食品酶学复习题(1).doc

1.酶的特性有哪些？（1）催化效率高：比一般的酶高106-1013倍；（2）酶作用的专一性：一种酶作用于一种或一类分子结构相似的物质（3）易变性：大多数酶的化学本质是蛋白质，因而会被高温、酸、强碱等破坏(4)酶的催化条件温和；(5)酶在生物体内参与每一次反应后，它本身的性质和数量都不会发生改变。8. 国际酶学委员会推荐的分类和命名规则的主要依据是什么？酶学委员会提出以酶所催化的化学反应性质作为酶的分类和命名规则的主要依据，每一种酶都给以三个名称：系统名，惯用名和一个数字编号。2、脂肪酶和脂肪氧化酶的不同？脂肪酶水解脂肪，产生甘油、甘油一酯和脂肪酸脂肪氧化酶催化顺，顺-1,4-戊二烯的不饱和脂肪酸及酯的氢化氧化作用。4、酶活力：指酶催化反应的能力，它表示样品中酶的含量。3、Km值代表反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。固定化酶：是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。优点：同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次的使用；固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时也省去了热处理使酶失活的步骤；稳定性显著提高；可长期使用，并可预测衰败的速度；提供了研究酶动力学的良好模型。26.固定化酶的稳定性增强主要表现在哪些方面？操作稳定性（2）贮藏稳定性（3）热稳定性（4）对蛋白酶的稳定性（5）酸碱稳定性。27.什么是糖酶？常见的糖酶有哪几种？（四种以上）糖酶：裂解多糖中将单糖连接在一起的化学键，使多糖降解为小分子，催化糖单位结构上的重排形成新的糖类化合物的酶。常见的糖酶：-淀粉酶、糖化酶、-淀粉酶，乳糖酶，果胶酶，纤维素酶等最常见的微生物产酶发酵类型是液体深层发酵2. 琼脂糖凝胶过滤和离子交换法等纯化酶的机理各是什么？ 琼脂糖凝胶过滤：不同式样通过凝胶时，能进入颗粒状凝胶的微孔的小分子被阻滞，不能进入微孔的大分子未被阻滞，改变颗粒状凝胶的微孔大小可能改变凝胶量分级分离 范围。（琼脂糖凝胶过滤根据分子大小而设计的方法） 离子交换法：改变PH或提高溶液离子强度，根据酶结合到离子交换剂上的能力 将混合物中的蛋白质分离开。（离子交换法按分子所带正负电荷多少分离的方法）5. 一些乳制品中为什么添加乳糖酶？乳糖的溶解度比较低，在冷冻乳制品中容易析出，使得产品带有颗粒状结构，乳糖部分水解可以防止出现这种情况。.酶的动力学研究包括哪些内容？图示竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制的区别。酶促反应动力学以化学动力学为基础，通过对酶促反应速度的测定来讨论诸如底物浓度、抑制剂、温度、pH和激活剂等因素对酶促反应速度的影响。4. 酶制剂的保存需要考虑哪些因素？(1) 温度：在低温条件下（0-4）使用、处理和保存，有的需要更低的温度，加入甘油或多元醇有保护作用。(2) pH与缓冲液：pH应在酶的pH稳定范围内，采用缓冲液保存。(3) 酶蛋白浓度：一般酶浓度高较稳定，低浓度时易于解离、吸附或发生表面变性失效。(4) 氧：有些酶易于氧化而失活。(5) 为提高酶稳定性，常加入下列稳定剂：如钙离子保护淀粉酶，锰离子保护溶菌酶，二巯基乙醇保护巯基酶。 （常加入下列稳定剂： 底物、抑制剂和辅酶，它们的作用可能是通过降低局部的能级水平，使酶蛋白处于不稳定状态的扭曲部分转入稳定状态。 对巯基酶，可加入SH保护剂。如二巯基乙醇、GSH(谷胱甘肽)、DTT(二硫苏糖醇)等。 其他如Ca2+能保护淀粉酶，Mn2+能稳定溶菌酶，Cl能稳定透明质酸酶。）6. 酶的可逆抑制和不可逆抑制有哪些区别?(1) 不可逆抑制是抑制剂与酶的必需基团以共价键的形式结合而引起酶活力降低或丧失，不能用透析、超滤等物理方法去除抑制剂而使酶复活，其抑制作用是不可逆的。(2) 可逆抑制剂是抑制剂与酶以非共价键的形式结合而引起酶活力降低或丧失，能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活，这种抑制作用是可逆的。7. 超氧化物歧化酶的作用机理是什么？超氧化物歧化酶的作用机制：催化超氧阴离子的歧化反应。O2+ O2+2H+ O2+H2 O2 （SOD）9. Km的含义及应用价值？Km值代表反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。应用价值（1）Km是酶的一个特征性常数，即Km的大小只与酶本身的性质有关而与酶浓度无关。（2）Km值可用于判断酶的专一性和天然底物，Km值最小的底物被称为该酶的最适底物或天然底物（3）Km可作为酶和底物结合紧密程度的度量指标，用来表示酶与底物结合的亲和力大小（4） 已知某个酶的Km值，就可以计算出在某一底物浓度条件下，其反应速度相当于Vmax的百分比。5） Km值可用于推断具体条件下某一代谢反应的方向和途径，只有Km值小的酶促反应才会在竞争中占优势。10. 酶固定化后，酶活力降低的原因?（1） 酶活性中心的重要氨基酸残基与水不溶性载体相结合；（2） 当酶与载体结合时，其构象的改变导致了酶与底物结合能力或催化底物转化能力的改变;（3） 酶被固定化后，虽不失活，但酶与底物间的相互作用受到空间位阻的影响。11. 硫酸铵沉淀和超滤纯化酶的机理各是什么？硫酸铵沉淀：在高盐浓度条件下，水的浓度显著降低，导致溶质-溶剂相互作用减弱，从而使溶解度下降；超滤纯化：小分子和离子在施加压力的情况下通过透析层，从而导致酶液的浓缩，一般采用四个大气压。12. 为什么蛋白质水解后有鲜味和苦味？产生苦味的原因：水解蛋白酶的苦味和蛋白质原有的氨基酸组成有关。特别是蛋白质中的疏水性氨基酸是导致蛋白质经水解后产生苦肽的重要原因。当蛋白质处于天然状态时，这些氨基酸埋藏在蛋白质结构的内部，因而对蛋白质的味道不会产生明显的影响。在酶水解过程中，小肽的数量将增加，从而暴露了这些疏水性氨基酸，当它们同味蕾相作用时就产生了苦味。 蛋白质酶解后可能含有谷氨酸等有鲜味的氨基酸，或有鲜味的多肽。13. 溶菌酶的作用机理是什么？溶菌酶又称为胞壁质酶，是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。其水解位点是N-乙酰胞壁酸(NAM)的l位碳原子和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)的4位碳原子间的-l，4糖苷键，结果使细菌细胞壁变得松弛，失去对细胞的保护作用，最后细胞溶解死亡。对于G+细菌与G-细菌，其细胞壁中肽聚糖含量不同，G+细菌细胞壁几乎全部由肽聚糖组成，而G-细菌只有内壁层为肽聚糖，因此，溶菌酶只能破坏G+细菌的细胞壁，而对G-细菌作用不大。14. 葡萄糖氧化酶的作用机理是什么？葡萄糖氧化酶是一种需氧脱氢酶，能专一地氧化-D-葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢 在没有过氧化氢酶存在：C6H12O6 + O2 C6H12O7 + H2O2在有过氧化氢酶存在下：C6H12O6 + 1/2O2 C6H12O7在有乙醇和过氧化氢酶存在下：C6H12O6+C2H5OH+O2C6H12O7+CH3CHO+H2O15.蛋白酶根据最适pH和活性基团分为哪几种？1根据最适pH分为酸性蛋白酶，中性蛋白酶和碱性蛋白酶。酸性蛋白酶：pH1-3 胃蛋白酶、凝乳酶和许多霉菌蛋白酶。中性蛋白酶：pH6-8 胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、细菌性中性蛋白酶（枯草芽孢杆菌产生的）。碱性蛋白酶：pH9-11 枯草芽孢杆菌蛋白酶2根据活性基团分为丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、金属蛋白酶和羧基蛋白酶。丝氨酸蛋白酶：活性部位含有丝氨酸残基，胰蛋白酶、胰凝乳酶、弹性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶等都属于此类。巯基蛋白酶：活性部位含有一个或多个巯基。植物蛋白酶和一些微生物蛋白酶属于此类。金属蛋白酶：活性中心：含有Mg、Zn、Mn、Co、Fe、Hg、Cr、Cu或Ni等金属离子。羧肽酶A、某些氨肽酶和细菌蛋白酶属于此类。羧基蛋白酶：活性中心：有2个羧基。胃蛋白酶、凝乳酶和许多霉菌蛋白酶在酸性范围内具有活性。最适pH在2-4。16.酶学对食品科学的重要性（1）酶对食品加工和保藏的重要性a.控制食品原料中的酶活力有效改善食品原料的风味和质地结构b.利用酶的催化活性进行食品加工及保藏（2）酶对食品安全的重要性a.通过改变酶蛋白的基本结构，达到强化酶在某方面功能特性的做法给食品酶的应用带来安全隐患。b.食品中的酶作用会使食品品质特性发生改变，甚至会产生毒素和其他不利于健康的有害物质。c.利用酶法解毒。d.用于食品安全的检测。（3）酶对食品营养的重要性a.酶作用有可能导致食品中营养组分的损失。b.利用酶作用去除食品中的抗营养素，提高食品的营养价值，使食品中的营养元素更利于人体的吸收利用。（4）酶对食品分析的重要性酶法分析具有准确、快速、专一性和灵敏性强等特点，其中最大优点就是酶的催化专一性强。 酶法分析的样品一般不需要进行很复杂的预处理，尤其适合食品这一复杂体系。 酶与食品生物技术食品生物技术是生物技术的重要分支学科，主要研究基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程在食品工业上的应用。17. -淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶（或糖化酶）和异淀粉酶的作用机理有何不同？1-淀粉酶是内切酶型，随机作用于淀粉、糖原的-1,4-糖苷键，对-1,6-糖苷键则不能水解。水解直链淀粉时，先切开淀粉分子中间部分的-1,4-糖苷键，使长链淀粉很快地分解成短链的糊精，糊精再继续水解，最后产物为-麦芽糖和少量的葡萄糖。水解支链淀粉时，由于不能水解分支点的-1,6-糖苷键，因此产物中不仅有-麦芽糖和少量的葡萄糖，还产生异麦芽糖。2-淀粉酶是外切酶，从淀粉分子的非还原性末端裂解-1，4-糖苷键，依次将麦芽糖单位水解下来，产物构型从型转变成型。不能裂解支链淀粉中的-1，6-糖苷键， 也不能绕过分支点继续作用于-1，4-糖苷键对支链淀粉的作用是不完全的。产物是麦芽糖和极限糊精。3葡萄糖淀粉酶：底物专一性低，不仅分解-1，4-糖苷键，也能分解-1，6-糖苷键，只是速度很慢。4异淀粉酶：只能水解构成分支点的-1.6-糖苷键，对-1.6键分解速度快。不能水解直链分子中的-1.6-糖苷键。18. 果胶酶分为几种？分别描述他们的作用机理和实际应用。【可改】（1）聚半乳糖醛酸酶（PG）。此类能水解半乳糖醛酸中-1,4键（优先对甲酯含量低的水溶性果胶酸作用）。a.内切PG：从分子内部无规则的切断-1，4键，可使果胶或果胶酸的粘度迅速下降。b.外切：从分子末端逐个切断-1，4键，生成半乳糖醛酸，粘度下降不明显。pH5.0，钙激活。(2) 聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）即果胶裂解酶。以随机方式解聚高度酯化的果胶，使溶液的粘度快速下降。只能裂解贴近甲酯基的糖苷键。(3) 聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）也称果胶酸裂解酶。解聚低甲氧基果胶或果胶酸，产物为半乳糖醛酸二聚体，只能裂解贴近游离羧基的糖苷键。(4) 果胶酯酶（PE）。果胶酯酶能使果胶中的甲酯水解，生成果胶酸。实际应用：1.果胶酶在苹果汁澄清中的应用：苹果汁加工中使用果胶酶：克服果汁提取中的困难；使果汁中悬浮的颗粒能用沉降、过滤或离心等方法分离。2.果胶酶在葡萄汁加工中的应用：使用热稳定性高的果胶酶已能生产色泽良好的澄清果汁，满足了产量高、加工时间短的要求。3.果胶酶对于混浊桔汁稳定性的影响：新鲜制备的柑桔汁中含有各种不溶解的微小的粒子，它们导致果汁处于浑浊的状态。如果果汁不经热处理，由于果胶酯酶的作用，使果胶转变成低甲氧基果胶，它有可能与果汁中的高价阳离子作用生成不溶解的果胶酸盐。由于果胶酸盐的吸附作用，导致混浊粒子沉降。20. 酶的发酵生产对培养基和培养条件的要求有哪些？培对培养基的要求：养基的营养成分是微生物发酵产酶的原料，主要是碳源、氮源，其次是无机盐、生长因子和产酶促进剂等。除了营养的考虑外，尽量选用具有诱导作用的碳源，尽量不用或少用有分解代谢物阻遏作用的碳源。多数情况下将有机氮源和无机氮 源配合使用才能取得较好的效果。在微生物酶生产培养基中碳源与氮源的比例是随生产的酶类、生产菌株的性质和培养阶段的不同而改变的。包括某些氨基酸、维生素、嘌呤或嘧啶等。对培养条件的要求：温度：微生物生长繁殖和产酶所需的适宜温度。变温发酵促进产酶。PH：一般来说，培养基成分中碳/氮(C/N)比高，发酵液倾向于酸性，pH低；C/N低，发酵液倾向于碱性，pH高。通风量：目前用于酶制剂生产的微生物都为好气性微生物，生产上普遍采用自动测定和记录溶解氧的仪表。搅拌：搅拌有利于提高溶氧量、促进热交换、使得营养物质与菌体均匀接触，降低细胞周围的代谢产物。泡沫：泡沫的存在阻碍了CO2的排除，影响溶氧量，影响补料，发酵液溢出罐外造成跑料。21. 酶的固定化方法有哪些？各有什么优缺点？固定化方法：吸附法、包埋法、共价键结合法和交联法;(1)吸附法 优点：操作简单、价廉；条件温和；载体可反复使用；酶与载体结合后，活性部位及空间构象变化不大，固定化酶活力较高。缺点：由于靠物理吸附作用，酶和载体结合不牢固，在使用过程中容易脱落。（2）包埋法 优点：方法简单；防止酶渗出；酶回收率高。缺点：只适用于小分子底物和产物的酶；高聚物网格或半透性膜对小分子物质扩散的阻力可能导致固定化酶的动力学行为改变和活力的降低。（3）共价结合法 优点：酶和载体之间的结合相当牢固，酶稳定性好、可连续使用较长时间。缺点：载体活化的难度较大，操作复杂，反应条件较剧烈，制备过程中酶直接参与化学反应，易引起酶蛋白空间构象变化。(4)交联法 优点：结合牢固、稳定性好。缺点：酶活力损失大，交联剂价格昂贵。22. 由淀粉生产葡萄糖、麦芽糖和果葡糖浆各用到什么酶？分别描述各工艺中淀粉水解过程。1酶法葡萄糖生产主要使用-淀粉酶和糖化酶。酶法葡萄糖工艺流程主要包括：料液制备、液化、糖化、产品提取。首先-淀粉酶在pH6.06.5，温度8590时，作用45min 左右将淀粉浆液化成糊精。当采用高温-淀粉酶时，液化温度可提高至105115，可大大缩短液化时间，提高液化效率。液化完成后，将液化淀粉液冷却至5560，调pH至4.55.0，加入糖化酶保温，使糊精转变为葡萄糖。2酶法麦芽糖生产主要使用-淀粉酶、脱脂酶。3酶法生产果葡糖浆是葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成部分果糖而得到的葡萄糖与果糖的混合糖浆。主要使用-淀粉酶，糖化酶，葡萄糖异构酶。23. 蛋白酶可以应用到哪些食品中，举一个例子说明添加蛋白酶有什么作用。 肉制品：以木瓜蛋白酶为主要成分的嫩化剂对肉类有嫰化作用。啤酒加工：除去啤酒中蛋白质，减少啤酒冷浑浊绿茶饮料：添加木瓜蛋白酶，除去绿茶提取液中蛋白质，稳定绿茶饮料，防止浑浊。绿茶饮料浑浊：浑浊物质主要是由蛋白质（1565%）和多酚类化合物（1035%），通 称茶乳酪,是绿茶饮料生产中的关键，添加木瓜蛋白酶除去绿茶浸提液中的 蛋白质，对稳定绿茶饮料十分有利。25.简述温度、pH和激活剂等因素对酶促化学反应速度的影响。(1)温度：其一是当温度升高时，与一般化学反应一样，反应速度加快，可以用反应的 温度系数来衡量这种影响。其二是随着温度逐渐升高，酶蛋白会因逐渐变性而失活，导致酶促化学反应速度下降。(2)pH对酶促化学反应速度的影响：在较低的PH范围内，酶促化学反应速度随PH 升高而增大；在超过一定PH后，酶促化学反应速度随PH升高而下降； （3）激活剂对酶促化学反应速度的影响：能提高酶活性，大部分是无机离子或简单的有机化合物。 28.抑制剂类型对酶参数Km的影响有何不同？30.培养基中碳源的作用有哪些？碳素是构成菌体成分的主要元素，也是细胞贮藏物质和生产各种代谢产物的骨架，还是菌体生命活动的能量的主要来源。当前酶制剂生产上使用的菌种大都是只能利用有机碳的异养型微生物，主要来源：农副产品中如甘薯、麸皮、玉米、米糠等淀粉质原料；野生的如土茯苓、橡子、石蒜等淀粉质原料。 此外，以石油产品中1216碳的成分来作碳源，如以某些嗜石油微生物生产蛋白酶、脂酶，均已获得成功。31.底物浓度和酶反应速度的关系分为几个阶段？分为三个阶段。第一阶段：当底物浓度较低时，反应速度与底物浓度的关系呈正比关系，反应表现为一级反应。 第二阶段：随着底物浓度不断增加，反应速度不再按正比升高，此时反应表现为混合级反应。第三阶段：当底物浓度达到相当高时，底物浓度对反应速度影响逐渐变小，最后反应速度几乎与底物浓度无关，这时反应达到最大反应速度（Vmax），反应表现为零级反应。33.根据酶和杂蛋白的性质差异，它们的分离方法可分为哪几种？（1）根据分子大小而设计的方法。如离心分离法、筛膜分离法、凝胶过滤法等。（2）根据