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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，pH2.0～12.0292

（三）氯化钾-盐酸缓冲液（0.05mo1/L），pH1.0～2.2292

（五）甘氨酸-盐酸缓冲液（0.05mo1/L），pH2.2～3.6293

（六）邻苯二甲酸氢钾-盐酸缓冲液，pH2.2～4.0293

（七）磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，pH2.2～8.0293

（八）广泛范围缓冲液，pH2.6～12.0294

（九）柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液（0.1mol/L），pH3.0～6.2295

（十）醋酸-醋酸钠缓冲液（0.2mol/L），pH3.6～5.8295

（十一）丁二酸-氢氧化钠缓冲液，pH3.8～6.0295

（十三）磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液（1/15mol/L），pH4.92～8.18296

（十四）磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液（0.2mol/L），pH5.8～8.0296

（十二）邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲液，pH4.1～5.9296

（十五）磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液pH5.8～8.0297

（十六）巴比妥钠-盐酸缓冲液，pH6.8～9.6297

（十七）硼砂-硼酸缓冲液，pH7.4～9.0297

（十八）硼砂缓冲液，pH8.1～10.7297

（十九）甘氨酸-氢氧化钠缓冲液，pH8.6～10.6298

（二十）碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液（0.1mol/L），pH9.2～10.8298

（二十一）硼砂-氢氧化钠缓冲液（0.05mol/L硼酸根），pH9.3～10.1298

（二十二）磷酸氢二钠-氢氧化钠缓冲液，pH11.0～11.9299

（二十三）氯化钾-氢氧化钠缓冲液，pH12.0～13.0299

参考文献300