页数:135页文件大小:468.5 KB来源: 食品酶学ppt课件
本课件讲解五类氧化还原酶:过氧化物酶与多酚氧化酶的分布、最适条件、热稳定性及在果蔬加工中的控制,脂肪氧合酶的反应与抑制,葡萄糖氧化酶的催化机制与除氧保鲜应用,以及超氧化物歧化酶的催化机制与保健功能。
第7章氧化还原酶(1)(3学时)主要内容:一、过氧化物酶二、多酚氧化酶
1过氧化物酶作用方式及分布 1.1过氧化物酶作用方式过氧化物酶(供体:过氧化氢氧化还原酶)催化过氧化氢分解时,同时有氢供体参加。H2O2+AH22H2O+A酚类、胺类化合物、某些杂环化合物和一些无机离子等都可以作为过氧化物酶的供氢体。
辣根是过氧化氢酶最重要的一个来源。辣根中20%的过氧化氢酶(POD)与细胞壁结合,用2mol/LNaCl(高离子强度)才能提取出来。辣根中过氧化物酶活力为569,000单位/g组织(蘑菇仅240单位/g组织)。
方法:将已热处理的原料中抽取样品,横切,随即放入愈创木酚或联苯胺溶液中,然后取出,在切面上滴0.3%H2O2,数分钟后,用愈创木酚处理的样品变为褐色,联苯胺变为深蓝色,说明过氧化氢酶未被破坏,热处理时间不够,如果均不变色,则表示热处理效果良好。
POD的测定方法:
3过氧化物酶最适pH和最适温度3.1最适pH过氧化物酶一般都含有多种同功酶,因此最适pH范围较宽。酸性状态,过氧化物酶血红素和蛋白质部分分离,酶蛋白从天然状态转变到可逆变性状态,活力下降,且热稳定性低;在中型和碱性状态,酶处于天然状态,蛋白质结构含α-螺旋结构,稳定,酸化后α-螺旋结构破坏,产生β-结构。
如青刀豆:pH5.0-5.4,有可溶态,离子结合,共价结合。
3.2.最适温度差异较大:35-60℃。不同来源的过氧化物酶在最适作用温度上存在着很大的差别。例如,马铃薯和花菜(均浆)中过氧化物酶的最适温度分别为55℃和35~40℃。
在88℃热处理时甜玉米中过氧化物酶的失活(用邻-苯二胺作为氢体底物测定酶活力)
②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。
4.2.过氧化物酶冷冻增活效应果蔬热烫后,有多少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。速冻蔬菜能否永久保藏?
4.3.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,这一过程非脂肪氧合酶作用(热烫钝化)。
问题:经热烫的罐装或冷冻蔬菜在保藏期间产生的不良风味的原因?
5.4.加热方式:pH确定,T确定,T变长,导致酶失活后可能性变大,HTST易导致酶再生。
5.5.结合处理:微波和离子照射能降低在热烫过程中使酶失活所需的热处理强度。微波处理沸水处理1.5min3min2min2min1min5min马铃薯过氧化物酶的微波处理完全失活所需的时间
辐射处理 在采用结合处理时,先使用辐射处理,再使用热处理。辐射时酶分子的聚集和单体的改性而使酶的热稳定性显著降低,且不会出现活力再生(辐射诱导水产生自由基二次进攻的结果)。
6.2.化学试剂种类2.1SO2和亚硫酸盐:SO2的作用仅仅是破坏H2O2SO2+H2O2→H2O+SO3 0.1-0.15%的焦亚硫酸盐能防止豌豆产生不良风味
6.2.2氰化物、叠氰化物和氟复合物:能与血红素结合,为可逆抑制。6.2.3表面活性化合物:如单甘脂,卵磷脂等,显著失活。6.2.4高分子物质:如果胶在pH5.5时,使POD显著失活;pH低,使POD完全失活。果胶的存在还能使POD最适pH从5.5移动至8.0,大多数果胶pH在酸性范围。
这在食品加工中很重要。
二、多酚氧化酶 多酚氧化酶(邻-二酚:氧氧化还原酶;E1,10,3,1)在植物界乃至动物界分布广泛,由于其检测方便,是被最早研究的几类酶之一。
引起食品酶促褐变的主要酶类 果蔬食品在加工及贮藏过程中存在褐变反应,而褐变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变的主要酶类,因此研究多酚氧化酶的特性对制定食品的加工与保藏工艺有非常重要的意义。
5多酚氧化酶抑制效应酶促褐变三因素:酶,底物,O2。为什么柑桔榨汁后不会发生褐变?
(1)对酶的抑制: PPO以铜为辅基的金属蛋白,金属螯合物,如抗坏血酸、柠檬酸、EDTA、果胶、氰化物。
(4)热烫处理(灭酶)
6光照强度与多酚氧化酶活性多酚氧化酶属于植物体内的末端氧化酶系统,光照明显促进了此酶的活性。不同光照条件下海带体内酚类化合物含量的结果表明,在0-1200Lx(勒克斯)间,PPO随光照强度增加而呈上升趋势。在对玫瑰组织培养的研究中,采用不同的遮光处理(对照、单层膜、双层膜),其结果也同样证明在一定的光照强度变化幅度内,PPO活性和接种后的褐变率均随光强增加而上升。
另外在茶叶研究中也有与此相一致的报道。
7 多酚氧化酶的激活剂 多酚氧化酶的作用会导致食品褐变。长期以来,防止食品的酶促褐变是一个重要的研究课题。食品界在多酚氧化酶的抑制剂方面作了很多的研究工作,而对于它的激活剂相对地了解较少。
阴离子洗涤剂,例如SDS(十二烷基磺酸钠),能有效激活多酚氧化酶。若苹果经PVP(聚乙烯毗咯烷酮)处理,其果皮的多酚氧化酶便会失活,但用SDS处理后又能将已失活的酶激活。SDS能激活以潜在的形式存在于粗提取液中的多酚氧化酶。
若用酸或脲素短时间地处理葡萄中的多酚氧化酶,能使酶可逆地激活;如果用酸处理作用时间较长,会导致酶不可逆地激活。另外Cu2+和底物3,4-二羟基苯丙氨酸对一些果蔬来源的多酚氧化酶也有激活作用。
谢谢
第7章氧化还原酶(2)主要内容:三、脂肪氧合酶四、葡萄糖氧化酶五、超氧化物歧化酶
三、脂肪氧合酶(lipoxygenase, LOX) 脂肪氧合酶(亚油酸:氧氧化还原酶;EC1.13.1.13)是近20年发现的与植物代谢有密切关系的一种酶,它属于氧化还原酶属的范畴,广泛存在于植物体中。研究认为,它可能参与植物生长、发育、成熟、衰老的各个过程,特别是成熟衰老过程中自由基的产生以及乙烯的生物合成,都发现有脂氧合酶的参与。
因此脂肪氧合酶被认为是引起机体衰老的一类重要的酶。
虽然在动物组织中发现了类似于脂肪氧合酶的作用,但是,到目前为止,还没有分离出和脂肪氧合酶类似的酶,动物组织中脂肪的氧化主要是于血红素蛋白质的作用,后者是存在于动物组织中有效的脂肪氧化因素。
1 脂肪氧合酶催化的反应图7-1脂肪氧合酶底物脂肪酸的部分结构 脂肪氧合酶的结构中含有非血红素铁,能专一催化含顺,顺-1,4-戊二烯的多不饱和脂肪酸及酯,通过分子加氢,形成具有共扼双键的氢过氧化衍生物。
顺,顺-1,4-戊二烯单位的亚甲基在ω-8位的脂肪酸异构体(亚油酸)是脂肪氧合酶的最佳底物。在ω-3位增加一个顺-双键并不影响脂肪氧合酶对底物的作用,例如亚麻酸是脂肪氧合酶的良好底物。在脂肪酸的ω-10位和羧基之间增加双键仍然可以作为脂肪氧合酶的底物,例如花生四烯酸(5,8,11,14-20四烯酸)和8,11,14-20三烯酸都是脂肪氧合酶的底物。
脂肪氧合酶作用于亚油酸时,能产生亚油酸的13-L-和9-D-氢过氧化物衍生物。
氢过氧化亚油酸通过上述各种途径可以产生数以百计的不同产物,因此,同一种脂肪氧合酶能同时以合乎需要和不合乎需要的方式影响食品的质量,其中一些产物不会影响食品的感官质量,它们的生成,从某种意义上讲,通过竞争减少了另一些有损于食品感官质量的产物的生成。
除了上述六种途径外,氢过氧化亚油酸还能与食品中非脂肪成分作用,从而进一步影响食品的质量。
3 pH对脂肪氧合酶作用的影响 脂肪氧合酶的最适pH一般在7.0~8.0,曲线呈钟形,曲线的最高点相当于pH7.0~8.0,然而,在pH低于7时,酶活力下降的部分原因是脂肪氧合酶的底物亚油酸的溶解度下降的结果,在酸性pH范围内亚油酸实际上是不溶解的,图7-2指出了表面活性剂吐温20对大豆脂肪氧合酶活力-pH曲线的影响。
图7-2 pH对大豆脂肪氧合酶活力的影响 当不使用吐温20时(曲线B),脂肪氧合酶的最适pH向碱性方向移动到7.5,而且在整个pH范围内脂肪氧合酶的活力较低,在酸性pH范围内酶活力的下降尤为显著;在pH为9时两者的差别趋向于消失。
当使用吐温20时(曲线A),脂肪氧台酶的最适pH为7.0,酶活力在此pH值的两侧近乎对称地下降;含吐温20
4 脂肪氧合酶的作用对食品质量的影响 食品的质量取决于它的色、香、味。质构和营养价值。脂肪氧合酶的作用对食品质量的影响比较复杂,它既有助于提高一些质量指标,又能损害另一些质量指标。
4.1 脂肪氧合酶的作用对焙烤食品质量的影响 脂肪氧合酶在焙烤工业中起着重要的作用。在面包等面制品的生产过程中,添加适量的脂肪酸氧合酶及大豆粉可使面粉中存在的少量不饱和脂肪酸氧化分解,生成具有芳香风味的羰基化合物,从而能改进面粉的颜色和焙烤质量。
强化面筋蛋白 大豆粉脂肪氧合酶在漂白面粉的同时还具有氧化面筋蛋白质的功能,从而对面团和烘焙食品产生有益的影响。在面粉中加入脂肪和大豆粉后,脂肪经脂肪氧合酶作用所生成的氢过氧化物起着氧化剂的作用。在后者的作用下,面筋蛋白质的巯基(-SH)被氧化成-S-S-,这对于强化面团中的蛋白质,即面筋蛋白质的三维网状结构是必要的。
脂肪氧合酶还具有另外一个重要功能就是通过面筋蛋白质的氧化,防止脂肪的结合增加面团中游离脂肪的数量,这就保证了外加起酥脂肪能有效地改进面包的体积和软度。在游离脂肪释出时所伴随的面筋蛋白质的氧化,对于改进面团的流变性质是很重要的。
在促使面筋蛋白质氧化的过程中,氧化脂肪中间物也起重要的作用。改进面包的体积和软度
4.2 脂肪氧合酶的作用对于食品颜色、风味和营养的影响 脂肪氧合酶作用于不饱和脂肪酸及脂时产生的初期产物,在进一步分解后生成的挥发性化合物对不同的食品的风味产生截然不同的影响。
5 脂肪氧合酶的抑制 脂肪氧合酶会产生两种有害的副作用:一是造成有营养价值的多不饱和脂肪酸损失,二是产生导致酸败的氧化产物;在哺乳动物代谢中它们参与类二十烷酸(如前列腺素)的形成。在加工保藏期间产生不良的风味或导致食品在其他方面的质量的下降,因此,很多情况下,采用各种方法使脂肪氧合酶失活是十分必要的:主要包括控制温度和pH以及使用抗氧化剂。
控制食品加工时的温度是使脂肪氧合酶失活的最有效手段。例如,在加工豆奶时,将未浸泡的脱壳大豆在加热到80~100℃的热水中研磨10分钟就可以消除不良风味。(康奈尔法) 将食品材料调节到pH偏酸性再热处理,也是使脂肪氧合酶失活的有效方法。
例如,将大豆在pH3.88和水一起研磨,然后再烧煮,能使脂肪氧合酶变性。
许多研究工作说明,酚类抗氧化剂能抑制脂肪氧合酶。为了避免食品在贮藏中发生酸败,习惯上是添加维生素E或丁羟基茴香醚一类的抗氧化剂来防止脂肪氧化酶的作用。
四、葡萄糖氧化酶(GOD)GlucoseOxidase,简称GOD,β-D-葡萄糖:氧化氧化还原酶;EC1.1.3.4)是一种需氧脱氢酶,能专一地氧化β-D-葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢。
1928年由Muller首先从黑曲霉(Aspergillusniger)的无细胞提取液中发现葡萄糖氧化酶。随后Kusai等、Pazur和Swobod-da等分别从青霉素(P.Variable)和黑曲霉中提纯葡萄糖氧化酶。
其他霉菌,象米曲霉和点青霉也能产生葡萄糖氧化酶,然而在高等植物和动物体内还没有发现葡萄糖氧化酶。葡萄糖氧化酶现已从多种材料中提取纯化予以结晶,并广泛应用于食品、医药、临床化学和分析化学等许多领域中。
在有过氧化氢酶存在下,每克分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗1克原子氧。C6H12O6+1/2O2→C6H12O7 在有乙醇和过氧化氢酶存在下,过氧化氢同时被用于乙醇的氧化作用,此时,每克分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗1克分子氧。C6H12O6+C2H5OH+O2→C6H12O7+CH3CHO+H2O
| 化合物 | 同β-D-葡萄糖的差别 | 相对活性 |
|---|---|---|
| β-D-葡萄糖 | — | 100 |
| α-D-葡萄糖 | C(1)上OH的构型 | 0.64 |
| 1,5-脱水-D-葡萄糖醇 | C(1)上OH被H取代 | 0 |
| 2-脱氧-D-葡萄糖 | C(2)上OH被H取代 | 3.3 |
| D-甘露糖 | C(2)上OH的构型 | 0.98 |
| 2-O-甲基-D-葡萄糖 | C(2)上OH的H被甲基取代 | 0 |
| 3-脱氧-D-葡萄糖 | C(3)上OH被H取代 | 1 |
| D-半乳糖 | C(4)上OH的构型 | 0.5 |
| 4-脱氧-D-葡萄糖 | C(4)上OH被H取代 | 4 |
| 5-脱氧-D-葡萄糖 | C(5)上OH被H取代 | 0.05 |
| L-葡萄糖 | C(5)上CH2OH的构型 | 0 |
| 6-脱氧-D-葡萄糖 | C(6)上OH被H取代 | 0 |
| 木糖 | C(6)被H取代 | 0.98 |
说明:源文本存在数字与化合物名粘连(如「3.32D-甘露糖」「255-脱氧」),已按标准表值拆分修正为「2-脱氧-D-葡萄糖 3.3」「D-甘露糖 0.98」「4-脱氧-D-葡萄糖 4」「5-脱氧-D-葡萄糖 0.05」,建议对照原图复核。
在实际工作中的特定环境下,低pH时也可以使用葡萄糖氧化酶。例如,30℃时的霉菌葡萄糖氧化酶制剂在pH2.6条件下的可乐饮料和pH3.2的葡萄饮料中的酶制剂仍具有较高的稳定性(见表7-15)。尽管在该环境下葡萄糖氧化酶的反应速度较慢,但它仍能起到催化作用。
| 介质 | 0小时 | 24小时 | 48小时 | 72小时 | 100小时 |
|---|---|---|---|---|---|
| 可乐饮料 | 100 | 90 | 87 | 72 | 55 |
| 葡萄饮料 | 100 | 93 | 86 | 79 | 66 |
说明:数值为相对稳定性(%),源文本未标注单位,按原文照录。
3 温度对葡萄糖氧化酶作用的影响 葡萄糖氧化酶的作用温度范围较宽,最适作用温度为30~50℃,在低温下有很好的稳定性。固体葡萄糖氧化酶制剂在零度下至少可稳定保存两年,-15℃下可稳定保存8年,但温度一旦高于40℃酶活将逐渐丧失。
酶的水溶液在60℃下保持30分钟,活力损失将达80%以上。啤酒生产中有后杀菌工艺,如何使用GOD?
实验数据证明,葡萄糖氧化酶催化的反应的速度同时取决于O2和葡萄糖的浓度,反应遵循PingPongBiBi机制,可以用下面的图表来表示:
图中G和L分别代表β-D-葡萄糖和δ-D-葡萄糖酸内酯。也可以用下式描述葡萄糖氧化酶催化的反应:
反应中,氧化态酶EFAD作为脱氢酶从β-D-葡萄糖分子中取走两个氢原子形成还原态酶EFADH2和δ-D-葡萄糖酸内酯,随后δ-D-葡萄糖酸内酯非酶水解成D-葡萄糖酸,同时还原态葡萄糖氧化酶被分子氧再氧化成氧化态葡萄糖氧化酶。
如果反应体系中存在过氧化氢酶,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应用 葡萄糖氧化酶的作用归纳起来不外乎四个方面:一是去葡萄糖,二是脱氧,三是杀菌,四是测定葡萄糖含量。
6.1 蛋类食品的脱糖保鲜 葡萄糖氧化酶最重要的应用之一就是防止美拉德反应。由于蛋清中含有0.5%~0.6%的葡萄糖,因此在蛋类制品加工和贮藏过程中,极易发生葡萄糖分子中的羰基与蛋白质分子的氨基结合生成黑蛋白的美拉德反应。
美拉德反应不但导致食品中葡萄糖和游离氨基消失,还会使食品褐变、营养损失,风味也会发生变化,甚至产生有毒物质。因此,在蛋制品加工过程中往往要先进行蛋清的脱糖处理,以防止食品因氧化而引起的品质下降和变质。
早期在蛋制品工艺中多是采用干或湿酵母发酵的方法除去葡萄糖,该方法的缺点是周期长,卫生条件差,产品质量也不理想。近几年来,在干制蛋品加工中已普遍采用葡萄糖氧化酶进行脱糖处理。用葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶体系将还原糖分子上的醛基转变成羧基,这样就消除了美拉德反应中的产物之一--------还原糖。
反应中需要不断地供给氧气,因此使用葡萄糖氧化酶脱糖时应分次加入适量的H2O2溶液,这样同葡萄糖氧化酶一起使用的过氧化氢酶就能分解H2O2,以补充反应所需要的氧。
另外,适当降低反应温度可以保持乳状液的稳定性,且由于温度降低后氧在蛋品中的溶解度提高,酶反应速度不受影响。因此,目前食品工业优先选择在低温下完成蛋品的脱糖操作。
采用葡萄糖氧化酶脱糖后的蛋制品基本上不会发生褐变。另外,脱糖处理后蛋清可保持原有色泽,且蛋腥味消失,起泡性和起泡稳定性均有明显提高,凝胶强度也有所增加。优良的起泡性和高凝胶性是蛋清的重要功能性质,在食品工业上有广泛应用,因此葡萄糖氧化酶脱糖法还有助于提高产品的实用价值。
因此相对于其他脱糖方法而言,这也是葡萄糖氧化酶法脱糖的优点之一。
6.2 防止食品氧化 食品在运输贮藏保存过程中,由于氧的作用,容易发生一系列不利于产品质量的化学反应,引起色、香、味的改变。例如,氧的存在容易引起花生、奶粉、饼干、油炸食品等富含油脂的食品发生氧化作用,引起油脂酸败,产生不良风味而造成食品营养损失、变质。
氧化也会引起去皮果蔬、果酱以及肉类发生褐变。另外氧的存在也为许多微生物生长创造了条件,导致食品风味品质下降。
解决氧化问题的根本办法是脱氧。葡萄糖氧化酶是一种理想的除氧保鲜剂,可有效防止食品因氧化而引起的质量下降和变质。罐藏食品可以使用含葡萄糖氧化酶的吸氧保鲜袋防止氧化,罐装果汁、酒和水果罐头等可以直接加入葡萄糖氧化酶以保持品质,另外葡萄糖氧化酶也可以有效地防止罐装容器的氧化作用。
脱氧方法具体应用如下: (1)干鲜食品脱氧瓶装或罐装的干鲜食品贮藏时,因容器密封性差,所以有必要除去氧。可以在容器中防入含葡萄糖氧化酶及其作用底物葡萄糖的吸氧保鲜袋,这样容器中的氧气透过薄膜进入袋中就在葡萄糖氧化酶作用下与葡萄糖反应,从而达到脱氧的目的。
(2)酒类脱氧啤酒中含氧过高易引起啤酒的氧化,产生老化味,严重影响啤酒质量。利用葡萄糖氧化酶复合体系,可以有效地去除啤酒中的溶氧,在啤酒加工过程中以及包装后的贮藏中起到保护作用。葡萄糖氧化酶用于啤酒脱氧时的使用量为每升啤酒中加10~70个单位,添加时机以发酵后啤酒与酵母刚刚分离时较为理想。
但是,尽管利用葡萄糖氧化酶可以有效地去除溶氧,啤酒风味的稳定性并没有得到很好的改善,因此近几年来葡萄糖氧化酶在啤酒脱氧方面应用的研究进展不大。
氧的存在给白葡萄酒的生产造成极大的困难,葡萄皮、葡萄梗和葡萄籽中含有较高的多酚氧化酶和酚类物质,会使白葡萄酒发生褐变,尤其是使用原料的成熟度较差或以霉变的葡萄为原料酿制白葡萄酒,问题更为严重。如在生产过程中添加浓度为20~40单位/L酒的葡萄糖氧化酶,便可以有效地减轻氧造成的危害。
另外,当葡萄糖氧化酶应用于葡萄酒脱氧时,添加适量的葡萄糖可在一定程度上加快氧气消除的速度。白葡萄酒中加入葡萄糖氧化酶能够防止葡萄酒发生酶褐变和口感、味觉的变化,还可以防止色素的沉淀,延长保存期。
(3)饮料脱氧保鲜果汁在深加工过程中若发生氧化作用,其中的一些不饱和成分如不饱合脂肪酸和烯二醇类物质将会分解,使果汁品质低下。尤其是Vc等维生素类的物质的氧化会使营养大量流失。添加葡萄糖1g/L,葡萄糖氧化酶20mg/L即可有效防止氧化的发生。
含有果汁或天然油的所有柑橘类软饮料风味物质都容易逸失,光照后还会产生日光臭,降低饮料的品质和货架期。采用葡萄糖氧化酶除氧剂可以保持柑橘饮料的新鲜色泽风味。该方法对于无果汁饮料也同样有效,实验证明葡萄糖氧化酶在软饮料中起到保持正常口味、防止饮料氧化褪色、除残氧后降低饮料中氧化的铁质等作用。
(4)虾肉食品保鲜由于虾类固有的生物和生物化学特性(含水77%,蛋白质20.6%),使得其在加工储藏、运输、及销售过程中很容易腐败变质,严重影响它的经济价值和营养价值。传统的新鲜虾类保鲜方法是采用低温保存,但由于虾类自身存在的多酚氧化酶在虾类冷冻、冰藏和解冻期间仍然保持着活性,致使虾类食品都难以避免地发生褐变,因此对虾类保鲜来说防褐变是非常重要的。
如果将虾肉置于葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶溶液中浸泡,或将酶液加入到包装的盐水中,就能有效阻滞虾肉颜色的改变和防止蛤败的产生。采用葡萄糖氧化酶保鲜的虾肉食品,冷藏、冻藏都能保持二级鲜度,色泽、气味和弹性保持良好。葡萄糖氧化酶在虾、蟹肉等食品保鲜方面的应用有很好的发展前途。
(5)稳定食品乳状液的质量油水乳化后的食品乳状液如蛋黄酱,由于在加工过程中引入了约占总体积10~20%的空气,尽管在控制金属离子污染上作了很大的努力,并且使用了螯合剂,然而货架寿命仍然因为受包藏的氧的作用而显著缩短。保藏期间的质量下降主要表现为颜色减褪和蛤败,并失去乳化性。
在包装蛋黄酱的密闭容器中适量添加葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶体系以防止其在贮藏期间的变质,在之后6个月的保藏期内,通过感官评定和测定过氧化值来比较经处理的蛋黄酱和对照试样的质量稳定性(见表7-17),可以得出以下的结论:酶处理的效果显著,而且酶催化反应中生成的葡萄糖酸对于蛋黄酱的风味没有不良的影响。
表7-17 葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶处理对蛋黄酱稳定性的影响保藏期(月)感光评定颜色氧化值(mmol/kg样品)对照酶处理对照酶处理对照酶处理0++++0.20.22++++3-+++6.20.24-+-+5-+-+60+0+14.60.8
(6)防止马口铁罐壁氧化腐蚀罐头生产虽然采用抽真空封罐,但罐头顶隙仍有氧气残留,特别是酸性介质,腐蚀罐壁,形成氧化圈,影响罐内食品的风味,尤其对电素马口铁这样镀锡薄的水果罐头,情况更为严重。在罐头中应用葡萄糖氧化酶,可以减轻和防止氧化圈和罐内的溶锡。
在罐装啤酒的情况下,也能减少马口铁罐壁的氧化腐蚀和铁锡等重金属离子的溶出,保持其原有风味。
6.3 杀菌 由于葡萄糖氧化酶能去除氧,所以能防止好气菌的生长繁殖;同时由于产生过氧化氢,也可起到杀菌的作用。因此葡萄糖氧化酶可用于在特殊情况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 因葡萄糖氧化酶能专一氧化葡萄糖,故可用于定量测定各种食品中的葡萄糖含量。目前利用固定化技术制成的葡萄糖氧化酶分析仪器已广泛应用于发酵行业发酵液中残糖(主要是葡萄糖)的测定,方法简单、快速、准确。
用葡萄糖氧化酶测定葡萄糖浓度的方法很多,如量压法、氧电极测定法、比色法、荧光光度法、电化学指示剂反应测定葡萄糖氧化酶反应过程的过氧化物法等。
另外,葡萄糖氧化酶也可用于测定食品中的果糖含量。需要指出的是,当用酶法测定样品的果糖含量时,如果样品中含有大量葡萄糖(葡萄糖含量/果糖含量>5),必须采用葡萄糖氧化酶先将样品中的葡萄糖除去,否则测定的准确性就会降低。
葡萄糖氧化酶在食品加工中应用还包括:改变转化糖中葡萄糖和果糖的比例;降低玉米糖浆中葡萄糖的含量;加入到面粉中起催熟作用;加入到牛乳中起凝结作用;稳定柑桔饮料及浓缩汁的质量;保护肉制品及干酪的颜色等。然而,应该指出,尽管在这一节中提到了许多关于葡萄糖氧化酶在食品加工中应用的项目,但是其中多数还处于实验室研究阶段,葡萄糖氧化酶在食品工业中的大量应用还有待于进一步的研究和开发。
五超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,简称SOD,EC1.15.1.1)是一类含金属的酶。
超氧化物歧化酶每克分子酶的氨基酸残基数在300个左右,它在生物界分布极广,广泛存在于需氧生物、耐氧生物及某些厌氧微生物中。目前已知的SOD主要分为三类,即Cu-Zn-SOD,Mn-SOD和Fe-SOD。Cu-Zn-SOD主要存在于包括人类在内的所有高等真核生物中,在真核细胞的细胞浆中分子量约为32000左右,呈兰绿色。
Mn-SOD在高等生物的线粒体及细菌中均有发现,来自原核细胞的分子量约为48000,来自真核细胞线粒体的分子量约为30000,呈粉红色。Fe-SOD只存在于原核细胞,分子量约在38000左右,呈黄色。三类SOD可能具有不同的进化祖先。
SOD存在于几乎所有靠有氧呼吸的生物体内,从细菌、真菌、高等植物、高等动物直至人体均有存在。含SOD较高的天然植物有大蒜,其他如韭菜、大葱、油菜、柠檬和番茄等也含有。
交联聚合脂质过氧化物蛋白质导致胶原坚硬、长度缩短、失去膨胀力不溶性蛋白质皱纹和老年斑是如何产生的?氧自由基多价不饱和脂肪酸丙二醛与磷脂酰乙醇胺交联氧化酶黄色色素棕褐色色素与蛋白质、胺类或脂类结合
超氧化物歧化酶是专一清除氧自由基的清除剂。SOD能清除O2¯,同时生成H2O2,H2O2可被过氧化氢酶清除生成H2O和O2。所以,SOD可清除机体代谢过程中所产生的过量O2¯,延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象。
2理化性质 当SOD受到外界各种因素,如温度、pH、氰化物、变性剂和电离辐射等的影响,其分子结构和酶活性都会发生变化。
牛红细胞中Cu-Zn-SOD的Tm为83℃,这是至今为止发现热稳定性最高的球蛋白之一。室温下保藏9个月,酶活存留率为60%;保藏一年为51.2%。SOD的热稳定性有种族差异,如大鼠肝中的Mn-SOD不耐热,但从人肝和鸡肝得到的Mn-SOD却很耐热,即使在65~70℃加热数分钟,它的活性也丧失很少。
2.2 pH的影响: pH的改变会引起酶蛋白与金属辅因子结合状态的改变。实验表明,天然的Cu-Zn-SOD在pH3.6时,95%的Zn会脱落,在pH<6.0时,Cu的结合位点要移动,当pH>12.2时酶的构象会发生变化,但总的来说,SOD对pH并不敏感,通常在pH5.3~9.5范围内对酶活性影响不大。
2.3对氰化物的敏感性: 实验表明,不同种类的SOD对氰化物的敏感性是不同的。所有的Cu-Zn-SOD都对氰化物敏感,相反Mn-SOD却抗氰化物。SOD的这个特性已用于临床诊断。在大多数情况下,正常细胞和肿瘤细胞之间在Mn-SOD活性变化上有差异,肿瘤细胞内的SOD要比正常的低得多。
因此能否把Mn-SOD的含量变化做为一个指标用于肿瘤诊断这是一项有意义的工作。
2.4金属辅因子 Cu-Zn-SOD中Cu与Zn的作用是不同的,Zn仅与酶分子的结构有关,而与催化活性无关,而Cu却与催化活性有关。透析去Cu,则酶活性全部丧失,一旦重新加入,活性恢复。Mn和Fe与Cu一样分别对Mn-SOD和Fe-SOD的催化活性具有作用。
3生理功能
超氧化物歧化酶还可提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力,如烟雾、有毒化学品和有毒医药品等,增强机体对外界环境的适应力,还可减轻肿瘤患者在化疗、放疗时的疼痛及严重的副作用,如骨髓损伤和白细胞减少等;并可消除机体疲劳,增强对超负荷大运动量的适应力。
4 SOD在食品中的应用
4.1 SOD可制成口服液、化妆品使用 SOD制作口服液试验表明:SOD在小鼠模拟胃酸中37℃保温150min,活力仍残存81%;SOD在T=37℃,作用时间210min下对胃蛋白酶和胰酶的降解原,仍残存82%和84%活力,SOD可透过小肠,即可为小肠吸收。
因为SOD分子中不含色氨酸,芳香氨酸也很少,能抗胃蛋白酶水解。
经临床试验证明,SOD化妆品具有抗衰老、抗皱、抗炎症、防晒、去色素沉着、防止老年斑的形成等功效。长期使用可使皮肤富有弹性和光泽,青春常驻。添加SOD的化妆品种类有:化妆水、露、霜、洗面乳、沐浴液、护发素等系列化妆品。
4.2 SOD作为抗氧化剂可防止氧化酶引起的食品变质及哈变等现象。
4.3 作为食品营养强化剂 可作为抗衰老功能食品的添加剂,如制成强化SOD的牛奶、饮料、口香糖等系列产品。在食品保健业中,目前已渗入超氧化物歧化酶的有蛋黄浆、中老年奶粉、可溶性咖啡、啤酒、SOD口服液等。
谢谢
下载地址:{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}