آنزيم ها

1. آنزيم ها گهر وقت بدين خيرگي از دست مده آخر اين در گرانمايه بهايي دارد صرف باطل نکند عمر گرامي ، پروين آنکه چون پير خرد راهنمايي دارد پروين اعتصامي

2. آنزيم ها • ترکيباتي پروتئيني هستند که به عنوان بيوکاتاليزور برخي از واکنشهاي خاص بيو شيميايي بخش کوچکي از مواد غذايي را تشکيل مي دهند و ممکن است باعث ايجاد اثرات مطلوب يا نامطلوب در ماده غذايي شوند اين مواد با کاهش انرژي اکتيواسيون باعث افزايش سرعت واکنش شده و ممکن است پروتئين ساده بوده و يا داراي کوفاکتور هايي ازجمله حاوي يونهاي فلزي باشند .

3. تغییرات انرژی در جریان یک واکنش در غیاب آنزیم(خط ممتد)و در حضور آنزیم (خط نقطه چین)

4. مزیت آنزیمها در مقایسه با کاتالیزگرهای شیمیائی • سرعت عمل آنزیمها

5. مزیت آنزیمها در مقایسه با کاتالیزگرهای شیمیائی • اختصاصی عمل کردن فوق العاده آنزیمها

6. نامگذاري آنزيم ها • سوبسترا + آز همانند اوره از،ليپاز، پروتئاز، سوکراز • عمل آنزيم + آز همانند اکسيداز، هيدرولاز • نامگذاري متداول آلفا - آمیلاز • نامگذاري سيستماتيک glucanohydrolase α-1,4 glucan 4- • شماره سیستماتی EC 3.21.1 • EC مخفف نام کمسیون آنزیم و اعداد بعدی هر کدام خاصیت خاصی را بیان می کنند.

7. طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها • اکسيدو ردوکتاز ها : در اکسیداسیون سیستمهای بیولوژیکی شرکت دارند. آنزیمهائی مثل: • دهیدروژناز • ردوکتاز • اکسیداز • اکسیژناز • هیدروکسیلاز و کاتالاز

8. طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها • ترانسفراز ها : انتقال گروههای مختلف شیمیائی مثل متیل، استیل ، آلدهید ، کتون ، آمین و فسفات را از سوبسترا به سوبسترای دیگر کاتالیزه می کنند.

9. طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها • هيدرولازها : باعث شکسته شدن پیوندها از طریق هیدرولیز می شوند.

10. طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها • ليازها : این گروه نیز سبب شکسته شدن پیوندها می شود،اما از روشهائی غیر از هیدرولیز . آنزیمهائی مثل کربوکسیلاز و آلدولاز از این گروه می باشند.

11. طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها • ايزومراز ها : این گروه سوبسترا را به شکل ایزومری آن تبدیل می کنند. راسماز و اپی مراز از این گروه می باشند.

12. طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها • ليگازها : برخی از انواع سنتزها را کاتالیز می کنند.

13. کوفاکتورها • آنزیمها صرفا یک ماده پروتئنی خالص نبوده و با مواد غیرپروتئینی مثل یونهای فلزی و یا مولکولهای آلی غیرپروتئینی با وزن کم همراه هستند. این مواد کوفاکتور نامیده می شوند. • قسمت پروتئینی آنزیم = آپوآنزیم • آنزیم همراه با کوفاکتور = هولوآنزیم • ویتامین در ساختمان کوفاکتور = کوآنزیم • نیکوتینامید آدنین دی نوکلئوتید NAD از مهمترین کوآنزیمهاست • فلاوین آدنین دی نوکلئوتید FAD

14. مکانیسم عمل آنزیمها Lock and Key Model + + E + S ES complex E + P P S S P

15. مکانیسم عمل آنزیمها • بازدارنده ها: برخی از فرایندهای آنزیمی را کند و یا متوقف می کنند. • بازدار نده ها بدو صورت رقابتی و غیر رقابتی عمل می کنند. • بازدارنده تریپسین یکی از مهمترین بازدارنده هاست که با ماده پروتئینی یک کمپلکس ناپایدار تشکیل داده ولی با آنزیم کمپلکس پایدار تشکیل می دهد.

16. آلفا آميلاز پيوندهاي گليکوزيد ي را مورد حمله قرار مي دهد و يک اندو آنزيم است در بافتهاي گياهي وجانوري وجود دارد در گندم جوانه زده ميزان آن زياد است و وجود يون کلسيم به عنوان کوفاکتور براي فعاليت آن ضروري است . فعاليت آن در آرد گندم باعث ايجاد CO2 مي شود که اثر نامطلوب است .

17. بتا آميلاز پيوندهاي گليکوزيد ي را مورد حمله قرار مي دهد و يک اگزو آنزيم است از انتهاي غير احياکننده به صورت يک درميان اتصالات آلفا يک به چهار را مي شکند . محصول آن مالتوز است در صنايع آبجو سازي از آن استفاده مي شود

18. بتا آميلاز يکی از مشکلات تهيه شربت گلوکز از نشاسته ذرت حضور آنزيم ترانس گلوکزيداز است که سبب اتصال گلوكزها به هم مي شود. در صنايع آبجو سازي از آن استفاده مي شود

19. گلوکو آميلاز پيوندهاي گليکوزيد ي را مورد حمله قرار مي دهد و يک اگزو آنزيم است از انتهاي غير احياکننده به صورت متوالي اتصالات آلفا يک به چهار را مي شکند. محصول آن گلوکز است براي توليد شربت گلوکز از آن استفاده مي شود

20. پولولاناز • پولولاناز و ايزوآميلازها تنها اتصالات جانبي 1به 6 را مي شكند با اين تفاوت كه ايزوآميلازها زنجيره هاي انشعابي با بش از 3 واحد گلوكز را هيدروليز مي كنند در حاليكه پولولاناز بر روي زنجيره هاي جانبي كمتر از سه واحد هم عمل مي كند.

21. لاکتوز گلوکز + گالاکتوز بتا گالاکتوزيداز • شناخته شده ترين عمل اين آنزيم هيدروليز لاکتوز است که لاکتاز نيز ناميده مي شود. افرادي که انزيم لاکتاز ندارند قادر به هضم لاکتوز نيستند. بنابراين مصرف محصولات لبني در اين افراد سبب ايجاد دل درد، سوء هاضمه و اسهال مي شود.

22. پروتئازها

23. R1 R1 H H O O H X N C C N C C Y H R2 R2 H H2O O O H X N C C OH C H N C Y H H پروتئازها • پروتئاز ها پيوند هاي خاصي را در ساختمان پروتئينها مورد حمله قرار مي دهند و باعث هيدروليز پيوند هاي خاصي از پروتئينها مي شوند

24. R1 R1 H H O O H X N C C N C C Y H R2 R2 H H2O O O H X N C C OH C H N C Y H H پروتئازها • تفاوت اصلي آنزيم هاي اين گروه در گزينش گري واحدهاي R1 و R2 است . اين آنزيم ها از لحاظ عمل هيدروليز به دو دسته اندو پپتيداز و اگزو پپتيداز تقسيم مي شوند . • آنزيم کيمو تريپسين تنها پيوند هاي پپتيدي را مورد حمله قرار مي دهد که R1 در آنها از اسيد امينه تيروزين يا فنيل آلانين و يا تريپتوفان تامين شده باشد . • آنزيم تريپسين به پيوند هاي پپتيدي حمله مي کند که R1 آنها آرژنين يا ليزين باشد . • آنزيم پپسين وکربوکسي پپتيداز به پيوند هاي پپتيدي حمله مي کنند که R2 آنها فنيل آلانين باشد

25. پروتئازها به چند دسته زير تقسيم مي شوند: • پروتئازهاي اسيدي • پروتئاز هاي داراي اسيدامينه سرين • پروتئاز هاي سولفيد ريلي • پروتئاز هاي واجد فلز

26. پروتئازها • رنین: آنزیم موجود در رنت یا مایه پنیر است • از معده گوساله شیر خوار استخراج می گردد • معده گوساله علف خوار بجای رنین ،پپسین و یا حالت غیرفعال آن یعنی پرورنین ترشح می کند • تبدیل پرورنین به رنین با افزودن اسید تسریع می گردد. • pH مناسب برای فعالیت رنین 3/5 اما بیشترین پایداری آن در 5 مشاهده شده و تولید پنیر در pH 6/5 – 5/5 صورت می گیرد.

27. پروتئازها • پپسین: • در پوشش مخاطی سطح معده تولید می گردد. • بصورت غیرفعال پپسینوژن نام دارد که در pH پائین به پپسین فعال تبدیل می گردد. • از 321 اسید آمینه تشکیل شده است • در pH بیشتر از 5 دناتوره می شود • ترجیحا اتصالهای مجاور فنیل آلانین ،تیروزین و ترپتوفان را می شکند

28. پروتئازها • تریپسین و کیموتریپسین: از پانکراس در روده ترشح می شوند. • تریپسین پیوند پپتیدی تشکیل شده توسط گروه کربوکسیل اسید آمینه لیزین یا آرژنین با سایر اسیدهای آمینه را می شکند • کیموتریپسین شامل چند آنزیم شبیه بهم با پیشوند آلفا ، بتا ، گاما ، دلتا و پی می باشد.که پیوندهای مجاور اسیدآمینه تیروزین ،فنیل آلانین و ترپتوفان را می شکند • pH مناسب برای فعالیت آن 8 است.

29. پروتئازها • کاتپسین ها: در لیزوزومهای سلولی قرار گرفته و در دوران حیات حیوان نقش چندانی ایفا نمی کنند • پس از مرگ در عمل ترد شدن گوشت و جمود نعشی شرکت می کنند • پس از مرگ با رها شدن از لیزوزوم باعث تجزیه میوفیبریل ها و کوژلان می شوند.

30. پروتئازها • پاپادئین ،فیسین و بروملائین: دارای ریشه گیاهی بوده و بترتیب از میوه رسیده درخت پاپایا ،لاتکس انجیر و میوه و ساقه آناناس به دست می آیند. • محل فعال این آنزیمها دارای یک سیستئین و هیستیدین است. • pH مناسب برای فعالیت آن 7/5 – 6 است. • پیوندهای پپتیدی ، استری و آمیدی را هیدرولیز می کند. • مهمترین کاربرد این گروه استفاده از آنها برای ترد کردن گوشت است.

31. پروتئازها • درصد فراکسیونهای گوشت که تحت اثر انزیم به صورت محلول در آمده اند :

32. لیپاز ها • انواع مختلفی دارند و سبب شکسته شدن پیوندهای استری میان گروهای الکلی و اسیدی می گردند • در سطح میان امولسیون آب و چربی اثر خود را ظاهر می سازند • فعالیت لیپاز در شیر همگن شده از شیر خام بیشتر است. • توسط بعضی از باکتریها و کپکها تولید می شود ، در عالم حیوانی در پانکراس و شیر یافت می شود. • درشیر باعث جدا شدن اسید چرب که منجر به ترشیدگی و تندی می گردد • دربعضی از پنیرها مفید می باشند

33. لیپاز ها • بعضی از لیپازها اختصاصی عمل می کنند. • لیپاز پانکراس ترجیحا اسیدهای چرب در موقعیتهای 1 و 3 را می شکند و منجر به تولید 2- مونوگلیسرید می شود.

34. پلی فنل اکسیداز ها • این آنزیمها سبب ایجاد رنگ قهوه ای در مواد غذائی می شوند • پلی فنلاز یا فنلاز نیز به این گروه اطلاق می شود • این آنزیمها دارای کوفاکتور مس هستند • ارتو دی هیدروکسی فنل را به ارتوکینون تبدیل می کنند

35. واکنش قهوه اي شدن • سوبستراهاي اين واکنش : • کاتکينها در چاي • پيروگالل • اسيد کلروژنيک در سيب و گلابي • تيروزين در چغندر قند • آنتوسيانيدینها • دي هيدروکسي فنيل الانين • اسيد کافئيک در قارچها • مشتقات متيل فنل ها سوبستراي اين واکنش نيستند. مانند اسيد فروليک

36. OH OH O OH O + O2 OH OH CH3 CH3 مکانيسم واکنش قهوه اي شدن الف – هيدرو کسيلاسيون : دراين مرحله آنزيمي بنام کرزولاز يک گروه OHرا به موقعيت ارتو ترکيب مونو فنلي اضافه مي کند و آن را به ترکيب دي فنلي تبديل مي کند . + + + H2O کرزولاز ارتو کينون کاتکول کرزول

37. O OH O 1/2O2 + + H2O OH کاتکولاز CH3 کاتکول CH3 مکانيسم واکنش قهوه اي شدن ب – اکسيداسيون : دراين مرحله آنزيمي بنام کاتکولاز ترکيب دي فنلي را به ارتوکينون اکسيد مي کند

38. مکانيسم واکنش قهوه اي شدن ج – پليمريزاسيون : دراين مرحله ترکيبات ارتوکينوني بدست آمده از مرحله قبل پليمريزه شده و ترکيبات قهوه اي رنگ ملانين دار توليد مي کنند قبل از تشکيل ترکيبات فوق ترکيبات واسطي همانند دوپا (dihydroxyphenylalanine) ودوپامين نيز توليد مي شوند pH بهینه برای فعالیت انزیم 7 است

45. روشهاي کنترل قهوه اي شدن آنزيماتيک

46. کنترل واکنش قهوه اي شدن آنزيمي • حذف اکسيژن( غوطه وري سازي در آب، شربت ، آب نمک ، عمل آوري تحت خلاء ) • حذف عنصر مسبا استفاده از عوامل شلات دهنده نظير اسيد سيتريک ، اسيد هاي آلي و EDTA ، آزيد ها ، سيانيد ، مونواکسيد کربن و يونهاي هاليد ها • غير فعال کردن آنزيم با استفاده از حرارت دهي ( بلانچينگ( • غير فعال کردن آنزيم با استفاده از تابش • کنترل کردن آنزيمبا استفاده از کاهش pH ( اسيد سيتريک ، اسيد ماليک و اسيد فسفريک

47. کنترل واکنش قهوه اي شدن • استفاده از مهار کننده هاي آنزيم اسيد هاي کربوکسيليک حلقوي الکل هاي آليفاتيک آنيون ها پپتيد ها رزورسينولها اکسيژناز ها پروتئازها

48. کنترل واکنش قهوه اي شدن • استفاده از مهار کننده هاي سوبسترا ها استفاده از سيکلودکسترين هااستفاده از پلي ساکاريد هاي سولفاته شده استفاده از O-methyltransferaseبراي تبديل دي هيدروکسي فنل ها به مشتقات متوکسياستفاده از protocatechuate 3,4-dioxigenase • استفاده از مهار کننده هاي محصولات براي جلوگيري از تشکيل پليمر استفاده از L – اسکوربيک اسيد استفاده از ترکيبات تيولي استفاده از سولفيتهااستفاده از اسيد هاي امينه

49. سولفيتها • SO2 : دي اکسيد گوگرد • SO3 : سولفيت • HSO3- : بي سولفيت • S2O5-: متا بي سولفيت سولفيتها به طور گسترده اي براي جلوگيري از قهوه اي شدن ميگو، سيب زميني، سيب، قارچها و ساير ميوه جات وسبزيها مورد استفاده قرار مي گيرند . • سولفيتها چندين نقش دارند :خاصيت ميکروب کشي جلوگيري کننده از واکنش قهوه اي شدن غير آنزيمي جلوگير ي کننده از واکنش قهوه اي شدن آنزيمي واکنش با جايگاه فعال آنزيم واکنش با کينون ها وتشکيل سولفو کينون ها

50. .