第8章氧化还原酶.ppt

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1、2023-11-161主要内容：主要内容：一、过氧化物酶一、过氧化物酶二、多酚氧化酶二、多酚氧化酶三、三、脂肪氧合酶脂肪氧合酶四、葡萄糖氧化酶四、葡萄糖氧化酶五、超氧化物歧化酶五、超氧化物歧化酶2023-11-162一、过氧化物酶（一、过氧化物酶（PODperoxidase）o过氧化物酶是存在于各种动物、植物和微生物过氧化物酶是存在于各种动物、植物和微生物体内的一类氧化酶。催化由过氧化氢参与的各种体内的一类氧化酶。催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应。还原剂的氧化反应。2023-11-1631过氧化物酶作用方式及分布过氧化物酶作用方式及分布o 1.1过氧化物酶作用方式过氧化物酶作用方式 过

2、氧化物酶（供体：过氧化氢过氧化物酶（供体：过氧化氢 氧化还原酶）氧化还原酶）催化过氧化氢分解时，同时有氢供体参加。催化过氧化氢分解时，同时有氢供体参加。H2O2+AH22H2O+APOD酚类、胺类化合物、某些杂环化合物和一些无机离子等酚类、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。都可以作为过氧化物酶的供氢体。2023-11-164o1.2过氧化物酶分类过氧化物酶分类（1）含铁过氧化物酶含铁过氧化物酶正铁血红素过氧化物酶正铁血红素过氧化物酶：含有正铁血红素：含有正铁血红素为为辅基，存在于高等植物、动物和微生物中。辅基，存在于高等植物、动物和微生物中。绿过氧化物酶绿

3、过氧化物酶：绿过氧化物酶的辅基也含有一：绿过氧化物酶的辅基也含有一个铁原卟啉基团，这类酶存在于动物器官和乳个铁原卟啉基团，这类酶存在于动物器官和乳中（中（乳过氧化氢酶乳过氧化氢酶）。）。（2）黄蛋白过氧化物酶：含有黄素腺嘌呤二核苷酸）黄蛋白过氧化物酶：含有黄素腺嘌呤二核苷酸作为辅基，这类酶存在于作为辅基，这类酶存在于微生物微生物和和动物动物组织中。组织中。2023-11-165o 1.分布：分布：过氧化物酶在植物细胞中以两种形式存在：过氧化物酶在植物细胞中以两种形式存在：以可溶形式存在于细胞浆中以可溶形式存在于细胞浆中以结合形式在细胞中与细胞壁或细胞以结合形式在细胞中与细胞壁或细胞器相结合器相

4、结合2023-11-1662 过氧化物酶在食品加工中的应用过氧化物酶在食品加工中的应用（1）过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指标：如过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指标：如苹果气调贮藏中，过氧化物酶出现两个峰值，苹果气调贮藏中，过氧化物酶出现两个峰值，一个在呼吸转折（成熟），一个在衰老开始。一个在呼吸转折（成熟），一个在衰老开始。（2）过氧化物酶的活力与果蔬产品，特别是过氧化物酶的活力与果蔬产品，特别是非非酸性蔬菜酸性蔬菜在保藏期间形成的不良风味有关。在保藏期间形成的不良风味有关。（3）过氧化物酶属于最耐热的酶类，在果蔬加）过氧化物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的指标。工中常被

5、当作热处理是否充分的指标。2023-11-167方法：将已热处理的原料中抽取样品，横切，随方法：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，即放入愈创木酚或联苯胺溶液中，然后取出，在切面上滴在切面上滴0.3%H2O2，数分钟后，用，数分钟后，用愈创愈创木酚处理的样品变为褐色木酚处理的样品变为褐色，联苯胺变为深蓝联苯胺变为深蓝色色，说明过氧化物酶未被破坏，热处理时间，说明过氧化物酶未被破坏，热处理时间不够，如果均不变色，则表示热处理效果良不够，如果均不变色，则表示热处理效果良好。好。POD的测定方法：的测定方法：2023-11-1683过氧化物酶最适过氧化物酶最适

6、pH和最适温度和最适温度3.1最适最适pH过氧化物酶一般都含有多种同功酶，因此最适过氧化物酶一般都含有多种同功酶，因此最适pH范围较宽。范围较宽。酸性状态，过氧化物酶血红素和蛋白质部分分离，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，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；且热稳定性低；在中型和碱性状态，酶处于天然状态，蛋白质结在中型和碱性状态，酶处于天然状态，蛋白质结构含构含螺旋结构，稳定，酸化后螺旋结构，稳定，酸化后螺旋结构破坏，螺旋结构破坏，产生产生结构。结构。2023-11-169表表8-1一些果蔬中的过氧化物酶的最适一

7、些果蔬中的过氧化物酶的最适pH果蔬果蔬最适最适pH说明说明葡萄葡萄5.44.05.05.06.0柠檬酸磷酸缓冲液柠檬酸磷酸缓冲液硼酸缓冲液硼酸缓冲液0.2mol/L醋酸缓冲液醋酸缓冲液0.1mol/L香蕉香蕉4.55.04.5阴离子部分阴离子部分阳离子部分阳离子部分菠萝菠萝青刀豆青刀豆马铃薯马铃薯4.25.05.45.0缓冲液浓度（缓冲液浓度（0.10.2mol/L)可溶态、离子结合态和共价结合态可溶态、离子结合态和共价结合态匀浆匀浆2023-11-16103.最适温度差异较大：最适温度差异较大：35-60。n 不同来源的过氧化物酶在最适作用温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

8、别。例如，马铃度上存在着很大的差别。例如，马铃薯和花菜（均浆）中过氧化物酶的最薯和花菜（均浆）中过氧化物酶的最适温度分别为适温度分别为55和和3540。2023-11-16114过氧化物酶的热稳定性过氧化物酶的热稳定性o 4.1.热失活概念热失活概念双向性：双向性：POD中含有不同的耐热性质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失活，而耐热部分在同样的温度缓慢地失活。地失活。2023-11-1612在在88热处理时甜玉米中过氧化物酶的失活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）2023-

9、11-1613可逆性：经热处理后的酶液在室温或较低温可逆性：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。度下保藏，它的活力部分可以再生。例如：辣根过氧化物酶在例如：辣根过氧化物酶在70 加热加热1小时后，小时后，在在30 下再生的酶活力可达到处理前的下再生的酶活力可达到处理前的30-40%，而在，而在50 下不能再生，如再降下不能再生，如再降低到低到40 时，酶活力又开始提高。时，酶活力又开始提高。2023-11-1614o 4.2.过氧化物酶冷冻增活效应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

10、余酶活力在冰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。冻保藏后，质量比酶完全失活时要高。2023-11-1615o 4.3.非脂肪氧合酶作用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，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，展开的酶分子进一步堆积，血红素基暴露血红素基暴露，增，增加了血红素蛋白非酶催化脂肪氧化的能力，导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致不良风味的产生，这一过程非脂肪氧合酶作用（热烫钝化）。

11、用（热烫钝化）。2023-11-16165 影响过氧化物酶热失活的因素影响过氧化物酶热失活的因素o 5.1.不同来源的不同来源的POD具有不同的耐热性。具有不同的耐热性。一般来说，植物的过氧化物酶活力越高，它的耐一般来说，植物的过氧化物酶活力越高，它的耐热性也越高。热性也越高。n 比如马铃薯和花菜匀浆中的过氧化物酶在比如马铃薯和花菜匀浆中的过氧化物酶在95加热加热10min就完全而不可逆地失活。就完全而不可逆地失活。n 而甘蓝中的过氧化物酶在而甘蓝中的过氧化物酶在120加热加热10min仍然有仍然有0.3%活力保存下来。活力保存下来。2023-11-1617o 5.2.低水分含量，低水分含量，

12、POD耐热性增加：耐热性增加：n 例如：水分含量低于例如：水分含量低于40%时，谷类中过氧时，谷类中过氧化物酶的热稳定性与水分含量成反比。化物酶的热稳定性与水分含量成反比。n 对于加工对于加工脱水果蔬脱水果蔬有重要参考价值。有重要参考价值。2023-11-1618o 5.3.外加因素：降低外加因素：降低pH，增加，增加NaCl浓度。浓度。n 以辣根中过氧化物酶为例，加入羟高铁血红素能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降低酶的热失活速度(pH 7.0、76)n 而升高温度能提高酶的热失活速度。而升高温度能提高酶的热失活速度。n 在在pH7时酶热失活的速度最低，在时酶热失

13、活的速度最低，在pH 4.0和和pH10时酶热失活的速度分别提高到时酶热失活的速度分别提高到8倍和倍和2倍。倍。n 酶失活的初速度正比于酶失活的初速度正比于NaCl的浓度的浓度(pH7.0、NaCl浓度低于浓度低于0.6mo1L)，n 糖能提高苹果和梨中过氧化物酶的热稳定性。糖能提高苹果和梨中过氧化物酶的热稳定性。2023-11-1619o 5.4.加热方式：加热方式：pH确定，确定，T确定，确定，T变长，导变长，导致酶失活后可能性变大，致酶失活后可能性变大，HTST易导致酶再生。易导致酶再生。2023-11-1620o5.5.结合处理：结合处理：微波和离子照射能降低在热烫过程中使酶失活微波和

14、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。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马铃薯过氧化物酶的微波处理完全失活所需的时间2023-11-1621辐射处理o 在采用结合处理时，先使用辐射处理，再使用在采用结合处理时，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）。生（辐射诱导水产生自由基二次进攻的结果）。2023-11

15、-16226 化学试剂对过氧化氢酶的影响化学试剂对过氧化氢酶的影响6.1.使使POD失活的作用方式：失活的作用方式：o 与酶结合失活与酶结合失活o 作用于底物或产物作用于底物或产物2023-11-16236.2.化学试剂种类化学试剂种类2.1 SO2和亚硫酸盐：和亚硫酸盐：SO2的作用仅仅是破坏的作用仅仅是破坏H2O2 SO2+H2O 2H2O+SO3o 0.1%-0.15%的焦亚硫酸盐能防止豌豆产生的焦亚硫酸盐能防止豌豆产生不良风味不良风味2023-11-16246.2.2 氰化物、叠氰化物和氟复合物：能与血红素氰化物、叠氰化物和氟复合物：能与血红素结合，为可逆抑制。结合，为可逆抑制。6.2

16、.3 表面活性化合物：如单甘脂，卵磷脂等，显表面活性化合物：如单甘脂，卵磷脂等，显著失活。著失活。6.2.4 高分子物质：高分子物质：如果胶在如果胶在pH5.5时，使时，使POD显著失活；显著失活；pH低，使低，使POD完全失活。果胶的存在还能使完全失活。果胶的存在还能使POD最适最适pH从从5.5移动至移动至8.0，大多数果胶，大多数果胶pH在酸在酸性范围。这在食品加工中很重要。性范围。这在食品加工中很重要。2023-11-1625二、二、多酚氧化酶多酚氧化酶 o 多酚氧化酶（邻二酚：氧氧化还原多酚氧化酶（邻二酚：氧氧化还原酶；酶；E1,10,3,1）在植物界乃至动物界）在植物界乃至动物界分布广泛，由于其检测方便，是被最早分布广泛，由于其检测方便，是被最早研究的几类酶之一。研究的几类酶之一。2023-11-1626引起食品酶促褐变酶促褐变的主要酶类o 果蔬食品在加工及贮藏过程中存在褐变反应，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，因此研究酶是引起食品酶促褐变的主要酶类，因此