Enzimi SAŽETAK

Kemijska priroda i struktura enzima

Enzimi su proteini s katalitičkim djelovanjem koji specifično aktiviraju i pretvaraju supstrate u produkte. Neki enzimi su čisti proteini građeni od aminokiselina molekularne mase od 1200012\,000 do približno 10000001\,000\,000, dok drugi sadrže neproteinsku komponentu poput vitamina, metala ili lipida. Kompletan, aktivni enzim naziva se holoenzim, a sastoji se od proteinskog dijela (apoenzim) i neproteinskog dijela (kofaktor).

Svojstva i mehanizam djelovanja

Enzimi su visoko specifični katalizatori koji ubrzavaju reakcije faktorom od 10310^3 do 101110^{11} puta u usporedbi s nekataliziranim reakcijama. Djeluju stereospecifično unutar aktivnog mjesta, a opći mehanizam reakcije prati slijed: enzim + supstrat \rightarrow kompleks \rightarrow enzim + produkt. Njihova aktivnost ovisi o temperaturi (npr. mikroorganizmi prilagođeni na 0C0\,^{\circ}C ili 100C100\,^{\circ}C), pHpH vrijednosti te koncentraciji enzima i supstrata.

Klasifikacija i nomenklatura enzima

Komisija za enzime (The Enzyme Commission) uvela je sustav u kojem svaki enzim ima sustavno ime, trivijalno ime i broj komisije (ECEC broj sastavljen od četiri broja). Postoji šest osnovnih grupa enzima prema tipu reakcije: 1. Oksidoreduktaze (prijenos vodika ili elektrona), 2. Transferaze (prijenos grupa), 3. Hidrolaze (cijepanje veza uz sudjelovanje vode), 4. Liaze (stvaranje dvostrukih veza bez hidrolize), 5. Izomeraze (izomerizacija supstrata) i 6. Ligaze (vezanje dviju molekula uz utrošak ATPATP-a).

Upravljanje enzimskom aktivnošću i inhibicija

Enzimska brzina ovisi o više čimbenika, uključujući prisutnost inhibitora koji mogu biti kompeticijski ili nekompeticijski. Inaktivacija se može postići denaturacijom pomoću povišene temperature, visokog tlaka, zračenja ili organskih otapala, kao i kemijskom modifikacijom aktivnih skupina. Inhibitori su ključni za kontrolu kvarenja hrane i aktivnosti insekata ili mikroorganizama.

Utjecaj enzima na svojstva hrane

Enzimi utječu na boju, teksturu i aromu hrane. Polifenol oksidaza uzrokuje enzimsko posmeđivanje voća i povrća, dok lipoksigenaza i klorofilaza utječu na pigmente i masne kiseline. Tekstura ovisi o enzimima koji djeluju na ugljikohidrate, poput pektin metilesteraze, poligalakturonaze i amilaza (α\alpha-amilaza, β\beta-amilaza i glukoamilaza), te na proteine (proteaze). Aroma se formira tijekom dozrijevanja ili skladištenja, pri čemu su peroksidaza i lipoksigenaza često odgovorne za nepoželjne mirise.

Primjena i izvori enzima

Enzimi se proizvode iz mikroorganizama, biljaka (npr. papain iz papaje, bromelain iz ananasa, ficin iz smokve) i životinjskih organa (npr. renin iz telećih želudaca, tripsin iz pankreasa). Primjenjuju se u proizvodnji sirupa, piva, mliječnih proizvoda, pekarstvu te preradi voća i povrća. Suvremeni tehnološki pristup uključuje korištenje vezanih enzima na nosačima (npr. metil celuloza, silikagel) i multienzimskih kompleksa koji značajno ubrzavaju industrijske procese.