葡萄糖氧化酶

论 文

课程：酶工程

题目：葡萄糖氧化酶在饮料中的作用

姓名：周梦洁

学号：094031252

指导老师：王伟

葡萄糖氧化酶在饮料中的应用

摘要：葡萄糖氧化酶(Clucose Oxidase,全称β—D—吡喃型葡萄需氧脱氢酶,简称（GOD）是食品工业中常用的一种酶，以一定方式加入GOD可以有效地防止罐装容器内壁的氧化腐蚀。在果汁、果酒、水果罐头、色拉调料中加入GOD，可防止氧化变质。此外，还可应用于奶粉、油脂、鱼、虾、蟹、肉和炸制食品等的保鲜。G0D作为一种天然的食品添加剂，对人体无毒无副作用。它不但除氧速度快、热稳定性好，使用过程中无须添置任何设备或改变生产工艺外，而且添加量小、添加方法茼单、使用后去氧效果明显，不会出现混浊沉淀现象，可保持食品、饮料原有的色、香、味，因而受到了食品和饮料生产企业尤其是啤酒企业的热烈欢迎。

关键字：酶的简介 酶的性质特点 作用机理 发展前景

一：葡萄糖氧化酶的简介：

葡萄糖氧化酶(Clucose Oxidase,全称β—D—吡喃型葡萄糖需氧脱氢酶,简称（GOD）是食品工业,这种酶能高度专一性地催化β—D—葡萄糖与空气中的氧反 应,使葡萄糖氧化为葡萄糖酸,所以葡萄糖氧化酶既是一种去氧剂,又是一种脱糖剂,其催化时需要F A D作为辅基参与作用,反应过程如下: 总反应式:C_6H_2O_6+1/2O_2→C_6H_(12)O_7 G OD广泛分布于动、植物和微生物体，高浓度的葡萄糖氧化酶为淡黄色粉末，易溶于水，完全不溶于乙醚、氯仿、丁醇、吡 啶、甘油、乙二醇。50％丙酮、66％甲醇能使其沉淀，一般制品中含有过氧化氢酶。分子量为150000左右，每克分子酶含2克分子FAD。酶的最大光吸收波长为377nm和455nm。在紫外光下无萤光，但是在热、酸或碱处理后具有特殊的绿色。固体酶制剂在0℃下保存至少稳定两年，在－15℃下稳定8年。葡萄糖氧化酶稳定的pH范围为3～4，最适pH5，如果没有葡萄糖等保护剂的存在，pH大于8或小于3，葡萄糖氧化酶将迅速失活。葡萄糖氧化酶的作用温度为30～60℃，该酶对EDTA、KCN及NaF不受阻抑，但HgCl、AgCl、对氯汞苯甲酸和苯肼对酶有阻抑。

二：葡萄糖氧化酶的性质特点

（1）无毒性： 酶本身无毒性、无味、无嗅,不会损害食品的价值。

(2)高度催化性： 酶制剂有高度催化性,用低浓度的酶也能使反应迅速地进行,如1gα-淀粉酶晶体在65℃条件下只需15min,就可使2t淀粉转化为糊精。

(3)作用条件温和： 酶剂作用所要求的温度、pH值等作用条件都很温和,不会损

害食品的质量。例如用酸作催化剂催化水解淀粉成葡萄糖,需要在0.25～0.3MPa的蒸气压力和135～145℃的高温下才能进行,而用α-淀粉酶在pH值6.0~6.5,85~93℃便可把淀粉水解成糊精,再用糖化酶在pH值4.5～5.0,55～65℃条件下便可把糊精水解成葡萄糖。

(4)对底物专一性： 酶制剂对底物有严格的专一性,添加到成分复杂的原料中不会引起不必要的化学变化。例如啤酒中的蛋白质可用蛋白酶去除,桔汁中的苦味成分柚甙可用柚甙分解而不影响风味。

(5)加热可终止反应： 必要时可用简单的加热方法就能使酶制剂失活,终止其反应,反应终点易于控制。

⑹.活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节 和变构调节等。

⑺易变性，由于该酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。

三:葡萄糖氧化酶在饮料中的作用机理

葡萄糖氧化酶的最大特点是能消耗氧气催化葡萄糖氧化；每克分子葡萄糖氧化酶在有过氧化氢酶存在下消耗1克原子氧；在没有过氧化氢酶存在下消耗1克分子氧，在有乙醇和过氧化氢酶存在下，也消耗1克分子氧。由于葡萄糖氧化酶能除去氧，所以能防止好气菌的生长繁殖；同时由于产生过氧化氢，也可起到杀菌作用。

四；葡萄糖氧化酶在饮料中的具体作用

１：葡萄糖氧化酶在酿造啤酒行业中的应用

啤酒是以麦芽味主要原料，先制成麦汁，再添加酒花，最后用啤酒酵母发酵而制成的酒精度较低的饮料，由于其丰富的营养价值，素有“液体面包”的美称。 在啤酒酿造生产中，为提高啤酒的稳定性,除了在生产中严格控制原料,工艺条件和设备卫生等外,还可添加一些食品添加剂，以进一步提高啤酒的质量。

⑴：葡萄糖氧化酶对普通啤酒中的影响

在酿酒类生产中的应用葡萄糖氧化酶能抗啤酒氧化，保持啤酒风味，延长保存期。啤酒混浊是由多酚或多肽、二价金属等物质由低分子向高分子缩聚，并以多酚聚合为主，氧是啤酒混浊母体形成与结合的促成因素。啤酒中双乙酰含量对啤酒口味影响较大，啤酒在保存期中双乙酰含量增加是由瓶颈空气引起。在啤酒生产中，多酚氧化生成挥发性羧基化合物也使啤酒乙酰化，氧化作用可加深啤酒色泽使之变暗红色。即啤酒中含氧高，在啤酒中加入葡萄糖氧化酶，利用葡萄糖氧化酶复合体系，可以有效地除去啤酒中的溶氧。如在啤酒中添加10单位的葡萄糖氧化酶，35℃处理40～45h后，降氧率为85.5％，而对照为43.7％。可以有效地除去啤酒中的溶氧，可除去啤酒中溶解氧与瓶颈氧，阻止啤酒的氧化变质过程，可

使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消耗氧。由于该酶具有专一性，不会对啤酒中其他物质产生作用。葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化，保持啤酒原有风味，延长保存期有显著效果。

⑵：葡萄糖氧化酶对白葡萄酒的影响

白葡萄酒的酿造过程中，由于氧的存在给白葡萄酒的生产造成极大的困难。葡萄皮、葡萄梗和葡萄籽中含有较高的多酚氧化酶和酚类物质，会使白葡萄酒发生褐变，尤其是使用原料成熟度差或霉变的葡萄为原料酿制白葡萄酒，问题更为严重。如在白葡萄酒生产中添加0.5～1.0mg/L的葡萄糖氧化酶，则可以有效地减轻氧造成的危害。

２：葡萄糖氧化酶对果汁中的影响

果脱氧果汁及蔬菜中的Vc容易被溶解在汁液中的氧所氧化破坏，葡萄糖化酶可除去果汁中的 溶解氧，阻止vc的氧化变质,因此葡萄糖氧化酶可以防止这种氧化破坏作用。

３：葡萄糖氧化酶在牛奶饮料中的作用

在牛奶饮料生产工艺过程的鲜牛奶经高温瞬间消毒后，当液体温度降至48℃时，将食品级过氧化氢按0.8‰添加量缓缓加入到消毒后的鲜牛奶中，边搅拌边加入，然后继续搅拌30分钟使其充分作用。在温度30℃时，将葡萄糖氧化酶按0.8‰添加量缓缓加入到上述鲜牛奶中，边搅拌边加入，并搅拌20分钟，然后进行灌装。葡萄糖氧化酶本身是一类蛋白质，可在消化道内降解为人体所需的营养成分氨基酸。乳和乳制品在储藏过程中会发生脂肪氧化，影响风味和营养。加入葡萄糖氧化酶后既有效的防止了脂肪氧化又保持了牛奶原有的风味和营养。牛奶本身的货架保存期很短，加入葡萄糖氧化酶后可有效延长保质期。

六：葡萄糖氧化酶的发展前景

葡萄糖氧化酶在食品工业上的用途非常广泛，利用葡萄糖氧化酶来提高食品工业产品的保质和保鲜期是一个非常有潜力的课题，因为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得到的绿色生物食品保险剂，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、延长食品报质期的作用。，对人体无毒、无副作用。其功能除氧速度快、热稳定性好，使用过程中无须添置任何设备或改变生产工艺，而且添加量小、添加方法茼单、使用后去氧效果明显，不会出现混浊沉淀现象，可保持食品、饮料原有的色、香、味，因而受到了食品和饮料生产企业尤其是啤酒企业的热烈欢迎。在食品和饮料生产中，有许多食品和饮料对环境中的氧气和加热灭菌十分敏感．这些因素会显著地改变食品和饮料的色、香、味。因此。消除或减少这种不良影响对食品和饮料风味和色泽的保持就显得非常重要。GOD可快速清除食品和饮料中的氧气，而溶菌酶则具有较强的灭菌能力．如能两者结合作用，则可避免热力灭菌对食品和饮料风味和色泽的破坏作用，而GOD则可消除或减少氧气对风味和色泽的不良影响。