食品酶學(xué)過氧化物酶

食品酶學(xué)過氧化物酶第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二第十章過氧化物酶PEROXIDASE（POD）屬氧化還原酶類,系統(tǒng)命名為EC1.11.1.7。第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二

存在于各種動物、植物和微生物體內(nèi)。催化由過氧化氫參與的各種還原劑的氧化反應(yīng)。過氧化物酶是由單一肽鏈與一個鐵卟啉輔基結(jié)合構(gòu)成的血紅蛋白。多數(shù)植物過氧化物酶與碳水化合物結(jié)合成為糖基化蛋白。糖蛋白有避免蛋白酶降解和穩(wěn)定蛋白構(gòu)象的作用。第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二一、過氧化物酶作用方式及分類1.1過氧化物酶作用方式催化由過氧化氫參與的各種還原劑的氧化反應(yīng)：

H2O2+AH2

2H2O+A供氫體：酚類、胺類化合物、某些雜環(huán)化合物和一些無機離子第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二1.2過氧化物酶（POD）分類（按輔基性質(zhì)）（1）含鐵過氧化物酶

①高鐵血紅素過氧化物酶：含有高鐵血紅素Ⅲ為輔基，存在于高等植物、動物和微生物中。②綠過氧化物酶：輔基也含有一個鐵原卟啉基團，存在于動物器官和牛乳中（乳過氧化物酶）。第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二

這兩組含鐵過氧化物酶可用酸性丙酮處理區(qū)分：處理高鐵血紅素過氧化物酶時，高鐵血紅素和酶蛋白分離；處理綠過氧化物酶時，無類似結(jié)果。/p-776460929.html第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二（2）黃素蛋白過氧化物酶:

以黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)為輔基,存在于動物組織和微生物中。第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二1.３分布：過氧化物酶在植物細胞中以兩種形式存在：①以可溶形式存在于細胞漿中②以結(jié)合形式在細胞中與細胞壁或細胞器相結(jié)合結(jié)合態(tài)酶可分成兩種形式：離子結(jié)合和共價結(jié)合結(jié)合形式不同，酶提取方式不同。第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二辣根是過氧化物酶最重要的一個來源。辣根中20%的過氧化物酶（POD）與細胞壁結(jié)合，用2mol/LNaCl(高離子強度)才能提取出來。第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二二、過氧化物酶催化的反應(yīng)POD能催化4種類型的反應(yīng):(1)過氧化反應(yīng)(有氫供體存在)(2)氧化反應(yīng)(3)過氧化氫分解(沒有氫供體存在)(4)羥基化反應(yīng)第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二1、POD催化過氧化反應(yīng)過氧化反應(yīng)表示如下：ROOH+AH2----H2O+ROH+AR為-H,-CH3,-C2H5;AH2

為氫供體（還原形式）；

A為氫供體（氧化形式）。第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二氫供體酚類(對甲酚、愈創(chuàng)木酚、間苯二酚

)；芳香胺類(苯胺、聯(lián)苯胺、鄰苯二胺、鄰聯(lián)茴香胺)；NADH和NADPH等。第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二愈創(chuàng)木酚聯(lián)苯胺鄰－聯(lián)茴香胺鄰苯二胺芳香族胺酚類化合物第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二2、氧化反應(yīng)POD在無過氧化氫存在的情況下催化的反應(yīng)需要有O2

和輔助因子(Mn2+和酚)。底物：草酸、草酰乙酸、酮丙二酸、二羥基富馬酸、吲哚乙酸等二羥基富馬酸二酮琥珀酸第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二3、過氧化氫分解無氫供體存在下可催化過氧化氫分解:

2H2O22H2O+O2POD第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二4、POD的羥基化反應(yīng)

從一元酚和氧生成鄰二羥基酚，反應(yīng)必須要有氫供體參加，例如二羥基富馬酸。

第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二三、過氧化物酶的底物主要指第一類反應(yīng)中的過氧化物和氫供體1、過氧化物過氧化物底物主要是指過氧化氫高濃度的H2O2可使過氧化物酶失活，用過氧化氫酶消除過多的H2O2又能使POD恢復(fù)活性。不同來源的過氧化物酶其活力達到最高值時所需過氧化氫濃度時不同的。第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二2、氫供體過氧化物酶對于氫供體的特異性要求很高。不同來源的過氧化物酶對氫供體表現(xiàn)出不同的特異性。來自于同一種植物的可溶態(tài)和結(jié)合態(tài)過氧化物酶都具有不同的底物特異性。第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二四、過氧化物酶的最適pH和最適溫度1、過氧化物酶的最適pH影響過氧化物酶最適pH的因素：酶的來源、同功酶的組成、氫供體底物和緩沖液。由于果蔬中過氧化物酶含有多種同功酶，而各同功酶的最適pH存在著差異，因此，試劑測定的最適pH往往具有較寬的范圍。第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二同一種果蔬的可溶態(tài)和結(jié)合態(tài)過氧化物酶液可能具有不同的最適pH。在酸性條件下，過氧化物酶的熱穩(wěn)定性較低。因為，在酸性條件下，血紅素和蛋白質(zhì)分離而導(dǎo)致過氧化物酶的酶蛋白質(zhì)變性，但這種變性是可逆的，如果pH調(diào)整到合適的范圍，酶活力還可以恢復(fù)。第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二2、過氧化物酶的最適溫度

不同來源的過氧化物酶的最適溫度差別很大馬鈴薯－55℃花椰菜－35～40℃第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二五、POD的熱穩(wěn)定性

過氧化物酶的熱失活是一個雙相和部分可逆的過程。①雙相性：POD中含有不同的耐熱性質(zhì)部分，不耐熱部分在熱處理時很快地失活，而耐熱部分在同樣的溫度緩慢地失活。第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二②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：辣根過氧化物酶在70℃加熱1小時后，在30℃下再生的酶活力可達到處理前的30-40%，而在50℃下不能再生，如再降低到40℃時，酶活力又開始提高。第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二1、熱處理中過氧化物酶的失活過氧化物酶失活具有雙相特征⑴陡峭直線部分－酶的熱不穩(wěn)定部分⑵中間曲線部分－過渡區(qū)⑶平緩直線部分－酶的耐熱部分在88℃熱處理甜玉米中過氧化物酶的失活曲線第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二2、影響過氧化物酶熱失活的因素（1）酶來源的影響不同來源的POD具有不同的耐熱性。一般來說，植物中的POD活力越高，其耐熱性也越高。同一果蔬產(chǎn)品來源的不同類型的酶，耐熱性不同。不同POD同功酶的耐熱性存在差異。酶的純化程度也影響其熱穩(wěn)定性,粗酶比純化酶熱穩(wěn)定性差。第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二（2）水分含量的影響在低水分含量時，谷類中過氧化物酶的耐熱性顯著增加。例如：水分含量低于40%時，谷類中過氧化物酶的熱穩(wěn)定性與水分含量成反比。對于加工脫水果蔬有重要參考價值。第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二（3）化學(xué)物質(zhì)的影響以辣根中過氧化物酶為例，加入羥高鐵血紅素能降低酶的熱失活速度。糖能提高蘋果和梨中過氧化物酶的熱穩(wěn)定性。在較低濃度范圍內(nèi)，鹽會降低酶的熱穩(wěn)定性。第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二

（4）pH的影響在pH7時酶熱失活的速度最低，在pH4.0和pH10時酶熱失活的速度分別提高到8倍和2倍。（5）溫度的影響當介質(zhì)的pH被確定后，熱處理的時間和溫度是影響過氧化物酶失活的主要因素。溫度確定，加熱時間越長，導(dǎo)致酶失活后可能性越大。第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二3、POD活力的再生

經(jīng)熱處理失活的過氧化物酶，在常溫下的保藏中，酶活力部分地恢復(fù)即酶的再生，這是過氧化物酶的一個特征。從分子水平上說，血紅素部分與脫輔基酶蛋白可以再結(jié)合,形成活性酶。很可能是蛋白質(zhì)部分和輔基部分在某種程度上并未完全破壞,導(dǎo)致酶活還能恢復(fù)。

第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二六、化學(xué)試劑對過氧化物酶的影響

作用方式：(1)直接作用于酶

Fe絡(luò)合劑：氰化物、疊氰化物和氟化物，能與血紅素結(jié)合，為可逆抑制表面活性化合物：如單甘脂，卵磷脂等，使酶顯著失活高分子聚合物：如果膠在pH5.5時，使POD顯著失活第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二（2）作用于底物的化學(xué)試劑SO2和亞硫酸鹽：SO2的作用僅僅是破壞H2O2

SO2+H2O2→H2O+SO30.1-0.15%的焦亞硫酸鹽能防止豌豆產(chǎn)生不良風味第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二七、過氧化物酶活力的測定方法分光光度法有氫供體存在的條件下過氧化物酶催化過氧化氫分解的同時形成了有色化合物H2O2和氫供體底物的濃度以及緩沖液的pH是確保反應(yīng)的最高速度進行的重要因素。不同的氫供體在不同的波長下具有最高的吸光度，因此，測定過氧化物酶活力時，必須根據(jù)選用的氫供體底物選擇波長。第三十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二經(jīng)常使用的氫供體底物是愈創(chuàng)木酚。470nm鄰苯二胺在過氧化物酶活力測定和同功酶檢測上比愈創(chuàng)木酚更為靈敏。過氧化物酶第三十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二八、過