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脂肪酶在食品工业中的应用与研究进展

脂肪酶在食品工业中的应用与研究进展
脂肪酶在食品工业中的应用与研究进展

脂肪酶的概述及应用

脂肪酶的概述与应用 一脂肪酶概述、 脂肪酶(Lipase,甘油酯水解酶)隶属于羧基酯水解酶类,能够逐步的将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。脂肪酶存在于含有脂肪的动、植物和微生物(如霉菌、细菌等)组织中。包括磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酯酶。脂肪酸广泛的应用于食品、药品、皮革、日用化工等方面脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻籽、油菜籽,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。 脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶,可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应,除此之外还表现出其他一些酶的活性,如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等(Hara;Schmid)。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点,如在油水界面促进酯水解,而在有机相中可以酶促合成和酯交换。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今,已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶,并研究了其性质,它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同(Veeraragavan等)。总体而言,微生物脂肪酶具有比动植物脂肪酶更广的作用pH、作用温度范围,高稳定性和活性,对底物有特异性(Schmid等;Kazlauskas等)。 脂肪酶的催化特性在于:在油水界面上其催化活力最大,早在1958年Sarda和Desnnelv 就发现了这一现象。溶于水的酶作用于不溶于水的底物,反应是在2个彼此分离的完全不同的相的界面上进行。这是脂肪酶区别于酯酶的一个特征。酯酶(E C3.1.1.1)作用的底物是水溶性的,并且其最适底物是由短链脂肪酸(≤C8)形成的酯。 脂肪酶是重要的工业酶制剂品种之一,可以催化解脂、酯交换、酯合成等反应,广泛应用于油脂加工、食品、医药、日化等工业。不同来源的脂肪酶具有不同的催化特点和催化活力。其中用于有机相合成的具有转酯化或酯化功能的脂肪酶的规模化生产对于酶催化合成精细化学品和手性化合物有重要意义。 脂肪酶是一种特殊的酯键水解酶,它可作用于甘油三酯的酯键,使甘油三酯降解为甘油二酯、单甘油酯、甘油和脂肪酸。 酶是一种活性蛋白质。因此,一切对蛋白质活性有影响的因素都影响酶的活性。酶与底物作用的活性,受温度、pH值、酶液浓度、底物浓度、酶的激活剂或抑制剂等许多因素的影响。

酶在食品中的应用

多种酶在食品中的应用 学生:李慧娜指导老师:胡亚平所在学校:湖南农业大学 摘要:酶是生物活细胞产生的一类具有催化功能的蛋白质。酶的催化效率高,具有很高的专一性,需比较温和的条件。因此,酶在食品科学中相当重要,通过酶的作用能引起食品原料的品质发生变化,也能在比较温和的条件下加工和改良食品。食品加工中几种重要的酶有淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、多酚氧化酶、脂肪酶以及其他一些氧化酶等。酶在食吕保藏中也起着非常重要的作用。酶不仅影响着食品的感观功能而且也影响着食品的营养功能。不同的酶在在不同的产品中发挥着不同的作用。 关键词:多种酶食品应用 随着食品工业的快速发展,人们的食品安全和健康意是益增强,对食品的要求愈来愈高。为了让人们吃得放心,吃得健康,研究酶在食品中的应是一个具有重大意义的项目。目前,绿色健康消费已经成为新的消费时尚,首选绿色天然食品的观念已在消费者心中根深蒂固,酶法保鲜广泛应用于食品的贮藏之中。因此,大力推广酶在食品贮藏中的应用已成为广大消费者的心声。由于酶的高效性,专一性,以及影响反应速度的因素的可控制性使得酶的研究逐具有广大的前景。 一、酶对食品感观功能的影响以及营养功能的影响 (一)酶对食品感观功能的影响 内源酶类对食品的风味、质构、色泽等感观质量具有重要的影响,其作用有的是期望的,有的是不期望。如动物屠宰后,水解酶类的作用使肉嫩化,改善肉食原料的风味和质构;水果成熟时,内源酶类综合作用的结果会使各种水果具有各自独特的色、香、味,但如果过度作用,水果会变得过熟和本酥软,甚至失去食用价值。 (二)酶对食品营养功能的影响 脂肪氧合酶催化胡萝卜素降解而使面粉漂白,在蔬菜加工过程中则使胡萝卜素破坏而损失维生素A源;在一些用发本酵方法加工的鱼制品中,由于鱼和细菌中的硫胺素酶的作用,使这些制品缺乏维生素B1;果蔬中的Vc氧化酶及其它氧化酶类是直接或间接导致果蔬在加工和贮存过程中维生素C氧化损失的重要原因之一。 二、多种酶在食品中的应用 (一)淀粉酶 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。 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

脂肪酶综述

脂肪酶综述 摘要:脂肪酶是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。随着酶学技术的快速发展,微生物脂肪酶也受到了越来越多的关注作为生物催化剂,脂肪酶一直以来都是生物技术领域中最重要的一类酶。 关键字:脂肪酶,酶活测定,非水相,食品工业应用。 简介:脂肪酶(三酰甘油酯水解酶,EC 3.1.1.3),是一类广泛存在于多种微生物中的生物催化剂。脂肪酶最早被发现可追溯至1901年,其天然作用底物为三脂酰甘油酯,能够将酯键水解,释放甘油二酯甘油一酯甘油以及游离脂肪酸随着非水酶学的发展,研究者发现,脂肪酶在非水相中能够催化酯化。酯交换以及转酯化反应,并且具有高度的选择性和专一性,已广泛应用于食品、医药、洗涤剂等行业。特别是在食品行业中得到了大量的应用,并逐渐成为食品领域中应用最为广泛的酶类之一。但是,由于目前脂肪酶相对于传统的化学催化剂的生产成本仍然偏高,这是制约脂肪酶工业化应用的主要问题,因此,在了解脂肪酶催化特性的基础上,通过筛选高产菌株,或者改变脂肪酶催化环境等方法提高脂肪酶的产率和利用率,降低利用脂肪酶进行工业化生产的成本是目前急需解决的主要问题。 1、脂肪酶的结构特点 研究表明, 来源不同的脂肪酶,其氨基酸组成数目从270~ 641不等,其分子量为29 000~ 100 000。迄今为止,人们已经对多种脂肪酶进行克隆和表达,并利用X -衍射等手段和定向修饰等技术测定了酶的氨基酸组成、晶体结构、等电点等参数, 确定了组成脂肪酶活性中心的三元组( triad)结构。多数脂肪酶都是单链蛋白, 比如CCL( A) 含有534个氨基酸残基, 其组成3 个小的和11个大的β-折叠及10个α-螺旋。其催化活性三元组由Ser-209、His-449和Glu341组成, Ser-209处于超二级结构折叠-螺旋[β-折叠( 202~208)-α -螺旋( 210~220) ]的转角处。多数成熟的天然蛋白还含有糖类组分, 如CCL( A) 含有4. 2%葡萄糖、甘露糖和木糖等,所以实际测得的分子量比理论分子量偏大[157 223(理论) , 60 000(实测)]。 脂肪酶通过与水/底物界面的相互作用来获得不同的构象状态。在关闭构象状态时“盖子”覆盖在酶的活性位点上。酶难以靠近底物分子而转变到开放构象状态时,催化通道入口打开. 近年来发现“盖子”的作用不仅仅是调节底物靠近活性位点的大门。“盖子”是两性分子结构在关闭状态酶的结构是亲水端面对溶剂,疏水端朝向蛋白质的内部,当酶转变到开放状态时疏水端会暴露出来隐藏亲水残基团,在丝氨酸残基周围形成亲电子域引起脂肪酶的构象改变增加了酶与脂类底物的亲和性,并稳定了催化过程中过渡态中间产物。酶分子周围通常保留一定量的水分,从而保证了脂肪酶在油/水界面和脂相中的自体激活。 2、脂肪酶的来源 脂肪酶是一种普遍存在于生物体的酶类,具有重要的生理学意义,同时也具有工业化应用的潜在可能性脂肪酶能够催化三酰甘油酯水解成为甘油和游离脂肪酸,而在有机相中,脂肪酶则催化酯化酯交换以及转酯化反应。在真核生物体内,脂肪酶参与许多类脂化合物的代谢过程,包括脂肪的消化、吸收、利用以及脂蛋白的代谢,在植物中,脂肪酶存在于储存能量的组织中。脂肪酶在微生物界分布很广,大约65 个属微生物可产脂肪酶,其中细菌有28个属、放线菌4个属、酵母菌10个属、其它真菌23个属,但实际上微生物脂肪酶分布远远超过这个数

酶工程技术在食品中的应用

酶工程技术在食品中的应用 生物工程是现代科技的一项高新技术,酶工程是生物工程中最重要的组成部分。自从1906年人类发现了用于液化淀粉生产乙醇的细菌淀粉酶以来,经过几十年的发展,酶制剂已经广泛地应用于食品加工、纺织、洗涤剂、饲料、医药等行业,给这些行业带来了新的生机和活力。酶是具有生物催化能力的蛋白质,其催化反应具有高效性和专一性。国际生物化学联合会把酶分成六大类---氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类。本文将简要介绍几种常用于食品加工中的酶的特性及其作用机理。简而言之,酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。 一、酶工程技术简介 1.酶制剂的生产来源 酶制剂的生产酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取,例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜,胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。它们大多数由微生物生产,这是因为微生物种类多,几乎所有酶都能从微生物中找到,而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养,繁殖快,产量高,故可在短时间内廉价地大量生产。近年来,随着基因工程技术的迅速发展,又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。基因工程技术的最大贡献在于,它能按照人们的意愿构建新的物种,或者赋予新的功能。虽然目前基因工程

还未形成大规模的产业,但是它作为一种改良菌种,提高产酶能力,改变酶性能的手段,已受到了人们的极大关注。例如利用改良的过氧化物酶能够在高温和酸性条件下脱甲基和烷基,生产一些食品特有的香气因子。基因工程菌生产a一淀粉酶是目前人们研究最多的课题,美国CPC国际公司的Moffet研究中心,已成功地采用基因工程菌生产了a一淀粉酶,并已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准。此外,运用基因工程技术,提高葡萄搞异构酶,纤维素酶,糖化酶等酶活力的研究也取得了一定的成绩。 2.酶的纯化 酶的纯化属于一种后处理工艺,包括粗制工艺与精制工艺,对超酶液进行浓缩精制是生产高质量酶制剂的重要环节,目前采用的技术主要有沉淀法,吸附法和色谱法,分子筛分法,陈结法,减压浓缩法和电泳法等。 3.酶的固定化技术 酶的固定化是指用物理或化学手段,把酶束缚在一定的区域内,使其在一定的范围内起催化作用。固定化技术是酶工程的关键技术之一,自从1969年世界上第一次使用固相酶技术以来,至今已有30多年的历史。应用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆是现代酶工程在工业生产中最成功、规模最大的应用。固定化酶可用于处理液态食品,价格昂贵的酶经固定化后,可以提高稳定性,降低成本,延长使用寿命,实现连续化和自动控制,减少精制过程中沉淀,过滤等操作费用。

脂肪酶活检测原理及方法

脂肪酶活检测原理及实际方法:一、 原理以及标准曲线做法 1. 对硝基苯酚酯( 4-Nitrophenyl ester )是 脂肪酶水解活力测定中运用最为广泛的一种底物,脂肪酶水解其产生pNP(对硝基苯酚)在碱性条件下显黄色,在410nm 下有吸光值,且灵敏度很高。 2. 所需试剂有: CAS 碳链长度出货号价格名称830-03- 5C2N8130-1G ¥462 对硝基苯乙酸酯2635-54-9 C4 N9876-1G¥570 对硝基苯丁 酸酯 1956-10-1 C821742-1G-F ¥487 对硝基苯辛酸酯 1956-11-2 C12 61716-1G ¥435 对硝基苯月桂酸酯 1492-30-4 C16 N2752-1G ¥379 对硝基苯棕榈酸酯 14617-86-8C18 N3627-1G¥对硝基苯硬酸脂 全部为色谱纯试剂,购于sigma 公司 3. 标准曲线绘制: a. 标准对硝基苯酚母液(2mM ,2mmol / L): 称取的对硝基苯酚(p-NP)溶于100ml 的溶液B(即不同pH 的缓冲液) ,置于棕色试剂瓶内,4℃冰箱保存。 方法一: b. 标准曲线绘制:分别取,,,,,的对硝基苯酚母液(2mM) ,用溶液B(即不同pH 的缓冲液)稀释至4ml ,分别测定在410nm 处的吸收值。以对硝基苯酚浓度x(对应浓度分别是,,,,,,单位:mM ) 为横坐标,吸光值y 为纵坐标,绘制标准曲线。方法二:全部对硝基苯酚经过与测酶活相同的处理,获得吸光度。 b.标准曲线的绘制: 分别取0、、、、15、、30、45μL的对硝基苯酚分别加入、、、55、、40、、μL的异丙醇和 (全部都是)的溶液B,40℃15min,95%乙醇,10000r / min ,3min ,测出标准曲线。

脂肪酶

脂肪酶的应用进展综述 09生物技术0902021040 陈莹莹 摘要:脂肪酶被认为是工业中很重要的一利酶。本文概述了当前研究中广泛使用的脂肪酶及其固定化产品的应用途径, 包括在食品加工、饲料、纺织、医药、生物柴油和传感器等领域中的应用。脂肪酶应用的主要障碍是其成本高。但技术进步尤其是基因技术的发展有望使成本降低, 脂肪酶在药物合成中的应用在本文中也作了展望。 关键词:脂肪酶;性质;生产;来源,应用 脂肪酶(Triacylglycerol lipase E C3.1.1.3)是广泛存在的一种酶,在脂质代谢中发挥重要的作用。在油水界面上,脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解,释放更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。脂肪酶反应条件温和,具有优良的立体选择性,并且不会造成环境污染,因此,在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。 一、脂肪酶的来源 脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻籽、油菜籽,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在动物体内,各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代谢等过程;细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富(Pandey等)。由于微生物种类多、繁殖快、易发生遗传变异,具有比动植物更广的作用p H、作用温度范围以及底物专一性,且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶,适合于工业化大生产和获得高纯度样品,因此微生物脂肪酶是工业用脂肪酶的重要来源,并且在理论研究方面也具有重要的意义。 二、脂肪酶的性质 脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶,可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应,除此之外还表现出其他一些酶的活性,如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等(Hara;Schmid)。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点,如在油水界面促进酯水解,而在有机相中可以酶促合成和酯交换。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今,已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶,并研究了其性质,它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同(V eeraragavan等)。总

酶制剂在食品工业中的应用 论文

酶制剂在食品工业中的应用 摘要:酶制剂是一类特殊的食品添加剂,具有催化高效性,专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向,包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用。并对酶制剂在食品工业中的发展方向和安全问题进行了讨论。 关键词:酶制剂;食品工业;应用 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品,称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面,它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外,酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。 随着发酵工业的发展,酶制剂的主要来源已被微生物所取代,它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性,还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展,酶制剂的种类越来越多,分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有:淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等,它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然,尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步,但与发达国家相比,还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步,今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 1.酶与食品的关系 在食品生产加工中,为了保持食物原有的色、香、味和结构,就要尽量避免引起剧烈的化学反应。酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质,因此作用条件非常温和。许多酶所催化的反应从动植物最初生长时就开始了,当它被作为食品时,其体内酶的催化作用仍然继续进行着。如动物体死后,其合成代谢停止,而分解代谢加快,因此就会导致组织腐败,但这可能也会改善某些食品原料的风味。在大多数成熟的水果中,由于某些酶的增加,会使得其呼吸速度加快,淀粉转变为糖,叶绿素发生降解,细胞体积快速增加。这些变化,对于水果风味的改善是有益的;而对蔬菜来讲,叶绿素的降解则是有害的。 2.与食品生产有关的酶制剂 2.1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史,淀粉加工用酶所占比例达到15%,是酶制剂最大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高,并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提到的是一系列新的酶制剂的发现和应用,如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海藻糖,改变了先前从酵母等食物中抽提的生产方法,生产成本大大下降。这种糖不仅耐酸、耐热、防龋齿,还可抑制蛋白质变性和油脂酸败,市场日益扩大。 2.2与油脂生产有关的酶制剂 油脂是人类食品的主要营养成分之一,有赋予食品不可缺少的风味,而且用酶法生产有益健康的油脂的正逐步应用成熟,如用DNA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料所制作的食品销售额已达400亿日元。 2.3与蛋白质有关的酶制剂 蛋白质在食品加工中,不仅具有营养的功能还具有各种物理功能,提高这类功能将会增加其附加值,要达到这个目的需要利用蛋白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生产氨基酸系列的调味品,就必须把蛋白质彻底分解为氨基酸。 2..4与面包生产有关的酶制剂

脂肪酶活力测定方法及其比较

万方数据

苯萃取后进行比色测定.酶的活力单位定义同平板法.酶活计算同铜皂法. 1.3.3对硝基苯酚法 对硝基苯酚法是以对硝基苯酚酯作为底物,脂肪酶水解底物产生具有颜色的对硝基苯酚,在420nm波长下测出其吸光光度值,再对照对硝基苯酚吸光度工作曲线得出脂肪酶活力.这样可以使操作更加简单同时可以避免金属离子的干扰[2.18|.酶的活力单位定义为检测条件下每分钟产生1btmol对硝基苯酚所需的脂肪酶量,其计算公式为:脂肪酶活力一VN(C(样)一C(空白))/丁/V(稀释酶液).式中。V反应总体积,N稀释倍数,C根据吸光度A求出的对硝基苯酚的浓度,t反应时间,y(稀释酶液)稀释酶液的体积. 23种方法的比较 2.1实验仪器和操作难易程度的比较 平板法所使用的主要仪器是超净工作台,微量注射器。培养皿,恒温培养箱,价格便宜,操作简单L2?13];滴定法仅需要酸碱滴定管、试管、恒温水浴锅、酸度计、高速组织捣碎机等一些比较常见,操作简单[”];比色法包括铜皂法、微乳液法和对硝基苯酚法.铜皂法使用的主要仪器是分光光度计。超声波装置,仪器较常见,但操作繁琐[15];微乳液法使用的仪器主要是分光光度计,操作简单。精确度高L16—17];对硝基苯酚法所使用的仪器主要是分光光度计。操作简单[2?18](表1). 2.2实验试剂及精确度的比较 平板法使用的试剂主要有维多利亚蓝、三丁酸甘油脂、罗丹明B等,该实验反应时间长且精确度差[11].滴定法所使用的主要试剂有氢氧化钠、酸碱指示剂、聚乙烯醇、橄榄油等[13|.滴定中酸碱指示剂不能很好地指示反应终点,即使用酸度计代替酸碱指示剂控制反应终点,产物中丙酮酸的干扰使实验的结果偏大[1l’19].铜皂法中的底物有3种:榄橄油,三油酸甘油脂和三丁酸甘油脂[15].其中榄橄油作为底物,精确度不高,当用三油酸甘油脂和三丁酸甘油脂作为底物检测脂肪酶的活性。精确度较高.微乳液法使用的试剂有三油酸甘油脂,吐温一80和正己烷,实验重复性好,精确度高L16。17|.对硝基苯酚法使用的试剂主要是对硝基苯酚,稳定性好且非常精确[2.18](表1). 2.3各种方法的适用范围 平板法所使用的仪器十分常见、所使用的试剂也比较便宜,但该种方法的误差较大同时需要的时间很长.因此该种方法主要应用于产脂肪酶菌种的筛选及批量酶样品的快速测定[11];滴定法所使用的仪器常见、操作简单,所使用的试剂比较便宜,精确度较高,适合于学生实验和具备简单仪器的实验室测定脂肪酶的活性[2];铜皂法所使用的仪器较常见、操作繁琐、稳定性不高。但实验精确度高且试剂较便宜,大部分实验室和生物技术公司用该种方法测定脂肪酶的活性[15];微乳液法所使用的仪器常见、操作简单,重复性好,但试剂价格偏高,主要适用于实验室和生物技术公司对酶活性的精确测定[16-17];对硝基苯酚法所使用的仪器常见,但试剂对硝基苯酚价格昂贵且有毒,主要适用于实验室对酶活性的精确测定[2.18](表1). 表I平板法、滴定法及比色法的比较 3结论 在脂肪酶活性检测时,可根据实验目的、实验设施及节约成本的原则选择适宜的方法和底物来检测脂肪酶活性.在活性检测过程中,酶活力单位的计算尽量在最适温度、最适pH、酶浓度以及适宜的底物浓度下进行。从而使测定的脂肪酶活性达到最大值,使结果更加准确和可信.另外,由于酶的活力单位可以根据计算和记录的方便而自行定义。给交流和工业生产造成麻烦,建议在测定脂肪酶的活力时,尽量使用国际单位来计算?44?酶活. 致谢本文受到贵州省教育厅重点扶持学科基金和凯里学院植物学重点学科基金资助. 参考文献: [1]GUPTAR,GuptaNRathiP.Bacteriallipases:ano’verviewofproduction,purificationandbiochemicalproperties[J].AppliedMicrobiologyandBiotechnolo—gY。2004,64(6):763—781. 万方数据

酶在食品工业中的应用与前景

食品科学,2006(12):酶在食品工业中的应用与前景 肖玫1郭雪山2 (1南京农业大学工学院,南京210031 2南京财经大学食品科学与工程学院,南京210003) XIAO Mei 1 GUO Xue shan 2 (1. Engineering College,Nanjing Agricultural Universituy, Nanjing 210031,China ; 2. Food Science And Engineering College,Nanjing Universituy of Finance And Economics,Nanjing 210003,China) 摘要:本文介绍了酶在食品工业中的重要作用;概括了酶在肉类、鱼类加工、蛋品加工、乳品工业、果蔬加工、饮料、酿酒工业、焙烤食品和制糖中的应用;展望了酶对食品工业的发展前景。 关键词:酶;食品工业;应用;前景 The Application and the prospect of developmentof Enzy matic Techology in the Food Industry Abstracts:This paper introduces important effect of enzy in food industry,summarizes the application of enzy in the production of flesh, fish, eggs, milk, vegetable, beverage, vintage, toast food and refine suger,and gives developing prospect of enzy in food industry. Key words: Enzy;Food Industry;Application Prospect 生物工程是现代科技的一项高新技术,酶工程是生物工程中最重要的组成部分,是利用酶的特异催化功能,将一种物质转化为另一种物质的技术,即将生物体内具有特定催化作用的酶类或细胞、细胞器分离出来,在体外借助工业手段和生物反应器进行催化反应来生产某种产品的工程技术。当前酶制剂的生产,主要依靠从微生物发酵液或细胞中提取有用的酶类,如——淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶以及用于重组DNA技术的各种工具酶等。这些酶类已被广泛用于食品加工、纺织、制革、医药、加酶洗涤剂生产和基因工程中。 生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用。目前已有几十种酶成功地用于食品工业。例如,葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品的

固定化酶的研究进展

固定化酶的研究进展 固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来,成为不溶于水的酶衍生物,所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。但是,后来发现,也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中,高分子底物与酶在超滤膜一边,而反应产物可以透过膜逸出。在这种情况下,酶本身仍是可溶的,只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。因此,用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。在1971年第一届国际酶工程会议上,正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。 一固定化酶的发展历程[1] 酶参与体内各种代谢反应,而且反应后其数量和性质不发生变换。作为一种生物催化剂,酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应,一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应,而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。近年来,酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。 1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象;直到20世纪50年代,酶固定化技术的研究才真正有效地开展;1953年,德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化,然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶;到20世纪60年代,固定化技术迅速发展;1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸,是世界上固定化酶大规模应用的首例;在1971年的第一届国际酶工程会议上,正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。我国的固定化酶研究开始于1970年,首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作 二固定化酶的特点[2] [3] 固定化酶具有许多优点:极易将固定化酶与底物、产物分开;可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应;在大多数情况下,可以提高酶的稳定性;酶反应过程能够加以严格控制;产物溶液中没有酶的残留,简化了提取工艺;较水溶性酶更适合于多酶反应;可以增加产物的收率,提高产物的质量;酶的使用效率提高,成本降低。但是,固定化酶也有其不足之处,如固定化时,酶活力有损失;增加了固定化的成本,工厂开始投资大;只能用于水溶性底物,而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同,或者固定的目的及固定用的载体的不同,使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理,可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有:

多酚氧化酶在食品中的应用

多酚氧化酶在食品中的研究进展 摘要:多酚氧化酶(PPO)存在于许多种类的食品中,是引起食物褐变的主要因素,酶促褐变严重影响了食品的感官品质,使得食品的保质期缩短和价值显著降低,不少新鲜食品的销售市场因此受到限制[1]。本文介绍了多酚氧化酶的酶学性质以及相应的抑制方法,并对其应用做出论述。 关键词:多酚氧化酶;性质;抑制方法;应用 多酚氧化酶(PPO)是自然界中分布十分广泛的一类末端氧化酶,属于铜金属酶类,其化学性质稳定,是植物叶子、果实等发生褐变的主要作用酶类[2]。此外,还会引起食品的褐变,损害食品的感官风味质量[3-4]。PPO普遍存在于植物、昆虫和真菌之中,甚至在腐烂的植物残渣上都还可以检测到它的存在。因此该酶与果蔬的加工品质密切相关,科学家们很早就开始对它进行深入彻底的研究[5-6]。 农产品的酶促褐变与多酚氧化酶活性和含量密切相关。这方面研究很多,酶促褐变不仅影响产品外观、风味、营养和加工性能,而且大大降低耐贮性,尤其对肉色较浅且容易碰伤的水果和蔬菜影响更为严重,产生的经济损失更大[7-9]。通常PPO 与底物被区域化分开,PPO 在质体中以潜伏状态存在,而PPO 的底物存在于液泡中。只有当植物体内发生生理紊乱或组织受损时,PPO 与底物的亚细胞区域化才被打破,PPO 底物被激活产生黑色或褐色的沉积物,这是果蔬等农产品酶促褐变的主要原因[10]。 1、多酚氧化酶的酶学性质 与多酚氧化酶酶学性质的主要研究内容有:酶的分离和纯化、测定酶促反应的速度、了解影响酶促反应的因素等等[11]。 在分离和纯化时,一般是进行纯化,再将纯度高的PPO酶液进行酶学的性质研究[12-13]。PPO活性检测则一般通过测定产物生长速度(初速度)来测定,通过采用分光光度法,即在一定波长下测定从醌生成的色素的吸光度,再根据吸光度来定义酶的活性大小[14]。目前,已知的影响PPO酶促反应速度的因素主要有:温度、同一底物不同浓度、不同的底物、pH值、激活剂、抑制剂等[15]。

脂肪酶活检测原理及实际方法:

脂肪酶活检测原理及实际方法: 一、原理以及标准曲线做法 1.对硝基苯酚酯(4-Nitrophenyl ester)是脂肪酶水解活力测定中运用最为广泛的一种 底物,脂肪酶水解其产生pNP(对硝基苯酚)在碱性条件下显黄色,在410nm下有吸光值,且灵敏度很高。 2.所需试剂有: CAS 碳链长度出货号价格名称 830-03-5 C2 N8130-1G ¥462 对硝基苯乙酸酯2635-54-9 C4 N9876-1G ¥570 对硝基苯丁酸酯1956-10-1 C8 21742-1G-F ¥487 对硝基苯辛酸酯1956-11-2 C12 61716-1G ¥435 对硝基苯月桂酸酯1492-30-4 C16 N2752-1G ¥379 对硝基苯棕榈酸酯14617-86-8 C18 N3627-1G ¥2621.97 对硝基苯硬酸脂 全部为色谱纯试剂,购于sigma公司 3.标准曲线绘制: a.标准对硝基苯酚母液(2mM,2mmol / L): 称取0.02789g的对硝基苯酚(p-NP)溶于100ml的溶液B(即不同pH的缓冲液),置于棕色试剂瓶内,4℃冰箱保存。 方法一: b.标准曲线绘制: 分别取0.02,0.04,0.06,0.08,0.12,0.16ml的对硝基苯酚母液(2mM),用溶液B(即不同pH的缓冲液)稀释至4ml,分别测定在410nm处的吸收值。以对硝基苯酚浓度x(对应浓度分别是0.01,0.02,0.03,0.04,0.06,0.08,单位:mM)为横坐标,吸光值y为纵坐标,绘制标准曲线。 方法二:全部对硝基苯酚经过与测酶活相同的处理,获得吸光度。 b.标准曲线的绘制: 分别取0、1.875、3.75、7.5、15、22.5、30、45μL的对硝基苯酚分别加入62.5、60.625、58.75、55、47.5、40、32.5、17.5μL的异丙醇和(全部都是)562.5的溶液B,40℃15min,95%乙醇,10000r / min,3min,测出标准曲线。

第十章 酶在食品分析中的应用

第10章酶在食品分析中的应用 主要内容: 1 酶法分析的特点及应用类型 2 酶联免疫测定(ELISA) 3 聚合酶链式反应(PCR) 4 酶生物传感器 5 酶抑制率法 酶法分析的发展 ?酶在定量分析中的应用可以追溯到19世纪中期。当时,曾采用麦芽提取物作为过氧化物酶源,以愈创木酚作为共底物或指示剂测定过氧化氢。 ?然而,酶法分析真正的发展应归于它在临床实验室中的广泛应用。 酶法分析的发展 ?如早在1914年临床上就开始采用脲酶测定尿中的尿素,但是在临床实验室中酶分析的真正突破要推迟到1958年,当时转氨酶分析发展成为诊断肝病和心脏病的一个有效手段。 ?到了20世纪50年代前已有60种物质能借助于酶法分析。近年来,酶法分析发展迅速,广泛应用于临床检验、食品、环境等生物及其它样品的检测。 1. 酶法分析的特点及应用类型 ?酶的特性 酶在食品分析中的应用类型 ?1. 去除样品中的杂质。如测定果糖、多糖等。 ?2. 催化待测物生成新的产物,而这种产物更容易被定量分析。如:淀粉的测定。 ?3. 测定食品中酶的活性作为食品的指标,如过氧化物酶的测定。 ?4. 利用酶催化反应所产生的一些信息。如酶联免疫法、酶电极法等。 2 酶联免疫测定(ELISA) ?酶联免疫测定(enzyme-linked immunosorbent assay ,ELISA)是继放射免疫测定技术之后发展起来的一项新的免疫学技术。 ?ELISA自上世纪70年代出现开始,就因其高度的准确性、特异性、适用范围宽、检测速度快以及费用低等优点,在临床和生物疾病诊断与控制等领域中倍受重视,成为检验中最为广泛应用的方法之一。 2.1 ELISA的基本原理 ?(1)利用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接(或建立关联)。 ?(2)通过酶与底物产生颜色反应,用于定量测定。 ?它将酶促反应的高效率和免疫反应的高度专一性有机地结合起来,可对生物体内各种微量有机物的含量进行测定。测定的对象可以是抗体也可以是抗原。 ELISA试剂盒的组成 ?完整的ELISA试剂盒包含以下各组分: (1)包被抗原或抗体的固相载体(免疫吸附剂); (2)酶标记的抗原或抗体(标记物); (3)酶作用的底物(显色剂); (4)阴性和阳性对照品(定性测定),参考标准品和控制血清(定量测定); (5)结合物及标本的稀释液; (6)洗涤液;(含吐温20磷酸盐缓冲液) (7)酶反应终止液。(常用硫酸) 酶标仪和酶标板

酶在食品中的应用

酶在食品中的应用 人类对酶的应用可以追溯到几千年前。在对酶的不断认识过程中,我们给酶下了一个科学的定义:酶是由生物活细胞产生的、具有高效和专一催化功能的生物大分子。食品酶学是酶学的基本理论在食品科学和技术领域中应用的科学,主要研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构、作用规律以及食品储藏、加工和食用品质的影响,食品级酶的生产及其在食品储藏、加工环节的应用理论与技术。 食品用酶,从早期的酿造、发酵食品开始,至今已广泛应用到各种食品上。随着生物科技进展,不断研究、开发出新的酶制剂,已成为当今新的食品原料开发、品质改良、工艺改造的重要环节。在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺,酶作为一类食品添加剂,其品种不断增多。它在食品领域中的应用方兴未艾。与以前的化学催化剂相比,酶反应显得特别温和,这对避免食品营养的损失是很有利的。 酶制剂在食品行业中的应用主要体现在以下几个方面: 1. 有利于食品的保藏,防止食品腐败变质。例如:目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂,应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。如溶菌酶用于 pH6.0,7.5的饮料和果汁的防腐。乳制品保鲜新鲜牛乳中含有13毫克/100毫升的溶菌酶,人乳中含量为40毫克/毫升。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶菌酶,不但可起到防腐作用,而且有强化作用,增进婴儿健康。 2. 改善食品色香味形态和质地。如,花青素酶用于葡萄酒生产,起到脱色作用;复合蛋白酶嫩化肌肉,使肉食品鲜嫩可口;在肉类香精生产中常用的风味酶就是一种复合酶,使最终反应达到风味化要求。 3. 保持或提高食品的营养价值。通过多种蛋白酶的作用生产多功能肽及各种氨基酸已经是营养保健行业常见的加工方法。

低温脂肪酶基因的异源表达

低温脂肪酶基因的异源表达 引言 低温脂肪酶是一种胞外酶,酶的产生要经过异源表达,修饰折叠,最终分泌至细胞外。决定脂肪酶表达的因素是多方面的,如宿主、外源基因、外界环境以及它们之间的相互作用等。低温脂肪酶的异源表达大多选择大肠杆菌做为宿主。 现已发现分子伴侣能识别并调节细胞内多肽的折叠。如果宿主体细胞分子伴侣与外源基因表达所需要的分子伴侣不匹配,外源基因便不能正确表达。革兰氏阳性菌所产脂肪酶首先以“前酶原”的形式表达,酶的前体区域(pre.region)为信号肽,运输酶原至细胞外,酶原在胞外经蛋白酶水解后断裂产生成熟酶。Rosenau将革兰氏阴性菌脂肪酶的分泌机制概括为三种类型。 (1)含有ATP结合盒(ABC)的输出体(ATP-binding cassette exporter)。这种类型适用于N端缺少代表性的信号序列,但c端包含靶信号序列的脂肪酶的分泌。ABC输出体包括三种蛋白质,由内而外依次是ATP酶,弓型的细胞膜融合蛋白(MFP)和外膜蛋白(OMP)。三种蛋白质组合体横跨内外细胞膜,从而在周质中形成通道直接将酶分泌到胞外。 (2)分泌子(secreton)介导的分泌。这种类型主要由xcp基因编码的蛋白质组成,其分布于细胞内外膜,并在外膜形成孔状通道。 (3)自输送体(autotransporter)介导的分泌。通过该途径分泌的脂肪酶尽管分泌到胞外,但仍然与细胞表面密切相连或紧紧固着在细胞表面。脂肪酶包含两个独特的结构域,N端具有催化活性并且暴露在细胞外,c端结构与所谓的自动输送蛋白(autotransporterprotein)类似,通过形成B.折叠结构的分泌通道协助将脂肪酶N端转运出外膜。 Quyen在对脂肪酶异源表达的研究时发现,在分子伴侣的作用下,大肠杆菌中表达的P.cepacia 的脂肪酶可以分泌。但也有学者研究发现,能表达脂肪酶并不意味着能完全分泌至胞外。有一部分菌表达的重组蛋白存在于周质中,只有少部分分泌至胞外。Feller研究发现,莫拉氏菌TA144的脂肪酶在大肠杆菌中表达后,培养物的上清液几乎没有酶活性,而菌悬液有一定的酶活力,说明脂肪酶没有分泌到胞外,而是存在与外周质空间或镶嵌于细胞膜上。迄今为止,已经有多例低温脂肪酶能用基因工程技术成功表达的报告。Choo等将分离自阿拉斯加土壤的适冷的假单胞杆菌的低温脂肪酶基因在大肠杆菌中表达。其最适pH为8.0左右,在45℃时酶活力最高。以对硝基苯月桂酸酯为底物计算酶的活化能为7.7kcal/mol,低于其它南极适冷菌的12~~~~~~~17 kcal/mol,和中温铜绿假单胞菌的25 kcal/mol。Feller_9 报道了一株南极适冷型莫拉氏菌的脂肪酶基因在中温型大肠杆菌中的克隆与表达。结果发现,包含有耐冷型脂肪酶编码基因的克隆只有在生长温度从对应嗜温菌的最适生长温度37℃降至25~C或17℃以后,才表达有酯解活力脂肪酶,从而防止基因产物的热变性,重组酶的最适温度比野生型低了10~C,而且异源表达的脂肪酶比野生型具更明显的热不稳定性。Rashid[1 将深海分离出的假单胞杆菌KB700A脂肪酶基因在大肠杆菌中成功表达。其基因序列与中温菌P. P.fluorescens 的脂肪酶基因的序列同源性可达90%,该脂肪酶只有在Ca 作用下才表现酶活力,另外添加Mn2+ 、Sr2+ 等离子以及去垢剂皆可提高酶活。

最新脂肪酶酶活测定方法

脂肪酶是一种特殊的水解酶,广泛地存在于动物组织、植物种子和微生物体中,是能水解甘油三酯或脂肪酸酯产生单或双甘油酯和游离脂肪酸,将天然油脂水解为脂肪酸及甘油,同时也能催化酯合成和酯交换的酶。其在轻工、化工、医药、食品等行业有广泛的用途。近年来,随着非水酶学和界面酶学的不断深入,脂肪酶应用也不断地扩展,被广泛应用于酯合成、手性化合物的拆分、化工合成中间体的选择性基团保护、高聚物的合成、肽合成等方面,应用前景广阔。脂肪酶在微生物中有广泛的分布。脂肪酶催化的反应是:甘油三酸酯+水→甘油二酸酯+游离脂肪酸→甘油酸酯+游离脂肪酸→甘油+游离脂肪酸。脂肪酶只能在异相系统,即在油-水界面上作用,对水溶性底物无作用,这一点在有机合成中合成手性中间体方面具有很多的优越性。 1 滴定法(参照国家标准,适用于脂肪酶制剂) 1.1 脂肪酶活力定义 为1g固体酶粉(或1mL液体酶),在一定温度的pH条件下,1min水解底物产生1μmol的可滴定的脂肪酸,即为一个酶活力单位,以u/g(u/mL)表示。 1.2 测定原理 脂肪酶在一定条件下,能使甘油三酯水解成脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯和甘油,所释放的脂肪酸可用标准碱溶液进行中和滴定,用pH计或酚酞指示反应终点,根据消耗的减量,计算其酶活力。反应式为:RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O。 1.3 仪器设备 恒温水浴箱,移液枪,高速匀浆机,pH计,电磁搅拌器 1.4 试剂溶液 95%酒精 4%聚乙烯醇(PVA,聚合度1750±50):称取4g PVA,加蒸馏水80mL,沸水中加热,并不断搅拌,使其完全溶解,慢速搅拌,以免产生过多气泡,冷却后定容至100mL,用双层纱布过滤后备用。 橄榄油(分析纯) 底物溶液:按4%聚乙烯醇:橄榄油=3:1比例混合,用高速匀浆机处理6min(分两次处理,间隔5min,每次处理3min)。 pH7.5磷酸缓冲液:称取十二水磷酸氢二钠39.62g,磷酸二氢钾1.96g,用水溶解并定容至500mL,调节溶液的pH 到7.5±0.05。 0.05mol/L氢氧化钠按GB/T601配制与标定。使用时稀释10倍。 10g/L酚酞指示液:GB/T603配制。 1.5 待测酶液的制备

微生物脂肪酶应用及研究进展

微生物脂肪酶应用及研究进展 摘要微生物脂肪酶主要来源于真菌和细菌,它是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。因其具有高底物专一性、区域选择性和对映选择性,而被广泛应用。本文主要论述了脂肪酶的结构、脂肪酶的理化性质以及脂肪酶在食品行业、医药工业、纺织和化工工业方面的应用,并对其未来的发展进行了展望。 关键词脂肪酶,酯化,应用,研究进展 Progress in research and application of microbial lipase Abstract Microbial lipases are mainly derived from fungi and bacteria, it is a kind of can catalyze hydrolysis of ester and enzyme catalyzed esterification of fatty acids and alcohols in non aqueous system. Because of its high substrate selectivity, regioselectivity and enantioselectivity, and is widely used. This paper mainly discusses the structure, properties and application of lipase in food industry, medicine, industry, and the future of its development was prospected. Key words lipase, esterification, application, research progress of 脂肪酶( EC 3.1.1.3) 又称三酰基甘油酰基水解酶,广泛存在于动植物和微生物体内。脂肪酶不仅可水解三脂酰甘油生成二脂酰甘油和脂肪酸(其中的二脂酰甘油可进一步被水解为一脂酰甘油、甘油和游离脂肪酸),并且能催化水解反应的逆反应——酯化反应(张数政,1984)。目前脂肪酶生产主要有提取法和微生物发酵法。由于微生物脂肪酶种类多,作用温度及范围比动植物脂肪酶广、底物专一性高,并且便于工业生产和获得较高纯度的酶制剂,因此微生物脂肪酶已成为工业生产脂肪酶的主要来源,关于脂肪酶在工业应用的研究也越来

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