第十一章 脂肪氧合酶 lipoxygenase, LOX 亞油酸：氧 氧化還原酶；EC 1.3.11.12 是催化含有順、順-1，4－戊二烯的多不飽和脂肪酸氧化的雙加氧酶 廣泛存在于動植物中 結(jié)構(gòu)中含有非血紅素鐵，酶蛋白由單肽鏈組成 專門催化具有順、順-1，4－戊二烯結(jié)構(gòu)的多不飽和脂肪酸的加氧反應(yīng)，形成具有共軛雙鍵的氫過氧化衍生物。 植物中的底物主要是：亞油酸和亞麻酸 動物中的底物主要是：花生四烯酸 一、 脂肪氧合酶催化的反應(yīng) 脂肪氧合酶底物脂肪酸的部分結(jié)構(gòu) 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。 最普通的底物是必需脂肪酸： 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 ω－6位具有雙鍵是必要的，順，順－1，4－戊二烯單位的亞甲基在ω－8位的脂肪酸異構(gòu)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，例如亞麻酸是脂肪氧合酶的良好底物。在脂肪酸的ω－10位和羧基之間增加雙鍵仍然可以作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。 脂肪氧合酶作用于亞油酸時，能產(chǎn)生亞油酸的13－L－和9－D－氫過氧化物衍生物。 反應(yīng)體系 水溶液 有機(jī)溶劑 水溶劑助劑 二、 脂肪氧合酶作用的初期產(chǎn)物的進(jìn)一步變化 如果將氫過氧化亞油酸看作為脂肪氧合酶的初期產(chǎn)物，那么它進(jìn)一步變化的產(chǎn)物將十分復(fù)雜的，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(yīng)； ②酶催化氫過氧化亞油酸異構(gòu)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(yīng)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酸； 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)生二聚反應(yīng)，同時生成戊烷和氧化二烯酸等產(chǎn)物； ⑥氫過氧化亞油酸分解生成揮發(fā)性的醛和酮。 氫過氧化亞油酸通過上述各種途徑可以產(chǎn)生數(shù)以百計的不同產(chǎn)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(zhì)量，其中一些產(chǎn)物不會影響食品的感官質(zhì)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(zhì)量的產(chǎn)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(jìn)一步影響食品的質(zhì)量。 三、 pH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，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物亞油酸的溶解度下降，在酸性pH范圍內(nèi)亞油酸實(shí)際上是不溶解的。所以在pH低于7的環(huán)境條件下，影響反應(yīng)速率的主要因素應(yīng)該是亞油酸的溶解度及其在水中的分散狀態(tài)。 pH對大豆脂肪氧合酶活力的影響 當(dāng)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(nèi)脂肪氧合酶的活力較低，在酸性pH范圍內(nèi)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(dāng)使用吐溫20時(曲線A)，脂肪氧合酶的最適pH為7.0，酶活力在此pH值的兩側(cè)近乎對稱地下降； 含吐溫20 四、脂肪氧合酶的作用對食品質(zhì)量的影響 食品的質(zhì)量取決于它的色、香、味、質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)價值。脂肪氧合酶是食品原料中固有的一種酶，它的作用對食品質(zhì)量的影響比較復(fù)雜，它既有助于提高一些質(zhì)量指標(biāo)，又能損害另一些質(zhì)量指標(biāo)。 1、脂肪氧合酶的作用對焙烤食品質(zhì)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(chǎn)過程中，添加適量的脂肪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(fēng)味的羰基化合物，從而能改進(jìn)面粉的顏色和焙烤質(zhì)量。 （1）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(zhì)量。 脂肪氧合酶可通過偶合反應(yīng)導(dǎo)致胡蘿卜色素被漂白。 （2）強(qiáng)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(zhì)的功能，從而對面團(tuán)和烘焙食品產(chǎn)生有益的影響。在面粉中加入脂肪和大豆粉后，脂肪經(jīng)脂肪氧合酶作用所生成的氫過氧化物起著氧化劑的作用。在后者的作用下，面筋蛋白質(zhì)的巰基(－SH)被氧化成－S－S－，這對于強(qiáng)化面團(tuán)中的蛋白質(zhì)，即面筋蛋白質(zhì)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是必要的。 脂肪氧合酶還具有另外一個重要功能就是通過面筋蛋白質(zhì)的氧化，防止脂肪的結(jié)合，增加面團(tuán)中游離脂肪的數(shù)量，這就保證了外加起酥脂肪能有效地改進(jìn)面包的體積和軟度。 在游離脂肪釋出時所伴隨的面筋蛋白質(zhì)的氧化，對于改進(jìn)面團(tuán)的流變性質(zhì)是很重要的。在促使面筋蛋白質(zhì)氧化

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