第六章 氧化還原酶

1、主要內(nèi)容： 一、過(guò)氧化物酶 二、多酚氧化酶 一、過(guò)氧化物酶（一、過(guò)氧化物酶（PODperoxidase） o過(guò)氧化物酶是存在于各種動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)的 一類(lèi)氧化酶。催化由過(guò)氧化氫參與的各種還原劑的氧 化反應(yīng)。 o過(guò)氧化物酶是由單一肽鏈單一肽鏈與一個(gè)鐵卟啉輔基鐵卟啉輔基結(jié)合構(gòu)成 的血紅蛋白血紅蛋白。多數(shù)植物過(guò)氧化物酶與碳水化合物結(jié)合 成為糖基化蛋白糖基化蛋白。糖蛋白有避免蛋白酶降解和穩(wěn)定蛋 白構(gòu)象的作用。 1過(guò)氧化物酶作用方式及分布過(guò)氧化物酶作用方式及分布 o1.1過(guò)氧化物酶作用方式 過(guò)氧化物酶（供體：過(guò)氧化氫 氧化還原酶） 催化過(guò)氧化氫分解時(shí)，同時(shí)有氫供體參加。 H2O2+ AH2 2H2

2、O+A POD 酚類(lèi)、胺類(lèi)化合物、某些雜環(huán)化合物和一些無(wú)機(jī)離子等 都可以作為過(guò)氧化物酶的供氫體。 o1.2過(guò)氧化物酶分類(lèi) （1） 含鐵過(guò)氧化物酶 正鐵血紅素過(guò)氧化物酶正鐵血紅素過(guò)氧化物酶：含有正鐵 血紅素（羥高鐵血紅素）為輔基， 存在于高等植物高等植物、動(dòng)物和微生物中。 綠過(guò)氧化物酶綠過(guò)氧化物酶：綠過(guò)氧化物酶的輔基也含 有一個(gè)鐵原卟啉基團(tuán)，這類(lèi)酶存在于動(dòng)物 器官和乳中（乳過(guò)氧化氫酶乳過(guò)氧化氫酶）。 （2）黃蛋白過(guò)氧化物酶：含有黃素腺嘌呤二核 苷酸作為輔基，這類(lèi)酶存在于微生物和動(dòng)物組 織中。 o1.分布： 過(guò)氧化氫酶在植物細(xì)胞中以兩種形式存在：。 以可溶形式存在于細(xì)胞漿中 以結(jié)合形式在細(xì)胞中與細(xì)

3、胞壁或細(xì)胞器 相結(jié)合 辣根是過(guò)氧化氫酶最重要的一個(gè)來(lái) 源。辣根中20%的過(guò)氧化氫酶（POD） 與細(xì)胞壁結(jié)合，用2mol/L NaCl(高離 子強(qiáng)度)才能提取出來(lái)。辣根中過(guò)氧化物 酶活力為569,000單位/g組織（蘑菇僅 240單位/g組織）。 2 過(guò)氧化物酶在食品加工中的應(yīng)用過(guò)氧化物酶在食品加工中的應(yīng)用 （1） 過(guò)氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指標(biāo)：如 蘋(píng)果氣調(diào)貯藏中，過(guò)氧化物酶出現(xiàn)兩個(gè)峰值， 一個(gè)在呼吸轉(zhuǎn)折（成熟），一個(gè)在衰老開(kāi)始。 （2） 過(guò)氧化物酶的活力與果蔬產(chǎn)品，特別是非非 酸性蔬菜酸性蔬菜在保藏期間形成的不良風(fēng)味有關(guān)。 （3）過(guò)氧化氫酶屬于最耐熱的酶類(lèi)，在果蔬加 工中常被當(dāng)作熱處理是否

4、充分的指標(biāo)。 （速凍蔬菜）（速凍蔬菜） 方法：將已熱處理的原料中抽取樣品，橫切，隨方法：將已熱處理的原料中抽取樣品，橫切，隨 即放入愈創(chuàng)木酚或聯(lián)苯胺溶液中，然后取出，即放入愈創(chuàng)木酚或聯(lián)苯胺溶液中，然后取出， 在切面上滴在切面上滴0.3%H2O2，數(shù)分鐘后，用，數(shù)分鐘后，用愈創(chuàng)愈創(chuàng) 木酚處理的樣品變?yōu)楹稚痉犹幚淼臉悠纷優(yōu)楹稚?lián)苯胺變?yōu)樯钏{(lán)聯(lián)苯胺變?yōu)樯钏{(lán) 色色，說(shuō)明過(guò)氧化氫酶未被破壞，熱處理時(shí)間，說(shuō)明過(guò)氧化氫酶未被破壞，熱處理時(shí)間 不夠，如果均不變色，則表示熱處理效果良不夠，如果均不變色，則表示熱處理效果良 好。好。 POD的測(cè)定方法： 3過(guò)氧化物酶最適過(guò)氧化物酶最適pH和最適溫度和最適溫度

5、3.1最適pH 過(guò)氧化物酶一般都含有多種同功酶，因此最適pH 范圍較寬。 酸性狀態(tài)，過(guò)氧化物酶血紅素和蛋白質(zhì)部分分離， 酶蛋白從天然狀態(tài)轉(zhuǎn)變到可逆變性狀態(tài)，活力下降， 且熱穩(wěn)定性低； 在中型和堿性狀態(tài)，酶處于天然狀態(tài)，蛋白質(zhì)結(jié) 構(gòu)含螺旋結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定，酸化后螺旋結(jié)構(gòu)破壞， 產(chǎn)生結(jié)構(gòu)。 如青刀豆：pH5.0-5.4，有可溶態(tài)，離子結(jié)合， 共價(jià)結(jié)合。 3.最適溫度差異較大：35-60。 n不同來(lái)源的過(guò)氧化物酶在最適作用溫度 上存在著很大的差別。例如，馬鈴薯和 花菜（均漿）（均漿）中過(guò)氧化物酶的最適溫 度分別為55和3540。 4過(guò)氧化物酶的熱穩(wěn)定性過(guò)氧化物酶的熱穩(wěn)定性 o4.1. 熱失活概念 雙向性雙

6、向性：POD中含有不同的耐熱性質(zhì) 部分，不耐熱部分在熱處理時(shí)很快地 失活，而耐熱部分在同樣的溫度緩慢 地失活。 在在88熱處理時(shí)甜玉米中過(guò)氧化物酶的失活熱處理時(shí)甜玉米中過(guò)氧化物酶的失活 （用鄰-苯二胺作為氫體底物測(cè)定酶活力） 可逆性可逆性：經(jīng)熱處理后的酶液在室溫或較低溫 度下保藏，它的活力部分可以再生。 例如：辣根過(guò)氧化物酶在70 加熱1小時(shí)后， 在30 下再生的酶活力可達(dá)到處理前的30- 40%，而在50 下不能再生，如再降低到 40 時(shí)，酶活力又開(kāi)始提高。 o4.2. 過(guò)氧化物酶冷凍增活效應(yīng) 果蔬熱燙后，有多少殘余活力或再生活力 被允許留在被保藏的產(chǎn)品中，殘余酶活力在冰 凍保藏后，質(zhì)量比酶

7、完全失活時(shí)要高。 速凍蔬菜能否永久保藏？速凍蔬菜能否永久保藏？ o4.3. 非脂肪氧合酶作用 在熱失活中過(guò)氧化物酶分子聚集成寡聚體， 分子量增加一倍，這個(gè)過(guò)程包括酶分子展開(kāi)和 展開(kāi)的酶分子進(jìn)一步堆積，血紅素基血紅素基暴露，增 加了血紅素蛋白非酶催化脂肪氧化非酶催化脂肪氧化的能力，導(dǎo) 致不良風(fēng)味的產(chǎn)生，這一過(guò)程非脂肪氧合酶作 用（熱燙鈍化）。 o問(wèn)題：經(jīng)熱燙的罐裝或冷凍蔬菜在保藏問(wèn)題：經(jīng)熱燙的罐裝或冷凍蔬菜在保藏 期間產(chǎn)生的不良風(fēng)味的原因？期間產(chǎn)生的不良風(fēng)味的原因？ 5 影響過(guò)氧化物酶熱失活的因素影響過(guò)氧化物酶熱失活的因素 o5.1. 不同來(lái)源的不同來(lái)源的POD具有不同的耐熱性。具有不同的耐熱性

8、。 一般來(lái)說(shuō)，植物的過(guò)氧化物酶活力越高，它的耐 熱性也越高。 n比如馬鈴薯和花菜勻漿中的過(guò)氧化物酶在 95加熱10min就完全而不可逆地失活。 n而甘藍(lán)中的過(guò)氧化物酶在120加熱 10min仍然有0.3%活力保存下來(lái)。 o5.2. 低水分含量，POD耐熱性增加： n例如：水分含量低于40%時(shí)，谷類(lèi)中過(guò)氧化 物酶的熱穩(wěn)定性與水分含量成反比。 n對(duì)于加工對(duì)于加工脫水果蔬脫水果蔬有重要參考價(jià)值。有重要參考價(jià)值。 o5.3. 外加因素：降低pH，增加NaCl濃度。 n以辣根中過(guò)氧化物酶為例，加入羥高鐵血紅素能 降低酶的熱失活速度(pH 7.0、76) n而升高溫度能提高酶的熱失活速度。 n在pH7時(shí)酶

9、熱失活的速度最低，在pH 4.0和 pH10時(shí)酶熱失活的速度分別提高到8倍和2倍。 n酶失活的初速度正比于NaCl的濃度(pH7.0、 NaCl濃度低于0.6mo1L)， n糖能提高蘋(píng)果和梨中過(guò)氧化物酶的熱穩(wěn)定性。 o5.4. 加熱方式：pH確定，T確定，T變長(zhǎng)，導(dǎo) 致酶失活后可能性變大，HTST易導(dǎo)致酶再生。 o5.5. 結(jié)合處理： 微波和離子照射能降低在熱燙過(guò)程中使酶失活 所需的熱處理強(qiáng)度。 馬鈴薯過(guò)氧化物酶的微波處理完全失活所需的時(shí)間馬鈴薯過(guò)氧化物酶的微波處理完全失活所需的時(shí)間 輻射處理 o在采用結(jié)合處理時(shí)，先使用輻射處理，再使用 熱處理。輻射時(shí)酶分子的聚集和單體的改性而 使酶的熱穩(wěn)定性

10、顯著降低，且不會(huì)出現(xiàn)活力再 生（輻射誘導(dǎo)水產(chǎn)生自由基二次進(jìn)攻的結(jié)果）。 6 化學(xué)試劑對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響化學(xué)試劑對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響 6.1. 使POD失活的作用方式： o與酶結(jié)合失活 o作用于底物或產(chǎn)物 6.2. 化學(xué)試劑種類(lèi) 2.1 SO2和亞硫酸鹽：SO2的作用僅僅是破壞 H2O2 SO2+ + H2O 2H2O+SO3 o0.1-0.15%的焦亞硫酸鹽能防止豌豆產(chǎn)生不的焦亞硫酸鹽能防止豌豆產(chǎn)生不 良風(fēng)味良風(fēng)味 6.2.2 氰化物、疊氰化物和氟復(fù)合物：能與血紅素 結(jié)合，為可逆抑制。 6.2.3 表面活性化合物：如單甘脂，卵磷脂等，顯 著失活。 6.2.4 高分子物質(zhì)： 如果膠在pH5.5時(shí)，

11、使POD顯著失活；pH 低，使POD完全失活。果膠的存在還能使POD 最適pH從5.5移動(dòng)至8.0，大多數(shù)果膠pH在酸性 范圍。這在食品加工中很重要。 二、二、 多酚氧化酶多酚氧化酶 o多酚氧化酶（鄰二酚：氧氧化還原 酶；E1,10,3,1）在植物界乃至動(dòng)物界 分布廣泛，由于其檢測(cè)方便，是被最早 研究的幾類(lèi)酶之一。 引起食品酶促褐變酶促褐變的主要酶類(lèi) o果蔬食品在加工及貯藏過(guò)程中存在褐變反應(yīng)， 而褐變的原因有非酶性的和酶性的，多酚氧化 酶是引起食品酶促褐變的主要酶類(lèi)，因此研究 多酚氧化酶的特性對(duì)制定食品的加工與保藏工 藝有非常重要的意義。 o有害：新鮮、冷凍、干制和罐藏產(chǎn)品的褐 變。 o有利：

12、紅茶生產(chǎn)，蘋(píng)果濃縮汁除澀 o三要素：底物、O2、酶 1多酚氧化酶在自然界的分布多酚氧化酶在自然界的分布 o（1）廣泛存在于自然界，植物、微生物及動(dòng)物 器官。植物品種不同，含量變化很大。果蔬中 以橄欖含量最高。 o（2）PPO在植物細(xì)胞中分布取決于品種和年齡， 果蔬而言還取決成熟度，如線粒體，葉綠體。 o（3）PPO在果蔬的不同部分含量存在很大差異。 大多數(shù)水果中PPO以結(jié)合狀態(tài)存在。葡萄皮中 PPO活力高，葡萄成熟時(shí)PPO活力下降幅度最 大。 2多酚氧化酶催化的反應(yīng)及其作用底物多酚氧化酶催化的反應(yīng)及其作用底物 o2.1.催化反應(yīng)：兩類(lèi)反應(yīng)都需要有分子氧參加。 (1) 一元酚羥基化：蘑菇中單酚。

13、 (2) 鄰二酚氧化，生成鄰醌。 多酚氧化酶催化的氧化反應(yīng)的最初產(chǎn)物鄰醌將 繼續(xù)變化。 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。 與氨基酸或蛋白質(zhì)作用生成高分子絡(luò)合物與氨基酸或蛋白質(zhì)作用生成高分子絡(luò)合物。 氧化哪些氧化還原電位較低的化合物，生成 無(wú)色化合物。 n其中導(dǎo)致褐色素的生成，反應(yīng)的產(chǎn)物 是無(wú)色的。 2.2.作用底物 2.2.1果蔬中四類(lèi) 兒茶素 3,4二羥基肉桂酸酯 3,4二羥基苯丙氨酸 酪氨酸 2.2.2特點(diǎn) oPPO的最佳底物并非和酶同時(shí)存在于同一植物 中。 o PPO只能催化在對(duì)位上有一個(gè)大于CH2的取 代基的一元酚羥基化，即PPO對(duì)底物具有特異 性要求。 o不同

14、的品種果蔬，同一品種不同部位中PPO具 有不同的底物特性。 多酚氧化酶在植株幼嫩階段及生長(zhǎng)旺盛期活性 最高。 3 pH對(duì)多酚氧化酶活力的影響對(duì)多酚氧化酶活力的影響 oPPO的最適pH4-7之間波動(dòng)。 o不同種類(lèi)，同一種果蔬不同品種的PPO，具不 同最適pH。 o不同部位，pH也有差異。 o酶的提取或分離方法對(duì)最適pH也有影響。 o測(cè)定酶活力時(shí)，采用的底物和緩沖液對(duì)酶最適 pH有影響。 o用同工酶，PPO具有一個(gè)最適pH外，尚有第 二個(gè)最適pH。 4 溫度對(duì)多酚氧化酶活力的影響溫度對(duì)多酚氧化酶活力的影響 o酶活力最適溫度逐步提高降低，如桃中PPO，從 3開(kāi)始隨溫度升高，至37最高，后下降。 o不

15、同底物表現(xiàn)出不同的PPO酶活力最適溫度：如馬 鈴薯，底物為兒茶素，最適溫度22。底物為焦 醅酚，最適溫度1535，線性上升。 o熱失活溫度70-90/短時(shí)間。 o低溫狀態(tài)酶失活是可逆的。微量的多酚氧化酶也能 導(dǎo)致果蔬褐變，冷凍食品生產(chǎn)中熱處理是必要的冷凍食品生產(chǎn)中熱處理是必要的。 5多酚氧化酶抑制效應(yīng)多酚氧化酶抑制效應(yīng) 酶促褐變?nèi)蛩兀好福孜?，O2。 為什么柑桔榨汁后不會(huì)發(fā)生褐變？為什么柑桔榨汁后不會(huì)發(fā)生褐變？ （1）對(duì)酶的抑制： oPPO以銅為輔基的金屬蛋白，金屬螯合物， 如抗壞血酸抗壞血酸、檸檬酸檸檬酸、EDTA、果膠、氰 化物。 （2）與酶催化生成的反應(yīng)產(chǎn)物作用 同鄰二酚氧化產(chǎn)物醌作用

16、的還原劑，如抗如抗 壞血酸壞血酸、SO2、偏重亞硫酸鹽。 醌偶合劑：與醌作用，生成穩(wěn)定的無(wú)色化合 物，如半胱氨酸、谷胱甘肽、SO2、偏重亞 硫酸鹽。 （3）清除酶作用的底物 o與酚類(lèi)底物作用的化合物： nPVPP（聚乙烯吡咯烷酮）與酚強(qiáng)烈締合， 消去底物。（無(wú)甲醛啤酒的生產(chǎn)） o隔氧 （4） 熱燙處理（滅酶） 6光照強(qiáng)度與多酚氧化酶活性光照強(qiáng)度與多酚氧化酶活性 多酚氧化酶屬于植物體內(nèi)的末端氧化酶系 統(tǒng)，光照明顯促進(jìn)了此酶的活性。不同光照條 件下海帶體內(nèi)酚類(lèi)化合物含量的結(jié)果表明，在0 1200 Lx(勒克斯)間，PPO隨光照強(qiáng)度增加 而呈上升趨勢(shì)。在對(duì)玫瑰組織培養(yǎng)的研究中， 采用不同的遮光處理(

17、對(duì)照、單層膜、雙層膜)， 其結(jié)果也同樣證明在一定的光照強(qiáng)度變化幅度 內(nèi)，PPO活性和接種后的褐變率均隨光強(qiáng)增加 而上升。另外在茶葉研究中也有與此相一致的 報(bào)道。 7 多酚氧化酶的激活劑多酚氧化酶的激活劑 o多酚氧化酶的作用會(huì)導(dǎo)致食品褐變。長(zhǎng)期以來(lái)， 防止食品的酶促褐變是一個(gè)重要的研究課題。 食品界在多酚氧化酶的抑制劑方面作了很多的 研究工作，而對(duì)于它的激活劑相對(duì)地了解較少。 o陰離子洗滌劑，例如SDS (十二烷基磺酸鈉) ， 能有效激活多酚氧化酶。若蘋(píng)果經(jīng)PVP(聚乙烯 毗咯烷酮)處理，其果皮的多酚氧化酶便會(huì)失活， 但用SDS處理后又能將已失活的酶激活。SDS 能激活以潛在的形式存在于粗提取液

18、中的多酚 氧化酶。 o若用酸或脲素短時(shí)間地處理葡萄中的多酚氧化 酶，能使酶可逆地激活；如果用酸處理作用時(shí) 間較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致酶不可逆地激活。另外Cu2+ 和底物3，4二羥基苯丙氨酸對(duì)一些果蔬來(lái) 源的多酚氧化酶也有激活作用。 8 多酚氧化酶在果品和蔬菜中的生理作用 o（1）起氧的緩沖劑作用； o（2）為抵抗病原菌提供一定程度的保護(hù)作用 （因?yàn)镻PO反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)能力大）； o（3）酚類(lèi)物質(zhì)氧化產(chǎn)物與細(xì)胞成份的相互作用， 使組織不易受病蟲(chóng)害侵噬； o（4）酶活性的降低標(biāo)志果實(shí)達(dá)成熟階段，適口 性增加，種子積累開(kāi)始。 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 三、 脂肪氧合酶 四、葡萄糖氧化酶 五、超氧化物歧化酶 三、三、

19、 脂肪氧合酶脂肪氧合酶（lipoxygenase, LOX） o脂肪氧合酶（亞油酸：氧 氧化還原酶；EC 1.13.1.13）是近20年發(fā)現(xiàn)的與植物代謝有密 切關(guān)系的一種酶，它屬于氧化還原酶氧化還原酶屬的范疇， 廣泛存在于植物體中。研究認(rèn)為，它可能參與 植物生長(zhǎng)、發(fā)育、成熟、衰老的各個(gè)過(guò)程，特 別是成熟衰老過(guò)程中自由基的產(chǎn)生以及乙烯乙烯的 生物合成，都發(fā)現(xiàn)有脂氧合酶的參與。因此脂 肪氧合酶被認(rèn)為是引起機(jī)體衰老的一類(lèi)重要的 酶。 o雖然在動(dòng)物組織中發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似于脂肪氧合酶的 作用，但是，到目前為止，還沒(méi)有分離出和脂 肪氧合酶類(lèi)似的酶，動(dòng)物組織中脂肪的氧化主 要是于血紅素蛋白質(zhì)的作用，后者是存在于動(dòng)

20、 物組織中有效的脂肪氧化因素。 1 脂肪氧合酶催化的反應(yīng)脂肪氧合酶催化的反應(yīng) 圖7-1脂肪氧合酶底物脂肪酸的部分結(jié)構(gòu) n脂肪氧合酶的結(jié)構(gòu)中含有非血紅素鐵非血紅素鐵，能專(zhuān)一催化 含順，順順，順1，4戊二烯戊二烯的多不飽和脂肪酸及酯，通 過(guò)分子加氫，形成具有共扼雙鍵的氫過(guò)氧化衍生物共扼雙鍵的氫過(guò)氧化衍生物。 o脂肪氧合酶對(duì)于它作用的底物具有特異性的要 求，含有順，順順，順1，4戊二烯戊二烯的直鏈脂肪 酸、脂肪酸酯和醇都有可能作為脂肪氧合酶的 底物。 o最普通的底物是必需脂肪酸： n亞油酸亞油酸 oC H 3 （ C H 2 ） 4 C H C H C H 2 C H CH(CH2)7COOH n亞

21、麻酸亞麻酸 oCH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH n花生四烯酸花生四烯酸 oC H 3 ( C H 2 ) 4 ( C H = C H - CH2)4(CH2)2COOH o順，順1，4戊二烯單位的亞甲基亞甲基在8 位的脂肪酸異構(gòu)體（亞油酸）是脂肪氧合酶的 最佳底物。在3位增加一個(gè)順雙鍵并不 影響脂肪氧合酶對(duì)底物的作用，例如亞麻酸是 脂肪氧合酶的良好底物。在脂肪酸的10位 和羧基之間增加雙鍵仍然可以作為脂肪氧合酶 的底物，例如花生四烯酸(5，8，11，14 20四烯酸)和8，11，1420三烯酸都是脂肪 氧合酶的底物。 脂肪氧合酶作用于亞油酸時(shí)，能產(chǎn)生亞油酸的13L 和9D氫過(guò)氧

22、化物衍生物氫過(guò)氧化物衍生物。 2 脂肪氧合酶作用的初期產(chǎn)物的進(jìn)一步變化脂肪氧合酶作用的初期產(chǎn)物的進(jìn)一步變化 o如果將氫過(guò)氧化亞油酸看作為脂肪氧合酶的初期 產(chǎn)物，那么它進(jìn)一步變化的產(chǎn)物將十分復(fù)雜的， 氫過(guò)氧化亞油酸變化的可能途徑，它們包括： n氫過(guò)氧化亞油酸的還原，過(guò)氧化物酶體系參 與這類(lèi)反應(yīng)； n酶催化氫過(guò)氧化亞油酸異構(gòu)化成多羥基衍生 物和酮： n氫過(guò)氧化亞油酸的環(huán)氧化，這類(lèi)反應(yīng)發(fā)生在 面粉水懸濁液體系之中； n馬鈴薯中的酶催化氫過(guò)氧化亞油酸生成 乙烯醚； n在無(wú)氧條件下，脂肪氧合酶催化氫過(guò)氧 化亞油酸和亞油酸發(fā)生二聚化反應(yīng)，同時(shí) 生成戊烷和氧代二烯酸等產(chǎn)物； n氫過(guò)氧化亞油酸分解生成揮發(fā)性的

23、醛和 酮，是否有一種特殊的“裂解酶”參與這類(lèi) 反應(yīng)還沒(méi)有確定。 o氫過(guò)氧化亞油酸通過(guò)上述各種途徑可以產(chǎn)生數(shù) 以百計(jì)的不同產(chǎn)物，因此，同一種脂肪氧合酶 能同時(shí)以合乎需要和不合乎需要的方式影響食 品的質(zhì)量，其中一些產(chǎn)物不會(huì)影響食品的感食品的感 官質(zhì)量官質(zhì)量，它們的生成，從某種意義上講，通過(guò) 競(jìng)爭(zhēng)減少了另一些有損于食品感官質(zhì)量的產(chǎn)物 的生成。 o除了上述六種途徑外，氫過(guò)氧化亞油酸還能與 食品中非脂肪成分作用，從而進(jìn)一步影響食品 的質(zhì)量。 3 pH對(duì)脂肪氧合酶作用的影響對(duì)脂肪氧合酶作用的影響 o脂肪氧合酶的最適pH一般在7.08.0，曲 線呈鐘形，曲線的最高點(diǎn)相當(dāng)于pH7.0 8.0，然而，在pH低于

24、7時(shí)，酶活力下降的 部分原因是脂肪氧合酶的底物亞油酸的溶解亞油酸的溶解 度度下降的結(jié)果，在酸性pH范圍內(nèi)亞油酸實(shí)際 上是不溶解的，圖7-2指出了表面活性劑吐 溫20對(duì)大豆脂肪氧合酶活力pH曲線的影 響。 圖 7-2 pH對(duì)大豆脂肪氧合酶活力的影響 n當(dāng)不使用吐溫20時(shí)(曲線B)，脂肪氧合酶的最適pH 向堿性方向移動(dòng)到7.5，而且在整個(gè)pH范圍內(nèi)脂肪氧 合酶的活力較低，在酸性pH范圍內(nèi)酶活力的下降尤 為顯著；在pH為9時(shí)兩者的差別趨向于消失。 當(dāng)使用吐溫20時(shí)(曲線 A)，脂肪氧臺(tái)酶的最適 pH為7.0，酶活力在此 pH值的兩側(cè)近乎對(duì)稱地 下降； 含吐溫20 4 脂肪氧合酶的作用對(duì)食品質(zhì)量的影響

25、脂肪氧合酶的作用對(duì)食品質(zhì)量的影響 o食品的質(zhì)量取決于它的色、香、味。質(zhì)構(gòu)和 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。脂肪氧合酶的作用對(duì)食品質(zhì)量的 影響比較復(fù)雜，它既有助于提高一些質(zhì)量指 標(biāo)，又能損害另一些質(zhì)量指標(biāo)。 4.1 脂肪氧合酶的作用對(duì)焙烤食品質(zhì)量的影響脂肪氧合酶的作用對(duì)焙烤食品質(zhì)量的影響 o脂肪氧合酶在焙烤工業(yè)中起著重要的作用。在 面包等面制品的生產(chǎn)過(guò)程中，添加適量的脂肪 酸氧合酶及大豆粉可使面粉中存在的少量不飽 和脂肪酸氧化分解，生成具有芳香風(fēng)味芳香風(fēng)味的羰基 化合物，從而能改進(jìn)面粉的顏色和焙烤質(zhì)量。 漂白面粉 o在面粉中加入1%含脂肪氧化酶活力的大 豆粉，可改善面粉的顏色和焙烤質(zhì)量。 o脂肪氧合酶可通過(guò)偶合反應(yīng)

26、導(dǎo)致胡蘿卜色 素被漂白。 強(qiáng)化面筋蛋白 o大豆粉脂肪氧合酶在漂白面粉的同時(shí)還具有氧 化面筋蛋白質(zhì)的功能，從而對(duì)面團(tuán)和烘焙食品 產(chǎn)生有益的影響。在面粉中加入脂肪和大豆粉 后，脂肪經(jīng)脂肪氧合酶作用所生成的氫過(guò)氧化 物起著氧化劑氧化劑的作用。在后者的作用下，面筋 蛋白質(zhì)的巰基(SH)被氧化成SS，這 對(duì)于強(qiáng)化面團(tuán)中的蛋白質(zhì)，即面筋蛋白質(zhì)的三 維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是必要的。 o脂肪氧合酶還具有另外一個(gè)重要功能就是通過(guò) 面筋蛋白質(zhì)的氧化，防止脂肪的結(jié)合增加面團(tuán) 中游離脂肪的數(shù)量，這就保證了外加起酥脂肪 能有效地改進(jìn)面包的體積和軟度有效地改進(jìn)面包的體積和軟度。在游離脂肪 釋出時(shí)所伴隨的面筋蛋白質(zhì)的氧化，對(duì)于改進(jìn) 面

27、團(tuán)的流變性質(zhì)是很重要的。在促使面筋蛋白 質(zhì)氧化的過(guò)程中，氧化脂肪中間物也起重要的 作用。 改進(jìn)面包的體積和軟度改進(jìn)面包的體積和軟度 4.2 脂肪氧合酶的作用對(duì)于食品顏色、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)脂肪氧合酶的作用對(duì)于食品顏色、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng) 的影響的影響 o脂肪氧合酶作用于不飽和脂肪酸及脂時(shí)產(chǎn)生的初 期產(chǎn)物，在進(jìn)一步分解后生成的揮發(fā)性化合物對(duì) 不同的食品的風(fēng)味產(chǎn)生截然不同的影響。 （1）對(duì)食品風(fēng)味的影響 n在一些水果和蔬菜中，例如番茄、豌豆、青刀 豆、香蕉和黃瓜，這些揮發(fā)性化合物構(gòu)成了人 們期望的風(fēng)味成分， n然而在冷凍蔬菜和其他加工食品中，它們卻產(chǎn) 生了不良的風(fēng)味。 n在谷類(lèi)保藏過(guò)程中產(chǎn)生的不良風(fēng)味也與脂肪氧

28、合酶作用的初期產(chǎn)物的進(jìn)一步分解有關(guān)。 n脂肪氧合酶還直接或間接地和肉類(lèi)酸敗及高蛋 白質(zhì)食品的不良風(fēng)味有關(guān)。 n它作用的產(chǎn)物對(duì)維生素A及維生素A原的破 壞； n它的作用減少了食品中必需不飽和脂肪酸的 含量； n酶作用的產(chǎn)物同蛋白質(zhì)的必需氨基酸作用， 從而降低了蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及功能性質(zhì)。 （2）脂肪氧合酶對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)的影響 5 脂肪氧合酶的抑制脂肪氧合酶的抑制 o脂肪氧合酶會(huì)產(chǎn)生兩種有害的副作用：一是造 成有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的多不飽和脂肪酸損失，二是產(chǎn) 生導(dǎo)致酸敗的氧化產(chǎn)物；在哺乳動(dòng)物代謝中它 們參與類(lèi)二十烷酸(如前列腺素)的形成。在加 工保藏期間產(chǎn)生不良的風(fēng)味或?qū)е率称吩谄渌?方面的質(zhì)量的下降，因此，很

29、多情況下，采用 各種方法使脂肪氧合酶失活是十分必要的：主 要包括控制溫度和pH以及使用抗氧化劑。 o控制食品加工時(shí)的溫度控制食品加工時(shí)的溫度是使脂肪氧合酶失活 的最有效手段。例如，在加工豆奶時(shí)，將未浸 泡的脫殼大豆在加熱到80100的熱水中研 磨10分鐘就可以消除不良風(fēng)味。（康奈爾法） o將食品材料調(diào)節(jié)到pH偏酸性再熱處理，也是 使脂肪氧合酶失活的有效方法。例如，將大豆 在pH3.88和水一起研磨，然后再燒煮，能使 脂肪氧合酶變性。 o許多研究工作說(shuō)明，酚類(lèi)抗氧化劑能抑制脂肪 氧合酶。為了避免食品在貯藏中發(fā)生酸敗，習(xí) 慣上是添加維生素E或丁羥基茴香醚一類(lèi)的抗 氧化劑來(lái)防止脂肪氧化酶的作用。 四

30、、四、 葡萄糖氧化酶（葡萄糖氧化酶（GOD） Glucose Oxidase，簡(jiǎn)稱GOD，-D-葡萄糖： 氧化 氧化還原酶；EC1.1.3.4）是一種需氧脫氫 酶，能專(zhuān)一地氧化-D-葡萄糖成為葡萄糖酸和過(guò) 氧化氫。 o1 9 2 8 年 由 M u l l e r 首 先 從 黑 曲 霉 （Aspergillus niger）的無(wú)細(xì)胞提取液中發(fā) 現(xiàn)葡萄糖氧化酶。隨后Kusai等、Pazur和 Swobod-da等分別從青霉素青霉素（P.Variable） 和黑曲霉黑曲霉中提純葡萄糖氧化酶。其他霉菌，象 米曲霉和點(diǎn)青霉也能產(chǎn)生葡萄糖氧化酶，然而 在高等植物和動(dòng)物體內(nèi)還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化 酶。 o

31、葡萄糖氧化酶現(xiàn)已從多種材料中提取純化予以 結(jié)晶，并廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、臨床化學(xué)和 分析化學(xué)等許多領(lǐng)域中。 1 葡萄糖氧化酶催化的反應(yīng)葡萄糖氧化酶催化的反應(yīng) o葡萄糖氧化酶的催化反應(yīng)，按條件不同有如下三 種形式： n在沒(méi)有過(guò)氧化氫酶存在下，每克分子葡萄糖氧 化酶氧化時(shí)消耗1克分子氧。 C6H12O6 + O2 C6H12O7 + H2O2 o在有過(guò)氧化氫酶存在下，每克分子葡萄糖氧化 酶氧化時(shí)消耗1克原子氧。 C6H12O6 + 1/2O2 C6H12O7 o在有乙醇和過(guò)氧化氫酶存在下，過(guò)氧化氫同時(shí) 被用于乙醇的氧化作用，此時(shí)，每克分子葡萄 糖氧化酶氧化時(shí)消耗1克分子氧。 C6H12O6 + C

32、2H5OH + O2 C6H12O7 + CH3CHO + H2O 1.1 葡萄糖氧化酶的催化特異性葡萄糖氧化酶的催化特異性 o葡萄糖氧化酶與其他大多數(shù)酶一樣，特異性非 常嚴(yán)格。它對(duì)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖表現(xiàn)出高度的專(zhuān) 一性。葡萄糖氧化酶底物分子C（1）上的羥基在 酶的催化作用中起到重要作用，且羥基處在- 位時(shí)酶的活力比處在-位時(shí)高約160倍。底物 分子中的任何一點(diǎn)改變都會(huì)顯著降低其氧化速 率。 O H O H H H H H O HOH OH O H EF A D O O H H H H H OH OH O H O +EF A D H 2 O2 EF A D + H2O2 H2O O H

33、 O H O H H H H H COOHOH OH O H H - D - 葡 萄 糖 酸 內(nèi) 酯 D - 葡 萄 糖 酸 表7-14 葡萄糖氧化酶的底物特異性 2 pH對(duì)葡萄糖氧化酶作用的影響對(duì)葡萄糖氧化酶作用的影響 o葡萄糖氧化酶的最適pH值為5.6，在pH3.5 pH6.5之間保持良好的穩(wěn)定性。結(jié)晶酶在 pH3.57.6，40下穩(wěn)定。沒(méi)有保護(hù)劑存在 的情況下，pH大于8.0或小于2.0酶將迅速失活。 o酶的底物起著穩(wěn)定酶的作用，酶的底物起著穩(wěn)定酶的作用，例如，在pH8.1 和不存在葡萄糖的條件下，10分鐘內(nèi)酶活力損 失90%；而在相同pH和存在葡萄糖的條件下， 40分鐘內(nèi)酶活力僅損失2

34、0%。 o在實(shí)際工作中的特定環(huán)境下，低pH時(shí)也可以使 用葡萄糖氧化酶。例如，30時(shí)的霉菌葡萄糖 氧化酶制劑在pH2.6條件下的可樂(lè)飲料和 pH3.2的葡萄飲料中的酶制劑仍具有較高的穩(wěn) 定性（見(jiàn)表7-15）。盡管在該環(huán)境下葡萄糖氧 化酶的反應(yīng)速度較慢，但它仍能起到催化作用。 表7-15 葡萄糖氧化酶的相對(duì)穩(wěn)定性 3 溫度對(duì)葡萄糖氧化酶作用的影響溫度對(duì)葡萄糖氧化酶作用的影響 o葡萄糖氧化酶的作用溫度范圍較寬，最適作用 溫度為3050，在低溫下有很好的穩(wěn)定性。 固體葡萄糖氧化酶制劑在零度下至少可穩(wěn)定保 存兩年，-15下可穩(wěn)定保存8年，但溫度一旦 高于40酶活將逐漸喪失。酶的水溶液在60 下保持30分

35、鐘，活力損失將達(dá)80%以上。 啤酒生產(chǎn)中有后殺菌工藝，如何使用GOD? o葡萄糖氧化酶催化反應(yīng)需要氧的參與，反應(yīng)溫 度改變將導(dǎo)致反應(yīng)體系中氧的濃度發(fā)生改變， 從而影響酶活性。溫度升高時(shí)，反應(yīng)體系中氧 的溶解度下降，這就抵消了溫度升高對(duì)酶反應(yīng) 速度的影響。 葡萄糖氧化酶催化的反應(yīng)具有較低的Q10； 在一定溫度范圍內(nèi)（3060），溫度變 化對(duì)葡萄糖氧化酶活力的影響不顯著。必 須指出，酶的最適作用溫度和測(cè)定酶反應(yīng) 速度的時(shí)間有關(guān)。 4 葡萄糖氧化酶的抑制劑葡萄糖氧化酶的抑制劑 o葡萄糖氧化酶的抑制劑為Hg2+、Ag+、Cu2+ 、 對(duì)氯代汞基苯甲酸、苯基脲乙酯及NH4OH、 肼、苯肼、亞硫酸鈉、雙甲

36、酮等。腺嘌呤二核 苷酸（FAD）對(duì)其結(jié)構(gòu)有穩(wěn)定作用。甘露糖、 果糖以及D-阿拉伯糖對(duì)葡萄糖氧化酶有比較 明顯的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，因此不宜與其共同使 用。氰化物和一氧化碳對(duì)酶沒(méi)有抑制作用。 o另外，一些可溶性的高分子聚合物，尤其是醋 酸乙烯酯、吡咯烷酮乙烯或乙烯醇的共聚物， 可明顯增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性。 5 葡萄糖氧化酶的分子組成及其作用機(jī)制葡萄糖氧化酶的分子組成及其作用機(jī)制 o葡萄糖氧化酶以黃素腺嘌呤二核苷酸 （FAD）為輔基，每克分子酶含2克分子 FAD，來(lái)源不同，其分子量亦有所差別。 o目前葡萄糖氧化酶的工業(yè)酶制劑主要來(lái)源 于黑曲霉黑曲霉，因此黑曲霉葡萄糖氧化酶是這 類(lèi)酶中研究得最為徹底的一種。黑

37、曲霉葡 萄糖氧化酶分子量為160000左右。 o實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，葡萄糖氧化酶催化的反應(yīng)的速度 同時(shí)取決于O2 和葡萄糖的濃度，反應(yīng)遵循Ping Pong Bi Bi機(jī)制，可以用下面的圖表來(lái)表示： o圖中G和L分別代表-D-葡萄糖和-D-葡萄糖酸內(nèi)酯。 也可以用下式描述葡萄糖氧化酶催化的反應(yīng)： O H OH H H H H OHOH OH OH EFAD O OH H H H H OH OH OH O +EFADH2 O2 EFAD + H2O2 H2O OH OH OH H H H H COOHOH OH OH H -D-葡萄糖酸內(nèi)酯 D-葡萄糖酸 o反應(yīng)中，氧化態(tài)酶EFAD作為脫氫酶從-D-葡

38、萄糖分子 中取走兩個(gè)氫原子形成還原態(tài)酶EFADH2和-D-葡萄糖 酸內(nèi)酯，隨后-D-葡萄糖酸內(nèi)酯非酶水解成D-葡萄 糖酸，同時(shí)還原態(tài)葡萄糖氧化酶被分子氧再氧化成氧 化態(tài)葡萄糖氧化酶。如果反應(yīng)體系中存在過(guò)氧化氫酶， 那么H2O2被催化分解成H2O和O2。 6 葡萄糖氧化酶在食品加工中的應(yīng)用葡萄糖氧化酶在食品加工中的應(yīng)用 o葡萄糖氧化酶的作用歸納起來(lái)不外乎四個(gè)方面： 一是去葡萄糖，二是脫氧，三是殺菌，四是測(cè) 定葡萄糖含量。 6.1 蛋類(lèi)食品的脫糖保鮮蛋類(lèi)食品的脫糖保鮮 o葡萄糖氧化酶最重要的應(yīng)用之一就是防止美拉德反應(yīng)。 由于蛋清中含有0.5%0.6%的葡萄糖，因此在蛋 類(lèi)制品加工和貯藏過(guò)程中，極易

39、發(fā)生葡萄糖分子中的 羰基與蛋白質(zhì)分子的氨基結(jié)合生成黑蛋白的美拉德反 應(yīng)。美拉德反應(yīng)不但導(dǎo)致食品中葡萄糖和游離氨基消 失，還會(huì)使食品褐變、營(yíng)養(yǎng)損失，風(fēng)味也會(huì)發(fā)生變化， 甚至產(chǎn)生有毒物質(zhì)。因此，在蛋制品加工過(guò)程中往往 要先進(jìn)行蛋清的脫糖處理，以防止食品因氧化而引起 的品質(zhì)下降和變質(zhì)。 o早期在蛋制品工藝中多是采用干或濕酵母發(fā)酵的方法 除去葡萄糖，該方法的缺點(diǎn)是周期長(zhǎng)，衛(wèi)生條件差， 產(chǎn)品質(zhì)量也不理想。近幾年來(lái)，在干制蛋品加工中已 普遍采用葡萄糖氧化酶進(jìn)行脫糖處理。 o用葡萄糖氧化酶用葡萄糖氧化酶過(guò)氧化氫酶體系將還原糖分子上的過(guò)氧化氫酶體系將還原糖分子上的 醛基轉(zhuǎn)變成羧基，這樣就消除了美拉德反應(yīng)中的產(chǎn)

40、物醛基轉(zhuǎn)變成羧基，這樣就消除了美拉德反應(yīng)中的產(chǎn)物 之一之一-還原糖。反應(yīng)中需要不斷地供給氧氣，還原糖。反應(yīng)中需要不斷地供給氧氣， 因此使用葡萄糖氧化酶脫糖時(shí)應(yīng)分次加入適量的因此使用葡萄糖氧化酶脫糖時(shí)應(yīng)分次加入適量的 H2O2溶液，這樣同葡萄糖氧化酶一起使用的過(guò)氧化溶液，這樣同葡萄糖氧化酶一起使用的過(guò)氧化 氫酶就能分解氫酶就能分解H2O2，以補(bǔ)充反應(yīng)所需要的氧。，以補(bǔ)充反應(yīng)所需要的氧。 o另外，適當(dāng)降低反應(yīng)溫度可以保持乳狀液的穩(wěn) 定性，且由于溫度降低后氧在蛋品中的溶解度 提高，酶反應(yīng)速度不受影響。因此，目前食品 工業(yè)優(yōu)先選擇在低溫下完成蛋品的脫糖操作。 o采用葡萄糖氧化酶脫糖后的蛋制品基本上不會(huì)

41、發(fā)生褐 變。另外，脫糖處理后蛋清可保持原有色澤，且蛋腥 味消失，起泡性和起泡穩(wěn)定性均有明顯提高，凝膠強(qiáng) 度也有所增加。優(yōu)良的起泡性和高凝膠性是蛋清的重 要功能性質(zhì)，在食品工業(yè)上有廣泛應(yīng)用，因此葡萄糖 氧化酶脫糖法還有助于提高產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值。因此相 對(duì)于其他脫糖方法而言，這也是葡萄糖氧化酶法脫糖 的優(yōu)點(diǎn)之一。 6.2 防止食品氧化防止食品氧化 o食品在運(yùn)輸貯藏保存過(guò)程中，由于氧的作用，容易發(fā) 生一系列不利于產(chǎn)品質(zhì)量的化學(xué)反應(yīng)，引起色、香、 味的改變。例如，氧的存在容易引起花生、奶粉、餅 干、油炸食品等富含油脂的食品發(fā)生氧化作用，引起 油脂酸敗，產(chǎn)生不良風(fēng)味而造成食品營(yíng)養(yǎng)損失、變質(zhì)。 氧化也會(huì)引起

42、去皮果蔬、果醬以及肉類(lèi)發(fā)生褐變。另 外氧的存在也為許多微生物生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件，導(dǎo)致食 品風(fēng)味品質(zhì)下降。 o解決氧化問(wèn)題的根本辦法是脫氧。葡萄糖氧化酶是一 種理想的除氧保鮮劑，可有效防止食品因氧化而引起 的質(zhì)量下降和變質(zhì)。罐藏食品可以使用含葡萄糖氧化 酶的吸氧保鮮袋防止氧化，罐裝果汁、酒和水果罐頭 等可以直接加入葡萄糖氧化酶以保持品質(zhì)，另外葡萄 糖氧化酶也可以有效地防止罐裝容器的氧化作用。 o脫氧方法具體應(yīng)用如下： n（1）干鮮食品脫氧 瓶裝或罐裝的干鮮食品貯藏時(shí)，因容器密封性差， 所以有必要除去氧?？梢栽谌萜髦蟹廊牒咸烟茄趸?酶及其作用底物葡萄糖的吸氧保鮮袋，這樣容器中的 氧氣透過(guò)薄膜進(jìn)入袋中

43、就在葡萄糖氧化酶作用下與葡 萄糖反應(yīng)，從而達(dá)到脫氧的目的。 n（2）酒類(lèi)脫氧 啤酒中含氧過(guò)高易引起啤酒的氧化，產(chǎn)生老化味， 嚴(yán)重影響啤酒質(zhì)量。利用葡萄糖氧化酶復(fù)合體系，可以 有效地去除啤酒中的溶氧，在啤酒加工過(guò)程中以及包裝 后的貯藏中起到保護(hù)作用。葡萄糖氧化酶用于啤酒脫氧 時(shí)的使用量為每升啤酒中加1070個(gè)單位，添加時(shí)機(jī) 以發(fā)酵后啤酒與酵母剛剛分離時(shí)較為理想。但是，盡管 利用葡萄糖氧化酶可以有效地去除溶氧，啤酒風(fēng)味的穩(wěn) 定性并沒(méi)有得到很好的改善，因此近幾年來(lái)葡萄糖氧化 酶在啤酒脫氧方面應(yīng)用的研究進(jìn)展不大。 n氧的存在給白葡萄酒的生產(chǎn)造成極大的困難，葡萄 皮、葡萄梗和葡萄籽中含有較高的多酚氧化酶

44、和酚 類(lèi)物質(zhì)，會(huì)使白葡萄酒發(fā)生褐變，尤其是使用原料 的成熟度較差或以霉變的葡萄為原料釀制白葡萄酒， 問(wèn)題更為嚴(yán)重。如在生產(chǎn)過(guò)程中添加濃度為2040 單位/L酒的葡萄糖氧化酶，便可以有效地減輕氧造 成的危害。 n另外，當(dāng)葡萄糖氧化酶應(yīng)用于葡萄酒脫氧時(shí)，添 加適量的葡萄糖可在一定程度上加快氧氣消除的 速度。白葡萄酒中加入葡萄糖氧化酶能夠防止葡 萄酒發(fā)生酶褐變和口感、味覺(jué)的變化，還可以防 止色素的沉淀，延長(zhǎng)保存期。 n（3）飲料脫氧保鮮 果汁在深加工過(guò)程中若發(fā)生氧化作用，其中的一 些不飽和成分如不飽合脂肪酸和烯二醇類(lèi)物質(zhì)將會(huì)分 解，使果汁品質(zhì)低下。尤其是Vc等維生素類(lèi)的物質(zhì)的 氧化會(huì)使?fàn)I養(yǎng)大量流失。

45、添加葡萄糖1g/L，葡萄糖氧 化酶20mg/L即可有效防止氧化的發(fā)生。 n含有果汁或天然油的所有柑橘類(lèi)軟飲料風(fēng)味物質(zhì) 都容易逸失，光照后還會(huì)產(chǎn)生日光臭，降低飲料 的品質(zhì)和貨架期。采用葡萄糖氧化酶除氧劑可以 保持柑橘飲料的新鮮色澤風(fēng)味。該方法對(duì)于無(wú)果 汁飲料也同樣有效，實(shí)驗(yàn)證明葡萄糖氧化酶在軟 飲料中起到保持正?？谖?、防止飲料氧化褪色、 除殘氧后降低飲料中氧化的鐵質(zhì)等作用。 n（4）蝦肉食品保鮮 由于蝦類(lèi)固有的生物和生物化學(xué)特性（含水77%， 蛋白質(zhì)20.6%），使得其在加工儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、及銷(xiāo)售 過(guò)程中很容易腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重影響它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng) 養(yǎng)價(jià)值。傳統(tǒng)的新鮮蝦類(lèi)保鮮方法是采用低溫保存， 但由于

46、蝦類(lèi)自身存在的多酚氧化酶在蝦類(lèi)冷凍、冰藏 和解凍期間仍然保持著活性，致使蝦類(lèi)食品都難以避 免地發(fā)生褐變，因此對(duì)蝦類(lèi)保鮮來(lái)說(shuō)防褐變是非常重 要的。 n如果將蝦肉置于葡萄糖氧化酶過(guò)氧化氫酶溶液 中浸泡，或?qū)⒚敢杭尤氲桨b的鹽水中，就能有 效阻滯蝦肉顏色的改變和防止蛤敗的產(chǎn)生。采用 葡萄糖氧化酶保鮮的蝦肉食品，冷藏、凍藏都能 保持二級(jí)鮮度，色澤、氣味和彈性保持良好。葡 萄糖氧化酶在蝦、蟹肉等食品保鮮方面的應(yīng)用有 很好的發(fā)展前途。 n（5）穩(wěn)定食品乳狀液的質(zhì)量 油水乳化后的食品乳狀液如蛋黃醬，由于在加工 過(guò)程中引入了約占總體積1020%的空氣，盡管在 控制金屬離子污染上作了很大的努力，并且使用了螯 合

47、劑，然而貨架壽命仍然因?yàn)槭馨氐难醯淖饔枚@ 著縮短。保藏期間的質(zhì)量下降主要表現(xiàn)為顏色減褪和 蛤敗，并失去乳化性。 n在包裝蛋黃醬的密閉容器中適量添加葡萄糖氧化 酶過(guò)氧化氫酶體系以防止其在貯藏期間的變質(zhì)， 在之后6個(gè)月的保藏期內(nèi)，通過(guò)感官評(píng)定和測(cè)定過(guò) 氧化值來(lái)比較經(jīng)處理的蛋黃醬和對(duì)照試樣的質(zhì)量穩(wěn) 定性（見(jiàn)表7-17），可以得出以下的結(jié)論：酶處理 的效果顯著，而且酶催化反應(yīng)中生成的葡萄糖酸對(duì) 于蛋黃醬的風(fēng)味沒(méi)有不良的影響。 表7-17 葡萄糖氧化酶過(guò)氧化氫酶處理對(duì)蛋黃醬穩(wěn)定性的影響 n（6）防止馬口鐵罐壁氧化腐蝕 罐頭生產(chǎn)雖然采用抽真空封罐，但罐頭頂隙仍有 氧氣殘留，特別是酸性介質(zhì)，腐蝕罐壁，形

48、成氧化圈， 影響罐內(nèi)食品的風(fēng)味，尤其對(duì)電素馬口鐵這樣鍍錫薄 的水果罐頭，情況更為嚴(yán)重。在罐頭中應(yīng)用葡萄糖氧 化酶，可以減輕和防止氧化圈和罐內(nèi)的溶錫。在罐裝 啤酒的情況下，也能減少馬口鐵罐壁的氧化腐蝕和鐵 錫等重金屬離子的溶出，保持其原有風(fēng)味。 6.3 殺菌殺菌 o由于葡萄糖氧化酶能去除氧，所以能防止好氣菌 的生長(zhǎng)繁殖；同時(shí)由于產(chǎn)生過(guò)氧化氫，也可起到 殺菌的作用。因此葡萄糖氧化酶可用于在特殊情 況下防止微生物的繁殖。 6.4 葡萄糖氧化酶在食品分析中的作用葡萄糖氧化酶在食品分析中的作用 o因葡萄糖氧化酶能專(zhuān)一氧化葡萄糖，故可用于定量測(cè) 定各種食品中的葡萄糖含量。目前利用固定化技術(shù)制 成的葡萄糖氧

49、化酶分析儀器已廣泛應(yīng)用于發(fā)酵行業(yè)發(fā) 酵液中殘?zhí)牵ㄖ饕瞧咸烟牵┑臏y(cè)定，方法簡(jiǎn)單、快 速、準(zhǔn)確。用葡萄糖氧化酶測(cè)定葡萄糖濃度的方法很 多，如量壓法、氧電極測(cè)定法、比色法、熒光光度法、 電化學(xué)指示劑反應(yīng)測(cè)定葡萄糖氧化酶反應(yīng)過(guò)程的過(guò)氧 化物法等。 o另外，葡萄糖氧化酶也可用于測(cè)定食品中的果糖含量。 需要指出的是，當(dāng)用酶法測(cè)定樣品的果糖含量時(shí)，如 果樣品中含有大量葡萄糖（葡萄糖含量/果糖含量 5），必須采用葡萄糖氧化酶先將樣品中的葡萄糖除 去，否則測(cè)定的準(zhǔn)確性就會(huì)降低。 o葡萄糖氧化酶在食品加工中應(yīng)用還包括：改變轉(zhuǎn)化糖 中葡萄糖和果糖的比例；降低玉米糖漿中葡萄糖的含 量；加入到面粉中起催熟作用；加入到

50、牛乳中起凝結(jié) 作用；穩(wěn)定柑桔飲料及濃縮汁的質(zhì)量；保護(hù)肉制品及 干酪的顏色等。然而，應(yīng)該指出，盡管在這一節(jié)中提 到了許多關(guān)于葡萄糖氧化酶在食品加工中應(yīng)用的項(xiàng)目， 但是其中多數(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，葡萄糖氧化酶 在食品工業(yè)中的大量應(yīng)用還有待于進(jìn)一步的研究和開(kāi) 發(fā)。 五五 超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶 超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，簡(jiǎn)稱 SOD, EC1.15.1.1）是一類(lèi)含金屬的酶。 o超氧化物歧化酶每克分子酶的氨基酸殘基數(shù)在 300個(gè)左右，它在生物界分布極廣，廣泛存在 于需氧生物、耐氧生物及某些厭氧微生物中。 目前已知的SOD主要分為三類(lèi)，即Cu-Zn- SOD，M

51、n-SOD和Fe-SOD。Cu-Zn-SOD主 要存在于包括人類(lèi)在內(nèi)的所有高等真核生物中， 在真核細(xì)胞的細(xì)胞漿中分子量約為32000左右， 呈蘭綠色。 oMn-SOD在高等生物的線粒體及細(xì)菌中均有 發(fā)現(xiàn)，來(lái)自原核細(xì)胞的分子量約為48000， 來(lái)自真核細(xì)胞線粒體的分子量約為30000， 呈粉紅色。Fe-SOD只存在于原核細(xì)胞，分子 量約在38000左右，呈黃色。三類(lèi)SOD可能 具有不同的進(jìn)化祖先。 oSOD存在于幾乎所有靠有氧呼吸的生物體內(nèi)， 從細(xì)菌、真菌、高等植物、高等動(dòng)物直至人體 均有存在。含SOD較高的天然植物有大蒜， 其他如韭菜、大蔥、油菜、檸檬和番茄等也含 有。 1催化機(jī)制催化機(jī)制 o

52、超氧化物歧化酶的作用機(jī)制：催化超氧陰離子 的歧化反應(yīng)。 O2+ O2+2HO2+H2 O2 o根據(jù)衰老的自由基學(xué)說(shuō)，老化是自由基產(chǎn)生和 清除發(fā)生障礙的結(jié)果。在生物體內(nèi)由于作用外 界和內(nèi)在的因素，瞬間能產(chǎn)生大量的自由基。 在正常情況下，產(chǎn)生和清除處于平衡狀態(tài)。但 隨著機(jī)體的衰老，清除內(nèi)能逐漸減弱，這種平 衡被打亂，多余的自由基就能通過(guò)多種渠道損 害機(jī)體。 SOD 交聯(lián)聚合交聯(lián)聚合 脂質(zhì)過(guò)氧化物蛋白質(zhì) 導(dǎo)致膠原堅(jiān)硬膠原堅(jiān)硬、長(zhǎng)度 縮短、失去膨脹力 不溶性不溶性蛋白質(zhì) 皺紋和老年斑是如何產(chǎn)生的？ 氧自由基多價(jià)不飽和脂肪酸 丙二醛 與磷脂酰乙 醇胺交聯(lián) 氧化酶 黃色色素 棕褐色色素棕褐色色素 與蛋白質(zhì)

53、、胺 類(lèi)或脂類(lèi)結(jié)合 o超氧化物歧化酶是專(zhuān)一清除氧自由基的清除劑。 SOD能清除O2，同時(shí)生成H2O2，H2O2可被 過(guò)氧化氫酶清除生成H2O 和O2。所以，SOD 可清除機(jī)體代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的過(guò)量O2，延 緩由于自由基侵害而出現(xiàn)的衰老現(xiàn)象。 2理化性質(zhì)理化性質(zhì) o當(dāng)SOD受到外界各種因素，如溫度、pH、氰 化物、變性劑和電離輻射等的影響，其分子結(jié) 構(gòu)和酶活性都會(huì)發(fā)生變化。 2.1熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性： o超氧化物歧化酶是一種金屬蛋白，它對(duì)熱表現(xiàn) 出異常的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)證明，超氧化物歧化酶 在55/1530分鐘，60/1025分鐘或 65/1015分鐘的條件下，酶活性的變化不 大。加熱至75時(shí)，其酶

54、活性幾乎不會(huì)喪失。 在離子強(qiáng)度非常低時(shí)，即使加熱至95其酶活 性喪失亦很小。 o牛紅細(xì)胞中Cu-Zn-SOD的Tm為83，這是 至今為止發(fā)現(xiàn)熱穩(wěn)定性最高的球蛋白之一。室 溫下保藏9個(gè)月，酶活存留率為60%；保藏一 年為51.2%。SOD的熱穩(wěn)定性有種族差異， 如大鼠肝中的Mn-SOD不耐熱，但從人肝和 雞肝得到的Mn-SOD卻很耐熱，即使在 6570加熱數(shù)分鐘，它的活性也喪失很少。 2.2 pH的影響：的影響： opH的改變會(huì)引起酶蛋白與金屬輔因子結(jié)合狀 態(tài)的改變。實(shí)驗(yàn)表明，天然的Cu-Zn-SOD在 pH3.6時(shí)，95%的Zn會(huì)脫落，在pH12.2時(shí)酶的構(gòu) 象會(huì)發(fā)生變化，但總的來(lái)說(shuō)，SOD對(duì)

55、pH并不 敏感，通常在pH5.39.5范圍內(nèi)對(duì)酶活性影 響不大。 2.3對(duì)氰化物的敏感性：對(duì)氰化物的敏感性： o實(shí)驗(yàn)表明，不同種類(lèi)的SOD對(duì)氰化物的敏感 性是不同的。所有的Cu-Zn-SOD都對(duì)氰化物 敏感，相反Mn-SOD卻抗氰化物。SOD的這 個(gè)特性已用于臨床診斷。在大多數(shù)情況下，正 常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞之間在Mn-SOD活性變化 上有差異，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的SOD要比正常的低 得多。因此能否把Mn-SOD的含量變化做為 一個(gè)指標(biāo)用于腫瘤診斷這是一項(xiàng)有意義的工作。 2.4金屬輔因子金屬輔因子 oCu-Zn-SOD中Cu與Zn的作用是不同的，Zn 僅與酶分子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與催化活性無(wú)關(guān)， 而Cu卻與催化活性有關(guān)。透析去Cu，則酶活 性全部喪失，一旦重新加入，活性恢復(fù)。Mn 和Fe與Cu一樣分別對(duì)Mn-SOD和Fe-SOD的 催化活性具有作用。 2.5變性劑和還原劑變性劑和還原劑 o在SOD的變性劑中，研究最多的是尿素、 SDS和EDTA。實(shí)驗(yàn)表明，牛血SOD在含有 SDS、EDTA的6M尿素溶液中加熱，活性喪 失很快。但在8M尿素溶液中SOD相當(dāng)穩(wěn)定。 o還原劑如巰基乙醇主要