Đang tải... (xem toàn văn)
TÌM HIỂU CƠ CHẾ VÀ HIỆU ỨNG CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA DƯỚI TÁC DỤNG CỦA ENZYME OXY HÓA
GVHD: Ths. Nguyễn Thị Mai Hương DANH SÁCH NHÓM 18 !" # $%&'! ( #)" *+), Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, enzyme oxy hóa khử được ứng dụng để tạo ra mùi vị và màu sắc đặc trưng cho sản phẩm, giúp thời gian sản xuất rút ngắn Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm trên, những enzyme này cũng gây ra không ít bất lợi cho quá trình chế biến và bảo quản. Vì vậy, chúng ta cần phải nắm rõ /01!23" 2 của chúng để có những điều chỉnh phù hợp về điều kiện sản xuất, bảo quản…nhằm đạt được hiệu quả cao nhất khi ứng dụng vào sản xuất và cả trong chiết tách enzyme. 45678 97:.;<=>?@)> ABCB Enzyme học là khoa học nghiên cứu những tính chất chung, điều kiện, cơ chế tác dụng và tính đặc hiệu của các enzyme 'DEFGBCB. 'HI GBCB 1.3.1. Đặc hiệu kiểu phản ứng 1.3.2. Đặc hiệu cơ chất JBCB JEBDE JEBKL1!2 #4/0EHMGBCB Mô hình chìa khóa và ổ khóa: Trung tâm hoạt động phải có cấu trúc tương ứng với cấu trúc của cơ chất (khớp với nhau như chìa và ổ khóa) Thuyết tiếp xúc cảm ứng: (theo Kosland) sự tương tác cảm ứng về cấu trúc không gian tạo nên phức hợp enzyme cơ chất Năng lượng hoạt hóa (Ea): Là năng lượng cần cung cấp để phân tử đạt tới trạng thái hoạt hóa. VD: Xăng có khả năng bốc cháy nhưng cần lửa mồi. Cơ chế tổng quát: Cơ chất phải được gắn vào trung tâm hoạt động của enzyme tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất [ES] Với tác dụng của enzyme, hoạt tính của cơ chất tăng lên rõ rệt và chỉ cần 1 năng lượng hoạt hóa nhỏ thì sẽ tạo thành sản phẩm Cơ chế tác dụng theo Michaelis-Menten Tạo nhanh phức ES, phức này không bền, phức được tạo nên do các liên kết hóa học Dưới tác dụng của enzyme, cơ chất được biến đổi thành sản phẩm Sau khi tạo sản phẩm (P), enzyme được giải phóng ra và trở về trạng thái ban đầu Phản ứng tổng quát: >NO>O>OP>>N 4Q0ER!SH0ERHM1!2 TU1BCBVW$BWEFB :QE$XEYZQE[EL\LE]F8 ;K ;VNB &VNB &K ;KN&V ;VN&K 45678 464^<_+`.a74b;ca7de@ dfg5h+f4gi74b;>?@)>de@df :QE$XVQJ" Xj Quá trình oxy hóa là một hiện tượng tự nhiên đang diễn ra liên tục trong môi trường xung quanh của chúng ta. Ví dụ, màu nâu của một quả táo cắt lát, rỉ sét của một chiếc xe đạp… oxy hóa có thể định nghĩa là các phản ứng giữa các phân tử oxy và các chất khác nhau, tiếp xúc với nó. Trong thuật ngữ kỹ thuật, quá trình oxy hóa có thể chỉ cần định nghĩa là quá trình liên quan đến việc mất một hay nhiều điện tử, khi các chất khác nhau phản ứng hoặc tương tác với nhau. . c]SGZQE$XV[ Mức độ oxy hóa tùy thuộc vào lượng oxy trong đó hiện diện trong không khí xung quanh Và nó cũng phụ thuộc vào bản chất của vật liệu cụ thể mà quá trình oxy hóa diễn ra Quá trình oxy hóa chỉ là một hiện tượng cấp độ phân tử, nhưng hiệu quả của nó có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Ví dụ : Trái cây xắt lát có thể bị oxy hoá vì không có lớp vỏ bề ngoài bảo vệ. Vì vậy, để tránh tác hại của quá trình oxy hóa các giải pháp có thể là hạn chế sự tương tác giữa các vật liệu cụ thể và không khí xung quanh kAG1!2VQKlFE$m En1o Cơ thể sinh vật “ đốt cháy” các sản phẩm dinh dưỡng bằng oxy, đồng thời sử dụng năng lượng được giải phóng ra để đáp ứng các nhu cầu của hoạt động sống. Khi đó, hydro được giải phóng khỏi hợp chất hữu cơ và kết hợp với oxy kèm theo sự tỏa năng lượng . Những biến đổi dị hóa này kèm theo giải phóng năng lượng được tiến hành trong tế bào sống với sự tham gia của những hệ Enzyme đặc biệt chính là quá trình Oxy hóa - khử sinh học. Vì vậy, trong công nghiệp thực phẩm quá trình Oxy hóa – khử có ý nghĩa hết sức quan trọng. Ví dụ: - Ứng dụng điều chỉnh hệ Enzyme polyphenoloxydaza trong chè xanh để tạo ra những sản phẩm có màu sắc và mùi vị khác nhau (chè đen, chè xanh, chè đỏ ) - Trong chế biến thuốc lá, ca cao người ta cũng ứng dụng hệ enzyme này Quá trình hô hấp hay quá trình phân giải oxy hóa – khử các chất dinh dưỡng trong cơ thể vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí có tầm quan trọng đặc biệt trong kỹ thuật bảo quản và chế biến lương thực thực phẩm Vì thế trong trường hợp cụ thể trong bảo quản người ta thường tìm cách hạn chế tối thiểu các quá trình oxy hóa – khử bất lợi đó, chẳng hạn như: - Rút ngắn thời gian chế biến để giảm thời gian của các phản ứng Oxy hóa và nhanh chóng làm vô hoạt enzyme oxy hóa- khử. - Loại trừ oxy không khí. - Bảo quản nguyên liệu và bán thành phẩm ở nhiệt độ thấp. - Dùng các chất chống oxy hóa,… Tóm lại, đối với cơ thể sinh vật, các phản ứng oxy hóa – khử sinh học có ý nghĩa quan trọng bậc nhất trong sự trao đổi chất cũng như trao đổi năng lượng. [...]...2.4 Cơ chế của quá trình oxy hoá khử sinh học 2.4.1 Các thuyết oxy hóa sinh học cổ điển: a Thuyết peroxyt của Bach: b Thuyết khử hydro của Palladin – Wieland: 2.4.2 Quan niệm hiện đại về cơ chế oxy hóa – khử sinh học: 2.4.2.1 Các loại phản ứng oxy hóa – khử: 2.4.2.2 Kết hợp trực tiếp oxy vào cơ chất bị oxy hóa và tạo ra sản phẩm oxy hóa A + O2 AO2 Phản ứng oxy hóa khử kiểu này khá... + Các con đường chuyển hóa khác Chu trình Krebs 2.5.2 Sự oxy hóa lipit bên ngoài cơ thể Phản ứng xảy ra dưới sự xúc tác của enzyme lipoxygenase (qua chu trình β-oxyhoá) - Sản phẩm của quá trình có mùi ôi khó chịu: Acid béo alcyl metylceto Bước 1 Quá trình β - oxyhoá Bước 2 Quá trình β - oxyhoá Bên cạnh β -oxy hóa, đôi khi còn có các con đường oxi hoá khác: - α -oxy hóa được sử dụng cho các nhánh axít... enzyme oxy hóa Cơ chế tác dụng là sự kết hợp của cơ chất (S) vào trung tâm hoạt động của enzym (E) tạo thành phức chất Enzyme - cơ chất (ES) là giai đoạn đầu tiên do enzym xúc tác 2.5.1 Tiêu hóa và hấp thu lipid trong cơ thể Sự tiêu hóa lipid bắt đầu thực sự ở tá tràng nhờ sự phối hợp của lipase ở tá tràng và tụy cùng với mật và muối mật là những tác nhân gây nhũ tương hóa Enzym lipase: 2.5.1.1 Cơ chế tác. .. Sự oxy hóa axit suxinic thành axit fumaric là một ví dụ cho quá trình oxy hóa khử phức tạp này Sau đó electron được chuyển sang xitocrom và cuối cùng là oxy Trong một số lớn phản ứng oxy hóa sinh học, chất bị oxy hóa thường được hydro hóa sơ bộ để làm tăng khả năng oxy hóa ( mất hydro) hay phản ứng khử hydro được chuẩn bị sơ bộ bằng phản ứng hydrat hóa 2.5 Cơ chế quá trình oxy hóa chất béo bằng enzyme. .. bào và thường do các enzyme oxygenaza hay transferaza oxy xúc tác Các enzyme này thuộc nhóm hoạt hóa oxy 2.4.2.3 Cho và nhận electron không cần có oxy tham gia Trong nhiều trường hợp phản ứng oxy hóa khử có thể xảy ra bằng cách nhường và thu electron không cần có oxy tham gia Chẳng hạn, trong phản ứng: 2Fe2+ - 2e 2Fe3+ I2 2Fe2+ + I2 + 2e 2I2Fe3+ + 2I- Sắt hóa trị 2 là chất cho electron và bị oxy hóa. .. nhận electron và bị khử thành I- 2.4.2.4 Khử hydro hóa: Ví dụ: Sự oxy hóa axitamin tự nhiên dưới tác dụng của oxydaza của LAxitamin: Phần lớn các quá trình oxy hóa khử sinh học được tiến hành bằng cách khử hydro với sự tham gia của một hay nhiều chất chuyển hydro trung gian Các phản ứng này do các dehydrogenaza chứa coenzyme ( cơ chất nhận – Oxydoreductaza) xúc tác Thứ tự các chuyển hóa xảy ra có thể... lipoxidaza … - Pirocatechinaza xúc tác sự phân hủy oxy hóa vòng thơm của catechin tạo ra peroxyt vòng - Tryptophanoxygenaza xúc tác oxy hóa trực tiếp tryptophan thành formylkinurenin Trong nhóm này, lipoxydaxa là enzyme quan trọng hơn cả 2.6.10 Lipoxydaza Lipoxydaza xúc tác sự oxy hóa chất béo có chứa acid béo không no (có 2 – 3 liên kết kép trở lên) thành peroxyt và hydro peroxyt Vì vậy, lipoxydaza là... trọng của hệ hô hấp Lipoxydaza rất phổ biến trong thực vật (trong cây họ đậu, khoai tây, cà rốt, …) 2.6.11 Enzyme oxy hóa Glucose oxydase – Catalase Glucose oxydase là enzyme oxy hóa khử, chỉ tác dụng lên glucose khi có mặt oxy, nó oxy hóa glucose thành acid gluconic và H2O2 Glucose oxydase C6H12O6 + O2 + H2O > C6H12O7 + H2O2 Dưới tác dụng của catalase – một ezyme hay đi cùng với glucose oxydase... khử thành H2O và O2 CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG CỦA ENZYME 3.1 Ứng dụng trong y dược Hiện nay trong y học đã xuất hiện lãnh vực mới gọi là chẩn đoán enzyme, có nhiệm vụ: - Phân tích xác định nồng độ cơ chất như glucose, ure, cholesterol… với sự hổ trợ của enzyme - Xác định hoạt tính xúc tác của enzyme trong mẫu sinh vật - Xác định nồng độ cơ chất với sự hổ trợ của thuốc thử enzyme đánh dấu Dùng enzyme để định... 2.5.1.1 Cơ chế tác dụng sau Lipase là những enzym thủy phân thuộc nhóm carboxyl esterase gồm: + Lipase thực sự: là lipase tụy tác dụng đặc hiệu lên este của acid béo và glycerol 2.5.1.2 Thoái hóa lipid 2.5.1.2.1 Thoái hóa glycerol 2.5.1.2.2 Thoái hóa acid béo bão hòa có số carbon chẵn Oxy hóa acid béo bão hòa: cơ chế tác dụng Tổng hợp cetonic 2.6.1.3 Thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA + Oxy hóa hoàn toàn