第六章 糖酶和脂酶 （2学时，共4学时） 主要内容： 果胶酶 4 脂酶 5

4 果胶酶 Pectic Enzymes

4.1. 果胶物质（主要成分脱水半乳糖醛酸） 果胶是一种高分子多糖化合物，作为细胞结构的一部分，存在于几乎所有的植物中，它主要由半乳糖醛酸及其甲酯缩合而成，此外还含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等。 CH3 α-l-4-D半乳糖醛酸主链

果胶的基本结构是α-l-4-D半乳糖醛酸主链，鼠李糖单元以（l-2）连接于还原端或以（l-4）连接于非还原端。鼠李糖在果胶多糖的主链上引入了节点阿拉伯糖、半乳糖或阿拉伯半乳聚糖再作为侧链以（l-4）连接于鼠李糖上。 果胶含量： 柠檬3.0～4.0%，香蕉0.7～1.2%， 梨0.5～0.8%，苹果0.5～1.6%， 草莓0.6～0.7%。

果胶的种类 （1）原果胶：未成熟果蔬中，不溶于水。 （2）果胶酸：脱水半乳糖醛酸单位上的羧基基本上是游离的（聚半乳糖醛酸），不含甲酯（OCH3）。 （3）果胶酯酸：含一定数量甲酯基团，果胶酯酸包括果胶，果胶分子中75%左右的羧基是甲酯化的。 酯化度大于7即为高酯化度.

果胶类物质给食品工业中带来的难题 任何一种果汁都存在果胶 果蔬汁中： 榨汁中粘度大、汁得率低，过滤难。 进入饮料中造成混浊沉淀、透光率不高。 问题：生产澄清型果汁中如何正确合理使用果胶酶？

4.2. 果胶酶分布与分类： 果胶酶是指分解果胶的多种酶的总称。包括果胶水解酶（pectin hydrolases）、果胶裂解酶（ pectin lyases，PMGL）、果胶酯酶（pectin esterases，PE）和原果胶酶等。 霉菌中含各种果胶酶，裂解酶；细菌中主要为聚半乳糖醛酸裂解酶；高等植物中主要是果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶，不含果胶裂解酶。

4.2.1聚半乳糖醛酸酶（PG）： 此类能水解半乳糖醛酸中α-1,4键（优先对甲酯含量低的水溶性果胶酸作用），分两类。

（1）内切PG（endo-PG）： 从分子内部无规则的切断α-1，4键，可使果胶或果胶酸的粘度迅速下降，这类酶在果汁澄清中起主要作用。由于酶只能裂开和游离羧基相邻的糖苷键，因此底物水解的速度和程度随它的酯化程度增加而快速下降。最适pH4~5，霉菌中最多，植物番茄中含量高。　　

（2）外切（exo-PG）： 从分子末端逐个切断α-1，4键，生成半乳糖醛酸，粘度下降不明显。pH5.0，钙激活。　

4.2.2聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL） 即果胶裂解酶。以随机方式解聚高度酯化的果胶，使溶液的粘度快速下降，果胶裂解酶只能裂解贴近甲酯基的糖苷键，果胶裂解酶同底物的亲和力随底物的酯化程度提高而增加。 pH6.0，只有霉菌中有。 不能水解果胶酸

4.2.3聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）： 也称果胶酸裂解酶。只能裂解贴近游离羧基的糖苷键。pH8.0~9.5，Ca2+是绝对需要的。细菌中含量高。

4.2.4果胶酯酶（PE） 霉菌果胶酯酶的最适pH一般在酸性范围，它的热稳定性较低。细菌果胶酯酶的最适pH在碱性范围（7.5~8.0）。商业霉菌果胶酶制剂，含果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶。 果胶酯酶能使果胶中的甲酯水解，生成果胶酸。

果胶酯酶在降解果胶的同时会伴随着甲醇（CH3OH)的释出，这在制葡萄酒中应注意采用热处理。 植物组织中含量高。果胶在酶作用下脱酯和钙化，使细胞间的粘合强化，但葡萄酒应避免。

苹果汁含有高度酯化的果胶，它易于被果胶裂解酶澄清，而单独使用内切-聚半乳糖醛酸酶几乎没有效果。如果采用内切-聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶混合酶制剂。当30%酯键和5%糖苷键被水解时，苹果汁就能达到完全的澄清。

总结 霉菌果胶酶最佳，先果胶酯酶起作用，再果胶酸酶、果胶裂解酶起作用。 问题：生产澄清型果汁中如何正确合理使用果胶酶？

5 脂酶 　　　甘油三酯+H2O→甘油二酯+脂肪酸

5.1 脂酶的来源 目前应用的脂酶主要有两个来源，一个是从天然组织中提取或直接利用活化天然组织中的脂酶，例如，用皱胃膜中提取出的前胃脂酶类制剂，或者直接用皱胃膜浆就可以生产出意大利式干酪。也有直接利用牛乳中本身含有的脂酶生产增香乳制品的。 另一个来源是用霉菌（如米黑毛霉、青霉等）分离培养，这种办法可批量生产，是未来脂酶生产的主要途径。

5.2 脂酶作用的底物的物理状态 脂酶的天然底物(长链甘油三酯)是不溶于水的，脂酶不能作用于分散在水中的底物分子，而能作用于乳化的脂肪球，脂之间的界面是酶作用的部位，脂酶的活性不是取底物的数量，而取决于底物一水界面的浓度和届面的质量，脂酶在这一界面上裂解底物。当脂酶分子同处在界面的底物分子相接触时，它的构象发生改变，使它能抓住底物分子，这是一个界面激活过程。在脂酶分子构象改变过程中，酶分子中一个特殊的部位(并非活性部位)和底物或界面的一部分依靠空间电荷或其他因子相接触则起着关键的作用。

5.3 底物特异性 脂酶对酯的酸部分有特异性要求。虽然各种脂酶之间似乎有定量的差别，但是它们以甘油三丁酸酯为底物时都表现出最高的活力。因此，脂酶对于四碳链酸具有最高的特异性，然而此种特异性仅仅是相对的。 酶只有在甘油酯和水所构成的非均相体系乳状液中才表现其活力，它对水溶性底物的催化作用很小，任何能增加底物－水界面面积的条件和措施，例如，添加乳化剂、均质等都能提高脂酶的活力。

5.4 pH、温度、激活剂和抑制剂的影响 脂酶的最适pH和最适温度随底物、脂酶的纯度，缓冲液和测定的方法而稍有改变。大多数脂酶的最适pH值在6～9范围内，酶解反应的最适温度是20～40℃，实际生产中一般用30～36℃。 除了底物、pH和温度外，盐对脂酶的作用也有影响。 二异丙基氟磷酸(DFP)是酯酶和蛋白酶强有力的抑制剂，但是在低浓度时，它不能使胰脂酶失活，只有在较高浓度时，它才能使胰脂酶失活。有机磷化物二乙基-对-硝基苯磷酸在溶液中几乎不能抑制胰脂酶，但是在乳状液中它能显著地抑制胰脂酶。

5.5 脂酶酯化反应特性 脂酶不但能催化合成甘油脂肪酸酯，还可以合成 其它酯类，酯化反应进程受到多种因素的影响： 反应介质 底物及产物的影响 脂酶的种类和用量

5.6 微生物脂酶 根据位置特异性的不同，可以将微生物脂酶分成 两种类型： 第一类是非特异性微生物脂酶，它们能从甘油三酯的所有三个位置将酯水解，生成游离脂肪酸。这类脂酶能催化甘油三酯完全水解成游离脂肪酸和甘油。 第二类微生物脂酶只能从甘油三酯的1位和3位将它水解，生成游离脂肪酸。其产物，除游离脂肪酸外，还有1，2(2，3)-甘油二酯和2-甘油一酯。

本章重点： 1、比较α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、β-淀粉酶、异淀粉酶的作用位点（即水解键）及其产物；以支链淀粉为原料，制造果葡糖浆，需要哪些酶参加催化反应？ 2、果胶酶属于哪类酶？其作用位点及其产物，在食品工业中如何合理和有效使用果胶酶？ 3、简述酶法低乳糖牛乳的生产工艺？

谢谢！