2012食品酶学-8-1说课讲解.ppt

第八章第八章 氧化还原酶氧化还原酶 主要内容一、过氧化物酶二、多酚氧化酶三、脂肪氧合酶 四、葡萄糖氧化酶一、一、 过氧化物酶过氧化物酶 PEROXIDASE POD 属氧化还原酶类 , 系统命名为 EC1 . 1 1 . 1 . 71、过氧化物酶作用方式及分布 1.1 过氧化物酶作用方式 催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应： H2O2+ AH22H2O+A供氢体：酚类、胺类化合物、某些杂环化合物和一些无机离子1.2 过氧化物酶（POD）分类（1）含铁POD 正铁血红素POD：含有正铁血红素（羟高铁血红素）为辅基，存在于高等植物、动物和微生物中 绿POD：辅基也含有一个铁原卟啉基团，存在于动物器官和乳中（乳过氧化氢酶） 这两组含铁 POD可用酸性丙酮处理区分： 处理正铁血红素POD时，羟高铁血红素和酶蛋白分离； 处理绿POD时，无类似结果2）黄蛋白黄蛋白 POD: POD: 以黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)为辅基 ,存在于动物组织和微生物中 1.分布： 过氧化物酶在植物细胞植物细胞中以两种形式存在：以可溶形式可溶形式存在于细胞浆中以结合形式结合形式在细胞中与细胞壁或细胞器相结合2 2、过氧化物酶过氧化物酶催化的反应催化的反应 POD POD能催化能催化 4 4种类型的反应种类型的反应 : : (1) (1) 过氧化过氧化反应反应 ( (有氢供体存在有氢供体存在) ) (2) (2) 氧化氧化反应反应 (3) (3) 过氧化氢分解过氧化氢分解 ( (没有氢供体存在没有氢供体存在) ) (4) (4) 羟基化羟基化反应反应（1 1）PODPOD催化催化过氧化反应过氧化反应过氧化反应表示如下：ROOH+AH2 -H2O +ROH +A R为 -H, -CH3, -C2H5; AH2 为氢供体（还原形式）； A为氢供体（氧化形式）。

底物的影响底物的影响 过氧化物底物主要是 H2O2 高浓度H2O2 又可抑制 POD活性, 用过氧化氢酶消除过多的 H2O2又能使 POD恢复活性 H2O2对 POD抑活程度取决于酶和 H2O2浓度 2个方面氢供体氢供体 酚类 (对甲酚、愈创木酚、间苯二酚愈创木酚、间苯二酚 )； 芳香胺类 (苯胺、联苯胺、邻苯二胺、o-二茴香基二胺 )； 还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH2)及还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH2)等2 2）氧化反应）氧化反应 POD在无过氧化氢存在无过氧化氢存在的情况下催化的反应 需要有O2 和辅助因子(Mn2+和酚) 底物：草酸盐、草酰乙酸盐、酮基丙二酸盐、二羟基延胡索酸、吲哚乙酸 (IAA)等（3 3）过氧化氢反应）过氧化氢反应 无氢供体存在无氢供体存在下可催化过氧化氢分解 : 2H2O2 2H2O+ O2POD（4 4） POD POD的羟基化反应的羟基化反应 单酚与 O2 反应, 产生 o-二羟基酚 O2 +AH2 H2O+APOD3、过氧化物酶的最适 pH POD POD的最适的最适 pH pH影响因素影响因素 酶的来源 (不同果蔬产品 ) 同功酶的组成 氢供体底物 缓冲液 环境 酸化后酶活的减弱是由于蛋白质的结构变化造成的 ,它由天然状态转为可逆的变性状态 。

在pH(2.54.5)介质中，酶活性随pH而变化与酶分子结构有关酶溶液酸化后，-螺旋结构受到破坏，出现了-结构的光谱特征，酶蛋白和辅基在酸化后就分离4、过氧化物酶的最适温度 影响因素影响因素: : 酶的原料种类酶的原料种类 果蔬品种果蔬品种 同功酶的组成同功酶的组成 缓冲液的缓冲液的pHpH 酶的纯化程度酶的纯化程度4、过氧化物酶的最适温度 葡萄 47，品种 de Chaunac 40，品种 Malvasia 猕猴桃 50，纯化酶 草莓 30 番茄 35品种 Walters 茄子 20可溶及离子键连部分 绿芦笋 50 p H4. 5 菜花 40以愈创木酚为底物5、 POD的热稳定性5.1 热失活概念 热失活是一个双相双相和部分可逆部分可逆的过程 双向性双向性：POD中含有不同的耐热性质部分，不耐热部分在热处理时很快地失活，而耐热部分在同样的温度缓慢地失活 可逆性可逆性：经热处理后的酶液在室温或较低温度下保藏，它的活力部分可以再生 例如：辣根过氧化物酶在70加热1小时后，在30下再生的酶活力可达到处理前的30-40%，而在50下不能再生，如再降低到40时，酶活力又开始提高5.2 影响过氧化物酶热失活的因素（1） 来源 不同来源不同来源的POD具有不同的耐热性。

一般来说，植物的POD活力越高，耐热性也越高 同一果蔬产品来源同一果蔬产品来源的不同类型的酶，耐热性不同 不同不同 POD POD同功酶同功酶的耐热性存在差异 酶的纯化程度也影响其热稳定性,粗酶比纯化酶热稳定性差2） 低水分含量低水分含量，POD耐热性增加： 例如：水分含量低于40%时，谷类中过氧化物酶的热稳定性与水分含量成反比 对于加工脱水果蔬有重要参考价值3）外加因素：温度、温度、pHpH、NaClNaCl浓度、糖浓度、糖 以辣根中过氧化物酶为例： 加入羟高铁血红素能降低酶的热失活速度(pH 7.0、76) 而升高温度能提高酶的热失活速度 在pH7时酶热失活的速度最低，在pH 4.0和pH10时酶热失活的速度分别提高到8倍和2倍 酶失活的初速度正比于NaCl浓度(pH7.0、NaCl浓度低于0.6mo1L) 糖能提高苹果和梨中过氧化物酶的热稳定性4）加热方式： pH确定，温度确定，时间变长，导致酶失活后可能性变大5.3 低温对过氧化物酶的影响 过氧化物酶冷冻增活效应：蔬菜热烫后，会有一些残余活力或再生活力被允许留在被保藏的产品中，残余酶活力在冰冻保藏后，质量比酶完全失活时要高5.4 非脂肪氧合酶作用在热失活中过氧化物酶分子聚集成寡聚体，分子量增加一倍，这个过程包括酶分子展开和展开的酶分子进一步堆积，血红素基暴露，增加了血红素蛋白非酶催化脂肪氧化的能力，导致不良风味的产生，这一过程称非脂肪氧合酶作用（热烫钝化）。

重要重要 POD的热失活包括以下过程: (1) 全酶分子辅基的解离 ;(2) 脱辅基酶蛋白构象的变化 ; (3) 辅基的修饰或降解6、果蔬中 POD热失活的方法6、果蔬中 POD热失活的方法 水漂烫 绿菜花于 95下漂烫 4min可降低总POD活性 绿豌豆于 97下处理 1 min是极为有效 微波、离子辐射 可降低漂烫过程中的热负荷 7、POD热失活后的恢复和再生 经热处理失活的过氧化物酶，在常温下的保藏中，酶活力部分地恢复即酶的再生 从分子水平上说，血红素部分与脱辅基酶蛋白可以再结合, 形成活性酶很可能是蛋白质部分和辅基部分在某种程度上并未完全破坏 ,导致酶活还能恢复 POD活性恢复的影响因素 果蔬的种类或品种 酶抑活的程度 热处理的温度和时间 抑活后酶的贮藏温度 酶的纯化程度菠菜为例菠菜为例 在较低温度下热处理，酶活能恢复; 在 121 143下热处理后未见酶复活 一定温度下，热处理时间愈长，酶复活愈少，处理时间充足能防止酶复活的时间 在 30或室温下存放，POD可在几小时至几天内开始恢复； 在深度冷冻下 (-18)需几个月才能恢复8、过氧化物酶在食品加工中的应用食品加工中的应用（1） 氧化吲哚乙酸，参与植物生长调节参与植物生长调节。

2）过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指标果蔬成熟和衰老的指标3）过氧化物酶的活力与果蔬产品，特别是非酸性蔬菜在保藏期间形成的不良风味保藏期间形成的不良风味有关4）过氧化氢酶属于最耐热的酶类，在果蔬加工中常被当作热处理是否充分当作热处理是否充分的指标速冻蔬菜）重要THE END THANK YOU THANK YOU。