TÌM HIỂU VỀ CƠ CHẾ VÀ HIỆU ỨNG CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA ENZYME THUỶ PHÂN

ĐỊNH NGHĨA CHUNG VỀ ENZYME Enzyme là chất xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là protein, nhờ có enzyme mà các phản ứng sinh hóa học xảy ra với một tốc độ rất nhanh, chính xác, nhịp n

GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG

LỚP: ĐHTP6ALT & ĐHTP5LT NHÓM : II

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT 10339111 PHẠM THỊ THẢO SƯƠNG 09247731

TRẦN ĐẠI NHẬT 09253811

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔM

HÓA SINH THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU VỀ CƠ CHẾ VÀ HIỆU ỨNG CỦA

PHẢN ỨNG THỦY PHÂN DƯỚI TÁC DỤNG

CỦA ENZYME THUỶ PHÂN

ĐỊNH NGHĨA CHUNG VỀ ENZYME

Enzyme là chất xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là protein, nhờ có enzyme mà các phản ứng sinh hóa học xảy ra với một tốc độ rất nhanh, chính xác, nhịp nhàng, hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng.

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ENZYME

CẤU TRÚC ENZYME

CẤU TẠO ENZYME

 Enzyme một thành phần: Chỉ có thành phần cấu tạo duy nhất là protein.

 Enzyme hai thành phần: Một phần là protein được kết hợp với một thành phần khác.

Thành phần cấu tạo bởi protein gọi là

Apoenzyme Quyết định tính đặc hiệu cơ chất Thành phần không cấu tạo bởi protein, mà

có khả năng tách ra gọi là Coenzyme Quyết

định tính đặc hiệu phản ứng

Trung tâm hoạt động

 Chỉ có một phần nhỏ phân tử enzyme

tham gia trực tiếp liên kết với cơ chất quyết định hoạt tính xúc tác của enzyme – gọi là trung tâm hoạt động

 Trung tâm hoạt động là vị trí tiếp xúc

giữa enzyme và cơ chất trên phân tử

enzyme, ở đây sẽ trực tiếp xảy ra các phản ứng sinh hóa học

Trung tâm hoạt động của enzyme

Số trung tâm hoạt động của phân tử

enzyme có thể là một hay nhiều hơn

Enzyme một cất tử trung tâm hoạt động gồm một số nhóm chức acid amin

Enzyme hai cấu tử trung tâm hoạt động gồm một số nhóm chức của acid amin và nhóm ngoại

Trung tâm hoạt động

Các nhóm xúc tác: Là nhóm trực tiếp tham gia trong quá trình phản ứng kết hợp với các phân tử cơ chất bị chuyển hóa, kết hợp với cofactor.

Các nhóm tiếp xúc: Kết hợp với các phần cơ chất không bị

chuyển hóa.

Các gốc cấu tạo cố định: Không trực tiếp tham gia kết hợp với

cơ chất nhưng tương tác với các nhóm xúc tác và tiếp xúc, cố định các gốc này trong những vị trí không gian nhất định và giữ chúng

ở trạng thái hoạt động xúc tác.

Vai trò của trung tâm hoạt động

Trung tâm hoạt động của enzyme amylase

Mô hình chìa khóa, ổ khóa

TÍNH CHẤT CỦA ENZYME

Enzyme có bản chất là protein nên có tất cả thuộc tính lý hóa của protein Đa số enzyme có dạng hình cầu và không đi qua

Không bền dưới tác dụng của nhiệt độ, nhiệt độ cao thì enzyme bị biến tính Môt trường acid hay bazơ cũng làm enzyme mất khả năng hoạt động.

Enzyme có tính đặc hiệu cao và có

tính chọn lọc đối với cơ chất

Không làm mất vị trí cân bằng của

phản ứng mà chỉ làm tăng tốc độ của

phản ứng

TÍNH CHẤT CỦA ENZYME

Cơ chế xúc tác của enzyme

Sơ đồ tổng quát quá trình

xúc tác của enzyme

E + S ↔ ES  E + P

TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME

Đa số các enzyme có tính chọn lọc đối tượng tác động một cách rõ rệt, mỗi một enzyme chỉ tác động lên một cơ chất, một kiểu phản ứng hoặc một loại phản ứng, có nghĩa là tác dụng của enzyme có tính đặc hiệu Hiện tượng này có liên quan đến cấu trúc phân tử và trung tâm hoạt động của

enzyme

Có 4 kiểu đặc hiệu của

enzyme:

Đặc hiệu tuyệt đối

Đặc hiệu tương đối

Đặc hiệu kiểu phản ứng Đặc hiệu quang học

Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường lên

vận tốc phản ứng của enzyme

Ảnh hưởng của nồng độ enzyme

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

đến vận tốc phản ứng

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Ảnh hưởng của pH

Ảnh hưởng của các chất kìm hãm

cạnh tranh

Ảnh hưởng của các chất kìm hãm

không cạnh tranh

Chất hoạt hóa khi thêm vào phản ứng enzyme làm tăng tốc độ hoạt hóa enzyme chuyển enzyme từ trạng thái chưa hoạt động về trạng thái hoạt

1 Hệ enzym thủy phân (hydrolase)

 Là nhóm enzyme xúc tác các phản ứng thủy phân các hợp chất hữu cơ với sự tham gia của nước

 Phản ứng tổng quát XY + H 2 O  XOH + YH

 Cách gọi tên: Tên của cơ chất được tách ra hydrolase

 Các enzyme thường gặp là esterase, phosphatase,

nuclease, peptidase, lipase

CƠ CHẾ VÀ HIỆU ỨNG CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA ENZYMCỦA ENZYM

THỦY PHÂN

PHẦN II

Hyddrolase

11 nhóm

1 Enzym thủy phân các liên kết ester

2 Enzym thủy phân các liên kết glycoside 3.Enzym thủy phân các liên kết eter

4 Enzym thủy phân các liên kết peptide

5 Enzym thủy phân các liên kết C—N không phải peptide (các amide)

6 Enzym thủy phân các liên kết anhydride acid

7 Enzym thủy phân các liên kết C—C

8 Enzym thủy phân các liên kết haloid – rượu

9 Enzym thủy phân các liên kết P—N 10.Enzym thủy phân các liên kết S—N 11.Enzym thủy phân các liên kết C—P

2 Cơ chế tác dụng của enzym hydrolaza

– Sự khuyết electron trong liên kết bị thủy phân

– Tác dụng xúc tác của enzym phụ thuộc vào từng trường hợp và

do sự phân bố electron đã tồn tại trước đó quyết định.

− Tâm ái nhân của enzym sẽ tương tác trực tiếp với một

trong hai nguyên tử tích điện dương của liên kết bị thủy phân.

− Enzym làm tăng sự khuyết electron vốn đã tồn tại trước đó

bằng cách tạo thành liên kết tương ứng với cơ chất ở những

vị trí ít nhiều gần gũi với liên kết bị thủy phân.

Lipase R1 COOH

+ R2COOH

R3COOH + H2O

Đa số hydrolase không có nhóm ngoại.

Tâm hoạt động hydrolase thường:

− imidazol của histidin

− hydroxyl một trong số các gốc serin.

Nhiều hydrolase biết được thứ tự sắp xếp của các

axitamin quanh tâm hoạt động:

Kimotripxin A— Gly — Asp — Ser — Gly — Tripxin — Gly — Asp — Ser — Gly —

Trombin — Asp — Ser — Gly — Kimotripxin — Asp — Ser — Gly —

Colinesteraza — Gly — Glu — Ser — Ala —

Carboxylesteraza — Gly — Glu — Ser — Ala —

4 Đặc điểm của các cơ chất bị enzyme thủy phân

 Các cơ chất được enzyme thủy phân thường là protein, gluxit, lipit v.v

Đặc điểm chung của những cơ chất này là có "liên kết bị thủy phân" do các nguyên tử tích điện dương tạo nên Gọi các liên kết này là "liên kết nhi dương”

sự phân bố bốn electron của hệ thống như sau:

Từ đây điện tích sẽ được phân bố như sau:

R 1 ― C ― N ― R 2

0.744 │ H

+ Liên kết este trong este của axit ca rboxylic:

O

║

R1 ― C ― O ― R2

+0.326

phosphat giàu năng lượng ATP:

+ Liên kết glucozit trong các polysacarit: liên kết

electron π tham gia

O

O

O

O

Sự khuyết electron tăng lên khi :

-Tăng tổng điện tích dương của cả hai nguyên tử tạo thành liên kết

- Chỉ tăng điện tích của một trong hai.

Thứ bậc của phản ứng

A — B + H 2 O Hydrolaza AH + BOH

Cơ chất + nước Enzym Sản phẩm

Phản ứng thủy phân bởi enzym là phản ứng đơn phân và bậc nhất.

a : là số phân tử gam ban đầu của cơ chất

x: là số phân tử gam cơ chất bị thủy phân trong khoảng thời gian từ t tới t + dt

V = dx = k(a – x)

dt

Lượng cơ chất bị thủy phân trong khoảng thời gian bất kỳ: x = a (1 – e -kt )

Hằng số vận tốc của phản ứng thủy phân bởi enzym :

• Nước là một yếu tố điều chỉnh các phản ứng thủy phân bởi

− Dịch thủy phân thu được có độ thuần khiết cao.

− Tạo thành rất ít tạp chất, giảm được yêu cầu về độ thuần khiết của nguyên liệu, vừa có hiệu suất cao.

− Làm tăng được mặt hàng.

− Thời gian thủy phân của enzym hydrolaza dài hơn, do đó chu kỳ sản xuất kéo dài.

− Phải có phân xưởng chuyên sản xuất chế phẩm tinh khiết hydrolaza.

− Dung dịch do enzym thủy phân thường khó lọc hơn.

ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG TRONG

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

 Ứng dụng amylase trong sản xuất bia

 Ứng dụng amylase trong sản xuất rượu:

 Ứng dụng enzyme trong sản xuất siro và các sản

phẩm chứa đường

 Ứng dụng trong công nghệ sản xuất bánh mì

Phần III

Môôt vài enzyme hydrolase

điển hình

Quá trình thủy phân tinh bột của amylase

Ý NGHĨA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN

 Phản ứng thủy phân là phản ứng rất phổ biến và rất quan

trọng trong bảo quản và sản xuất thực phẩm

 Phản ứng thủy phân thường là mở đầu cho môôt loạt các phản ứng khác tiếp diễn

 Để giảm bớt sự tổn thất các chất thực phẩm, người ta phải

tìm những biêôn pháp kỹ thuâôt tương ứng để ngăn ngừa và hạn chế các phản ứng thủy phân.