酸钠缓冲液。以下重复-淀粉酶测定淀粉酶测定的第的第(3)(3)(5)(5)的操作。的操作。n-淀粉酶活性的测定淀粉酶活性的测定 -淀粉酶活性淀粉酶活性麦芽糖麦芽糖(mg)鲜重鲜重(

19、g)5min=(A)样品稀释总体积样品稀释总体积 样品鲜重样品鲜重(g)V （+）-淀粉酶总活性淀粉酶总活性麦芽糖麦芽糖(mg)鲜重鲜重(g)5min=(B)样品稀释总体积样品稀释总体积 样品鲜重样品鲜重(g)V酶活单位的定义酶活单位的定义(以每克样品在单位时间内生成麦芽糖的毫克数表示淀粉酶活性以每克样品在单位时间内生成麦芽糖的毫克数表示淀粉酶活性的大小。的大小。)U)U延伸延伸如何测定酶活力？如何测定酶活力？测定酶活力应注意什么问题？测定酶活力应注意什么问题？测定酶活力在实际中的应用测定酶活力在实际中的应用淀粉酶在淀粉糖生产中的应用淀粉酶在淀粉糖生产中的应用产品种类产品种类葡萄糖葡萄糖麦芽糖

20、麦芽糖果糖果糖低聚糖低聚糖高果糖浆高果糖浆医药、食品、发酵行业自用糖（抗生素、医药、食品、发酵行业自用糖（抗生素、味精、氨基酸等原料用糖）味精、氨基酸等原料用糖）-淀粉酶在淀粉糖生产上的应用淀粉酶在淀粉糖生产上的应用酶法生产葡萄糖的优点 糖化液没有苦味、葡萄糖纯度高、提高淀粉投料浓度、葡萄糖收率高双酶法的基本工艺双酶法的基本工艺淀粉淀粉调浆调浆液化液化糖化糖化脱色脱色过滤过滤离子交换离子交换真空浓缩真空浓缩结晶结晶分离分离真空干燥真空干燥葡萄糖产品葡萄糖产品液化机理液化机理 糊化糊化 液化液化淀粉淀粉(晶体晶体)结构结构加热吸水膨胀加热吸水膨胀链间交错形成相互链间交错形成相互联系的网状结构联系

21、的网状结构外膜破裂解体外膜破裂解体粘稠状液体粘稠状液体体积增加体积增加50-10050-100倍倍糊化液体糊化液体-淀粉酶淀粉酶直链淀粉水解成低聚糖、直链淀粉水解成低聚糖、少量麦芽糖和葡萄糖。少量麦芽糖和葡萄糖。支链淀粉支链淀粉-1,4键被键被任意分任意分解，但解，但-1,6键不被分解。键不被分解。(1)液化液化液液 化化 方方 法法 升温液化：升温液化：原料淀粉浓度：原料淀粉浓度：30%40%pH值值：6.06.5 加入：加入：-淀粉酶、淀粉酶、CaCl2、NaCl 升温到升温到：8590 保温：保温：45min 采用喷射器采用喷射器,蒸汽和调配好的淀粉浆从不同蒸汽和调配好的淀粉浆从不同的入

22、口进入的入口进入,利用蒸汽把形成薄层的淀粉乳瞬间利用蒸汽把形成薄层的淀粉乳瞬间上升到指定的温度上升到指定的温度,使之糊化、液化。喷射后再使之糊化、液化。喷射后再进入保温维持罐内维持一定时间进入保温维持罐内维持一定时间喷射嘴温度：喷射嘴温度：105110，保温维持缸温：保温维持缸温：9597，维持时间：维持时间：1h左右。左右。喷射液化喷射液化地衣芽孢菌产酶能在地衣芽孢菌产酶能在110 以上利用！以上利用！糖化机理糖化机理淀粉产物淀粉产物糖化酶水解糖化酶水解葡萄糖葡萄糖方法方法糊精糊精糖化酶糖化酶60 保温保温4048h糖化液糖化液DE97%左右左右升温升温80 以上以上,灭酶。灭酶。（2）糖化

23、）糖化冷却冷却5560,调调pH4.55.0酶法制糖酶法制糖 酶法制味精酶法制味精酶法生产啤酒、酒精、白酒、黄酒酶法生产啤酒、酒精、白酒、黄酒酶法生产柠檬酸、抗生素、酶制剂酶法生产柠檬酸、抗生素、酶制剂淀淀 粉粉葡萄糖葡萄糖麦芽糖麦芽糖低聚糖低聚糖其他用途葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶 n作用：催化作用：催化D-木糖、木糖、D-葡萄糖和葡萄糖和D-核糖核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。葡萄糖葡萄糖(醛糖）醛糖）异构酶异构酶 果糖果糖（酮糖）（酮糖）n非水解酶非水解酶葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶果葡糖浆淀粉 葡萄糖 混合糖浆42%果糖 果糖 52%葡萄糖 葡萄糖 70%90%

24、果糖6%低聚糖液化糖化酶异构酶脱色精制浓缩分离异构酶果葡果葡糖浆糖浆高果糖浆高果糖浆（HFCS)目前世界上淀粉糖的产量已达1000多万吨。其中一半是果葡糖浆经典问题经典问题以支链淀粉（或玉米淀粉）为原料，制造果葡糖浆，需要哪些酶参加催化反应？知识拓展知识拓展-淀粉酶淀粉酶在真假蜂蜜鉴别的应用 乳糖酶（乳糖酶（lactase)-半乳糖苷酶半乳糖苷酶（-galatosidase)作用作用催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖性质性质 温度：来源不同而不同温度：来源不同而不同 2650 最适最适 pH：来源不同而不同：来源不同而不同 如酵母如酵母6.0,霉霉菌菌5.0,细菌细菌 7

25、.0 铁、钙离子有抑制作用铁、钙离子有抑制作用 硫化物或亚硫酸盐有激活作用硫化物或亚硫酸盐有激活作用应用应用1、低乳糖奶的生产、低乳糖奶的生产 乳糖溶解度低，20 15%溶解，甜度低，以蔗糖100，则乳糖16，牛奶中乳糖占固形物30%。乳糖不能直接被小肠吸，产酸产气，引起腹泻。生活在亚洲一些地区的居民，由于体内缺乏乳糖酶而不能代谢乳糖，对牛奶有过敏性反应，乳糖不耐受症。A、分离除去乳糖、分离除去乳糖低乳糖奶低乳糖奶B、加乳糖酶、加乳糖酶乳糖乳糖乳糖酶乳糖酶葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖 低乳糖奶低乳糖奶 低乳糖奶粉低乳糖奶粉 低乳糖咖啡奶、可可奶、果味奶等低乳糖咖啡奶、可可奶、果味奶等 生生 产产

26、 方方 法法炼乳、冰淇淋等乳制品，由于温度变化，常常有炼乳、冰淇淋等乳制品，由于温度变化，常常有乳糖结晶析出，呈颗粒状结构，乳糖结晶析出，乳糖结晶析出，呈颗粒状结构，乳糖结晶析出，会促使酪蛋白凝聚，不合食用。会促使酪蛋白凝聚，不合食用。水解 2530%乳糖水解可防止浓缩甜炼乳中其他糖的结晶。3040%乳糖水解可防止砂样结晶和蛋白质的絮凝。50%乳糖水解，在冰箱中保存4个月，乳糖也不结晶。方法：乳糖酶先分解脱脂牛奶，再制造冰淇淋。直接将乳糖酶加到冰淇淋配料中。2、冰淇淋和冷冻浓缩牛奶的生产、冰淇淋和冷冻浓缩牛奶的生产（1）促进微生物的生产，某些微生物不能利）促进微生物的生产，某些微生物不能利用乳

27、糖作碳源，水解后，可利用葡萄糖作碳源；用乳糖作碳源，水解后，可利用葡萄糖作碳源；（2）缩短酸奶的转化时间）缩短酸奶的转化时间1520%（3）缩短鲜奶酪转化时间，形成的凝胶强度）缩短鲜奶酪转化时间，形成的凝胶强度高，产率提高高，产率提高10%。3、发酵乳制品、发酵乳制品4、用于乳清的精深加工、用于乳清的精深加工5、用于半乳果葡糖浆的生产、用于半乳果葡糖浆的生产6、在焙烤工业的应用、在焙烤工业的应用果胶酶果胶酶果胶质概念 由不同酯化度的半乳糖醛酸以-1,4糖苷键聚合而成的多糖链。常带有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖、海藻糖、芹菜糖等组成的侧链。游离的羧基部分或全部与钙、钾、钠离子，特别是与硼化合物

28、结合在一起。沉积于植物初生细胞壁和细胞间层与纤维素、半纤维素、木质素的微纤丝以及某些蛋白相互交联使细胞组织结构坚硬，表现出固有的形态。HOCOOHOOHOHOOHCOOCH3HOOOHCOOHHOOOHOHCOOCH3HOOOOn果胶结构果胶类物质给食品加工工业中带来的难题n任何植物（水果蔬菜）都存在果胶n果蔬的加工、储藏、运输榨汁中粘度大、汁得率低，过滤难。进入饮料中造成混浊沉淀、透光率不高番茄果胶酶果胶酶是分解果胶物质的多种酶的总称是分解果胶物质的多种酶的总称作用作用 催化果胶质分解催化果胶质分解来源催化果催化果胶解聚胶解聚的酶的酶催化果胶分子催化果胶分子的酯水解的酶的酯水解的酶水解酶水解

29、酶(EC3.)裂解酶裂解酶(EC4.)聚甲基半乳糖醛酸酶聚甲基半乳糖醛酸酶(PMG)聚甲基半乳糖醛酸聚甲基半乳糖醛酸裂解酶裂解酶(PMGL)聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶（PG)聚半乳糖醛酸裂解酶聚半乳糖醛酸裂解酶(PGL)果胶酯酶（果胶酯酶（PE）果果胶胶酶酶分类1 聚甲基半乳糖醛酸酶（聚甲基半乳糖醛酸酶（PMG）水解果胶分子中的水解果胶分子中的1,4-糖苷键，从而使果胶糖苷键，从而使果胶的粘度下降。的粘度下降。内切内切PMG：使果胶粘度下降明显；：使果胶粘度下降明显；外切外切PMG：使果胶粘度下降不明显。：使果胶粘度下降不明显。n聚甲基半乳糖醛酸酶聚甲基半乳糖醛酸酶n聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛

30、酸酶n聚甲基半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶n聚半乳糖醛酸裂解酶聚半乳糖醛酸裂解酶n果胶酯酶果胶酯酶HOCOOHOOHOHOOHCOOCH3HOOOHCOOHHOOOHOHCOOCH3HOOOOnCH3CH3寡聚甲基半乳糖醛酸寡聚甲基半乳糖醛酸D-甲基半乳糖醛酸或甲基半乳糖醛酸或二聚甲基半乳糖醛酸二聚甲基半乳糖醛酸聚甲基半乳糖醛酸酶（聚甲基半乳糖醛酸酶（PMG）2 聚半乳糖醛酸裂解酶（聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）n切断果胶酸分子内部的切断果胶酸分子内部的1,4-糖苷键，生成糖苷键，生成具有不饱和键的相对分子质量较小的聚半具有不饱和键的相对分子质量较小的聚半乳糖醛酸，粘度迅速下降。乳糖醛酸

31、，粘度迅速下降。n聚甲基半乳糖醛酸酶聚甲基半乳糖醛酸酶n聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶n聚甲基半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶n聚半乳糖醛酸裂解酶聚半乳糖醛酸裂解酶(PGL)n果胶酯酶（果胶酯酶（PE）HOCOOHOOHOHOOHCOOCH3HOOOHCOOHHOOOHOHCOOCH3HOOOOnCH3CH3寡聚具不饱和键的甲寡聚具不饱和键的甲基半乳糖醛酸基半乳糖醛酸具不饱和键的甲基半具不饱和键的甲基半乳糖醛酸，乳糖醛酸，聚甲基半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶果果胶胶裂裂解解酶酶内切内切PGLPGL具不饱和键具不饱和键随机切断随机切断-1,4-1,4键键生成分子量较小的生成分子量较小

32、的聚半乳糖醛酸，粘聚半乳糖醛酸，粘度迅速下降。度迅速下降。外切外切PGLPGL切断还原切断还原性未端性未端-1,4-1,4键键具不饱和键的半乳糖具不饱和键的半乳糖醛酸，还原性增强，醛酸，还原性增强，但粘度下降不明显。但粘度下降不明显。果胶分子中的甲酯果胶分子中的甲酯PEPE果胶酸果胶酸+甲醇甲醇3 果胶酯酶果胶酯酶（PEEC:3.1.1.11)n果胶酯酶促使果胶脱酯，生成果胶酸n聚甲基半乳糖醛酸酶聚甲基半乳糖醛酸酶n聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶n聚甲基半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶n聚半乳糖醛酸裂解酶聚半乳糖醛酸裂解酶n果胶酯酶（果胶酯酶（PE）HOCOOHOOHOHOOHCOOCH3

33、HOOOHCOOHHOOOHOHCOOCH3HOOOOnCH3CH3果胶酸甲醇果胶酸甲醇果胶酯酶（果胶酯酶（PE）内切酶（内切酶（EC3.2.1.15）随机水解内部糖苷键，生成分子量相对较小随机水解内部糖苷键，生成分子量相对较小的寡聚半乳糖醛酸。的寡聚半乳糖醛酸。外切酶（外切酶（EC3.2.1.67)从非还原性末端开始，逐个或逐二个水解从非还原性末端开始，逐个或逐二个水解1,4-糖苷键，生成糖苷键，生成D-半乳糖醛酸或二聚半乳糖醛酸。半乳糖醛酸或二聚半乳糖醛酸。4 聚半乳糖醛酸酶（聚半乳糖醛酸酶（PG）水解果胶酸和其他聚半乳糖醛酸分子中的水解果胶酸和其他聚半乳糖醛酸分子中的糖苷键。糖苷键。n聚

34、甲基半乳糖醛酸酶聚甲基半乳糖醛酸酶n聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶n聚甲基半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶n聚半乳糖醛酸裂解酶聚半乳糖醛酸裂解酶n果胶酯酶（果胶酯酶（PE）HOCOOHOOHOHOOHCOOCH3HOOOHCOOHHOOOHOHCOOCH3HOOOOnH寡聚半乳糖醛酸寡聚半乳糖醛酸D-半乳糖醛酸或二半乳糖醛酸或二聚甲基半乳糖醛酸聚甲基半乳糖醛酸聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶(PG)H5 聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）果果胶胶内切内切-PMGL-PMGL随机切断随机切断-1,4-1,4糖苷键糖苷键分子量较小的聚甲基半分子量较小的聚甲基半乳糖醛酸，粘度

35、下降；乳糖醛酸，粘度下降；外切外切-PMGL-PMGL从末端逐次水从末端逐次水解解-1,4-1,4糖苷键糖苷键具不饱和键的甲基半乳具不饱和键的甲基半乳糖醛酸，粘度下降不明糖醛酸，粘度下降不明显。显。n聚甲基半乳糖醛酸酶聚甲基半乳糖醛酸酶n聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶n聚甲基半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶n聚半乳糖醛酸裂解酶聚半乳糖醛酸裂解酶(PMGL)n果胶酯酶果胶酯酶HOCOOHOOHOHOOHCOOCH3HOOOHCOOHHOOOHOHCOOCH3HOOOOnH具有不饱和键的寡具有不饱和键的寡聚半乳糖醛酸聚半乳糖醛酸具不饱和键的半乳具不饱和键的半乳糖醛酸糖醛酸聚半乳糖醛酸裂解酶聚半

36、乳糖醛酸裂解酶H果胶酶分布果胶酶分布 霉菌中含各种果胶酶，裂解酶；细菌中主要为聚半乳糖醛酸裂解酶；高等植物中主要是果胶酯酶（PE)和聚半乳糖醛酸酶(PG)，不含果胶裂解酶。番茄果中含PE，用基因工程技术使酶失活，转基因番茄中的酶含量不到普通番茄的1%，转基因番茄更耐挤压便于运输、制番茄酱的粘度明显提高。PG的作用果胶酯酶在降解果胶的同时会伴随着甲醇（CH3OH)的释出，这在制葡萄酒中应注意采采用热处理。用热处理。葡萄酒酿造过程中果胶酶的应用在果蔬汁加工的过程中添加果胶酶减少提取的困难在果蔬汁加工的过程中添加果胶酶使果汁澄清果胶酶种类不同其作用方式也不相同苹果汁含有高度酯化的果胶，它易于被果胶裂

37、解酶澄清，而单独使用内切-聚半乳糖醛酸酶几乎没有效果。如果采用内切-聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶混合酶制剂。当30%酯键和5%糖苷键被水解时，苹果汁就能达到完全的澄清。果胶酶应用果胶酶应用1 果汁的提取和澄清果汁的提取和澄清 利于果汁的压榨，出汁率提高，经酶处理的果汁较稳定，可防止混浊。PG的专一性对果胶的酯化度要求不如PGL高 在澄清果汁方面往往注重以PG为主的酶组成 在提高浸出汁（特别是自流汁）方面往往注重使用以PGL为主的酶组成2.果酒的澄清、过滤果酒的澄清、过滤 苹果酒葡萄酒3天然产物的提取天然产物的提取n在适宜条件下,植物细胞会发生自溶也可产生包括果胶酶在内的分解酶类，但这会使待分离产物

38、发生结构改变，甚至产生小分子副产物，因此，一般应先钝化胞内酶系，再有选择地进行酶处理。n天然色素如葡萄紫、番茄红、等，中药提取物如银杏叶提取物、大蒜油浓缩液、蘑菇浓缩液、人参浆等均可使用酶法提取。n利用酶提取,不仅可提高萃取率，还可提高纯度。浓缩果汁在高糖浓度的条件下可自行凝结为果冻，浓缩果汁在高糖浓度的条件下可自行凝结为果冻，但高糖对风味不好，且影响健康。但高糖对风味不好，且影响健康。通过通过PE处理，果胶的甲酯化程度下降处理，果胶的甲酯化程度下降浓缩果汁浓缩果汁CaCa2+2+、低糖浓度、低糖浓度PE凝结果冻凝结果冻要求要求PE中不含中不含PG、PGL、PGML，以防果胶分，以防果胶分解不

39、结冻。解不结冻。4低糖果冻的生产低糖果冻的生产5.带果肉食品的生产带果肉食品的生产n一般常规加工所得到的果肉在必要的高温处理或机械泵出后，成型颗粒量明显减少,硬度降低，直接影响了产品品质。n果胶质在PE作用下脱去甲氧基，在钙离子存在下形成凝胶，从而保持了果肉原有的形状和硬度。n以此为基料的产品有果粒、果冻、果肉酸奶、果肉冰淇淋等。6.果实脱皮果实脱皮n橘子囊衣n莲子肉皮n大蒜膜层n杏仁脱皮n花生脱皮7.果胶酶解产物具有生物活性果胶酶解产物具有生物活性nPG可水解细胞壁中的果胶成分产生寡聚半乳糖醛酸，它是植物防御反应的诱导因子。n某些中草药中的药用成分也与果胶成分有关，如艾叶、柴胡根、人参叶、苍

40、术根n果胶酶解产物还具有抑菌活性，可显著抑制乳酸菌的生长；还可作为功能性食品的配料。问题延伸生产澄清型果汁中如何正确合理使用果胶酶？纤维素酶纤维素酶（cellulase)作用作用能降解纤维素能降解纤维素 -1,4葡萄糖苷键，使纤维素变成葡萄糖苷键，使纤维素变成葡萄糖的一组酶的总称葡萄糖的一组酶的总称是起是起协同作用协同作用的多组分酶系的多组分酶系分类分类nC1酶，纤维二糖水解酶（简称 CBH）（EC3.2.1.91）作用于纤维素线状分子末端，水解 -1,4糖苷键，每次切下一个纤维二糖分子；nCx酶，-1,4葡聚糖酶（简称 EG）（EC3.2.1.4）作用于纤维素分子内部的非结晶区，随机水解糖苷

41、键，将长链纤维素分子截短，产生大量带非还原性末端的小分子纤维素；n-葡萄糖苷酶（简称 BG）（EC3.2.1.21）将纤维二糖水解成葡萄糖分子。来源来源n真菌、细菌、放线菌 n原生动物、软体动物、昆虫n植物植物纤维素酶酶学动力学性质纤维素酶酶学动力学性质1.pH 最适最适pH4.510 酸性、中性、碱性酸性、中性、碱性2.温度温度 4560度度 不同的测定温度不同的测定温度 热稳定性热稳定性 3.抑制剂、抑制剂、激活剂激活剂抑制剂：葡萄糖酸内酯，重金属离子（抑制剂：葡萄糖酸内酯，重金属离子（Cu,Hg），），酚类物质（免受霉菌腐烂作用）酚类物质（免受霉菌腐烂作用）激活剂：半胱氨酸激活剂：半胱氨

42、酸酶活性测定方法酶活性测定方法应用应用1.果蔬加工中的应用果蔬加工中的应用 改进果蔬加工工艺大多数果蔬材料中含有纤维素，在果蔬加工过程中采用纤维素酶处理，可以使植物组织软化，改善口感，简化工艺。n脱苦作用 葡萄糖苷酶n作为风味酶 葡萄糖苷酶2.在酿造工业的应用在酿造工业的应用n酒精的生产n酱油酿造n啤酒工业n食醋酿造n在日本清酒生产中浸米时加入 0.02%0.1%的纤维素酶，浸泡17h，米的溶解性好，糖化发酵顺利，酒渣少，出酒率高；n纤维素酶在食醋酿造方面表明，添加纤维素酶产酒精量比 对照提高 7.5%23.8%，食醋产量提高0.251.38%，主料出品率提高5.127.2%；n在酒精发酵时添

43、加纤维素酶可显著提高酒精产率并缩短发酵时间。3.纤维素酶在活性物质提取中的应用n 在提取蛋白质、淀粉、活性多糖等物质时，用纤维素酶进行处理能提高产品得率。n水解金针菇，可溶性多糖和可溶性固形物提取率显著提高，提取效果优于水煮法和浸煮法；n对香菇柄和香菇盖中有效成分多糖和氨基酸进行提取，香菇柄加酶的提取液中多糖的含量比不加酶的增加 54%，香菇盖增加44%，而香菇柄加酶的提取液中氨基酸含量比不加酶的增加 10%，香菇盖增加15%；其他糖酶的性质及应用介绍蔗糖酶（转化酶）蔗糖酶（转化酶）（EC3.2.1.26)环状糊精生成酶环状糊精生成酶 （EC2.4.1.19)木聚糖酶木聚糖酶（EC3.2.1.8)-葡聚糖苷酶葡聚糖苷酶 （EC3.2.1.73)