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1、第7章氧化還原酶(2)主要內容:三、脂肪氧合酶四、葡萄糖氧化酶五、超氧化物歧化酶三、脂肪氧合酶(lipoxygenase,LOX)脂肪氧合酶是近20年發(fā)現的與植物代謝有密切關系的一種酶,廣泛存在于植物體中。研究認為,它可能參與植物生長、發(fā)育、成熟、衰老的各個過程,特別是成熟衰老過程中自由基的產生以及乙烯的生物合成,都發(fā)現有脂氧合酶的參與。因此脂肪氧合酶被認為是引起機體衰老的一類重要的酶。LOX在動植物界廣泛存在,在豆類中具有較高的活力,尤其以大豆中的活力為最高。1脂肪氧合酶的基本性質1.1亞油酸:氧氧化還原酶;EC1.13.1.13。是一
2、類含非血紅素鐵的蛋白質。1.2催化的反應能專一催化具有順,順一戊二烯結構的多不飽和脂肪酸,通過分子內加氧,形成具有共軛雙鍵的氫過氧化衍生物。1.3脂肪氧合酶催化反應的底物圖7-1脂肪氧合酶底物脂肪酸的部分結構脂肪氧合酶對于它作用的底物具有特異性的要求,含有順,順-1,4-戊二烯的直鏈脂肪酸、脂肪酸酯和醇都有可能作為脂肪氧合酶的底物。順,順-1,4-戊二烯單位的亞甲基在ω-8位的脂肪酸異構體(亞油酸)是脂肪氧合酶的最佳底物。在ω-3位增加一個順-雙鍵并不影響脂肪氧合酶對底物的作用。例如亞麻酸。在脂肪酸的ω-10位和羧基之間增加雙鍵仍然可以作
3、為脂肪氧合酶的底物,例如花生四烯酸(5,8,11,14-20四烯酸)和8,11,14-20三烯酸都是脂肪氧合酶的底物。亞油酸:CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH亞麻酸:CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH花生四烯酸:CH3(CH2)4(CH=CH-CH2)4(CH2)2COOH脂肪氧合酶作用于亞油酸時,能產生亞油酸的13-L-和9-D-氫過氧化物衍生物。2脂肪氧合酶作用的初期產物的進一步變化氫過氧化合物本身無異味,通過均裂或裂變分解,就形成了醛、酮等二級氧化產物,氫過氧化合物進一步氧化可以轉化為環(huán)
4、氧酸。這些氧化產物導致果蔬加工制品產生不良的風味,比如說大豆及其制品的豆腥味,以及油脂和含油食品在貯藏和加工過程中的色、香、味發(fā)生劣變等。氫過氧化亞油酸變化的可能途徑,它們包括:①氫過氧化亞油酸的還原,過氧化物酶體系參與這類反應;②酶催化氫過氧化亞油酸異構化成多羥基衍生物和酮:③氫過氧化亞油酸的環(huán)氧化,這類反應發(fā)生在面粉-水懸濁液體系之中;④馬鈴薯中的酶催化氫過氧化亞油酸生成乙烯醚;⑤在無氧條件下,脂肪氧合酶催化氫過氧化亞油酸和亞油酸發(fā)生二聚化反應,同時生成戊烷和氧代二烯酸等產物;⑥氫過氧化亞油酸分解生成揮發(fā)性的醛和酮,是否有一種特殊的“
5、裂解酶”參與這類反應還沒有確定。氫過氧化亞油酸通過上述各種途徑可以產生數以百計的不同產物,因此,同一種脂肪氧合酶能同時以合乎需要和不合乎需要的方式影響食品的質量,其中一些產物不會影響食品的感官質量,它們的生成,從某種意義上講,通過競爭減少了另一些有損于食品感官質量的產物的生成。除了上述六種途徑外,氫過氧化亞油酸還能與食品中非脂肪成分作用,從而進一步影響食品的質量。3pH對脂肪氧合酶作用的影響脂肪氧合酶的最適pH一般在7.0~8.0,曲線呈鐘形,曲線的最高點相當于pH7.0~8.0。然而,在pH低于7時,酶活力下降的部分原因是脂肪氧合酶的底
6、物亞油酸的溶解度下降的結果,在酸性pH范圍內亞油酸實際上是不溶解的,圖7-2指出了表面活性劑吐溫20對大豆脂肪氧合酶活力-pH曲線的影響。圖7-2pH對大豆脂肪氧合酶活力的影響當不使用吐溫20時(曲線B),脂肪氧合酶的最適pH向堿性方向移動到7.5,而且在整個pH范圍內脂肪氧合酶的活力較低,在酸性pH范圍內酶活力的下降尤為顯著;在pH為9時兩者的差別趨向于消失。當使用吐溫20時(曲線A),脂肪氧臺酶的最適pH為7.0,酶活力在此pH值的兩側近乎對稱地下降;含吐溫204脂肪氧合酶的作用對食品質量的影響食品的質量取決于它的色、香、味。質構和營
7、養(yǎng)價值。脂肪氧合酶的作用對食品質量的影響比較復雜,它既有助于提高一些質量指標,又能損害另一些質量指標。4.1脂肪氧合酶的作用對焙烤食品質量的影響脂肪氧合酶在焙烤工業(yè)中起著重要的作用。在面包等面制品的生產過程中,添加適量的脂肪酸氧合酶及大豆粉可使面粉中存在的少量不飽和脂肪酸氧化分解,生成具有芳香風味的羰基化合物,從而能改進面粉的顏色和焙烤質量。漂白面粉在面粉中加入1%含脂肪氧化酶活力的大豆粉,可改善面粉的顏色和焙烤質量。脂肪氧合酶可通過偶合反應導致胡蘿卜色素被漂白。強化面筋蛋白大豆粉脂肪氧合酶在漂白面粉的同時還具有氧化面筋蛋白質的功能,從而
8、對面團和烘焙食品產生有益的影響。在面粉中加入脂肪和大豆粉后,脂肪經脂肪氧合酶作用所生成的氫過氧化物起著氧化劑的作用。在后者作用下,面筋蛋白質的巰基(-SH)被氧化成-S-S-,這對于強化面團中