CO CHE PHAN UNG OXYHOA KHU ppt

Môn : Hóa sinh thực phẩm GVHD: ThS.Nguyễn Thị Mai Hương

LỜI MỞ ĐẦU

Enzyme là những chất xúc tác hữu cơ có tính đặc hiệu cao đối với cơ chất do tế

bào sống tổng hợp nên, điều khiển vận tốc và sự chuyển hóa của hàng ngàn phản ứng

hóa học xảy ra trong sinh chất. Với những ưu điểm như có nguồn gốc từ tự nhiên nên ít

tác hại đối với cơ thể, điều kiện xúc tác phản ứng ôn hòa, và có thể chiết tách được từ

nhiều nguồn nguyên liệu phổ biến trong tự nhiên… mà ngày nay Công nghệ enzyme rất

phát triển và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống.

Enzyme có 6 lớp, trong đó enzyme thủy phân và enzyme oxy hóa khử được ứng

dụng đại trà nhất. Đặc biệt trong công nghiệp chế biến thực phẩm, chúng được ứng

dụng để tạo ra mùi vị và màu sắc đặc trưng cho sản phẩm, giúp thời gian sản xuất rút

ngắn... Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm trên, những enzyme này cũng gây ra không

ít bất lợi cho quá trình chế biến và bảo quản, làm ảnh hưởng đến chất lượng và cảm

quan của sản phẩm thực phẩm.

Vì vậy, chúng ta cần phải nắm rõ cơ chế phản ứng và hiệu ứng của chúng để có

những điều chỉnh phù hợp về điều kiện sản xuất, bảo quản…nhằm đạt được hiệu quả

cao nhất khi ứng dụng vào sản xuất và cả trong chiết tách enzyme. Những ứng dụng và

những thông tin trên rất cần thiết cho việc mở rộng kiến thức, nghiên cứu, ứng dụng

vào thực tiễn .

Đó cũng là nội dung chúng em sẽ trình bày trong đề tài tiểu luận : Cơ chế và hiệu

ứng của phản ứng thủy phân và oxy hóa dưới xúc tác của Enzyme

TỔNG QUAN VỀ ENZYME

Nhóm 15

Page 1

Môn : Hóa sinh thực phẩm GVHD: ThS.Nguyễn Thị Mai Hương

Bất kỳ lúc nào trong cơ thể sống cũng có hàng trăm phản ứng hóa học xảy ra. Các

phản ứng này cung cấp năng lượng và duy trì sự cung cấp rất nhiều chất cần thiết cho

tăng trưởng và tái tạo. Ở đây, các phản ứng điều phối toàn bộ quá trình chuyển hóa có

được là nhờ vào sự sản xuất các chất đặc biệt, gọi là enzyme (trong tiếng Hy lạp en là

bên trong, zym là sự lên men). Đa số các enzyme có bản chất hóa học là protein, một số

khác có bản chất là acid nucleic (trong trường hợp ở viruts) có khả năng điều hòa, xúc

tác cho các phản ứng sinh hóa nên còn được gọi là các xúc tác sinh học.

I. TÍNH CHẤT SINH HỌC CỦA ENZYME

• Không tham gia vào thành phần cuối của phản ứng

• Chỉ làm tăng nhanh phản ứng mà các phản ứng này có thể xảy ra ở điều kiện

không có enzyme

• Không làm mất vị trí cân bằng của phản ứng mà chỉ làm tăng tốc độ của phản

ứng

• Theo cấu trúc hóa học thì tất cả enzyme là protein

• Có hiệu suất xúc tác sinh học cao hơn gấp nhiều lần xúc tác hóa học, tuy nhiên

vận tốc có thể tăng khi có xúc tác hóa học

• Enzyme có tính đặc hiệu cao và có tính chọn lọc đối với cơ chất

• Thực hiện sứ mệnh điều phối tất cả các quá trình trao đổi chất của cơ thể

• Trong các phản ứng enzyme hầu như kết quả cho ra 100% sản phẩm

II. BẢN CHẤT HÓA LÝ CỦA ENZYME

• Có tính chất lý hóa học của protein

• Đa số có dạng hình cầu và không đi qua được màng bán thấm do kích thước lớn

• Tan tốt trong nước và trong dung dịch muối loãng (buffer)

• Cũng như protein enzyme không bền với nhiệt độ. Bị biến tính không thuận

nghịch bởi acid, base mạnh hay muối kim loại nặng

• Enzyme là những protein đơn giản (enzyme 1 cấu tử): chỉ cấu tạo bởi các L￾amino acid, trung tâm hoạt động là các nhóm chức có trong phân tử của amino

acid

• Enzyme phức tạp (enzyme 2 cấu tử): ngoài L-amino acid còn có nhóm ngoại

(prosthetic). Trong enzyme phức tạp, phần protein gọi là apoenzyme, phần

không phải protein có thể tách ra và tồn tại độc lập gọi là coenzyme (vitamin).

Khi kết hợp chặt với phần protein gọi là nhóm ngoại

• Đa số các coenzyme là chất cho hoặc nhận điện tử

• Coenzyme trực tiếp tham gia trong phản ứng xúc tác và giữ vai trò quyết định

kiểu của phản ứng xúc tác

Nhóm 15

Page 2

Môn : Hóa sinh thực phẩm GVHD: ThS.Nguyễn Thị Mai Hương

• Coenzyme là cầu nối giữa phần protein của enzyme và giúp ổn định phần

apoenzyme

• Ngược lại apoenzyme có tác dụng nâng cao hiệu lực xúc tác của coenzyme và

quyết định tính đặc hiệu của enzyme

III. TÍNH ĐẶC HIỆU

1. Đặc hiệu phản ứng: Một enzyme chỉ xúc tác cho một phản ứng.

2. Đặc hiệu cơ chất:

• Đặc hiệu tuyệt đối: chỉ có tác dụng lên một cơ chất nhất định

• Đặc hiệu tương đối: có khả năng tác dụng lên một kiểu nối hóa học nhất định

trong phân tử cơ chất.

• Đặc hiệu nhóm: có khả năng tác dụng lên một kiểu nối hóa học.

• Đặc hiệu quang học (còn gọi là đặc hiệu lập thể): chỉ tác dụng lên những đồng

phân lập thể nhất định.

IV. PHÂN LOẠI ENZYME

1. Phân loại theo cấu tạo:

• 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.

- Thành phần không cấu tạo bởi protein, mà không thể tách ra gọi là Cofacter.

2. Phân loại theo kiểu phản ứng:

Enzyme được phân loại thành 6 nhóm chính:

 Oxidoreductase

 Transferase

 Hydrolase

 Lyase

 Isomerase

 Ligase

2.1. Oxidoreductase

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

Nhóm 15

Page 3

Môn : Hóa sinh thực phẩm GVHD: ThS.Nguyễn Thị Mai Hương

• 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. Transferase

• Là nhóm enzyme xúc tác chuyển nhóm, chuyển gốc từ chất này sang chất

khác

• Phản ứng tổng quát là AX + B à A + BX

• Cách gọi tên: theo chất nhận nhóm chuyển vận transferase

E.C.

Number

Tên và các nhóm phụ xúc tác

2

2.1

2.1.1

2.1.2

2.1.3

2.2

2.3

2.4

2.6

2.6.1

2.7

2.7.1

Transferases (transfer of functional groups)

Transferring C-1 groups

Methyltransferases

Hydroxymethyltransferases and formyltransferases

Carboxyltransferases and carbamoyltransferases

Transferring aldehydic or ketonic residues

Acyltransferases

Glycosyltransferases

Transferring N-containing groups

Aminotransferases

Transferring P-containing groups

With an alcohol group as acceptor

2.3. 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 à XOH + YH

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

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

2.4. Lyase

Nhóm 15

Page 4