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淺談?dòng)绊懨钢苿┐呋饔玫膸讉€(gè)因素

在追求綠色低碳的生活中，酶制劑的高效、安全、無毒副作用及對環(huán)境影響小等特點(diǎn)，滲透到我們生活的方方面面。如，我們吃的面包、喝的果汁飲料、手里用的紙質(zhì)文件都可以用到酶制劑。酶制劑的這些優(yōu)勢，使得在國家的“十二五”國家戰(zhàn)略規(guī)劃中，列入國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)目錄。因此，認(rèn)識(shí)酶制劑的化學(xué)本質(zhì)，了解酶蛋白的共性、催化特性和各種影響催化反應(yīng)的因素，控制外界條件，對于合理、正確使用酶制劑、防止酶制劑失活，提高催化反應(yīng)的效率有重要意義。以下簡單的介紹影響酶制劑催化作用的幾個(gè)因素。一、PH值的影響每種酶僅在較窄的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)出較高的活力，該pH值即是酶作用的最適pH值。一般來說，酶在最適pH值表現(xiàn)最穩(wěn)定，因此酶作用的pH值也就是其穩(wěn)定的pH值。酶反應(yīng)pH值過高或過低，酶都會(huì)受到不可逆的破壞，穩(wěn)定性、活力下降，甚至失活。不同酶的最適pH范圍不同，偏酸性、中性、偏堿性的都有。比如根據(jù)作用最適pH值，常把蛋白酶分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。酶作用pH值也是一定條件下，測得的參數(shù)。溫度或底物不同，酶作用的最適pH不同，溫度越高，酶作用的穩(wěn)定pH范圍越窄。因此，在酶催化反應(yīng)過程中，必須嚴(yán)格控制反應(yīng)的pH值。通過恒定50度溫水的水浴，可以加塊果膠酶的反應(yīng)速度。溫度每升高10℃，酶反應(yīng)速度增加1～2倍。二、溫度的影響在一定條件下，每種酶都有一個(gè)最適作用的溫度，在此溫度下酶活力最高，作用效果最好，酶也較穩(wěn)定，酶催化反應(yīng)的速度增加和酶活力的熱變性損失達(dá)到平衡，這個(gè)溫度便是酶作用的最適溫度。每種酶還有一個(gè)活性穩(wěn)定的溫度，在此溫度下在一定的時(shí)間、pH和酶濃度下，酶較穩(wěn)定，不發(fā)生或極少發(fā)生活力下降，這一溫度為酶的穩(wěn)定溫度。超過穩(wěn)定溫度進(jìn)行作用，酶會(huì)急劇失活。酶的這種熱靈敏性，可用臨界失效溫度Tc表示，指酶在1h喪失一半活力的溫度。所以，一般只有在酶的有效溫度范圍內(nèi)，才能進(jìn)行有效的催化作用，溫度每升高10℃，酶反應(yīng)速度增加1～2倍。溫度對酶作用的影響還與其受熱的時(shí)間有關(guān)，反應(yīng)時(shí)間延長，酶的最適溫度會(huì)降低。另外，酶反應(yīng)的底物濃度、緩沖液種類、激活劑和酶的純度等因素，也會(huì)使酶的最適溫度和穩(wěn)定溫度有所變化。三、酶濃度和底物濃度的影響底物濃度是決定酶催化反應(yīng)速度的主要因素，在一定的溫度、pH及酶濃度的條件下。底物濃度很低時(shí)，酶的催化反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而迅速加快，兩者成正比。隨著底物濃度的增加，反應(yīng)速度減緩，不再按正比例升高。底物濃度和酶催化反應(yīng)速度之間的關(guān)系，一般可用米氏方程式表示。有時(shí)底物濃度很高，還會(huì)因底物抑制作用造成酶反應(yīng)速度下降。當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^酶濃度，酶催化反應(yīng)速度一般與酶濃度成正比。此外，如果酶濃度太低，酶有時(shí)會(huì)失效，使反應(yīng)無法進(jìn)行。在食品加工中所進(jìn)行的酶催化反應(yīng)，酶用量一般比底物量少許多，同時(shí)也要考慮酶的成本因素。四、抑制劑的影響??許多物質(zhì)可以減弱、抑制，甚至破壞酶的作用，這些物質(zhì)稱為酶的抑制劑。如重金屬離子（Fe3+、Cu2+、Hg+、Pb+等）、一氧化碳、硫化氫、有機(jī)陽離子、乙二胺和四乙酸等。實(shí)際生產(chǎn)中，要了解和避免抑制劑對酶催化作用的影響。五、激活劑的影響許多物質(zhì)具有保護(hù)和增加酶活性的作用，或者促使無活性的酶蛋白轉(zhuǎn)變成有活性的酶，這些物質(zhì)統(tǒng)稱為酶激活劑。激活劑可分為三類：第一類是無機(jī)離子，如Na+、K+、Ca2+、、Mg2+、Cu2+、Co2+、Zn2+等陽離子，以及Cl-、NO3-、PO43-、SO42-等陰離子。第二類是分子較小的有機(jī)物，主要是維生素B族及其衍生物。第三類是具有蛋白質(zhì)性質(zhì)的高分子物質(zhì)。激活劑對酶催化反應(yīng)速度的影響與底物濃度相似，但在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用很少。如圖中的粉狀與液體堿性蛋白酶，粉狀酶制劑易于保存和運(yùn)輸，如在生產(chǎn)中用酶量很快，也可考慮液體狀酶制劑，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)而定。六、保存環(huán)境的影響酶制劑在低溫環(huán)境下處于休眠狀態(tài)，要使酶長期保存而不失去活性，在10℃保存酶活損失5-10%/6個(gè)月，常溫保存酶活損失10-15%/6個(gè)月。所以關(guān)鍵在于干燥和低溫。熱和光照都易使酶失去活性，因此，酶制劑應(yīng)密閉儲(chǔ)存在低溫避光處。另外，酶制劑水分含量越高，越易失活，故一般粉狀酶制劑易于保存和運(yùn)輸。此外，有些金屬離子也能引起酶失去活性或抑制酶的活力，應(yīng)避免選擇金屬離子的容器來保存酶制劑。

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2019-12

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