食品加工中重要的酶食品伙伴网.doc

第二节食品加工中重要的酶一、淀粉酶凡催化淀粉水解的酶，称为淀粉酶。淀粉酶是糖苷水解酶中最重要的一类酶。因水解淀粉的方式不同，可将淀粉酶分为四类：a-淀粉酶、b-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶。（一）a-淀粉酶a-淀粉酶广泛存在于动物、植物和微生物中。在发芽的种子、人的唾液、动物的胰脏内含量甚多。现在工业上已经能利用枯草杆菌、米曲霉、黑曲霉等微生物制备高纯度的a-淀粉酶。天然的a-淀粉酶分子中都含有一个结合得很牢固的Ca2＋，Ca2＋起着维持酶蛋白最适宜构象的作用，从而使酶具有高的稳定性和最大的活力。a-淀粉酶是一种内切酶，以随机方式在淀粉分子内部水解a-1,4糖苷键，但不能水解a-1,6糖苷键。在作用于淀粉时有两种情况：第一种情况是水解直链淀粉，首先将直链淀粉随机迅速降解成低聚糖，然后把低聚糖分解成终产物麦芽糖和葡萄糖。第二种情况是水解支链淀粉，作用于这类淀粉时终产物是葡萄糖、麦芽糖和一系列含有a-1,6糖苷键的极限糊精或异麦芽糖。由于a-淀粉酶能快速地降低淀粉溶液的黏度，使其流动性加强，故又称为液化酶。不同来源的a-淀粉酶有不同的最适温度和最适pH。最适温度一般在55～70℃，但也有少数细菌a-淀粉酶最适温度很高，达80℃以上。最适pH一般在4.5～7.0之间，细菌中a-淀粉酶的最适pH略低。（二）b-淀粉酶b-淀粉酶主要存在于高等植物的种子中，大麦芽内尤为丰富。少数细菌和霉菌中也含有此种酶，但哺乳动物中还尚未发现。b-淀粉酶是一种外切酶，它只能水解淀粉分子中的a-1,4糖苷键，不能水解a-1,6糖苷键。b-淀粉酶在催化淀粉水解时，是从淀粉分子的非还原性末端开始，依次切下一个个麦芽糖单位，并将切下的a-麦芽糖转变成b-麦芽糖。b-淀粉酶在催化支链淀粉水解时，因为它不能断裂a-1,6糖苷键，也不能绕过支点继续作用于a-1,4糖苷键，因此，b-淀粉酶分解淀粉是不完全的。b-淀粉酶作用的终产物是b-麦芽糖和分解不完全的极限糊精。b-淀粉酶的热稳定性普遍低于a-淀粉酶，但比较耐酸。（三）葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶主要由微生物的根霉、曲霉等产生。最适pH为4～5，最适温度在50～60℃范围。葡萄糖淀粉酶是一种外切酶，它不仅能水解淀粉分子的a-1，4糖苷键，而且能水解a-1,6糖苷键和a-1,3糖苷键，但对后两种键的水解速度较慢。葡萄糖淀粉酶水解淀粉时，是从非还原性末端开始逐次切下一个个葡萄糖单位，当作用于淀粉支点时，速度减慢，但可切割支点。因此，葡萄糖淀粉酶作用于直链淀粉或支链淀粉时，终产物均是葡萄糖。工业上用葡萄糖淀粉酶来生产葡萄糖。所以也称此酶为糖化酶。（四）脱支酶脱支酶在许多动植物和微生物中都有分布，是水解淀粉和糖原分子中a-1,6糖苷键的一类酶，有普鲁兰酶和异淀粉酶之分。（五）淀粉酶在食品工业中的应用淀粉酶在食品工业上应用很广泛。淀粉酶制剂是最早实现工业化生产和产量最大的酶制剂品种，约占整个酶制剂总产量的50%以上，被广泛应用于食品、发酵及其他工业中。如：淀粉酶用于酿酒、味精等发酵工业中水解淀粉；在面包制造中为酵母提供发酵糖，改进面包的质构；用于啤酒除去其中的淀粉浑浊；利用葡萄糖淀粉酶可直接将低黏度麦芽糊精转化成葡萄糖，然后再用葡萄糖异构酶将其转变成果糖，提高甜度等。目前商品淀粉酶制剂最重要的应用是用淀粉制备麦芽糊精、淀粉糖浆和果葡糖浆等。二、蛋白酶蛋白酶从动物、植物和微生物中都可以提取得到，也是食品工业中重要的一类酶。生物体内蛋白酶种类很多，以来源分类，可将其分为动物蛋白酶、植物蛋白酶和微生物蛋白酶三大类。根据它们的作用方式，可分为内肽酶和外肽酶两大类。还可根据最适pH的不同，分为酸性蛋白酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶。也有根据其活性中心的化学性质不同，分为丝氨酸蛋白酶（酶活性中心含有丝氨酸残基）、巯基蛋白酶（酶活性中心含有巯基）、金属蛋白酶（酶活性中心含金属离子）和酸性蛋白酶（酶活性中心含羧基）。（一）动物蛋白酶在人和哺乳动物的消化道中存在有各种蛋白酶。如胃黏膜细胞分泌的胃蛋白酶，可将各种水溶性蛋白质分解成多肽；胰腺分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶和羧肽酶等内肽酶和外肽酶，可将多肽链水解成寡肽和氨基酸；小肠黏膜能分泌氨肽酶、羧肽酶和二肽酶等，将小分子肽分解成氨基酸。人体摄取的蛋白质就是在消化道中这些酶的综合作用下被消化吸收的。胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等先都分别以无活性前体的酶原形式存在，在消化道需经激活后才具有活性。在动物组织细胞的溶酶体中有组织蛋白酶，最适pH为5.5左右。当动物死亡之后，随组织的破坏和pH的降低，组织蛋白酶被激活，可将肌肉蛋白质水解成游离氨基酸，使肌肉产生优良的肉香风味。但从活细胞中提取和分离组织蛋白酶很困难，限制了它的应用。在哺乳期小牛的第四胃中还存在一种凝乳酶，是由凝乳酶原激活而成，pH5时