1

CHƯƠNG 1ENZYME VÀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG ENZYME

PHỔ BIẾN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

1.1. Đại cương về enzyme1.1.1. Khái niệm enzyme1.1.2. Cấu tạo phân tử enzyme1.1.3. Cơ chế xúc tác của enzyme

1.2. Danh pháp và phân loại enzyme 1.2.1. Danh pháp1.2.2. Phân loại enzyme, giới thiệu một số

enzyme thuộc mỗi loại

1.1.1. Khái niệm enzymeEnzym là chất xúc tác có bản chất proteinđược cơ thể tổng hợp và tham gia vào cácphản ứng sinh học

“Enzyme là chất xúc tác sinh học”• Enzym được tạo ra trong tế bào sinh vật• Enzym tham gia phản ứng trong tế bào và cả

khi tách ra khỏi cơ thể• Enzym tham gia phản ứng trong điều kiện

nhiệt độ ôn hòa (nhiệt độ cơ thể).• Enzyme có thẻ thu nhận từ: Động vật, thực vật

và vi sinh vật

CAÁU TAÏO ENZYM

• Döïa vaøo thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa enzym ngöôøita chia enzym thaønh hai nhoùm:

• Enzym moät caáu töû: trong thaønh phaàn caáu taïo chæcoù protein.

• Enzym hai caáu töû: ngoaøi protein coøn coù moätphaàn phi protein. – Phaàn protein goïi laø “feron” hay “apoprotein” coù vai troø

quyeát ñònh tính ñaëc hieäu cuûa enzyme ; – Phaàn nhoùm ngoaïi laø “Agon” hay “Coenzym” laø boä

phaän tröïc tieáp tham gia vaøo phaûn öùng. Nhoùm ngoaïi coùtheå laø caùc ion kim loaïi hoaëc laø caùc daãn suaát cuûavitamin

Phaàn lôùn enzyme coù daïng caàu hoaëc daïng sôïi

Coenzyme có chứa kim loại

• Tham gia phản ứng vận chuyển điện tử, vận chuyển oxy

• Điển hình là heme

•Chuyeån e- , H+ hoaëc nguyeân töû H)• A- + B ↔ A + B-

Phaûn öùng chuyeån nhoùm chöùc• A-B + C ↔ A + B - CPhaûn öùng phaân ly nhôø nöôùc ( thuyû giaûi) (chuyeån nhoùmchöùc cho phaân töû nöôùc) : A-B + H2O ↔ A-H + B-OHPhaûn öùng chuyeån hoùa nhôø boå sung nhoùm chöùc vaøo lieân keátñoâi hoaëc taïo lieân keát ñoâi nhôø laáy ñi nhoùm chöùc (phaân giaûikhoâng coù nöôùc tham gia)• X Y• ⏐ ⏐• A-B ↔ A=B + X-YChuyeån nhoùm chöùc trong phaân töû taïo caùc daïng ñoàng phaân• X Y Y X• ⏐ ⏐ ⏐ ⏐• A-B ↔ A-B•Toång hôïp lieân keát C-C, C-S, C-O vaø C-N nhôø phaûn öùngtruøng ngöng lieân hôïp vôùi söï thuûy giaûi ATP.

Oxidoreductase

Transferase

Hydrolase

Lyase

Isomerase•

Ligase

1

2

3

4

5

6

Phaûn öùng xuùc taùc•Nhoùm chínhcuûa Enzym

STT

PHÂN LOẠI ENZYME DỰA VÀO CHỨC NĂNG1. Oxidoreductase

• Là nhóm xúc tác cho các phản ứng oxy hóa khử

AH2 + B → A + BH2• Nếu chất chuyển hay chất nhận rõ ràng thì gọi tên theo chúng. Ex.

Dehydrogenase (NAD, FAD, FMN,…) oxydase (nhận hydro), oxygenase (kết hợp trực tiếp với oxy)

• Nếu chất cho hydro không rõ ràng thì gọi là reductase

• Các enzyme thường gặp trong nhóm này là: dehydrogenase, oxydase, peroxidase, catalase,…

2

2. TransferaseLà nhóm enzyme xúc tác chuyển nhóm, chuyển gốc từ chất này sang

chất khácPhản ứng tổng quát là AX + B A + BXCách gọi tên: theo chất nhận nhóm chuyển vận transferase

Transferases (transfer of functional groups)Transferring C-1 groupsMethyltransferasesHydroxymethyltransferases and formyltransferasesCarboxyltransferases and carbamoyltransferasesTransferring aldehydic or ketonic residuesAcyltransferasesGlycosyltransferasesTransferring N-containing groupsAminotransferasesTransferring P-containing groupsWith an alcohol group as acceptor

22.12.1.12.1.22.1.32.22.32.42.62.6.12.72.7.12.8

Tên và các nhóm phụ xúc tácE.C. Number

Nhóm transferase được chia ra làm 7 nhóm phụ

2.1 chuyển nhóm carbon đơn như methyl, carboxyl,…

2.2 chuyển nhóm aldehyde hoặc cetone, có 2 enzyme điển hình làtransketolase (chuyển 2C) và transaldolase (chuyển 3C)

2.3 chuyển gốc acyl, acyltransferase

2.4 chuyển gốc glycosyl, glycosyl transferase

2.6 chuyển nhóm đạm, aminotransferase

2.7 chuyển nhóm phosphate, phosphotransferase

2.8 chuyển nhóm lưu huỳnh, sulphurtransferase

3. 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 + H2O XOH + YH

• Cách gọi tên: tên của cơ chất được tách ra hydrolase

• Nhóm này được chia ra 11 nhóm phụ

• Các enzyme thường gặp là esterase, phosphatase, nuclease, peptidase, lipase

4. Lyase

Là enzyme phân cắt chất hữu cơ không có sự tham gia của nước

Được chia làm 7 nhóm phụ

Cách gọi tên: tên cơ chất + tên của nhóm được tách ra + lyase. Ex. Aspactate ammonia lyase

Các enzyme thường gặp: decarboxylase, aldolase, hydratase,…

5. Isomerase

Là nhóm enzyme xúc tác cho chuyển hóa giữa 2 dạng đồng phân D vàL, cis và trans, aldose và ketose

Các enzyme thường gặp là epimerase, mutase, isomerase

IsomeraseVí dụ: Galactose Glucose

6. Synthetase (ligase)

Là nhóm enzyme xúc tác tổng hợp chất hữu cơ và cần năng lượng từATP, GTP,…

Được chia thành 4 phụ nhóm tạo các liên kết: - C – O -, - C – S-, - C –N -, - C – C –

Cách gọi tên: Tên cơ chất + ligase (hay synthetase); ex. Glutamin synthetase

3

DANH PHAÙP HAY TEÂN GOÏI ENZYM

Ñuoâi taän cuøng –ase.Theo cô chaát phaûn öùng”Phaàn theå hieän cô chaát + phaàn theå hieän loaïi phaûn

öùng + phaàn ñuoâi ase• sucrase – phaûn öùng sucrose

lipase - phaûn öùng lipidTheo chöùc naêng cuûa enzym

oxidase – catalyzes oxidationhydrolase – catalyzes hydrolysis

Ñoái vôùi caùc enzym xuùc taùc cho caùc quaù trìnhtieâu hoaù thöùc aên thöôøng taän cuøng laø “in”

pepsin, trypsin

1.4 Danh pháp quốc tế và phân loạienzym

• Tên gọi enzym thường theo cơ chất đặc hiệuvới kiểu phản ứng mà chúng tham gia:

• VD: Urease (carbamite-amideohydrolase)- Urea: tên cơ chất- -ase: chỉ tên enzymNăm 1960, Hiệp hội hóa sinh QT (IUB) đã thống

nhất phân lọai enzym thành 6 lớp: một lớp chialàm nhiều tổ, mỗi tổ chia thành nhiều nhóm

Chính vì thế tên của enzym gồm có 4 số.

TRUNG TAÂM HOAÏT ÑOÄNG

Chæ coù moät phaàn nhoû phaân töû enzym tham gia tröïctieáp lieân keát vôùi cô chaát, quyeát ñònh hoaït tính xuùctaùc enzym – goïi laø “trung taâm hoaït ñoäng”.

Soá trung taâm hoaït ñoäng cuûa phaân töû enzym coù theålaø moät hay nhieàu hôn.

Enzym moät caáu töû trung taâm hoaït ñoäng goàm moät soánhoùm chöùc acid amin.

Enzym hai caáu töû trung taâm hoaït ñoäng goàm moät soánhoùm chöùc cuûa acid amin vaø nhoùm ngoaïi.

TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG ENZYME

O ON–C–C–N–C–C N–C–C–N–C–C

R H R’

Chymotrypsin Has A Site for Specificity

O-

CSer

Active SiteActive Site

SpecificitySite

SpecificitySite Catalytic Site

Juang RH (2004) BCbasics

Specificity of Ser-Protease Family

COO-

CAsp

COO-

CAsp

Active Site

Trypsin Chymotrypsin Elastasecut at Lys, Arg cut at Trp, Phe, Tyr cut at Ala, Gly

Non-polarpocket

Dee

p an

d ne

gativ

ely

char

ged

pock

et Shallow andnon-polar

pocket

O O–C–N–C–C–N–

CCCCNH3+

O O–C–N–C–C–N–

C

O O–C–N–C–C–N–

CH3

Juan

g R

H (2

004)

BC

basi

cs

4

Moâ hình “Chìa vaø khoùa” cuûa Fisher veà söï aên khôùp cuûa enzyme vaø cô chaát

(Naêm 1894).

TTHÑ

Cô chaátCô chaát

Enzyme Enzyme

TTHÑ

Cô chaátCô chaát

* Hình 3 Moâ hình “Khôùp caûm öùng” cuûaKoshland veà söï aên khôùp cuûa Enzyme vaø cô

chaát (Naêm 1958).

Enzyme Enzyme

E + S ES E + Pk1

k-1

k2

k-2

E S+ E S E + P

CƠ CHẾ XÚC TÁC CỦA ENZYME 1.3.2. TÍNH ÑAËC HIEÄU CUÛA ENZYME

ÑAËC HIEÄU PHAÛN ÖÙNG ÑAËC HIEÄU CÔ CHAÁT

ÑAËC HIEÄU TUYEÄT ÑOÁIÑAËC HIEÄU TÖÔNG ÑOÁI ÑAËC HIEÄU NHOÙMÑAËC HIEÄU ÑOÀNG PHAÂN QUANG HOÏC

ÑAËC HIEÄU PHAÛN ÖÙNGOxy hoaù nhôø oxydase: RCHCOOH + 1/2O2 RCOCOOH + NH3

NH2

Khöû carboxyl nhôø decarboxylase: RCHCOOH RCH2NH3 + CO2

NH2

Chuyeån Amin nhôø transaminase: R1CHCOOH + R2COCOOH

R1COCOOH + R2−CH – COOH NH3

NH3

Urea Urea COCO2 2 + 2NH+ 2NH33

AcetamideAcetamide KhoângKhoâng xaxaûûyy rara

UreaseUrease

H2O

UreaseUrease

H2O

ÑÑAAËËC HIEC HIEÄÄU U CôCô chachaáátt TUYETUYEÄÄT T ÑÑOOÁÁII

Mỗi một enzyme chỉ tác dụng lên

một cơ chất nhất định

5

ÑAËC HIEÄU Cô chaát TÖÔNG ÑOÁI

CH2 – O – CO - R1 CH – O – CO - R2 CH2 – O – CO - R1 HO - H

LIPASECH2 – O – H HOOC – R1 CH – O – H + HOOC – R2CH2 – O – H HOOC – R3

Enzyme có tácdụng lên mộtkiểu liên kếthóa học nhất

định

ÑAËC HIEÄU NHOÙM

R – C – N – CH R – C - OH + NH2 – CH COOH

R’R’

H COOH O

Carboxyl peptidase

H2O

Enzyme tác dụng lên một kiểu liên kếthóa học nhất định với điều kiện một

trong hai thành phần tham gia tạo thànhliên kết phải có cấu tạo xác định

COOH FumarathydrataseHO–CH CH–COOH

CH2-COOH HOOC-CHL – malic Acid fumaric

ÑÑAAËËC HIEC HIEÄÄU U ÑÑOOÀÀNG PHAÂN QUANG HONG PHAÂN QUANG HOÏÏCC

Enzyme chỉ tác dụng với một trong hai dạngđồng phân quang học của cơ chất

1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốcphản ứng enzyme

E + S ES E + Pk1

k-1

k2

k-2

-Nồng độ enzyme - Nồng độ cơ chất

-Các chất kìm hãm - Các chất hoạt hóa

- Nhiệt độ - pH môi trường

Vận tốc phản ứng enzyme

protein polypeptidestrypsin

white clear

Controlled variables:

•Volume and concentration of substrate (milk)•Volume and concentration of enzyme (trypsin)•pH (controlled by buffers)•Temperature

Vận tốc phản ứng enzyme được xác định bằng thời giancơ chất bị chuyển hóa hoặc sản phẩm được tạo thành

1.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme

E + S ES E + Pk1

k-1

k2

k-2

Trong điều kiện dư thừa cơ chất, nghĩa là [S] >>[E] thì tốc độ phản ứng phụ thuộc vào [E]

V= K[E] có dạng y=ax.

Nhờ đó người ta đã đo [E] bằng cách đo vận tốc phản ứng do enzyme đó xúc tác.

6

Sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng vào [E]

1.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chấtmô hình Michaelis - Manten

k1 k2E + S ES P + E

k-1 k1, k-1, k2: Haèng soá vaän toác cuûa caùc phaûn öùng töôngöùng. Phaûn öùng chuyeån hoaù phöùc ES → P + E laø phaûn öùngquyeát ñònh quaù trình xuùc taùc chuyeån hoaù S → P cuûaenzyme. Noàng ñoä ES caøng cao thì V phaûn öùng caøng lôùn:

v = k2 [ES]

• Gọi V1 là vận tốc của phản ứng tạo thành phức chất ES.

V1 = k1[E][S]

• Gọi V-1 là vận tốc của phản ứng tạo phân ly phức chất ES tạo thành E và S.

V-1 = k-1[ES]

• Gọi V2 là vận tốc của phản ứng tạo thành E và P (sảnphẩm).

V2 = k2[ES]

E + S ES E + Pk1

k-1

k2 Khi hệ thống đạt trạng thái cân bằng ta có:k-1[ES]+k2[ES] = k1[E][S](k-1+k2)[ES] = k+1[E][S] (2)

Gọi E0 là nồng độ ban đầu:[E0]=[E]+[ES]=>[E]=[E0]-[ES] (3)

Thay trị số [E] từ (3) vào (2) ta có:(k-1+k2)[ES] = k1([E0]-[ES]) [S]

k1 [E0] [S] [ES] = --------------

k-1+ k2+k1[S]

Nếu đặt Km= k-1+k2/ k1

(Km: gọi là hằng số Michalis Menten)Ta có: [ES] = [E0][S]/ Km+[S]Mặt khác vận tốc phản ứng tạo thành sản phẩm P là:

V = k2[ES]Thay [ES] bằng giá trị ở trên ta thu được:

k2[E0] [S]V = ----------------- (4)

Km + [S]Vmax= k2[E0]

Thay vào phương trình (4) ta được:[S]

V = Vmax ------------- (5)Km+ [S]

• Michaelis-Menton Equation

V = Vmax [S]Km + [S]

7

Sựtăng

lêncủa

nồngđộ

cơchất

21 3 4 5 6 7 80

0 2 4 6 8

Cơ chất (μmole)

Sảnphẩm

80

60

40

20

0

S+E↓P

§å thÞ biÓu diÔn quan hÖ gi÷a (V) vμ nång ®é c¬ch©t ([S]). Km - ®Æc tr−ng cho ¸i lùc gi÷a enzym vμ c¬ chÊt:

Khi ([S] >> Km), V ®¹t cùc ®¹i (Vmax). EnzymbÞ c¬ ch©t b·o hoμ.

Khi [S] << Km th× ph−¬ng tr×nh lμ V = Vm[S]/Km, VËn tèc ph¶n øng phô thuéc vμo [S]

Khi Km = [S] th× V = Vmax/2 Km lμ [S] mμ ë®ã V = Vmax/2.

Bão hòa cơ chất của một enzyme

A. [S] thấp B. [S] = Km C. [S] cao, bão hòa

Km = [S] (units moles/L=M)Khi vận tốc phản ứng bằng ½ Vmax

(1/2 of enzyme bound to S)

Vmax = là vận tốc tại đó toàn bộenzyme kết hợp với cơ chất

Phương trìnhLineweaver-Burk

• Năm 1934 Lineweaver và Burk nghịch đảo phươngtrình Michaelis-Menten:

• Phương trình này là phương trình tuyến tính, y = mx + b

Trong đó: y = 1/vo, m (slope) = Km/Vmax, x = 1/[S] vàb = 1/Vmax.

Khi vẽ đồ thị đường thẳng sẽ cắt trục tung ở 1/Vmax vàcắt trục hoành ở -1/Km và độ nghiêng Km/Vmax

1.4.3. Ảnh hưởng của chất kìm hãm(inhibitior)

Chaát kìm haõm (I): Laø chaát laøm giaûm hoaït tínhcuûa Enzyme do laøm giaûm aùi löïc cuûa Enzyme vôùi côchaát hoaëc laøm Enzyme maát khaû naêng keát hôïp vôùi côchaát. Coù 2 loaïi:

- Chất kìm hãm cạnh tranh

- Chất kìm hãm không cạnh tranh

8

- Kìm haõm caïnh tranh: coù caáu truùc gaàn gioáng cô chaát, noù keát hôïp vôùi trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzyme do ñoùchieám choã cuûa cô chaát vaø laøm giaûm hoaït tính Enzyme:

E + S → ES → E + PE + I → EI + S → EI + S (I laø chaát öùc cheá caïnh tranh).

* Kìm hãm không cạnh tranh (Uncompetitive inhibition)

¶nh h−ëng cña chÊt ho¹t ho¸ChÊt ho¹t ho¸: Lμ nh÷ng chÊt lμm cho enzym tõ tr¹ng th¸i kh«ng ho¹t ®éng thμnh tr¹ng th¸i ho¹t ®éng, tõtr¹ng th¸i ho¹t ®éng yÕu sang tr¹ng th¸i ho¹t ®éngm¹nh.

B¶n chÊt ho¸ häc:

ChÊt ho¹t ho¸ gi¸n tiÕp: Tham gia ph¶n øng nh−ngkh«ng t¸c dông trùc tiÕp víi ph©n tö enzym. VD: Axitascorbic

ChÊt ho¹t ho¸ trùc tiÕp: T¸c dông vμo TTH§ hoÆc lμmbiÕn ®æi cÊu h×nh kh«ng gian cña ph©n tö enzym

• ÔÛ ñoä raát thaáp thì hoaït tính xuùc taùccuûa enzym cuõng raát thaáp.

1.4.4.Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhưng điều này chỉ xảy rakhi nhiệt độ tăng đến nhiệtđộ tối ưu. (thường khoảng40oC)

Nhiệt độ mà tại đó tốc độphản ửng xảy ra nhanhnhất gọi là nhiệt độ tối ưu

Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng cũng tăng lên do các phân tử có động năng lớn hơn.

9

Hoạt tính xúc tác enzyme giảm cùng với sự biếntính của enzyme khi ở nhiệt độ cao

Enzyme bị thay đổi hìnhdạng và trung tâm hoạtđộng không còn phù hợpvới hình dạng của cơ chất

Tốc độphảnứng

Nhiệt độ oC0 10 20 30 40 50 60 70

Nhiệt độ tối ưu

Enzyme bị biến tính

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng enzyme

Các phân tửtăng độngnăng

AÛNH HÖÔÛNG CUÛA NHIEÄT ÑOÄ 1.4.5. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA pH

Hoaït tính xuùc taùc ñaït cöïc ñaïi ôû pH optimum.Hoaït tính xuùc taùc cuûa enzym raát nhaïy khithay ñoåi pH.Hoaït tính xuùc taùc enzym giaûm khi ôû pH raátthaáp hoaëc raát cao.- Enzyme laø moät ña cation khi chuùng trong moâi

tröôøng pH < pI- Enzyme laø moät ña anion khi chuùng trong moâi

tröôøng pH > pITaïi giaù trò pH moâi tröôøng baèng pI – (pHi ñaúngñieän) enzyme bò keát tuûa

AÛNH HÖÔÛNG CUÛA pH

ReactionRate

Optimum pH

3 5 7 9 11

pH

• Enzymes hoạt động tốt nhất ở pHopt. Ngoài khoảng pH thích hợp của nó thì enzyme sẽ bị biến tính.

Tốc độphản ứng

pH

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

pepsin amylase

Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính enzyme

Optimum pH

10

AÛNH HÖÔÛNG CUÛA pHXác định hoạt độ của enzyme

• 1 Kat = 1mol cơ chất/giây = 60 mol/phút =….• Số chuyển hóa = mol cơ chất đã chuyển hóa / phút• Đơn vị enzyme quốc tế UI = hoạt tính xúc tác sự chuyển

hóa của 1 µmol cơ chất trong 1 phút• Hoạt tính riêng = số Katal / 1 kg protein hoạt động• Hoạt tính molar = số Katal / mol enzyme• Độ hoạt động riêng là độ hoạt động ứng với 1 mg protein

enzymeCác phương pháp để xác định cơ chất mất đi hoặc sản phẩm

tạo thành bằng các phương pháp hóa học, quang phổ, sắc ký, điện di, so màu, …

1.5.1. Phản ứng thủy phân bởi enzyme 1.5.1.1. Ý nghĩa của phản ứng thủy phân1.5.1.2. Đặc điểm của các cơ chất bị

enzyme thủy phân1.5.1.3. Đặc điểm chung của tâm hoạt

động của enzyme thủy phân1.5.1.4. Một số đặc điểm của phản ứng

thủy phân bởi enzyme

1.5.1.1. Ý nghĩa của phản ứng thủy phân

• Phản ứng thủy phâm làm tăng thêm phẩmchất cho thực phẩm- Enzyme amylase thủy phân chuyển hóa tinh bột

thành đường glucose- Enzyme protease thủy phân chuyển hóa protein

thành nước chấm, phomat, chao, hoặc làm mềnthịt

• Phản ứng thủy phân làm giảm chất lượng sảnphẩm thực phẩm

Đặc điểm của các cơ chất bị enzyme thủy phân

Các cơ chất được enzyme thủy phân thường là protein, gluxit, lipit cơ chất này là có "liên kết bị thủy phân"

• Liên kết peptit trong protein:• Liên kết glucozit trong các polysacarit:

Một vài enzym hydrolase điển hình va ứng dụng của chúng trong thực phẩm

11

Hệ enzyme amylase

• Amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân hydrolase• Cơ chất tác dụng là tinh bột và glycogen• Sản phẩm của sự thủy phân là dextrin, maltose, glucose• Nguồn gốc: nước bọt, dịch tiêu hóa ở người và động vật, hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm men và vi khuẩn• Các dạng chính: α-, β- và γ-amylase• pH tối thích cho α-amylase ở mầm lúa nước là 5,3 (thực hành pH = 5,0)• Nhiệt độ tối thích 58 – 60oC (thực hành to = 50oC)• α-amylase được hoạt hóa bởi Ca2+ và Cl-. Bị ức chế bởiCu2+, Ag+ và Hg2+

Cơ chế tác dụng của enzyme amylase

a-AmylaseAmylose (Amylopectin) oligosaccharides

b-AmylaseAmylose (Amylopectin) b-Maltose

Nảy mầm hạt, làm bánh mì, biến hình tinh bột

Protease

Protein peptides + amino acids

Protease phân bố ở: thực vật, động vật, vi sinh vật

+3HN C

O

C COO-N C

R1 R2H

H H

+ H2O

+3HN C COO-

R1

H

+3HN C COO-

R2

H+

Protease Protease llàà nhnhóómm enzymenzym thuthuỷỷ phânphân protein protein ththàànhnh ccáácc ssảảnn phphẩẩmmđơnđơn gigiảảnn hơnhơn peptidpeptid mmạạchch ngngắắnn, , peptonpepton, acid , acid aminamin……

Protease

• Protease là nhóm enzyme xúc tác sự thuỷ phânliên kết peptide, là loại liên kết chủ yếu trong phântử protein và peptide.

• Cơ chế thuỷ phân như sau:

EndopeptidaseHO H HO H

NH2 – CH – CO – NHCH……NHCHCO – NHCHCO – NHCHCO – NHCHCOOH

R1 R2 R3 R4 R5 R6

Amino peptidase HO H Carboxy peptidase

Pepsin • Pepsin hoạt động trong dịch vị của động vật có vú,

chim, bò sát, cá. Ở heo, bò, dê… pepsin tập trungchủ yếu ở phần đáy dạ dày

• Pepsin thô là hỗn hợp của pepsin, gelatinase, cathepsin. Pepsin heo thô chứa pepsin chính A vàpepsin phụ B, C, D và gastricsin.

• Cấu tạo: Pepsin gồm một mạch polypeptide dài 329 amino acid, đầu C là alanin và đầu N là isoleucine.

Pepsin

• Pepsin dễ hút ẩm, tan trong nước chodung dịch đục lờ, không tan trong ethanol, ester, chloroform. Điểm đẳng điện củapepsin ở gần pH=1.

• Pepsin thuỷ phân protein trong vùng acid khá rộng từ 1.0-4.0. pH hoạt động tối ưucủa pepsin thay đổi tuỳ theo bản chất vàtrạng thái của cơ chất, thường pH trongkhoảng từ 1.8-2.2

12

Rennin

Rennin là một emzymephân giải protein (casein) sữa và làm đông tụ sữa, được tìm thấy trong dịchtiêu hoá ở dạ dày bê.

Rennin là một emzymechuyên gây đông tụ sữanên người ta còn gọi làemzyme đông tụ sữa điểnhình.

Rennin

• Rennin tác động lên cơ chất casein củasữa

• Hoạt tính thuỷ phân tối ưu ở pH = 3.8.• Rennin hoạt động mạnh trong môi trường

axit, thuỷ phân κ-casein thành para- κ-casein và các peptide. κ-casein para- κ-casein + peptide

⎯⎯ →⎯rennin

Rennin

BromelinBromelin có nhiều trong quả, thânvà chồi dứa. Bromelin chiếm 50% protein có trong quả dứa.

Bromelin thuộc nhóm protease Cystein, trung tâm hoạt động chứanhóm –SH, do vậy các chất có chứanhóm –SH đều là chất hoạt hoá chobromelin.

Chế phẩm bromelin có hoạt tính cựcđại trong khoảng nhiệt độ 50 – 60oC, pH tối thích của chế phẩm khi sửdụng cơ chất casein là 8.0 – 8.5,

PAPAIN

• Papain là một loại protease được thunhận từ nhựa đu đủ.

• Nhiệt độ hoạt động tối thích là 80oC, điểmđẳng điện pI = 9.0

• Khi phản ứng với cơ chất thì tuỳ thuộc vàobản chất của cơ chất mà pH tối ưu sẽ khácnhau. phản ứng với casein ở pH tối ưu là 7.0 – 7.5, với albumin ở pH tối ưu 4.5 – 7.1 và vớigelatin lại có pH tối ưu 5.2 – 6.0

• Papain thuỷ phân protein thành cácpolypeptide và các amino acid

FICIN

• Ficin được tìm thấy trong nhựa câythuộc họ ficus (sung, vả).

• Ficin là một loại protease thực vật trong cấu trúcbậc một có chứa nhóm –SH.

• trọng lượng phân tử khoảng 23.000 đến 27.000 Da• nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của ficin

50 – 65oC • pI = 9.0 – 10.0 • Ficin không tan trong hầu hết dung môi hữu cơ

nhưng ta một phần trong nước và glycerine

Pectinase

• Pectinase là enzyme xúc tác sự phân hủycác polymer pectin. Sự phân hủy pectin trong tự nhiên thường xảy ra khi trái câychín.

• Pectinase cũng được ứng dụng nhiều trongqua trình chế biến thực phẩm, đặc biệt là khảnăng làm trong nước quả. Việc kiểm soáthoạt động của pectinase cũng có thể điềuchỉnh được độ nhớt của sản phẩm.

13

Pectinase là nhóm enzym xúc tác cho sự thủy phân pectin

Pectinase Cơ chế phản ứng thủy phân pectin bởi pectinase

Cellulase

Cellulose oligosaccharides, glucose

Cellulase làenzyme xúctác cho quátrình chuyểnhoá Cellulose thành các sảnphẩm hoà tan

Cellulase• Endocellulase: xúc tác quá trình cắt liên kết α-

1,4- glucoside trong cellulose, lignin và α -D-glucan một cách ngẫu nhiên. Sản phẩm của qúatrình phân giải là các cellulose phân tử nhỏ, cellobiose và glucose.

• Exocellulase: cắt 2 hoặc 4 đơn vị glucose từ đầukhông khử của chuỗi cellulose tạo thành cáccellobiose (disaccharide) và một số cellotetrose.

• Cellobiase: tham gia phân giải cellobiose(disaccharide) và cellotetrose thành glucose.

cellulose (tự nhiên)

C1

cellobiase

endocellulase

cellobiose / cellotetrose

Cellulose

exocellulase

GlucoseQuá trình phân giải cellulose của cellulase

Lipases

Triacylglycerol diacylglycerol + fatty acid

Lipase phân nhỏ mỡ trong hệ tiêu hoá người, biến đổi

triglyceride trong dầu ăn thành monoglyceride và các axit béo

tự do

Cơ chế: Chúng xúc tác phản ứng thuỷ phân lần lượt từng liên kết

chứ không cắt đứt cả 3 liên kết este cùng một lúc.quá trình xúc

tác của lipase thường chậm hơn so với quá trình xúc tác của

các enzyme khác như protease hay amylase.