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1 绪论 1

1.1 酶学研究简史 1

1.1.1 酶的发现及早期研究 1

1.1.2 酶催化的专一性 2

1.1.3 酶学的理论研究 2

1.1.4 酶的纯化和固定化 3

1.1.5 酶工程的发展 4

1.2 酶的一般特征 4

1.2.1 酶的催化效率高 4

1.2.2 酶作用的专一性 5

1.2.3 大多数酶的化学本质是蛋白质 6

1.3 酶的分类和命名 7

1.3.1 酶的命名及其面临的问题 7

1.3.2 国际酶学委员会推荐的分类和命名规则 7

1.3.3 同工酶的命名 8

1.3.4 酶名称的使用建议 8

1.4 酶学对食品科学的重要性 8

1.4.1 酶对食品加工和保藏的重要性 9

1.4.2 酶对食品安全的重要性 9

1.4.3 酶对食品营养的重要性 10

1.4.4 酶对食品分析的重要性 11

1.4.5 酶与食品生物技术 11

思考与练习 11

2 酶的生产与分离纯化 12

2.1 酶的发酵技术 12

2.1.1 产酶微生物 12

2.1.2 酶的发酵技术 13

2.1.3 食品生产常用酶的发酵技术举例 17

2.2.1 酶原料的选择 19

2.2 酶的分离纯化 19

2.2.2 酶的提取 20

2.2.3 酶的纯化 23

2.3 酶分离、纯化的评价 41

2.3.1 基本概念 41

2.3.2 酶纯化评价实例 42

2.4 纯化过程实例 43

2.4.1 精制、纯化步骤 43

2.4.2 精制、纯化工艺 43

2.5.2 影响酶保存期的因素 44

2.5.1 酶的剂型 44

2.5 酶的剂型与保存 44

思考与练习 45

3 酶的分子结构与催化功能 46

3.1 酶分子组成 46

3.1.1 酶蛋白 46

3.1.2 辅酶或辅基 46

3.2 酶的结构与功能 52

3.2.1 酶活力部位概念 53

3.2.2 别构部位 54

3.2.3 酶原 55

3.2.4 酶的多形性与同工酶 55

思考与练习 55

4 酶催化反应动力学 56

4.1 酶活力的测定 56

4.1.1 酶活力 57

4.1.2 酶的活力单位 57

4.1.3 测定酶活力的条件 58

4.1.4 测定酶活力常用的方法 58

4.2.1 反应分子数和反应级数 60

4.2 化学动力学基础知识 60

4.2.2 各级反应的特征 62

4.3 底物浓度对酶促反应速度的影响 65

4.3.1 中间络合物学说 65

4.3.2 酶促反应的动力学方程式 67

4.3.3 多底物的酶促反应动力学 73

4.4 抑制剂对酶促反应速度的影响 78

4.4.1 抑制作用的类型 78

4.4.2 可逆抑制作用和不可逆抑制作用的鉴别 80

4.4.3 可逆抑制作用动力学 81

4.4.4 一些常见的抑制剂 86

4.5 其他因素对酶促反应速度的影响 88

4.5.1 温度对酶促反应速度的影响 88

4.5.2 pH对酶促反应速度的影响 89

4.5.3 激活剂对酶促反应速度的影响 91

思考与练习 91

5 固定化酶和固定化细胞 92

5.1 酶固定化技术发展史 92

5.2 固定化酶的制备方法 93

5.2.1 吸附法 94

5.2.2 包埋法 95

5.2.3 共价键结合法 96

5.2.4 交联法 99

5.3 固定化酶的特性 100

5.3.1 固定化酶的形状 100

5.3.2 固定化酶的性质 100

5.3.3 酶活力 100

5.3.4 固定化酶的稳定性 100

5.3.5 固定化酶的反应特性 101

5.4.1 固定化酶对反应体系的影响 102

5.4 固定化酶的催化反应机理探讨 102

5.4.2 影响固定化酶的动力学因素 103

5.5 固定化活细胞 104

5.5.1 物理吸附法 105

5.5.2 包埋法 105

5.6 酶催化反应器及其类型 106

5.6.1 酶反应器的类型 106

5.6.2 反应器的结构特点 107

5.6.3 膜式反应器 109

5.7.1 固定化酶在淀粉和糖工业中的应用 111

5.7 固定化酶在食品工业中的应用 111

5.7.2 固定化酶在乳制品中的应用 112

5.7.3 固定化酶在饮料和果汁生产中的应用 112

5.7.4 固定化酶在油脂改性中的应用 113

5.7.5 固定化酶在食品添加剂和调味剂生产中的应用 113

5.7.6 固定化酶在食品分析与检测中的应用 114

思考与练习 114

6.1 采用蛋白质工程技术修饰酶 115

6.1.1 蛋白质工程常用策略 115

6 酶分子修饰 115

6.1.2 蛋白质工程在食品工业用酶中的应用 116

6.2 酶法有限水解 118

6.2.1 有限水解修饰方法 119

6.2.2 酶法有限水解的应用 119

6.3 氨基酸置换修饰 119

6.3.1 氨基酸置换修饰的方法 120

6.3.2 氨基酸置换修饰的作用 121

6.4 亲和标记修饰 121

6.4.1 亲和标记 121

6.4.2 光亲和标记 122

6.5 大分子结合修饰 123

6.5.1 酶分子的PEG修饰原理 124

6.5.2 修饰剂的活化 124

6.5.3 聚乙二醇（PEG）的修饰反应 125

6.5.4 修饰酶的纯化 126

6.5.5 大分子结合修饰的应用 126

思考与练习 128

7 食品工业酶 129

7.1 糖酶 129

7.1.1 淀粉酶 129

7.1.2 乳糖酶 138

7.1.3 纤维素酶 139

7.1.4 果胶酶 140

7.2 蛋白酶 143

7.2.1 蛋白酶的来源 144

7.2.2 蛋白酶的分类 144

7.2.3 酸性蛋白酶 144

7.2.4 中性蛋白酶 145

7.2.5 碱性蛋白酶 146

7.3.1 脂酶的来源 147

7.3 脂酶（甘油酯水解酶EC 3.1.1.3） 147

7.2.6 蛋白酶在食品中的作用 147

7.3.2 脂酶作用的底物的物理状态 148

7.3.3 底物特异性 148

7.3.4 pH、温度、激活剂和抑制剂对脂酶作用的影响 149

7.3.5 脂酶酯化反应特性 149

7.3.6 微生物脂酶 150

7.4 过氧化物酶 151

7.4.1 过氧化物酶在自然界的分布 151

7.4.3 过氧化物酶的提取、纯化和性质 152

7.4.2 过氧化物酶的底物和催化的反应 152

7.4.4 过氧化物酶的最适pH和最适温度 153

7.4.5 过氧化物酶的热稳定性 154

7.4.6 过氧化物酶在食品加工中的作用 157

7.5 多酚氧化酶 157

7.5.1 多酚氧化酶的名称和在自然界的分布 158

7.5.2 多酚氧化酶催化的反应及其作用的底物 158

7.5.3 影响多酚氧化酶的因素 160

7.5.4 多酚氧化酶的激活剂、抑制剂和果蔬酶促褐变的防止 161

7.5.5 多酚氧化酶在果品和蔬菜中的生理作用 162

7.6 脂肪氧合酶 162

7.6.1 脂肪氧合酶催化的反应 163

7.6.2 脂肪氧合酶作用的初期产物的进一步变化 164

7.6.3 脂肪氧合酶的同工酶 164

7.6.4 pH对脂肪氧合酶作用的影响 164

7.6.5 脂肪氧合酶的作用对食品质量的影响 165

7.6.6 脂肪氧合酶的抑制 165

7.7 葡萄糖氧化酶 166

7.7.1 葡萄糖氧化酶催化的反应 166

7.7.2 葡萄糖氧化酶的分子组成及其作用机制 168

7.7.3 葡萄糖氧化酶在食品加工中的应用 169

7.8 超氧化物歧化酶 172

7.8.1 催化机制 172

7.8.2 理化性质 173

7.8.3 生理功能 174

7.8.4 SOD在食品中的应用 175

7.9 溶菌酶 175

7.9.1 溶菌酶的种类 175

7.9.2 溶菌酶的性质及作用机理 177

7.9.3 溶菌酶在食品中的应用 178

思考与练习 179

8.1 酶在淀粉类食品生产中的应用 180

8.1.1 酶在制糖工业中的应用 180

8 酶在食品科学与工程中的应用 180

8.1.2 酶在焙烤食品中的应用 181

8.1.3 酶在面条加工中的应用 184

8.1.4 酶在啤酒生产中的应用 185

8.2 酶在蛋白类食品生产中的应用 187

8.2.1 酶在肉制品加工中的应用 187

8.2.2 酶在乳品加工中的应用 188

8.3.1 提取果蔬汁 189

8.3 酶在果蔬类食品生产中的应用 189

8.3.2 酶在果蔬加工上的新用途 191

8.3.3 酶在葡萄酿酒中的应用 191

8.4 酶在功能食品生产中的应用 192

8.4.1 功能性低聚糖的制备 192

8.4.2 酶在功能性大米开发中的应用 194

8.4.3 功能性糖醇的生产 195

8.4.4 酶在功能性肽生产中的应用 195

8.5 酶在食品储藏保鲜中的应用 196

8.5.1 利用葡萄糖氧化酶保鲜 196

8.4.5 功能性活性成分的辅助提取 196

8.5.2 利用溶菌酶保鲜 197

8.5.3 控制酶的基因表达进行果蔬保鲜 198

8.6 酶在食品添加剂生产中的应用 198

8.6.1 酶在天然香料香精生产中的应用 198

8.6.2 酶在天然色素生产中的应用 200

8.7 酶在其他食品生产中的应用 200

8.7.1 酶在冷饮生产中的应用 200

8.7.3 酶在油脂加工中的应用 201

8.7.2 酶在茶叶深加工中的应用 201

8.7.4 酶在调味品生产中的应用 202

8.8 酶在食品分析中的应用 202

8.8.1 酶联免疫测定 203

8.8.2 聚合酶链式反应 205

8.8.3 酶生物传感器 206

8.8.4 酶抑制率法 206

8.9 酶在食品科学与工程中的应用前景 206

思考与练习 207

9.1.2 酶催化有毒物质的产生 208

9.1.1 酶制剂作为食品添加剂进入食品的潜在危害 208

9.1 酶与食品质量安全 208

9 酶与食品质量安全 208

9.1.3 酶作用导致食品中营养组分的损失 209

9.1.4 酶作用的解毒反应 209

9.2 酶制剂生产的安全卫生管理 210

9.2.1 酶的生产工艺及技术 210

9.2.2 食品用微生物酶制剂的安全问题及应对措施 213

9.3 酶制剂的安全性评价 214

9.3.1 酶制剂的安全评价 214

9.3.2 微生物来源的食品酶制剂的安全特性评价 215

思考与练习 218

10 酶的分析与检测 219

10.1 α-淀粉酶 219

10.1.1 细菌α-淀粉酶活力的测定 219

10.1.2 α-淀粉酶活力的测定（Bernfeld法测定） 220

10.1.3 麦芽液化型淀粉酶活力的测定（滴定法） 222

10.1.4 麦芽液化型淀粉酶活力的测定（比色法） 224

10.2 β-淀粉酶 225

10.2.1 β-淀粉酶活力的测定（比色法）提纯 225

10.2.2 β-淀粉酶活力测定（二硝基水杨酸法） 226

10.2.3 β-淀粉酶活力测定（费林试剂法） 227

10.2.4 麦芽糖化力的测定 228

10.3 葡萄糖淀粉酶 229

10.3.1 葡萄糖淀粉酶活力的测定（碘量法） 229

10.3.2 葡萄糖淀粉酶活力的测定（费林法） 230

10.4 异淀粉酶 232

10.4.1 异淀粉酶活力的测定（滴定法） 232

10.4.2 异淀粉酶活力的测定（比色法） 233

10.5 蛋白酶 234

10.5.1 木瓜蛋白酶活力的测定（明胶法） 234

10.5.2 菠萝蛋白酶活力的测定 235

10.5.3 蛋白酶活力的测定（福林-酚法） 237

10.5.4 蛋白酶的测定（F.I.P．法） 240

10.6 纤维素酶 242

10.6.1 纤维素酶活力的测定（CMC糖化力法） 242

10.6.2 纤维素酶活力的测定（CMC液化力法） 244

10.6.3 纤维素酶活力的测定（滤纸崩溃法和滤纸糖化力法） 244

10.6.4 纤维素酶活力的测定 245

10.6.5 纤维素酶快速定性检测方法 248

10.7.1 果胶酶活力的测定（黏度法） 249

10.7 果胶酶 249

10.7.2 果胶酶活性的检测 250

10.7.3 果胶酶活力的测定（还原法） 251

10.7.4 果胶酯酶（PE）活力测定方法 252

10.8 半纤维素酶的活力测定 253

10.8.1 DNS法 253

10.8.2 Amano法的改进型 254

10.9 α-半乳糖苷酶 256

10.9.1 α-半乳糖苷酶（Boehringer法的改进型） 256

10.9.2 α-半乳糖苷酶的测定（Amano法的改进型） 258

10.10 其他水解酶 260

10.10.1 脂肪酶活力的测定 260

10.10.2 脂蛋白脂酶的测定（Amano法的改进型） 261

10.10.3 蔗糖酶活力的测定 263

10.10.4 花青素酶活力的测定 264

10.10.5 β-葡聚糖酶活性的检测 265

10.10.6 β-葡糖苷酶活力的测定（Haruah Swain法） 267

10.10.7 溶菌酶活力的测定 269

10.10.8 酯酶活力的测定 269

10.11.1 转移葡萄糖苷酶的测定 270

10.11 转移酶 270

10.11.2 葡萄糖异构酶活力的测定（咔唑法） 271

10.12 氧化还原酶 273

10.12.1 葡萄糖氧化酶活力的测定（滴定法） 273

10.12.2 葡萄糖氧化酶的测定（比色法） 274

10.12.3 过氧化氢酶活力的测定（碘量法） 276

10.12.4 过氧化氢酶活力的测定（高锰酸钾法） 277

10.12.5 多酚氧化酶和抗坏血酸氧化酶活力的测定 279

10.12.6 多酚氧化酶活力的测定 280

10.12.7 过氧化物酶活力的测定（愈创木酚法） 281

10.12.8 过氧化物酶活力的测定（4-氨基安替比林法） 282

10.12.9 过氧化物酶活力的测定 284

10.12.10 超氧化物歧化酶的制备及测定 285

10.12.11 乳酸脱氢酶的测定（来源于肌肉组织的乳酸脱氢酶） 287

10.12.12 L-乳酸脱氢酶的测定（来源于酵母L-乳酸脱氢酶） 288

10.12.13 半乳糖氧化酶活力的测定（沃辛通法） 289

附录 缓冲溶液的配制 291

（一）0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液的标定 291

（二）0.1mol/L碘标准溶液 291

（四）离子强度恒定的缓冲液，pH2.0～12.0 292

（三）氯化钾-盐酸缓冲液（0.05mo1/L），pH1.0～2.2 292

（五）甘氨酸-盐酸缓冲液（0.05mo1/L），pH2.2～3.6 293

（六）邻苯二甲酸氢钾-盐酸缓冲液，pH2.2～4.0 293

（七）磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，pH2.2～8.0 293

（八）广泛范围缓冲液，pH2.6～12.0 294

（九）柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液（0.1mol/L），pH3.0～6.2 295

（十）醋酸-醋酸钠缓冲液（0.2mol/L），pH3.6～5.8 295

（十一）丁二酸-氢氧化钠缓冲液，pH3.8～6.0 295

（十三）磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液（1/15mol/L），pH4.92～8.18 296

（十四）磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液（0.2mol/L），pH5.8～8.0 296

（十二）邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲液，pH4.1～5.9 296

（十五）磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液pH5.8～8.0 297

（十六）巴比妥钠-盐酸缓冲液，pH6.8～9.6 297

（十七）硼砂-硼酸缓冲液，pH7.4～9.0 297

（十八）硼砂缓冲液，pH8.1～10.7 297

（十九）甘氨酸-氢氧化钠缓冲液，pH8.6～10.6 298

（二十）碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液（0.1mol/L），pH9.2～10.8 298

（二十一）硼砂-氢氧化钠缓冲液（0.05mol/L硼酸根），pH9.3～10.1 298

（二十二）磷酸氢二钠-氢氧化钠缓冲液，pH11.0～11.9 299

（二十三）氯化钾-氢氧化钠缓冲液，pH12.0～13.0 299

参考文献 300