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食品酶学综述

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摘要本文介绍了酶学的反展历程，酶的本质的认识过程，酶的催化机理和结构，

并对酶的固定化和酶在食品中的应用作了介绍。

关键词：酶学，结构，催化机理，固定化，工业应用

1：酶学发展历程

酶学作为一门科学可以追溯到19世纪，然而在最近50年中得到了飞速发展。其研究历

程大致如下。1833年，Payen和Persoz发现麦芽提取液的酒精沉淀物中含有一种对热不稳

定的物质，它能将淀粉转变成糖。在19世纪中期已经知道存在胃蛋白酶、多酚氧化酶、过

氧化物酶和转化酶，以后又陆续发现了一些其他的酶。1857年法国著名微生物学家巴斯德

首先对酒精发酵机理作了理论解释，认为酒精发酵是酵母细胞引起的，提出了“活体酵素”

和“非活体酵素”的概念。同时代的Liebig、Berzelius和Wohler等人提出了不同的看法，

认为酒精发酵本质是物质的作用。因而这两学派围绕酒精发酵的本质在科学史上发生了长达

半世纪的学术论战。1876年德国学者Kühne首先提出enzyme一词。1897年德国学者Buchener

兄弟在制作药品时，发现酶离开活体细胞也能起作用，，这是一个划时代的发现。不仅从理

论上阐明了生命现象是物质的作用，而且为酶制剂的开发应用奠定了科学依据。以上是19

世纪酶的发现和提出的历程，进入20世纪以后酶学得到了迅速的发展，从纯化、酶反应的

动力学、酶的结构功能、酶的合成等各个方面都取得了大的进展。

2酶的本质

2.1对酶的本质的认识过程

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对于酶的认识有以下过程。关于酶的定义，1964年Dixon【】等人认为酶是具有催化功

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能的一种特殊蛋白质。1975年Stryer【】指出酶是一类蛋白质，其显著的特性是具有催化能

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力、催化作用的专一性、作用条件的限制性。同年，Lemninger【】认为酶是一种专一地催

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化生物化学反应的蛋白质，具有非常高的催化效能和高度专一性。1979年Wyun【】指出酶

是来源于生物体的一种分子，它能够提高某一特定反应速度而不影响已确认了的最终平衡

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状态，酶可以从反应终了的混合物中回收。1981年Schwimmer【】认为酶作用具有高度的

专一性、高度的催化效能以及高度的受控性。总结起来，酶是活细胞生产的具有高效催化

能力、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质。当然，并不是所有的酶都是蛋白质。

1982年美国的Cech研究组发现RNA分子中含有一个具有自身切接功能的片段，成为内含

子（Intron），这种具有催化功能的RNA称为核酸类酶（Ribozyme）。1983年Atman和Pace

发现核糖核酸酶P中的RNA单独催化前体t-RNA切除某些片段，生成t-RNA。即从现在

的角度看，少数具有催化功能的物质并不是蛋白质。

2.2酶分子的组成

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蛋白质的功能多种多样，其中酶是具有催化作用的一大类蛋白质。酶的分子结构【】与其

他蛋白质结构概念一样，有所谓的一级、二级、三级、四级结构概念。酶的一级结构即为基

本结构，是由许多氨基酸按特定顺序排列而成的肽链，氨基酸之间通过肽键（—CH=NH—）

连接。自然界中存在20中L—氨基酸，按不同的排列次序、以不同数量，形成种类繁多的

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【】

蛋白质或酶。

就酶分子组成而言，一些酶蛋白需要有某些辅助因子存在时才有催化活性。这些辅助因

子与酶蛋白结合的紧密程度并不相同。两者结合紧密而不易分离的辅助因子称为辅基

（Prostheticgroup）。而两者结合较松弛，在酶反应