Bài giảng Sinh hóa môi trường

Sinh hóa học là khoa học nghiên cứu cơ sở phân tử của sự sống (thành phần cấu tạo và các quá trình biến đổi của các chất trong cơ thể sống). Thếgiới sinh vật vô cùng dồi dào và phong phú. Các hoạt động sống của thế giới này cũng thể hiện ra muôn màu muôn vẻ, nhưng nét đặc trưng và chung nhất là sự trao đổi chất, tức tác dụng qua lại và thường xuyên giữa mọi cơ thể và môi trường bên ngoài. Nhờquá trình trao đổi chất mà sinh vật chủ động thích nghi với ngoại cảnh. Trong sự trao đổi chất thì thức ăn đóng một vai trò vô cùng quan trọng. nhờ đó cơ thể thu nhận được những vật chất cần thiết để tạo hình và cung cấp năng lượng.

pdf44 trang | Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 2382 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Sinh hóa môi trường, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM TRƯỜNG ðẠI HỌC SÀI GÒN KHOA MÔI TRƯỜNG  BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT SINH HÓA MÔI TRƯỜNG HÊ CAO ðẲNG (30 TIẾT) Giáo viên biên soạn: DƯƠNG THỊ GIÁNG HƯƠNG Lưu hành nội bộ. NĂM HỌC 2007—2008. BÀI GIỚI THIỆU Sinh hóa học là khoa học nghiên cứu cơ sở phân tử của sự sống (thành phần cấu tạo và các quá trình biến ñổi của các chất trong cơ thể sống). Thế giới sinh vật vô cùng dồi dào và phong phú. Các hoạt ñộng sống của thế giới này cũng thể hiện ra muôn màu muôn vẻ, nhưng nét ñặc trưng và chung nhất là sự trao ñổi chất, tức tác dụng qua lại và thường xuyên giữa mọi cơ thể và môi trường bên ngoài. Nhờ quá trình trao ñổi chất mà sinh vật chủ ñộng thích nghi với ngoại cảnh. Trong sự trao ñổi chất thì thức ăn ñóng một vai trò vô cùng quan trọng. nhờ ñó cơ thể thu nhận ñược những vật chất cần thiết ñể tạo hình và cung cấp năng lượng. Quá trình trao ñổi chất bao gồm quá trình ñồng hóa và dị hóa. ðồng hóa là tổng hợp nên các chất cung cấp năng lượng. Dị hóa là quá trình giải phóng năng lượng. Hiện nay người ta áp dụng ngày càng rộng rãi phương pháp sinh học ñể xử lý nước thải bởi vì nó có những ưu việt hơn hẳn so với các phương pháp khác. Tác nhân xử dụng cho phương pháp này là vi sinh vật. Nói chung, về thành phần nguyên tố trong cơ thể sống chỉ tìm thấy 27 trong số hơn 100 nguyên tố ñã biết. Bốn nguyên tố chủ yếu là C, H, O, N. Một số nguyên tố thường gặp ở dạng ion như: Na+, K+ ,Mn2+ ,Ca2+ ,Cl+….các nguyên tố khác như: Mn, Co, Fe, Cu, Zn, Al,….chỉ có với số lượng rất nhỏ, gọi là các nguyên tố vi lượng. Chất cấu tạo nên cơ thể sống gồm hai nhóm: 1. Nhóm hữu cơ: Bao gồm ñạm (protein), ñường bột (glucid), chất béo (lipid), sinh tố (vitamin). 2. Nhóm vô cơ: Bao gồm nước và muối khoáng. CHƯƠNG I PROTEIN I. Giới thiệu chung về protein Protein là những hợp chất hữu cơ mà trong thành phần phân tử có các nguyên tố C, H, O, N,S, P,…. I.1.Chức năng sinh học của protein Protein là thành phần không thể thiếu ñược của tất cả các cơ thể sống. Một số chức năng quan trọng của nó là: - Xúc tác: Các protein có chức năng xúc tác ñược gọi là các enzym. - Vận tải; Một số protein ñóng vai trò như những “xe tải” vận chuyển các chất trong cơ thể, ví dụ hemoglobin vận chuyển oxy ñến các mô và cơ quan trong cơ thể. - Bảo vệ: Các kháng thể trong máu là những protein có khả năng nhận biết và “bắt” những chất lạ xâm nhập vào cơ thể. - Dự trữ dinh dưỡng: Cung cấp axit amin cho phôi phát triển, ví dụ ovalbumin trong lòng trắng trứng. I.2. Protein ñối với ñối với ñời sống con người Protein là thực phẩm quan trọng nhất .Không có protein thì không thể có sự sống, sinh trưởng và phát triển.Nếu cung cấp ñầy ñủ protein với chất lượng cao sẽ tạo ñiều kiện tối ưu cho cơ thể hoạt ñộng bình thường, phát triển tốt và khả năng lao ñộng cao.Thiếu protein sẽ dẫn tới mất cân bằng trong quá trình trao ñổi chất, dẫn ñến suy giảm khả năng miễm dịch và nhiều bệnh tật… Thực phẩm giàu protein Protein Trứng (trung bình) 6 grams Sữa ( 1 ly) 6.3 grams Sữa ñậu nành (200 ml) 6 grams ðậu hũ (100 g) 8 grams Yaourt (150g) 7 grams Cá (100g) 21 grams Phô-mát (100g) 25 grams Thịt bò (100g) 28 grams Thịt gà (100g) 25 grams Protein là thức ăn có giá trị dinh dưỡng cao, phù hợp khẩu vị.Ngoài ra chúng còn có nhiều tính chất cần thiết cho thực phẩm như khả năng tạo bọt, khả năng tạo màng (gel), tạo hình, khả năng ñông tụ và kết tủa… Nguồn protein : Hàm lượng protein trong các cơ thể sống thay ñổi khá nhiều. Nguồn protein ñộng vật chủ yếu là các loại thịt gia súc, gia cầm, cá tôm, sữa. Nguồn protein thực vật quan trọng là hạt các loại ñậu, ñặc biệt là ñậu tương. Nấm , tảo cũng là những nguồn protein quý giá. II. Cấu tạo phân tử của protein Protein ñược cấu tạo từ các L- α axit amin, liên kết với nhau bằng liên kết peptid. II.1. Axit amin II.1.1. Công thức tổng quát của L- α axit amin như sau: II.1.2. Phân loại axit amin Mặc dù axit amin rất ña dạng nhưng hầu hết chúng ñược cấu tạo từ 20 L- α axit amin và 2 amit tương ứng. Dựa vào những ñặc tính của mạch bên (nhóm R) người ta chia các axit amin thành các nhóm chính như sơ ñồ ( xem thêm bảng các axit amin ). II.1.3. Các axit amin không thay thế Axit amin Mạch thẳng Mạch vòng 1 COOH 1 NH2 trung tính 2 COOH 1 NH2 axit 1 COOH 2 NH2 bazơ ðồng vòng Dị vòng Trong số 20 axit amin thường gặp trong phân tử protein có một số axit amin mà cơ thể con người và ñộng vật không thể tự tổng hợp ñược, phải ñưa từ ngoài vào qua thức ăn, gọi là các axit amin cần thiết hoặc không thay thế. Khi thiếu thậm chí chỉ một axit amin này có thể làm cho cân bằng Nito âm (protein ñược tổng hợp ít hơn protein bị phân giải ). Theo tiêu chuẩn của FAO (tổ chức nông lương quốc tế ) thì 8 axit amin cần thiết với con người là: Treonin, Valin, Loxin, Izoloxin, Metionin, Triptophan, Lixin, Phenilalanin. Hàm lượng các axit amin không thay thế và tỷ lệ giữa chúng trong phân tử protein là một tiêu chuẩn quan trọng ñể ñánh giá chất lượng protein. II.2. Liên kết peptid Là liên kết – CO – NH – ñược tạo thành do phản ứng kết hợp giữa nhóm α- cacboxyl của axit amin này với nhóm α-amin của axit amin khác, loại ñi một phân tử nước. Nếu 3,4,5 …hoặc nhiều axit amin kết hợp với nhau tạo thành các peptid có tên tương ứng là tripeptid, tetrapeptid, pentapeptid,…và polypeptid. III. Cấu trúc của phân tử protein III.1. Cấu trúc bậc 1 Là trình thự sắp xếp các gốc axit amin tương ứng trong mạch polypeptid. Cấu trúc này ñược giữ vững bởi liên kết peptid. III.2. Cấu trúc bậc 2 Là tương tác không gian giữ các gốc axit amin ở gần nhau trong mạch polypeptid. Theo Paulin và Cori (giải thưởng Nobel 1951) thì cấu tryc1 bậc 2 chủ yếu là dạng xoắn α của cấu trúc bậc 1 và ñược giữ vững bởi liên kết hidro. Cấu trúc bậc 2 là cấu trúc ñiển hình sợi như keratin (tóc ), callogen (da, xương ). III.3. Cấu trúc bậc 3 Nhiều protein tan trong nước, protein xúc tác có dạng hình cầu. Sự cuộn lại của các cấu trúc bậc 2 thành các khối hình cầu gọi là cấu trúc bậc 3. Cấu trúc bậc 3 ñược giữ vững bởi liên kết cầu ñisunfua, liên kết hidro,… III.4. Cấu trúc bậc 4 Là nhiều cấu trúc bậc 3 liên kết lại với nhau tạo khối có nhiều dạng. IV. Tính chất của protein và axit amin: IV.1. Tính ñiện ly lưỡng tính Axit amin và protein ñều có tính ñiện ly lưỡng tính, tức là nó có khả năng phân ly như một axit hoặc một bazo hoặc trung tính tùy vào môi trường. Như vậy khi ñặt axit amin trong ñiện trường tùy theo pH môi trường nó có thể di chuyển tới catot hoặc anot. Ở một giá trị pH nào ñó axit amin không di ñộng trong ñiện trường tức trung hòa về ñiện tích. Giá trị pH này ñược gọi là ñiểm ñẳng ñiện của axit amin, ký hiệu là pHi (pI). Ý nghĩa: Trong môi trường pH = pI protein dễ dàng kết tụ lại với nhau. Có thể sử dụng tính chất này ñể xác ñịnh ñiểm ñẳng ñiện cũng như ñể kết tủa protein. Mặt khác, do sự sai khác về ñiểm ñẳng ñiện giữa các protein nên có thể ñiều chỉnh pH môi trường ñể tách riêng các protein ra khỏi hỗn hợp của chúng. IV.2. Tính chất của dung dịch keo protein, sự kết tủa protein Khi hòa tan, protein tạo thành dung dịch keo. Do trên bề mặt phân tử protein có các nhóm phân cực nên khi hòa tan trong nước các phân tử nước lưỡng cực ñược các nhóm này hấp phụ tạo thành màng nước bao xung quanh phân tử protein gọi là lớp vỏ hydrat. Hai yếu tố ñảm bảo ñộ bền của dung dịch keo protein là: - pH # pI . - Lớp vỏ hydrat bao quanh phân tử. Nếu loại bỏ hai yếu tố trên protein sẽ kết tủa. Sau khi protein ñã bị kết tủa, nếu loại bỏ yếu tố kết tủa protein lại có thể tạo thành dung dịch keo bền hoặc không. Trường hợp ñầu gọi là kết tủa thuận nghịch, trường hợp sau gọi là kết tủa không thuận nghịch. Trong trường hợp kết tủa không thuận nghịch protein bị mất tính chất ban ñầu hay còn gọi là bị biến tính. Các yếu tố kết tủa thuận nghịch (muối (NH4)2SO4, dung môi hữu cơ…) dùng ñể thu chế phẩm protein, các yếu tố kết tủa không thuận nghịch ( nhiệt ñộ cao, axit hoặc kiềm nồng ñộ cao, muối kim loại nặng…) dùng ñể loại bỏ protein khỏi dung dịch, làm ngừng phản ứng enzyme. IV.3. Phản ứng ñịnh tính và ñịnh lượng protein và axit amin - Trong môi trường kiềm mạnh protein phản ứng với CuSO4 tạo phức chất màu tím hoặc ñỏ. Phàn ứng này gọi là phản ứng Biure. ðây là phản ứng ñặc trưng cho liên kết peptid (tất cả các chất có chứa 2 liên kết peptid trở lên ñều cho phản ứng này ) và ñược sử dụng ñể ñịnh tính và ñịnh lượng protein. - ðể ñịnh tính và ñịnh lượng axit amin người ta dùng phản ứng Ninhydin. Tất cả các axit amin (trừ prolin ) phản ứng với ninhydrin tạo hợp chất màu xanh tím ( riêng prolin cho màu vàng ). V. Phân loại protein • Protein ñơn giản là những protein không có nhóm không phải là protein . Thí dụ albumin (có trong lòng trắng trứng ), globulin (có trong hạt cây họ ñậu ), glutelin (có trong lúa mì )…. • Protein phức phức tạp có chứa nhóm ngoại không phải là protein. Trong trường hợp này protein gọi là apoprotein, thí dụ homoglobin, lipoprotein…. VI. Sự chuyển hóa protein trong cơ thể sống và ứng dụng của protein IV.1. Trong cơ thể sống Protein thức ăn khi vào cơ thể nhờ enzyme xúc tác sẽ phân giải thành các axit amin . Axit amin thấm qua thành ruột theo máu tới các tế bào. Chúng là nguyên liệu ñể tổng hợp nên protein trong cơ thể. Sự tổng hợp protein diễn ra ở riboxom. Protein ñược tổng hợp trong cơ thể ñược gọi là protein ñặc trưng của cơ thể, nó ñược xây dựng từ axit amin của thức ăn song trình tự axit amin thì khác, do ñó protein ñặc trưng của cơ thể mang nét ñặc thù của mỗi cơ thể và khoi6ng còn giống protein của thức ăn nữa. IV.2. Trong công nghiệp thực phẩm: Trong chế biến thực phẩm: Hai hiện tượng thường gặp là thủy phân và biến tính: - Thủy phân : protein thủy phân hoàn toàn hoặc không hoàn toàn tạo các axit amin ( thúi dụ: sản xuất nước mắm, tương, các sản phẩm lên mem truyền thống, chao…) - Sự biến tính: Nhằm có một cấu trúc mong muốn ( thí dụ sản xuất phomai, yaourt, ñậu hủ ,…). Trong bảo quản thực phẩm: khi thực phẩm có ñộ ẩm cao nên protein bị thủy phân dưới tác dụng của enzyme thủy phân có trong bản thân thực phẩm hoặc của vi sinh vật xâm nhập. Kết quả là tạo ra nhiều aldehyt, amin, rượu khác nhau khiến sản phẩm có mùi và có thể ñộc. Thực phẩm có thể bị giảm chất lượng do sự biến tính protein (dẫn tới mất hoạt tính sinh học, ñông tụ protein ,…). Bởi vậy ñể bảo quản thực phẩm cần phải khử enzyme, giảm ñộ ẩm, bổ sung các chất ức chế vi sinh vật… CHƯƠNG II ENZYME I. Giới thiệu chung về enzyme I.1. Enzyme là gì ? Trong các tế bào của cơ thể sống luôn xảy ra quá trình trao ñổi chất. Quá trình này là tập hợp các qui luật của rất nhiều các phản ứng khác nhau. Làm thế nào ñể những phản ứng hóa học rất khác nhau và rất khó xảy ra trong ñiều kiện bình thường ở ngoài cơ thể, ñể tiến hành thường ñòi hỏi tác dụng của hóa chất ( axit, kiềm,…) và ñiều kiện nhiệt ñộ, áp suất cao lại có thể xảy ra trong cơ thể sống hết sức nhanh, trong ñiều kiện êm dịu? Câu trả lời là các phản ứng này diễn ra do tác dụng của các chất xúc tác sinh học – các enzyme. I.2. Cấu tạo hóa học của enzyme Bản chất hóa học của enzyme là protein có nghĩa là enzyme ñược cấu tạo từ các L- α axit amin liên kết với nhau bởi liên kết peptid. Enzyme chỉ cấu tạo từ axit amin ñược gọi là enzyme một thành phần ( một cấu tử, enzyme ñơn giản ). Enzyme ñược cấu tạo từ chuỗi polypeptid và phần phi enzyme ñược gọi là enzyme hai thành phần ( hai cấu tử, enzyme phức tạp ). Trong trường hợp này chuỗi polypeptid ñượ gọi là apoenzyme, còn phần phi protein gọi là coenzyme . Thường gặp coenzyme có bản chất là ion kim loại hoặc vitamin. I.3. Trung tâm hoạt ñộng của enzyme Ở mỗi phân tử enzyme ñều tồn tại một vùng cấu trúc nơi trực tiếp xảy ra phản ứng xúc tác gọi là trung tâm hoạt ñộng của enzyme. Cấu tạo của các trung tâm hoạt ñộng enzymr hiện còn biết rất ít. Ở các enzyme một cấu tử, trung tâm hoạt ñộng thường bao gồm một tổ hợp các nhóm ñịnh chức axit amin không tham gia tạo thành trục chính của sợi polypeptid ( thí dụ nhóm – SH của xystein , -OH của xerin…) các nhóm này có thể ở xa nhau trong mạch polypeptid nhưng lại rất gần nhau trong không gian ( ở cấu trúc bậc 3 và 4 ). Vì vậy chỉ cần một biến ñổi nhỏ của môi trường ảnh hưởng ñến cấu trúc của phân tử enzyme sẽ làm vô hiệu hóa trung tâm hoạt ñộng và enzyme mất hoạt tính. Ở enzyme hai cấu tử vai trò trung tâm hoạt ñộng thường do nhóm ngoại (coenzyme ) ñảm nhận. Trung tâm hoạt ñộng ( TTHð) có cấu hình không gian rất tương ứng với cấu trúc của cơ chất và thường ñược hình thành trong quá trình enzyme tiếp xúc với cơ chất. Quan niệm chìa khóa và mô hình Koshland. Một số enzyme có TTHð tồn tại dưới dạng chưa hoạt hóa gọi là zimogen hoặc proenzyme. Thí dụ pepxinogen, tripxinogen… có thể ñược hoạt hóa nhờ các proteaza khác (tripxin chẳng hạn ). Các enzyme này cắt ñi một vài ñoạn peotid có tác dụng kìm hãm TTHð của enzyme. II. Tính chất của enzyme II.1. Cường lực xúc tác Enzyme có khả năng xúc tác mạnh hơn nhiều so với xúc tác thông thường. Thí dụ: ñể thủy phân 5 kg protein trứng cần phải ñun sôi trong nhiều giờ còn nếu sử dụng 1gam pepxin thì chỉ mất 2 giờ trong nhiệt ñộ thường. II.2. Tính ñặc hiệu của enzyme Mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác cho sự chuyển hóa một hay một số chất nhất ñịnh theo kiểu phản ứng nhất ñịnh. Sự tác dụng có tính lựa chọn cao này gọi là tính ñặc hiệu của enzyme. Người ta phân biệt: a) ðặc hiệu kiểu phản ứng: mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác cho một trong các kiểu phản ứng chuyển hóa một chất nhất ñịnh, thí dụ phản ứng oxy hóa khử, phản ứng thủy phân. b) ðặc hiệu cơ chất: ðặc hiệu tuyệt ñối: Enzyme chỉ tác dụng trên một cơ chất nhất ñịnh. Thí dụ ureaza chỉ tác dụng với ure mà không tác dụng với dẫn xuất của nó. Ureaza H2N – CO – NH2 + H2O CO2 + H2O Ureaza H2N – CO – NH3 + H2O không xảy ra E S [ES] S E [ES] ðặc hiệu tương ñối: Enzyme chỉ có khả năng tác dụng lên một kiểu liên kết hóa học nhất ñịnh trong phân tử cơ chất không phụ thuộc vào cấu tạo phân tử của phần tham gia tạo thành liên kết ñó. Thí dụ enzyme lipaza có khả năng thủy phân tất cả các liên kết este. CH2OCOR1 CH2OH R1COOH Lipaza CHOCOR2 + H2O CHOH + R2COOH CH2OCOR3 CH2OH R3COOH c) ðặc hiệu nhóm: Enzyme có khả năng tác dụng lên một kiểu liên kết hóa học nhất ñịnh với ñiểu kiện một tronh hai thành phần tham gia tạo thành liên kết phải có cấu tạo xác ñịnh. Thí dụ cacboxypeptidaza có khả năng phân cắt liên kết peptid gần nhóm cacboxyl tự do. Cacboxylpeptidaza R – C – N – CH – COOH RCOOH + H2N – CH – COOH || | | | O H R’ R’ d) ðặc hiệu quang học: Enzyme chỉ tác dụng với một tronh hai dạng ñồng phân quang học của cơ chất. thí dụ fumarathydrataza chỉ khử nước của axit L – malic mà không tác dụng với D- malic ñể tạo axit fumaric. COOH HCOOH | Fumarahydrataza || HO - CH HOOC – CH | CH2 | COOH L- malic axit fumaric III. Cơ chế tác dụng của enzyme Phản ứng enzyme xảy ra qua 3 giai ñoạn Giai ñoạn 1: Enzyme ( E ) nhanh chóng kết hợp với cơ chất ( S ) bằng liên kết yếu tạo phức enzyme – cơ chất ( ES ) không bền. [ E ] + [ S ] → [ ES]. Giai ñoạn 2: Cơ chất bị biến ñổi do sự kéo căng và phá vỡ các liên kết. Giai ñoạn 3: Tạo sản phẩm, enzyme ñược giải phóng dưới dạng tự do. [ ES] → [P] + [ E ]. Thí dụ: Phản ứng thủy phân IV. Các yếu tố ảnh hưởng ñến hoạt ñộng của enzyme IV.1. Nồng ñộ enzyme Nói chung , trong ñiều kiện thừa cơ chất tốc ñộ phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng ñộ enzyme: V = K [ E ]. Trong ñó: V – vận tốc phản ứng; [ E ] – nồng ñộ cơ chất; K – hằng số. IV.2. Nồng ñộ cơ chất IV.3. nhiệt ñộ Trong công nghiệp sản xuất và bảo quản sản phẩm thực phẩm yếu tố nhiệt d0o65 thường ñược sử dụng ñể ñiều hòa phản ứng enzyme . Ở nhiệt ñộ thấp enzyme giảm hoạt ñộ song không bị biến tính nhiều. Ở nhiệt ñộ cao ( 70 0C) enzyme bị biến tính và không có khả năng phục hồi hoạt ñộ. Nhiệt ñộ tối thích vào khoảng 40 – 50 0C. IV.4. Giá trị pH IV.5. Chất kích thích và kìm hãm Chất kìm hãm là những chất làm giảm hoạt ñộ của enzyme. Người ta phân biệt chất kìm hãm cạnh tranh và không cạnh tranh. Chất hoạt hóa là những chất làm tăng hoạt ñộ xúc tác của enzyme. V. Cách gọi tên và phân loại enzyme V.1.Cách gọi tên trước kia thường gọi tên enzyme một cách tùy tiện, tùy tác giả. Các tên quen dùng như pepxin, tripoxin,…hiện nay vẫn ñược dùng gọi là tên thông dụng. Tên gọi ñầy ñủ, chính xác, theo quy ước quốc tế ñược gọi theo tên cơ chất ñặc hiệu của nó cùng với tên của kiểu phản ứng mà nó xúc tác, cộng thêm ñuôi aza. Thí dụ: Glucozyltransferaza là enzyme xúc tác cho phản ứng vận chuyển gốc ñường. V.2. Phân loại enzyme Enzyme ñược chia làm 6 loại 1. Oxydoreductaza: là enzyme xúc tác phản ứng oxy hóa khử. Thí dụ: dehydrogenaza, oxydaza, peroxydaza,… 2. Transferaza: là enzyme xúc tác sự vận chuyển nhóm hóa học từ chất này sang chất khác. Thí dụ: aminotransferaza,… 3. Hydrolaza: Enzyme xúc tác phản ứng thủy phân. Thí dụ: peptidhydrolaza, lipaza,… 4. Liaza: xúc tác phản ứng loại CO2 ra khỏi một chất. Thí dụ: piruvatdecacboxylaza (loại CO2 ra khỏi axit piruvic),… 5. Izomeraza: là enzyme xúc tác quá trình ñồng phân hóa. Thí dụ glucoizomeraza,… 6. Ligaza: Là enzyme xúc tác cho phản ứng cần năng lượng. Thí dụ: piruvat cacboxylaza, asparaginsyntetaza,… VI. Tính ưu việt của phản ứng enzyme và một số ứng dụng của enzyme VI.1. tính ưu việt của phản ứng enzyme ðiều kiện phản ứng ôn hòa hơn so với xúc tác hóa học, do ñó dễ thực hiện, ít tốn kém và hiệu quả cao. Ít tốn kém hơn về năng lượng. Thí dụ : phản ứng thủy phân sacaroza nếu không có chất xúc tác thì cần năng lượng là 32 000 cal/mol, nếu xúc tác là axit thì cần năng lượng là 25000 cal/mol, nếu xúc tác là enzyme invertaza thì chỉ cần năng lượng là 9 400 cal/mol. Phản ứng enzyme diễn ra với vận tốc rất nhanh. Thí dụ : ñể thủy phân protein thành axit amin cần liềm hoặc axit trong vòng vài chục giờ, song nếu sử dụng enzyme thùi chỉ cần vài chục phút. VI.2. Một số ứng dụng của enzyme Trong công nghiệp thực phẩm: Ứng dụng của phản ứng thủy phân: ñể tạo cấu trúc mong muốn, ñể cải thiện cấu trúc của sản phẩm (mùi, vị,…), ñể thu những sản phẩm có phân tử lượng nhỏ : thí dụ enzyme amilaza, proteaza,…trong công nghiệp sản xuất rượu, bia, bánh mì, chế biến thịt,… Ứng dụng của phản ứng oxy hóa khử: thí dụ các loại chè, cà phê, thuốc lá khác nhau là do sử dụng một cách tài tình các enzyme có sẵn trong nguyên liệu hoặc chế phẩm enzyme có nguồn gốc ñộng thực vật, ñặc biệt là vi sinh vật. Một số enzyme còn ñược sử dụng ñể bảo quản thực phẩm, thí dụ glucooxydaza ñược sử dụng ñể ngăn chặn quá trình oxy hóa,… Trong xử lý môi trường: Phương pháp xử lý sinh học: Xử dụng VSV phân giải hầu hết các chất với thời gian ngắn, trong ñiều kiện ñơn giản, các thiết bị xử lý ñơn giản, chi phí không cao, phương pháp tiến hành ñơn giản. CHƯƠNG III GLUXIT I. Giới thiệu chung về gluxit Gluxit là nhóm chất hữu cơ phổ biến cả ở ñộng vật ( 2 % trọng lượng các chất khô) và thực vật ( 80 – 90 % trọng lượng các chất khô). Gluxit ñược tổng hợp bởi cây xanh từ CO2, H2O và năng lượng của ánh sáng mặt trời, còn con người và ñộng vật không có khả năng ñó và phải sử dụng nguồn gluxit từ thực vật. Gluxit thuộc nhóm dinh dưỡng ñặc biệt quan trọng ñối với người và ñộng vật. Các nguyên tố tạo nên gluxit là C, H và O. I.1. Chức năng sinh học của gluxit Gluxit là chất cung cấp năng lượng chủ yếu (60 % ) cho các quá trình sống của cơ thể. Tuy ñộ sinh nhiệt chỉ bằng một nửa lipid song gluxit có ưu thế nổi bật là hòa tan tốt trong nước, làm môi trường cho các phản ứng xảy ra trong cơ thể. Gluxit có vai trò cấu trúc , tạo hình (xelluloza). Gluxit có vai trò bảo vệ (mucopolysacharit). I.2. phâ