TÌM HIỂU CƠ CHẾ VÀ HIỆU ỨNG CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA DƯỚI TÁC DỤNG CỦA ENZYME OXY HÓA - TIỂU LUẬN MÔM HÓA SINH

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 /01!23"
 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.
45678
97:.;<=>?@)>
ABCB
Enzyme học là khoa học nghiên cứu những tính chất
chung, điều kiện, cơ chế tác dụng và tính đặc hiệu của các
enzyme
'DEFGBCB.
'HI GBCB
1.3.1. Đặc hiệu kiểu phản ứng
1.3.2. Đặc hiệu cơ chất
JBCB
JEBDE
JEBKL1!2
#4/0EHMGBCB

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:
>NO>O>OP>>N
4Q0ER!SH0ERHM1!2
TU1BCBVW$BWEFB
:QE$XEYZQE[EL\LE]F8
;K ;VNB
&VNB &K
;KN&V ;VN&K
45678
464^<_+`.a74b;ca7de@
dfg5h+f4gi74b;>?@)>de@df
:QE$XVQJ"
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]SGZQE$XV[
Mức độ oxy hóa tùy thuộc vào lượng oxy trong đó hiện diện
trong không khí xung quanh Và nó cũng phụ thuộc vào bản chất
của vật liệu cụ thể mà quá trình oxy hóa diễn ra Quá trình oxy
hóa chỉ là một hiện tượng cấp độ phân tử, nhưng hiệu quả của nó
có thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Ví dụ : Trái cây xắt lát có thể bị oxy hoá vì không có lớp vỏ
bề ngoài bảo vệ.
Vì vậy, để tránh tác hại của quá trình oxy hóa các giải pháp có
thể là hạn chế sự tương tác giữa các vật liệu cụ thể và không khí
xung quanh
kAG1!2VQKlFE$m 
En1o
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.
4/0GZQE$XVQKlF
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:
4QJ1!2V[pKl8

0Eq1E$nE01V3"/DE\V[3"E$F!
1oV[
A + O2 AO2
Phản ứng oxy hóa khử kiểu này khá quan trọng đối với tế bào và
thường do các enzyme oxygenaza hay transferaza oxy xúc tác. Các enzyme
này thuộc nhóm hoạt hóa oxy.
43"rBJBE$Km%[VE
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:
2Fe
2+
- 2e 2Fe
3+
I
2
+ 2e 2I
-
2Fe
2+
+ I
2
2Fe
3+
+ 2I
-
Sắt hóa trị 2 là chất cho electron và bị oxy hóa thành Fe
3+
còn iot là chất
nhận electron và bị khử thành I

-
lW$[8
Ví dụ: Sự oxy hóa axitamin tự nhiên dưới tác dụng của oxydaza của L-
Axitamin:
Phần lớn các quá trình oxy hóa khử sinh học được tiến hành bằng cách
khử hydro với sự tham gia của một hay nhiều chất chuyển hydro trung gian.
Các phản ứng này do các dehydrogenaza chứa coenzyme ( cơ chất nhận –
Oxydoreductaza) xúc tác. Thứ tự các chuyển hóa xảy ra có thể biểu diễn
như sau:
Ví dụ: Sự oxy hóa axit suxinic thành axit fumaric là một ví dụ cho quá
trình oxy hóa khử phức tạp này
Sau đó electron được chuyển sang xitocrom và cuối cùng là oxy
Trong một số lớn phản ứng oxy hóa sinh học, chất bị oxy hóa thường
được hydro hóa sơ bộ để làm tăng khả năng oxy hóa ( mất hydro) hay
phản ứng khử hydro được chuẩn bị sơ bộ bằng phản ứng hydrat hóa.
#4/0ZQE$XV[DE\s\tBCBV[
#4/0ZQE$XV[DE\s\tBCBV[
Cơ chế tác dụng là sự kết hợp của cơ chất (S) vào trung tâm hoạt
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
động của enzym (E) tạo thành phức chất Enzyme - cơ chất (ES) là giai
đoạn đầu tiên do enzym xúc tác
đoạn đầu tiên do enzym xúc tác
2.5.1 Tiêu hóa và hấp thu lipid trong cơ thể
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
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
tràng và tụy cùng với mật và muối mật là những tác nhân gây nhũ tương
hóa

hóa
Enzym lipase:
Enzym lipase:


2.5.1.1 Cơ chế tác dụng sau


Lipase là những enzym thủy phân thuộc nhóm carboxyl esterase gồm:
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
+ Lipase thực sự: là lipase tụy tác dụng đặc hiệu lên este của acid béo và
glycerol
glycerol
2.5.1.2 Thoái hóa lipid
2.5.1.2 Thoái hóa lipid


2.5.1.2.1 Thoái hóa glycerol
2.5.1.2.1 Thoái hóa glycerol
2.5.1.2.2 Thoái hóa acid béo bão hòa có số carbon chẵn
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
Oxy hóa acid béo bão hòa: cơ chế tác dụng
Tổng hợp cetonic
Tổng hợp cetonic

2.6.1.3 Thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA
2.6.1.3 Thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA
+ Oxy hóa hoàn toàn toàn ở chu trình Krebs
+ Oxy hóa hoàn toàn toàn ở chu trình Krebs
+ Tổng hợp cetonic
+ Tổng hợp cetonic
+ Các con đường chuyển hóa khác
+ Các con đường chuyển hóa khác
Chu
Chu
trình Krebs
trình Krebs