1.0
0.5
0 10 20 30 40 50 60
温度 ºC
温度对淀粉酶活性的影响
pH的影响
1.最适pH
表现出酶最大活力的pH值
酶
2.pH稳定性
活
在一定的pH范围内酶是稳定的 性
胃蛋白酶 淀粉酶
胆碱酯酶
pH对酶作用的影响机制：
1.环境过酸、过碱使酶变性失 活；
2.影响酶活性基团的解离；
0
3.影响底物的解离。
八十年代以前: 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
特殊蛋白质。 八十年代以后: 酶是一类由活性细胞产生的生物大分子，又称催化剂。
蛋白质 核糖酶：RNA、DNA
2、酶分子的组成和结构
据酶 蛋白 结构 特征 分类
只有一条具有活性部位的多肽链，
单体酶 即仅由单一的三级结构蛋白质构成。
本章内容
概述 酶的固定化 酶促褐变 酶在食品加工中的应用
第一节 概述
酶对食品科学的重要性
控制着所有重要的生物大分子和小分子的合成、分解 食品加工的主要原料是生物材料, 生物材料中含有大量的酶 酶的作用
有益的：蛋白酶 有害的：果胶酶、脂酶 有效地使用和控制内源酶和外源酶
1、酶的化学本质
——通常为水解酶类。
寡聚酶
由多个具有三级结构的亚基聚合而成， 亚基聚合时有活性，解聚后失活。
多酶复。
2、酶分子的组成和结构
据酶 分子 组成 分类
单纯蛋白酶： 仅由蛋白质组成，水解---氨基酸
酶蛋白 （蛋白质部分）
决定反应专一性
结合蛋白酶
（全酶）
辅助因子
内在因素 酶的浓度 底物的浓度
环境条件 pH 温度 水分活度 激活剂或抑制剂
底物浓度对酶促反应的影响
在酶浓度，pH，温度等条件不 变的情况下研究底物浓度和反 应速度的关系。如右图所示：
n 在低底物浓度时, 反应速度与 底物浓度成正比，表现为一级 反应特征。
n 当底物浓度达到一定值，几乎 所有的酶都与底物结合后，反
酶通过扩散而损失的可能性还是存 在的。
胶囊包合
类似载体截留法，形成很小的颗 粒或胶囊
硝酸纤维素或尼龙 只适合低MW底物
共价连接
化学试剂 优点：
共价键牢固，酶不易泄漏 缺点：
一部分酶起着载体的作用而失 去了催化能力，因此用交联法 固定的酶活力较低。
对于价格昂贵的酶，不经济。
3.酶的催化作用特点
高效性：反应速度是普通催化剂的107～1013； 反应条件温和：pH5-8，20-40°C； 酶活力条件可控：生成与降解量的调节，催化效力的调节，改
变底物浓度对酶进行调节等；
专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用。
绝对专一性：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。
优点： 操作简便、条件温和，不会引起 酶的变性失活，载体价廉易得， 而且可反复使用。
缺点： 由于是靠物理吸附作用，结合力 较弱，酶与载体结合不太牢固而 易脱落。
载体截留
凝胶（聚丙烯酰胺）
特点：
低MW底物可通过扩散自由进入凝胶 颗粒，酶和高MW的终产物不能从凝 胶颗粒中渗漏出去。
局限：
只能适用于低MW底物。食品体系常 常有大分子。
小分子有机化合物
（非蛋白质部分） 金属离子
决定反应性质
二者缺一不可,否则不具有催化特性 全酶才有催化活性
辅助因子分类——按其与酶蛋白结合的紧密程度
辅酶 (co-enzyme): 与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。
辅基(prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。
应速度达到最大值（Vmax），
此时再增加底物浓度，反应速 度不再增加，表现为零级反应。
v
Vmax
一级反应 v = k [S]
零级反应 v = k [E]
[S]
酶浓度的影响
底物充足,其它因素不变时： 反应速率与酶浓度成正比； 底物浓度不足或酶浓度过高、
产物积累对反应有抑制作用， 会妨碍反应速率； 实际生产中，酶浓度如过高， 既浪费又影响产品质量。
固定化酶
将水溶性酶用物理或化学方法处理，固定于高 分子支持物(或载体)上而成为不溶于水，但仍有酶 活性的一种酶制剂形式，称固定化酶。
优点 酶的稳定性提高 易分离，酶能反复多次使用，可连续化、自动化 操作 产物中不含酶，不需要采用热处理灭酶，有助于 提高食品的质量
酶的固定方法
吸附
将酶吸附在氧化铝、有机聚合物、 玻璃、无机盐或硅胶等材料上
激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会适得其 反，激活剂之间有时存在拮抗现象。
激活剂的浓度有一定的范围，超出此范围，会得到相反的效 果。
抑制剂的影响
——使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而 降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂
酶的抑制剂一般具备两个方面的特点： a.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。 b.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。
2
4
6 8 10 pH
pH对某些酶活性的影响
Aw 的影响
一般而言，酶活力随Aw 的升高而增大。
食品原料中的水分含量 必须低于1%～2%，才能 抑制酶活力
激活剂的影响
使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。
其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。
如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+ 、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；
温度的影响
最适温度：酶促反应速度最快时 的环境温度。 动物细胞酶 37～50 ºC 植物细胞酶 50～60 ºC
双重影响
TºC＜Tº最适C：温度升高， 酶促反应速度升高
TºC＞Tº最适C：由于酶的本 质是蛋白质，温度升高，可 引起酶的变性，从而反应速 度降低。
酶 2.0 活 性 1.5
相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键的 专一性和基团的专一性。
立体异构专一性：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。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。
活性中心以外 的必需基团
维持酶活性 中心应有的 空间构象
结合基团
底物
催化基团
催化底物转 变成产物
活性中心
4.影响酶催化反应速度的因素