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(共12张PPT)
项目五 酶类的性能与控制
酶的催化特点
酶的催化特点
酶作为催化剂，与一般催化剂有相似的性质
（1）改变化学反应速度，本身在化学反应前后没有质和量的改变。参与完一次化学反应后，会立即恢复到原来的状态，继续参与下一次反应。
（2）仅能改变化学反应的速度，缩短反应达到平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
（3）用量少而催化效率高，只需微量就可大大加速化学反应的进行。
（4）能降低反应的活化能，在任何化学反应中，反应物分子必须超过一定的能阈，成为活化的状态，才能发生变化形成产物。这种提高低能分子达到活化状态的能量，称为活化能，即活化分子比一般的分子所多含的能量。
酶的催化特点
我们可以看到，不存在催化剂时，底物到达过渡态需要的活化能为E2，有催化剂时，需要的活化能为E1，E2明显要远高于E1，所以说催化剂能大大降低反应的活化能，从而缩短反应时间。
酶特有的催化特点
酶与非生物催化剂之间最大的区别是酶具有专一性，对底物有严格的选择。
不同的反应需要不同的酶。一种酶只能作用于一种底物、一类化合物、一定的化学键、一种异构体或催化一定的化学反应并生成一定的产物，这种特性称为酶作用的专一性或特异性。这种专一性是由酶蛋白的立体结构所决定的。
酶特有的催化特点
根据酶对底物选择的严格程度不同，还可分细为以下几种类型。
（1）绝对专一性。
有些酶只能催化一种底物发生一定的化学反应并生成一定的产物，而不能作用于任何其他物质，这种酶的专一性称为绝对专一性。例如，脲酶只能催化尿素水解生成CO2和NH3，如果用甲基取代尿素一个氨基上的氢，化学结构虽然与原尿素相似，可脲酶不能再催化它的反应了。又如，麦芽糖酶能催化麦芽糖生成葡萄糖，但它只能使α-葡萄糖苷键断裂，不能使β-葡萄糖苷键断裂，也就是说只能水解α-麦芽糖不能水解β-麦芽糖。大多数酶属于此类。
酶特有的催化特点
（2）相对专一性。
这类酶能够催化一种底物，也就是具有相同的化学键或基团，发生一定的化学反应并生成一定的产物，这种不太严格的选择称为相对专一性。这种类型又可根据专一程度分为键专一性和基团专一性。
酶只要求底物分子上有合适的化学键就能起催化作用，对成键两端的结构没有严格要求，这称为键的专一性。例如，蔗糖酶不仅能够水解蔗糖，也能水解棉子糖中的同一类糖苷键。还有脂肪酶不仅能水解脂肪，也能水解简单的脂类化合物。
酶特有的催化特点
（3）立体异构专一性（光学专一性）。
有些酶对底物的立体构型具有特异的选择性，酶的这种催化专一性称为立体异构专一性。酶只对某一种特定的旋光或立体异构体能起催化作用，而对其对映体则完全没有作用。例如，单糖、氨基酸和部分取代酸都有L-型和D-型两种旋光异构体，L-乳酸脱氢酶只能以L-乳酸为底物氧化，对D-乳酸不能作用，由此，可用酶法来分离消旋化合物。
酶促反应条件温和
大多数酶的化学本质是蛋白质，酶蛋白一般在常温、常压和近中性的pH条件下都能保持活性、催化反应（动画）。例如，蛋白质、脂肪和糖类在体外需要长时间与浓酸或浓碱作用或加热、加压，才能分解生成相应的单体，但在生物体内这些反应在相应酶的作用下，温和条件就能完成。
酶的催化效率高
酶具有高效的催化性，少量的酶就可以起到很强的催化作用。酶催化反应速度与不加催化剂相比可提高10的8次方~10的20次方倍，与加普通催化剂相比可提高10的7次方~10的13次方倍。过氧化氢酶催化过氧化氢水解比二价铁离子快10的11次方倍；脲酶催化尿素水解是H+催化效率的7×10的12次方倍；蔗糖酶催化蔗糖水解是氢离子的2.5×10的12次方倍。
酶的活性可以调控
由于大多数酶的化学本质是蛋白质，一切容易使蛋白质变性的因素，如强酸、强碱、重金属盐，有机溶剂、高温、剧烈搅拌、紫外线等因素，均能使酶蛋白变性，导致失去催化活性。
酶原激活
在生物体中，有些酶在细胞内合成或初级释放时只是酶的前体，又称为酶原，是没有催化活性的，只有在一定的条件下，酶原的结构水解开一个或几个特定的肽键，致使构象发生改变，才能表现出酶的活性，这个过程称为酶原激活。
图中就是胰蛋白酶原，在合成部位储存时不会引起细胞或组织的自我消化，待需要时可以被胃酸激活，形成活性中心，从而具备催化活性。
总结
由于酶优于一般化学催化剂的特点，在现在食品工业中应用非常广泛，改进优化了食品加工工艺，生产效率极大的提高，减少了因使用化学试剂残留造成的污染，在降低食品加工成本、提高食品质量、改善食品风味及延长货架期等方面都有显著的作用。因此酶制剂的应用具有良好的发展前景。

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