食品生物化學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目7-任務(wù)72酶的催化特點(diǎn)

工程7酶1任務(wù)7.2 酶的催化特點(diǎn)27.2.1 酶的催化特點(diǎn)31〕Enzymeshaveextraordinarycatalyticpower，oftenfargreaterthanthosenon-biologicalcatalysts.catalyst-催化劑42〕Enzymesoftenhaveahighdegreeofspecificityfortheirsubstrates.Specificity專一性53〕唾液淀粉酶可以催化淀粉水解，而對(duì)蔗糖無(wú)效。而蔗糖酶可以催化蔗糖水解，而對(duì)淀粉無(wú)效。這表現(xiàn)酶的〔 〕。 A、多樣性 B、高效性 C、專一性 D、受溫度影響C61〕高度專一性例如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的肽鍵水解，產(chǎn)生寡肽或氨基酸，但不能催化淀粉的水解。而非生物催化劑那么沒(méi)有這么嚴(yán)格的專一性，例如酸能催化蛋白質(zhì)水解、淀粉水解，也能催化脂肪水解。7利用酶催化作用具有高度專一性的特點(diǎn)，可以從比較復(fù)雜的原料中有選擇地加工某些需要的物質(zhì)，或除去其他不必要的成分，且反響副產(chǎn)物少。8910大家有沒(méi)有品嘗過(guò)營(yíng)養(yǎng)舒化奶？口感比純牛奶要甜，為什么？其實(shí)就是乳糖被酶解所致，產(chǎn)生的葡萄糖、半乳糖，甜度比乳糖高。11

方法：乳糖酶從牛乳中去除乳糖。 作為目前中國(guó)唯一一款乳糖水解率高于90%的牛奶，對(duì)改善人群乳糖不耐受有極其顯著的效果，有效率高達(dá)96%，能夠解決乳糖酶缺乏人群飲奶后腹脹、腹瀉等不消化的難題。乳糖不耐癥是由于小腸粘膜上缺少乳糖酶，乳糖在小腸內(nèi)沒(méi)有被分解就向大腸蠕動(dòng)，增加了大腸內(nèi)的滲透壓，誘入大腸周圍的水分，使大腸水分過(guò)多，加上乳糖被大腸內(nèi)的細(xì)菌所發(fā)酵，生成了乳酸、二氧化碳，使大腸內(nèi)的pH值降低，刺激大腸而引起了腹瀉、腹痛等。12酸牛奶中乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中，將奶中的乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，減緩乳糖不耐癥病癥，因此適合于胃腸道缺乏乳糖酶或喝鮮奶容易腹瀉的患者。酶的催化反響產(chǎn)物比較單一，副產(chǎn)物少，甚至往往可以從比較復(fù)雜的原料中有選擇地加工制備某些需要的物質(zhì)，或除去其他不必要的成分。Lactose乳糖；glucose葡萄糖；fructose果糖；蔗糖sucrose。1314152〕高效性一般來(lái)說(shuō)，酶的催化效率比非生物催化劑效率高很多，少量的酶就可使大量底物很快地發(fā)生化學(xué)反響。163〕作用條件溫和例如用鹽酸水解淀粉生產(chǎn)葡萄糖，需在約0.15MPa和140℃的操作條件下進(jìn)行，需要耐酸、耐高溫的設(shè)備。而用α-淀粉酶和糖化酶水解，那么可用一般設(shè)備在常壓下進(jìn)行。174〕酶活性可調(diào)控酶活性的調(diào)控方式包括調(diào)節(jié)底物濃度、產(chǎn)物濃度以及反響條件〔溫度、pH值、激活劑、抑制劑〕、對(duì)酶進(jìn)行化學(xué)修飾等。185〕酶活性易喪失過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，都易使酶變性失活。在日常生活中，酒精也會(huì)影響酶的活性，例如炸雞配啤酒就被認(rèn)為會(huì)影響人體消化酶的活性，降低蛋白質(zhì)的消化吸收。197.2.2 酶催化反響的機(jī)理20酶之所以具有很高的催化效率，一般認(rèn)為是酶降低了化學(xué)反響所需的活化能。例如過(guò)氧化氫的分解，當(dāng)無(wú)催化劑時(shí)，每摩爾的活化能為75.3kJ，而過(guò)氧化氫酶〔catalase〕存在時(shí)，每摩爾的活化能僅為8.36kJ。212223中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)

酶促反響改變了原來(lái)反響的途徑，將反響分兩步進(jìn)行，而每一步的活化能都較低，使整個(gè)反響所需活化能大幅度降低，從而使反響加速。242〕酶催化高度專一性的機(jī)理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酶蛋白經(jīng)水解切去局部肽鏈后，殘留局部仍有催化活性，這說(shuō)明參與酶催化作用的，只限于酶分子的必需基團(tuán)〔與酶的活性密切相關(guān)的基團(tuán)〕或較小的部位，如圖7-2所示。即酶的活性中心〔activesite〕，是酶催化作用的關(guān)鍵部位。2526不同的酶有不同的活性中心，故對(duì)底物具有高度的專一性。酶的活性中心一旦被其他物質(zhì)占據(jù)或某些理化因素使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞，酶那么喪失催化活性。27酶和底物的誘導(dǎo)契合示意圖，如圖7-3所示。2829如何比較來(lái)源不同的兩個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的果膠酶的酶活力大小？307.2.3 酶活力單位酶活力〔enzymeactivity〕也稱酶活性，是指酶催化一定化學(xué)反響的能力。為了比較酶活力大小，首先需要規(guī)定酶活力單位，然后根據(jù)每克〔或每毫升〕酶的酶活力單位數(shù)，即可進(jìn)行各種酶活力的比較。31【范例】某果膠酶產(chǎn)品說(shuō)明〔該酶用于提高果汁出汁率〕 酶活力10萬(wàn)U/g果膠酶酶活力單位定義：1g〔或1ml液體酶〕酶粉，于50.0℃、pH3.5條件下，1min催化果膠水解生成1μg半乳糖醛酸的酶量為1個(gè)活力單位〔1U〕。32例如，1g液化型淀粉酶溶于1000mlH2O，取0.5ml與2%的可溶性淀粉20ml反響，pH6.0，10分鐘完全液化。而液化型淀粉酶的酶活力單位為：每小時(shí)催化1g可溶性淀粉液化所需要的酶量，即1U=1g淀粉/h。試計(jì)算每克淀粉酶具有的酶活力單位數(shù)。33另一種方法：在該反響中，根據(jù)檢測(cè)計(jì)算的參與反響底物量=20g*2%〔g〕根據(jù)酶活力單位計(jì)算的參與反響底物量=x*1*〔1/1000〕*0.5*〔10/60〕〔g〕兩者量相等，故x=4800〔U/g〕34思考練習(xí)第六題35另一種方法：在該反響中，根據(jù)檢測(cè)計(jì)算的參與反響底物〔2%的可溶性淀粉〕量=20〔ml〕根據(jù)酶活力單位計(jì)算的參與反響底物〔2%的可溶性淀粉〕量=x*1*〔1/1000〕*0.5*〔10/60〕〔ml〕兩者量相等，故x=240000〔U/g〕361〕稱取25mg蛋白酶配成25ml酶液。其0.1ml酶液在1小時(shí)分解酪蛋白產(chǎn)生1500μg酪氨酸。另取2ml酶液，用凱氏定氮法測(cè)得其蛋白氮含量為0.2mg。 以每分鐘產(chǎn)生1μg酪氨酸的酶量為1個(gè)酶活力單位。 ⑴1ml酶液的蛋白質(zhì)含量和酶活力。 ⑵1克酶制劑的總蛋白含量和總活力。37答：⑴1ml酶液的蛋白質(zhì)含量和酶活力。 2ml中含N0.2mg，那么1ml酶液中含有N0.1mg，那么1ml酶液的蛋白質(zhì)含量為0.1x6.25=0.625mg。 0.1ml酶液在1小時(shí)分解酪蛋白產(chǎn)生1500ug酪氨酸。而每分鐘產(chǎn)生1ug酪氨酸的酶量為1個(gè)酶活力單位。38⑵1克酶制劑的總蛋白含量和總活力。