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1、第11章 葡萄糖氧化酶,葡萄糖氧化酶EC1.1.3.4,葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase GOD)的系统名称（ -D-葡萄糖：氧 氧化还原酶：EC1.1.3.4） ,最先于1928年在黑曲霉和灰绿青霉中发现。 能够在氧存在的条件下，催化葡萄糖氧化成-D-葡萄糖酸内酯，对-D-吡喃葡萄糖表现出很强烈的特异性。 该酶在临床检测及食品工业中有广泛用途 葡萄糖 + O2 + H2O 葡萄糖酸内酯+ H2O2,G：-D-葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸内酯,、葡萄糖氧化酶的性质,1.特异性：对-D-吡喃葡萄糖表现出很强烈的特异性。,2.pH对酶活力的影响 葡萄糖氧化酶的活力-pH曲线在pH4.5
2、-pH7 之间有一段平坦部分，而在两侧都急剧地下降。 曲线在高pH一侧下降是由于酶的不稳定性； 在低pH一侧下降是由于pH对酶的反应速度的真实影响 底物起稳定酶活性作用,3.温度对酶活力的影响 葡萄糖氧化酶反应体系含有气体反应物氧，因此，反应温度的改变意味着氧在反应体系中浓度的改变。 当温度升高时，反应体系氧的溶解度下降，这就抵消了温度升高对酶反应速度的影响。 在较宽的温度范围内(30-60)，温度对葡萄糖氧化酶活力的影响是不显著的,4.抑制剂 铜离子和其他-SH螯合剂能抑制霉菌葡萄糖氧化酶 阿拉伯糖是酶的竞争性抑制剂 氰化物和一氧化碳对酶没有抑制作用,5.葡萄糖氧化酶的分子组成和作用机制 分
3、子量为160 000，每个酶分子中含有两个FAD。用-巯基乙醇裂开酶分子中的二硫键，产生两个分子量为80 000的亚基。 黑曲霉葡萄糖氧化酶属于糖蛋白类,葡萄糖氧化酶催化的反应速度同时取决于O2和葡萄糖的浓度，反应遵循Ping Pong Bi Bi机制,葡萄糖氧化酶催化反应的乒乓机制：,图中 G：-D-葡萄糖， L：-D-葡萄糖酸内酯,二、葡萄糖氧化酶活力测定,测定葡萄糖氧化酶催化的反应中氧消耗量 量压法外 氧电极法 根据反应中葡萄糖消耗的速度 葡萄糖酸和H2O2生成速度,偶联酶法,葡萄糖氧化酶的活力测定偶联酶法 （1） 原理：在有氧存在的情况下，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖的氧化反应生成葡萄糖酸和
4、过氧化氢，而加过氧化物酶后分解过氧化氢，分解出的氧又将邻-联二茴香胺氧化变成棕色物质，这一反应使溶液吸光度增大（436nm），与葡萄糖氧化酶活性成线性关系: （2） 定义：1个葡萄糖氧化酶单位“U”相当于30条件下每min催化氧化1g分子的葡萄糖或葡萄糖酸的酶定义为1个葡萄糖酶的活力单位。,酶活测定原理： 酶活力定义：在25，PH7.0的条件下，每分钟氧化1毫摩尔葡萄糖所需的酶量为一个活力单位,三、葡萄糖氧化酶在 食品加工中的应用,葡萄糖氧化酶在食品加工中的应用是多种多样的，根据其作用有四个方面 形成过氧化氢 形成葡萄糖酸 除去葡萄糖 除去氧 葡萄糖氧化酶是经微生物发酵和最先进的提纯技术纯化而
5、得到的绿色生物食品保鲜剂，无毒无副作用。能够除去食品中溶解氧，起到保鲜、护色、防褐变、保护维生素C、延长食品保质期的作用。,1.除去蛋中的葡萄糖,可用于蛋白中脱除葡萄糖，防止蛋白质制品在贮存中变色、变质，因此可用于蛋糕、蛋卷中 用于蛋品脱糖，可防止蛋白质和蛋白粉褐变及风味改变 有效降低土豆产品的葡萄糖含量，减少其非酶褐变 无糖食品生产中，可以利用葡萄糖氧化酶除去原料中的葡萄糖,2.防止食品氧化,葡萄糖经过葡萄糖氧化酶的氧化后转化成葡萄糖酸，两分子葡萄糖经氧化后可以除去一分子氧。 从柑橘汁、罐装饮料和蛋黄酱中除去氧是非常必要的，这样可以保持产品中的香精和色素成分在厌氧条件下的稳定性。,食品除氧,
6、罐头食品的保鲜，改善食品的品质 用于水果、蔬菜、鲜果汁、果酱使残氧降低到1ppm以下，起到保存还原型维生素C、护色、保鲜、防褐变的作用，延长保质期。,在果汁生产中的应用 在果汁加工生产过程中,其中的-抗坏血酸(-)极易遭受氧化破坏,尤其在热加工过程中的损失很大。 研究表明:葡萄糖氧化酶的添加能把溶解氧迅速降低到10-6以下,显著的保护柑桔果汁中的-。如果再添加过氧化氢酶,则保护作用更显著。,3.防止虾肉变色酶法保鲜,酶法保鲜的原理是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品性。 葡萄糖氧化酶用在鱼类冷藏制品的保鲜：一方面是利用其氧化葡萄糖产生葡萄糖酸，使鱼制
7、品表面pH降低，抑制了细菌的生长；另一方面是除去了氧，降低了脂肪氧合酶、多酚酶的活力。 利用葡萄糖氧化酶可防止虾仁变色。 防止海产品的变色、腐败、抑制微生物生长,4.除去啤酒中的氧,氧对啤酒品质有很大的的影响,主要表现在啤酒浑浊,风味老化,口味劣变,色泽变深等等。在啤酒加工过程中加入适量的葡萄糖氧化酶可以除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧,阻止啤酒的氧化变质。防止老化味产生，保持啤酒原有风味。 它可以使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消耗溶解氧。葡萄糖酸内酯较稳定,没有酸味,无毒副作用,对啤酒质量没有什么影响,而且不具有氧化能力。 葡萄糖氧化酶又具有酶的专一性,不会对啤酒中的其他物质产生作用。因此葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化,保持啤酒风味,延长保质期有显著的效果。,5.稳定食品乳状液的质量,用于蛋黄酱生产中，减少蛋黄酱中的溶解氧，延长货架寿命 酶催化反应中生成的葡萄糖酸对蛋黄酱的风味没有不良影响,6.葡萄糖氧化酶在 葡萄酒中的应用白葡萄酒的护色,氧对白葡萄酒褐变有重要的影响 用于白葡萄酒，可以防止白葡萄酒褐变，增加香气成分,思考题,葡萄糖氧化酶的作用机制是什么？,