Chuong 6 CÁC PHẢN ỨNG ENZYM PHỔ BIẾN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM

CHƯƠNG VII- PHẦN I

CÁC PHẢN ỨNG ENZYM PHỔ BIẾN
TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM


Phn ng thy phõn

Vai trũ

- Khởi đầu các quá trình chuyển hóa các hợp chất cao phân tử

- Là phản ứng xảy ra phổ biến trong quá trình chế biến thực phẩm:

Tích cực: tăng giá trị dinh duỡng, cảm quan, đa dạng hóa sản phẩm
(sản xuất nuớc chấm, nuớc mắm, sản xuất ruợu bia từ tinh bột)

Hạn chế: làm giảm giá trị dinh duỡng
(thủy phân dầu mỡ)


Phn ng thy phõn

Đặc điểm cơ chất:

chứa các liên kết nhị duơng

Protein: liên kết peptit

-0,397

+0,25

+0,141


Phản ứng thủy phân

Lipit: liªn kÕt este

+0,326

CHO

COR1
+0,214

CHO

COR1

CHO

COR1

Hîp chÊt cao n¨ng ATP
Adenin

Ribose

Phản ứng thủy phân

Gluxit: liªn kÕt glucozit


Phản ứng thủy phân

§Æc ®iÓm enzym
- Nhóm enzym không có nhóm ngoại
- Tâm hoạt động gồm các nhóm chức cạnh bên của các axit amin

Cơ chế tác dụng

-

Tâm ái nhân của enzym liên kết với phần “dương”của liên kết nhị dương.
Kết quả sẽ làm đứt các liên kết trong phân tử cơ chất


Thủy phân liên kết peptit bởi chymotrypsin


Phn ng thy phõn
Các yếu tố điều chỉnh phản ứng
- Hàm luợng nuớc
- nhiệt độ
- pH

u nhc ca phn ng
- có tính đặc hiệu cao: không có sản phẩm phụ

- điều kiện phản ứng ôn hòa hơn so với xúc tác hóa học
- chế phẩm enzym đắt hơn xúc tác hóa học


2. Ph¶n øng oxy hãa khö sinh häc

- Vai trò
- Bản chất của phản ứng
- ThÕ oxy hãa khö
- C¸c d¹ng oxy hãa khö sinh häc
- Các enzym oxy hóa khử
- Chuỗi hô hấp và sự giải phóng năng lượng


2. Phản ứng oxy hóa khử sinh học
2.1.Vai trũ sinh học
Tham gia vào quá trình trao đổi chất và trao đổi năng luợng

D hoỏ: phõn gii cỏc cht dinh dng thnh cỏc
i phõn t t bo

Cht dinh dng

cht nh hn, sinh nng lng

ng hoỏ: tng hp cỏc cht nh tin cht v nng
lng thu c

ng hoỏ

D hoỏ

Nng
lng hoỏ
hc

Tin cht

Sn phm cui cựng +
nng lng

Quan h v nng lng gia cỏc quỏ trỡnh trao
i cht: ng hoỏ v d hoỏ


Phản ứng oxy hóa khử sinh học

2.1.Vai trũ trong chế biến và bảo quản thực phẩm
- đa dạng hóa sản phẩm: các sản phẩm lên men, chè, cà phê, sữa chua
- tăng giá trị dinh duỡng và cảm quan
- gây tổn thất hàm luợng chất khô trong quá trình bảo quản ngũ cốc
- làm giảm chất luợng của sản phẩm: sẫm màu rau quả, tổn thất VTM, ôi
hóa chất béo


2.2. Bản chất phản ứng
- là quá trình cho, nhận điện tử và hydro
- đuợc xúc tác bởi một phức hệ enzym
- năng luợng đuợc giải phóng duới dạng hóa năng (ATP)

C¸c d¹ng cña ph¶n øng oxi hãa khö

1. Cơ chất kết hợp trực tiếp với oxy
A + O2

→ AO2

AO2 + B → BO2 + A

Enzym: oxygenase

2. Cho và nhận điện tử không cần O2

2Fe
I2

+2

– 2e → 2Fe

+3

+ 2e → 2I

+2
+3
2Fe + I2 → 2Fe
+ 2I

Enzym: oxydoreductase


Bản chất phản ứng oxi hóa khử sinh học

3. Phn ng kh H2
AH2 + B BH2 + A
Enzym: dehydrogenase

Trong tế bào:
- kiểu 1: ít xảy ra
- kiểu 2 và 3: xảy ra phổ biến
- cơ chất bị hydrat hóa truớc khi oxy hóa
RCHO + H2O

RCH(OH)2

+
RCOOH +2e +2H


2. Phản ứng oxy hóa khử sinh học

2.3. Thế oxy hóa khử

-Cặp [Oxh]/[Red]:
+3 +2
-2
Fe /Fe , O2/O ,

+
NAD /NADH2

- Điện thế oxi hóa của các cặp oxy hóa khử: đuợc xác định nhờ điện thế kế với
o
điện cực so sánh là điện cực hydro (trong điều kiện sinh học pH7, nhiệt độ 30 C, thế oxy
hóa khử của điện cực hydro Eo= -0,42v)

- Khả năng cho và nhận điện tử của một chất phụ thuộc vào thế oxy hóa khử của
chất đó (là ái lực với điện tử)


2.3. Thế oxy hóa khử (tiếp theo)

- Dòng điện tử: điện tử chuyển từ
hệ có thế oxy hóa khử thấp đến hệ có
thế oxy hóa khử cao

-Trong tế bào phản ứng oxy hóa khử
thuờng diễn ra theo một chuỗi các phản
ứng liên tiếp. Oxy là chất có thế oxy
hóa khử lớn nhất, là chất oxy hóa vạn
năng


2.3. ThÕ oxy hãa khö (tiÕp theo)


2.4. Các kiểu oxy hóa khử sinh học

- Gồm 2 kiểu
1. Oxy hóa tự do
2. Oxy hóa phosphoril hóa
- Diễn ra độc lập, tuơng hỗ nhau

-

Tốc độ và đuờng huớng của mỗi kiểu phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của cơ
thể, tế bào, nhiệt độ môi truờng xung quanh

-

Do một phức hợp các enzym oxy hóa khử xúc tác


2.4. Các kiểu oxy hóa khử sinh học (tiếp theo)

1.

Oxy hóa tự do
- diễn ra trên bề mặt ty thể, trong tế bào chất
- oxy hóa các cơ chất tạo hợp chất trung gian và một

luợng nhỏ năng luợng

(ATP) theo kiểu phosphoril hóa ở mức cơ chất

2.

Oxy hóa phosphoril hóa

- diễn ra ở màng trong của ty thể
- oxy hóa từng bậc hydro của cơ chất tới nuớc, tạo các coenzym khử (NADH2,
FADH2) và một luợng lớn năng luợng (ATP) đuợc tạo thành theo kiểu
phosphoril hóa oxy hóa.


2.4. C¸c kiÓu oxy hãa khö sinh häc
ATP

NAD

Oxy

A

hãa

+2
Cu

NADH2

B

+

C

H2

tù do

Cu

FAD

+3
Fe

FADH2

+2
Fe

D

O2

H2

H2

H2

H2O
H2

Oxy hãa
phos-

H2

NAD

H2

FAD

H2

e

-

CoQ

e

b,c1, c ,aa3

phoril
hãa

ATP

ATP
ATP
ATP

Chuçi h« hÊp

ATP

O2


2.5. C¸c enzym oxy hãa khö

1. Enzym ho¹t hãa hydro (dehydrogenase)
- Dehydrogenase kÞ khÝ
- Dehydrogenase hiÕu khÝ

2. Enzym ho¹t hãa oxy (oxygenase)


Qu¸ tr×nh oxi hãa sinh häc c¬ b¶n trong hÖ thèng sinh häc

+
2H

Sucxinic

C¬ chÊt (AH2)

2e

H2

+
2H

+
2H

NAD
2e

2e

+
2H

FAD

2e

2e

CoQ

2c1

2e

2b

2e

2c

2e

2aa3

2e

O2

+
2H

Glucoza 6

+
2H

NADP

H2O

phossphat

Enzym häat hãa hydro

Enzym häat hãa oxy


2.5. C¸c enzym oxy hãa khö

1. Dehydrogenase

•
•

Xóc t¸c cho qu¸ tr×nh t¸ch hydro khái c¬ chÊt
Ph©n lo¹i:
Theo b¶n chÊt chÊt nhËn hydro
- hiÕu khÝ
- kÞ khÝ
Theo b¶n chÊt cña nhãm ngo¹i
- lo¹i pyridin (NAD, NADP)
- lo¹i flavin (FAD, FMN)


2.5. C¸c enzym oxy hãa khö

Lo¹i dehydrogenase pyridin

- Coenzym :
+
NAD : Nicotin Adenin Dinucleotit
+
NADP : Nicotin Adenin Dinucleotit Phosphat


Lo¹i dehydrogenase pyridin
CÊu t¹o NAD/(NADP)

Dạng khử

Dạng oxy
hoá

Trong NADP, gốc OH thay bằng liên kết este
với nhóm phosphat