1、第 4 教學周第 4 節（第 1 次課）主要教學要求：學習提示：了解酶的淀粉酶在食品中的應用，掌握淀粉酶、液化酶、糖酶、淀粉酶、 液化酶、 糖化酶； 性質、糖化酶、葡萄糖淀粉酶等的概念，掌握上述幾種淀粉酶的作用特點、影響因素、活力測定等。性質、作用特點、作用產物、活性測定方法等。教學重點、難點：教學方法、手段：教學重點： 糖酶、 淀粉酶、 液化酶、 糖化酶等概念， 特性，教師講課為主、課堂討論為輔。酶的作用機制等。板書和投影結合。教學難點：上述諸酶的特性及作用機制。教學基本內容備注第一節淀粉酶一、淀粉酶的定義及分類（一）定義1、淀粉酶 (amylase)：作用于淀粉、糖原、多糖衍生物的糖苷鍵，

2、把它們降解成較小分子化合物的酶，是屬于水解酶。2、淀粉 (starch)：葡萄糖以 -1，4-糖苷鍵或 -1，6-糖苷鍵結合而形成的多糖物質，根據糖苷鍵的連接方式不同可以分成直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種。（ 1）直鏈淀粉 (amylose)：一般由 250 300 個 D-葡萄糖以 -1，4-苷鍵連接而成的直線狀的多糖物質。（ 2）支鏈淀粉 (amylopectin) ：葡萄糖以 -1，4-苷鍵聯結形成直線的主鏈，分支處以-1， 6-苷鍵聯結而形成的分枝壯的多糖化合物。3 、糖原 ( glycogen ) ：由許多葡萄糖縮合成的支鏈多糖，又稱“動物淀粉”。4、糖苷鍵(glycosidic bond)

3、：一個糖半縮醛羥基與另一個分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的羥基、胺基或巰基之間縮合形成的縮醛或縮酮鍵，常見的糖苷鍵有苷鍵和 N-糖苷鍵。O- 糖（二）淀粉酶的分類1、根據作用方式不同分為內切淀粉酶和外切淀粉酶。內切淀粉酶統稱為-淀粉酶。（ 1）內切 淀粉酶 (Endo-amylases) ：對淀粉 -1，4- 糖苷鍵的糖苷部位發生作用，把這位置的鏈隨機地切開的酶叫做內切 淀粉酶，如 -淀粉酶。（2）外切 淀粉酶 (Exo-amylases)：從淀粉糖糖鏈的非還原性未端開始對其1，4糖苷鍵的糖苷部位發生作用，把這部位切開的酶叫做外切 淀粉酶，如 -淀粉酶。2、根據熱穩定性的不同分為熱穩定型和熱不

4、穩定型淀粉酶。地衣芽孢桿菌來源的 -淀粉酶最適溫度為 95-97，故稱為耐高溫 -淀粉酶；枯草芽孢桿菌來源的 -淀粉酶最適溫度為 70，故稱之為中溫型 -淀粉酶；而黑曲霉、米曲霉、植物來源的液化酶或糖化酶的最適溫度范圍為50 60，屬于熱不穩定型淀粉酶。3、根據產物的不同分為葡萄糖基型的葡萄糖淀粉酶和麥芽糖基型的脫支酶。脫支酶又可以分成直接型的異淀粉酶、茁霉多糖酶和間接型的淀粉葡萄糖苷酶。-淀粉酶以及-1， 6-第 4 教學周第4 節（第 1 次課）教學基本內容備注（三）淀粉酶的來源1、植物 麥芽、土豆、大豆；2、動物 唾液、豬的胰臟；3、微生物（ 1）細菌：地衣芽孢桿菌、枯草桿菌、嗜熱脂肪芽

5、孢桿菌（ 2）霉菌：根霉菌、黑曲霉、米曲霉（ 3）酵母：擬內胞霉二、 -淀粉酶（一） -淀粉酶的定義及系統名1、定義-淀粉酶： 隨機水解支鏈和直鏈淀粉中的 -1,4 糖苷鍵的酶， 屬于內切酶， 其最小產物是麥芽糖。2、系統名及代號-淀粉酶系統名為-1,4-葡萄糖 -4- 葡聚糖水解酶，代號為。（二）來源1、植物種子的嫩芽，如麥芽、豆芽。2、哺乳動物組織，如人的唾液和豬的胰臟。3、微生物來源，如枯草桿菌和米曲霉等。（三） -淀粉酶的作用1、當 -淀粉酶作用于直鏈淀粉時：第一階段， 對淀粉分子內的 -1,4 葡萄糖苷鍵隨機地方式切開， 降解產生分子量大小不等的低聚糖，降解速度很快。第二階段， 對第

6、一階段產生的寡糖切開其 -1,4 葡萄糖苷鍵， 最后產生葡萄糖和麥芽糖。第二階段并不遵循第一階段隨機作用的模式，并且反應速度很慢。2、當 -淀粉酶作用于支鏈淀粉時：對支鏈淀粉分子內直鏈部分的-1,4 葡萄糖苷鍵隨機地方式切開，并繞過 -1,6 糖苷鍵的分支點，產生葡萄糖和麥芽糖外，還產生一系列-極限糊精（含有-1,6 糖苷健）。（四） -淀粉酶的性質1、分子量 : 大多數 -淀粉酶的分子量在50,000 左右；2、分子特征 : 每個分子中含有一個Ca2+，有些還含有Zn2+；3、 -淀粉酶分子中的Ca2+的功能：鈣原子是 -淀粉酶表現活性所必需的，它起著維持和穩定酶蛋白的最適宜構象的作用。因此

7、，在低pH 和同時存在耦合劑的條件下，將酶分子中的鈣除去，就能導致酶基本上失活和對熱、酸、或脲等變性因素的穩定性降低。不同來源的-淀粉酶對鈣的依賴性和需要量有所不同。（五） -淀粉酶作用機制尚不清楚。第 4 教學周第4 節（第1 次課）教 學基本內容備注（六）影響酶反應的因素1、溫度對 a-淀粉酶作用的影響(1)不同來源的-淀粉酶具有不同的熱穩定性。(2) -淀粉酶的熱穩定性隨著溫度的增高而變化。(3) Ca2+的參與，可增加 -淀粉酶的熱穩定性。(4) 隨著溫度的增高，半衰期減少。2、pH 對 -淀粉酶作用的影響(1) -淀粉酶的活力-pH 圖是典型的鐘型曲線(2)不同來源 -淀粉酶，活力-

8、pH 曲線形狀及最適pH 有差別。(3)谷物 -淀粉酶在最適pH 的酸性一側失活迅速，而堿性一側則緩慢。(4) Ca2+的參與，可以增加 -淀粉酶的 pH 穩定性，延長其穩定的pH 范圍。（七） -淀粉酶活力測定的方法1反應底物通常用可溶性淀粉。2反應環境溫度為 60， pH 為 6.0，常壓 。3 -淀粉酶活力測定方法（1）測定還原糖產生速度的方法測定由淀粉酶所打斷的糖苷鍵的速度，即釋放出的還原糖的量來表示，產生的還原糖可用 3,5 二硝基水楊酸測定，產物顏色在540 nm 處的吸光率與 -淀粉酶活力成正比。（2）可用淀粉遇碘顯色力下降的速度來表示酶活力的方法原理：使底物與 -淀粉酶經保溫

9、15 分鐘后， 由于產生還原糖而引起與碘的顯色力下降，因而由 620 毫微米處所測得的碘吸光率減少，即表示酶活力的實際量度。用分光光度計測碘化反應的顏色變化求得酶活力方法（Blue value ）一定量淀粉溶液中加入不同含量的酶溶液時，反應經過一定時間后根據顏色變化求得酶活力的方法（ Wohlgemuth method ）利用一定量時，根據反應進行到一定顏色時所需的時間來求得酶活力的方法（ Wohlgemuth improved method ）（ 3）測底物粘度下降的進度來表示酶活力的方法因糊化后淀粉粘度很高， 經 -淀粉酶作用會迅速稀化而使粘度下降， 用粘度計測定糊化淀粉粘度下降速度可以間

10、接地知道該酶的活力。三、 -淀粉酶（一） -淀粉酶的定義及系統命名1、定義對淀粉分子，從非還原性未端開始以兩個葡萄糖單位順次切開麥芽糖的酶，屬于外切酶的一種，又稱糖化淀粉酶。-1， 4 糖苷鍵，生成2、系統名及代號系統命名為-1， 4 葡聚糖麥芽糖水解酶，代號。第 4 教學周第4 節（第1 次課）教 學基本內容備注（二） -淀粉酶來源1、大多數高等植物，如小麥、大麥芽、甘薯和大豆等，這種酶較貴。 2、微生物，如巨大芽孢桿菌、球狀芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌等，來源豐富、較便宜。（三） -淀粉酶的作用1、當 -淀粉酶水解直鏈淀粉時：（1）當淀粉含有偶數個葡萄糖單位時，從淀粉的非還原性未端

11、成對水解-1， 4糖苷鍵而最終產物是麥芽糖；（2）當淀粉含有奇數個葡萄糖單位時，從淀粉的非還原性未端成對水解-1， 4糖苷鍵而最終產物是麥芽糖、麥芽三糖和葡萄糖。2、 -淀粉酶作用于支鏈淀粉時 :從淀粉的非還原性未端成對水解-1， 4 糖苷鍵，但不能切斷 -1， 6糖苷鍵，也不能繞過 -1，6 糖苷鍵繼續水解。 因此最終產物中主要有 構型的麥芽糖和 -極限糊精。（四） -淀粉酶的特性1、 -淀粉酶分子量不同來源的-淀粉酶其分子量不同。甘薯的-淀粉酶分子量為152,000，遠高于-淀粉酶的50,000，蠟狀芽孢桿菌為35,000，遠高于植物-淀粉酶。2、 -淀粉酶的分子結構特征（ 1） -淀粉酶

12、分子中巰基 (-SH) 是酶活力表現所必需的。（ 2） -淀粉酶和巰基試劑，如對 -氯汞苯甲酸鹽（ pCMB ）、 N-乙基蘋果酰胺起作用或者氧化作用都會使酶失活。（五）影響 -淀粉酶活性的因素1、溫度對 -淀粉酶穩定性的影響（1）不同來源的-淀粉酶最適溫度不同大麥芽 -淀粉酶可以用于60或稍高的溫度下進行糖化，而蠟狀芽抱桿菌最適作用溫度為50左右。（2）不同來源的-淀粉酶熱穩定性不同在 65， pH5.5 時加熱 30 分鐘 ,可使大豆 -淀粉酶的活力損失50，而在-淀粉酶70加熱30 分鐘可使酶完全失活。當甘薯 -淀粉酶處在天然狀態時，加熱到 60 65，酶活力仍然沒有顯著的損失，然而在使

13、用結晶的甘薯 -淀粉酶水解淀粉時，所采取的溫度僅為35。2、pH 對 -淀粉酶穩定性的影響（1）不同來源的-淀粉酶，其最適pH 范圍不同。植物來源 -淀粉酶最適pH 范圍一般在5 6，而微生物來源的-淀粉酶的最適pH 則為 7 左右。（2）不同來源的-淀粉酶，其pH 穩定性不同。植物 -淀粉酶在20 pH4以外，特別是在酸性一側，大豆一pH8 范圍內至少可以穩定-淀粉酶比小麥和大麥芽的24 小時，在此pH 范圍-淀粉酶較為穩定。第 4 教學周第4 節（第 1 次課）教學基本內容備注3、 淀粉酶活性保護和及抑制劑（ 1）保護劑血清蛋白、還原型谷胱甘肽或半胱氨酸，可以防止酶失活；（ 2）抑制劑Cu

14、2+和 Hg2+能強烈地抑制酶的活力；（ 3）競爭性抑制劑環狀糊精和麥芽糖是酶的競爭性抑制劑。（六） 淀粉酶的活力測定測定 淀粉酶活力可以測定反應中麥芽糖形成的速度來表示，可用3， 5二硝基水楊酸、鐵氰化鉀或堿性銅鹽溶液測還原基團的形成速度來表示。原理：根據 淀粉酶的作用特點，在反應初期，體系中麥芽糖含量迅速增加，還原力加大，而淀粉的粘度及遇碘呈色力下降速度慢。因此，可用3， 5 二硝基水楊酸、鐵氰化鉀或堿性銅鹽溶液測定還原基團的形成速度。四、葡萄糖淀粉酶 (Glucoamylase）（一）定義及系統命名1、定義既能水解 -1，4 糖苷鍵，又能水解 -1,6 糖苷鍵或 -1,3 糖苷鍵，生成葡

15、萄糖的酶，屬于一種外切酶，也稱糖化酶。2、系統命名及代號系統命名名稱為-1， 4 葡聚糖葡萄糖水解酶（Exo-1,4- -D-glucosidase) ，代號EC。（二）葡萄糖淀粉酶來源主要由黑曲霉或根霉中制得。（三）葡萄糖淀粉酶的作用1、能水解 -1,4 糖苷鍵從淀粉的非還原未端依次切斷-1,4 糖苷鍵，生成葡萄糖，且產物具有構型。2、能水解 -1,6 糖苷鍵或 -1,3 糖苷鍵葡萄糖淀粉酶水解-1,6 糖苷鍵的前提是必須在只有一個-1,6 鍵的 C6 位葡萄糖還原性末端結合著其它的葡萄糖單位。因此，該酶能切斷潘糖、普魯蘭、-極限糊精、 63-葡萄糖三基異麥芽糖等分子中的-1,6 鍵。萄糖淀

16、粉酶不能切斷異麥芽糖、異麥芽三糖、異潘糖、及63-異麥芽三基麥芽糖中的 -1,6 鍵。（四）葡聚糖淀粉酶的特性1、分子量： 60,000 100,000；2、分子特征：酶的糖類部分含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖及糖醛酸。（五）影響葡萄糖淀粉酶活性的因素1、溫度對葡萄糖淀粉酶作用的影響。對溫度的穩定范圍為40 65，最適溫度為58 60。第 4 教學周第4 節（第1 次課）教 學基本內容備注2、pH 對葡萄糖淀粉酶作用的影響。對 pH 穩定范圍為 3.05.5，而最適 pH 范圍為 4.0 4.5。3、轉苷酶或蛋白酶降低葡萄糖淀粉酶對溫度、pH 穩定性。酶制劑中所含的轉苷酶及蛋白酶能切斷葡萄糖淀粉酶

17、分子中糖肽，降低其分子量，使酶的 pH 穩定性與熱穩定性均有所下降，且酶對底物的水解能力也降低。4、鈣離子可提高葡萄糖淀粉酶的熱穩定性及堿變性的穩定性。5、大部分重金屬，如銅、銀、汞、鉛等對該酶產生抑制作用。第 4 教學周第4 節（第 1 次課）復習思考題1. 什么是酶？它在生命活動過程中起何重要作用？2. 酶與一般催化劑比較，其催化作用有何特點？3. 什么是結合蛋白酶？什么是酶蛋白、輔酶、輔基和全酶？舉例說明酶蛋白、輔酶(基 )在酶促反應中的作用。其它內容：作業：1.什么是酶？它在食品工業中起何重要作用？2.酶蛋白和蛋白酶有何區別？參考文獻：1.教材：于國萍、遲玉潔酶及其在食品中應用哈爾濱工程大學出版社20002.參考書：1 王璋 . 食品酶學，北京：輕工業出版社，19902 杜克生 . 食品生物化學，北京：化學工業出版社，20023 彭志英 . 食品酶學導論，北京：中國輕工業出版社，2002教學后記：1在討論酶的基本概念時，特別需強調其化學本質不再是以往單一的蛋白質了。因現已證明可作為酶而具有催化功能的不僅是蛋白質，還有一些核酸也具有催