现代食品添加剂-课件 第13章 食品酶制剂

第13章食品酶制剂目录01糖酶类02蛋白酶类03酯酶类04其他酶制剂05食品酶制剂使用注意事项13.1糖酶类维度α-淀粉酶（液化型）β-淀粉酶（外切型）葡萄糖淀粉酶（糖化酶）系统命名1,4-α-D-葡聚糖葡聚糖水解酶1,4-α-D-葡聚糖麦芽糖水解酶1,4-α-D-葡聚糖葡萄基水解酶作用方式内切型，随机水解α-1,4键外切型，非还原端切麦芽糖单位外切型，非还原端切葡萄糖单位α-1,6键不能水解不能水解，遇分支停止可以水解Ca²⁺必需因子不需要不需要最适pH5.3~7.04.0~5.04.0~5.0最适温度93~95℃（高耐热）50~60℃55~60℃直链产物麦芽糖为主+麦芽三糖+少量葡萄糖麦芽糖+少量葡萄糖全部葡萄糖支链产物糊精+还原糖+α-极限糊精麦芽糖+极限糊精全部葡萄糖分解限度细菌可达70%以上遇分支停止100%典型应用饴糖、啤酒、面包、酒精、酱油啤酒酿造、饴糖、麦芽糖浆、低聚糖葡萄糖、白酒生产13.1.1淀粉酶13.1.2葡萄糖氧化酶（1）定义：需氧脱氢酶，系统命名为β-D-葡萄糖：氧1-氧化还原酶（2）物理性状：淡黄色晶体；易溶于水；不溶于乙醚、氯仿、甘油（3）pH稳定性：稳定范围pH3.5~6.5；最适pH5；pH>8或<3迅速失活（无保护剂时）（4）温度特性：作用温度30~60℃；固体酶0℃稳定2年，-15℃稳定8年以上（5）金属离子影响：激活：Ca²⁺、Mg²⁺；抑制：Cu²⁺、Zn²⁺（6）安全性：ADI不作限制性规定（FAO/WHO,2001）13.1.3葡萄糖异构酶（1）定义：异构酶类；别名：木糖异构酶、D-木糖酮基异构酶（2）催化反应：D-葡萄糖、D-木糖、D-核糖等醛糖→相应酮糖（3）物理性状：近似白色至浅棕黄/棕色/粉红色；颗粒或粉末或液体；粉末/液体可溶于水，颗粒不溶；不溶于乙醇、氯仿、乙醚（4）安全性：ADI不作限制性规定（FAO/WHO,1985）13.1.4纤维素酶（1）定义：由内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成的复合酶系（2）催化反应：水解纤维素中β-1,4-葡聚糖苷键→纤维二糖→葡萄糖（3）物理性状：灰白色粉末或液体（4）酶学特性：最适pH4.5~5.5；最适温度50~60℃；高热稳定性（5）安全性：ADI无需规定（FAO/WHO,1992）13.1.5乳糖酶（1）定义：学名为β-半乳糖苷酶，分子量为12.6×104~85.0×104。（2）催化机制：Koshland双重位移保留型；糖基化-去糖基化两步反应（3）水解反应：特异性水解β-1,4-半乳糖苷键→D-半乳糖+D-葡萄糖（4）转糖苷反应：高乳糖浓度（>30%）下，发生转半乳糖基反应→低聚半乳糖（GOS，双歧因子/益生元）（5）安全性：ADI不作限制性规定（FAO/WHO,2001）13.1.6果胶酶（1）定义：一类能够降解果胶类物质的复合酶系的总称，主要包括原果胶酶、果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶四大亚类。（2）来源分布：真菌约50%（黑曲霉为主要工业来源）、细菌约35%、高等植物约15%（3）酶学特性：最适pH3.5~4.5；最适温度40~50℃；抑制剂：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、多酚（4）降解路径：原果胶→（原果胶酶）→可溶性果胶→（果胶酯酶）→聚半乳糖醛酸→（聚半乳糖醛酸酶）→半乳糖醛酸（5）安全性：ADI未作规定（FAO/WHO,1989）13.2蛋白酶类13.2.1木瓜蛋白酶（1）定义：又名木瓜酶，是一种蛋白水解酶。木瓜蛋白酶是从未成熟的木瓜果实中提取乳液，经凝固、干燥制成的粗制品。（2）酶学特性：最适pH4~8；最适作用温度65℃；较高热稳定性（3）复合酶系组成：①木瓜蛋白酶（MW21000，占10%）；②木瓜凝乳蛋白酶（MW36000，占45%）；③溶菌酶（MW25000，占20%）；还含纤维素酶等（4）安全性：ADI未作限制性规定（FAO/WHO,1974）13.2.2菠萝蛋白酶（1）定义：由菠萝果实及茎(主要利用其外皮)经压榨提取、盐析(或丙酮、乙醇沉淀)、分离、干燥而制得。（2）物理性状：白色至浅黄色无定形粉末（3）酶学特性：最适pH6~8（4）催化活性：水解肽键及酰胺键（5）安全性：ADI不作限制性规定（FAO/WHO,1971）13.2.3中性蛋白酶（1）定义：主要通过枯草芽孢杆菌深层发酵精制而成（2）物理性状：淡白色至淡黄色粉末；几乎无臭（3）酶学特性：最适pH6.5~10；最适温度30~60℃；水解肽/酯/酰胺键（4）底物特异性：酪蛋白肽键水解约1/3；明胶肽键水解约1/4（5）安全性：ADI不作限制性规定（FAO/WHO,1971）13.2.4酸性蛋白酶（1）定义：常采用黑曲霉优良菌株,经深层发酵培养，提取精制而成。（2）物理性状：淡黄色至白色粉状物；溶于水；不溶于60%以上乙醇（3）酶学特性：最适pH2~4；最适温度45℃（4）金属离子影响：激活剂Cu²⁺、Mn²⁺；抑制剂Ag⁺、Hg²⁺（5）安全性：ADI不作限制性规定（FAO/WHO,2001）13.2.5凝乳酶（1）定义：种从未断奶的小牛胃中发现的天冬氨酸蛋白酶，其主要的生物学功能是专一性地剪切乳中κ-酪蛋白的Phe105-Met106之间的肽键，破坏酪蛋白胶束，使牛奶凝结，因此被广泛用于奶酪和酸奶的制作。（2）物理性状：几乎不溶于乙醇、氯仿、乙醚（3）酶学特性：最适pH5.8；最适温度37~43℃；15℃以下/55℃以上无活性；等电点pI4.5（4）安全性：GRAS（FDA,1985）；ADI未做特殊规定（FAO/WHO,2001）13.2.6肽酶类（1）定义：能够水解肽键的一类酶。根据作用位点可将肽酶分为外肽酶和内肽酶，外肽酶从肽链的末端开始将氨基酸水解下来，可分为氨肽酶和羧肽酶；内肽酶从肽链的内部将肽链水解。（2）氨肽酶（N端外切）：从N端逐个水解；可水解完整蛋白质；最适30~50℃；细菌产最适pH7.5~9.0（碱性）（3）外肽酶-羧肽酶A（C端外切）：从C端水解；pI6；最适pH7~8（4）外肽酶-羧肽酶B（C端外切）：从C端选择性水解Arg/Lys；最适pH8（5）内肽酶（内切）：作用于肽链内部特定肽键；丝氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、苏氨酸蛋白酶（6）安全性：安全无毒；ADI不做特殊规定（FAO/WHO,2001）13.3酯酶类13.3.1脂肪酶（1）定义：一种特殊的酯键水解酶。在油水界面上，脂肪酶催化甘油三酯的酯键水解，释放含有较少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。（2）温度特性：30~60℃；耐热脂肪酶（杆菌）60℃最大活力，75℃30min仍100%活力（3）pH特性：稳定范围pH4.0~11.0（细菌脂肪酶）；稳定范围4.0~10.0（真菌脂肪酶）（4）金属离子抑制：Fe²⁺、Zn²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺强烈抑制（改变酶构象）（5）安全性：蛋白质本质，胃肠道消化降解为氨基酸；ADI不作限制性规定（FAO/WHO,1974）13.3.2磷脂酶（1）定义：一类能水解磷脂中的酯键的水解酶，依据其作用位点，可分为磷脂酶A1、A2、B、C和D，它们特异性地作用于磷脂分子内部的特定酯键，形成不同的产物。（2）PLA₁：sn-1位点选择性断裂酯键→1-β-溶血磷脂+脂肪酸（3）PLA₂：sn-2位点选择性断裂酯键→2-酰基溶血磷脂+脂肪酸（4）PLB：水解酶活性（水解磷脂和溶血磷脂脂肪酸）+溶血磷脂酶-转酰基酶活性（游离脂肪酸→溶血磷脂生成磷脂）（5）PLC：sn-3位点选择性断裂酯键；金属酶；含Zn²⁺、Mg²⁺（6）PLD：催化磷酸二酯键水解+碱基交换反应；植物、微生物（酿酒酵母）来源（7）安全性：毒性极低；动物组织提取和米曲霉来源ADI不作限制性规定（FAO/WHO,2005）13.3.3羧酸酯酶（1）定义：又称B-酯酶,是一类能催化水解含羧酸酯基的脂肪族和芳香族有机化合物的酶。（2）羧酸酯酶：倾向水解酰基链长度小的底物（短链酯）（3）脂肪酶：倾向水解酰基链长度大的底物（>10个碳原子，长链酯）（4）代表酶：阿魏酸酯酶（5）安全性：动物组织来源视为常规食品成分（GMP）；米曲霉来源ADI不作限制性规定（FAO/WHO,2001）13.4其他酶制剂13.4.1单宁酶（1）定义：由黑曲霉或灰绿青霉在含有2%鞣酸和0.2%酪蛋白水解物的查氏培养基中培养，取出菌丝，用丙酮沉淀后干燥而成。（2）性状与性能：单宁酶为淡黑色粉末。最适pH值为5.5~6.0，最适温度为33℃。主要作用是使鞣质水解成葡萄糖和没食子酸。（3）安全性：在符合良好生产规范的前提下，其ADI值不作限制性规定(FAO/WHO,2001)。13.4.2溶菌酶（1）定义：又称胞壁质酶，是一类能够催化微生物细胞壁水解的糖苷水解酶。（2）溶解特性：溶于食盐水；遇丙酮、乙醇产生沉淀；酸性溶液中较稳定（3）酶学特性：最适pH：5~9（4）抗菌谱：对革兰氏阳性菌（除金黄色葡萄球菌外）有强烈溶菌性；对革兰氏阴性菌（大肠杆菌、铜绿假单胞菌）无作用（5）安全性：ADI值不作限制性规定（FAO/WHO,1992）13.5食品酶制剂使用注意事项13.5食品酶制剂使用注意事项核心问题：基因工