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影响酶活力的因素及其调控方式

时间:2026-01-23 理论教育 可欣 版权反馈
【摘要】:对酶活力的影响不仅源于酶制剂自身因素,因选择使用和操作条件不同而造成对酶活性的影响差距更突出。一般影响酶制剂活性的因素和使用条件主要包括以下几方面。酶促反应速度达到最大时的温度称为酶制剂的最适温度。高于或低于最适pH,酶活力都下降,甚至变性失活。催化时间对酶活力及酶促反应速率的影响相对较小,一般达到适宜的时间后基本不再发生显著变化,如图11-1所示。过量添加不仅造成浪费,而且影响后处理。

酶活力对酶制剂的使用效果至关重要。对酶活力的影响不仅源于酶制剂自身因素,因选择使用和操作条件不同而造成对酶活性的影响差距更突出。一般影响酶制剂活性的因素和使用条件主要包括以下几方面。

1.催化温度(T

在一定范围内(0~40℃),酶促反应速率(v)随温度升高而加快。但由于酶具有蛋白质特性,当温度升高到一定范围后,酶可发生变性而降低催化活性。因此高温下会使酶活力下降或丧失(除液化淀粉酶使用温度在100℃例外)。酶促反应速度达到最大时的温度称为酶制剂的最适温度。温度对酶促反应速率的影响最为突出,最适温度范围通常较窄,如图11-1(1)所示。

2.酸碱度

酶同蛋白质一样受溶液酸碱度的影响而改变其活性。酶促反应速率(v)达最大时的溶液pH,称为酶的最适pH。高于或低于最适pH,酶活力都下降,甚至变性失活。酸度对酶促反应速率的影响同样比较突出,超过最适酸度范围通常下降加快,如图11-1(2)所示。

3.催化时间(τ

一般酶促反应较化学催化所需要的时间相对长些,具体也因不同酶制剂与反应体系而异。为保证得到催化效果,应了解具体酶及催化反应的要求。催化时间对酶活力及酶促反应速率的影响相对较小,一般达到适宜的时间后基本不再发生显著变化,如图11-1(3)所示。

图11-1 催化温度、酸碱度、催化寸间对酶促反应速率的影响

4.底物浓度

底物浓度对反应速度有一定的影响。在底物浓度很低时,反应速度随着底物浓度的增加而增加,两者成正比关系。随着底物浓度的继续升高,反应速度的增加趋势渐缓,再加大底物浓度,反应速度不再增加,逐渐趋于恒定。当底物浓度过高时,会降低底物与酶接触几率,反而会使反应速度降低。

5.酶浓度

由于酶的催化效率较高,在保证酶活力及剂量前提下,其浓度变化对催化影响并不突出。一般在最适宜的温度、酸度和底物浓度时,低浓度范围内与酶促反应速度成正比。过量添加不仅造成浪费,而且影响后处理。(https://www.xing528.com)

6.反应介质

酶的活性和选择性在水相和非水介质中表现出很大的差别。许多酶制剂受一些有机溶剂的影响而降低或失去活性。因此,对有些在有机溶液中的反应,需要饱和一定量的水分以适当保持酶的催化活性。

7.激活剂与抑制剂的存在

有些能使酶活力升高或激活的物质存在时,有助于提高催化效果。激活剂类物质大多为金属离子,如Ca2 +、Mg2 +、K+、Mn2 +等。有些物质的存在却能降低酶活力,如强酸、强碱、重金属等。因此在使用酶制剂时,需要考虑可能存在的伴随物及对反应的影响,通过因势利导和辅助措施来达到使用目的和效果。

8.其他酶或微生物的干扰

由于酶促反应一般在非高温条件下进行,伴随酶及微生物均可能造成相互影响。为保证酶催化反应的专一性,在使用过程中必须克服其他酶或微生物的干扰或污染。因此,在酶制剂添加前需要进行必要的灭酶和灭菌处理。

在食品工业中常用的一些生物酶,其来源与催化特点可参考表11-2。

表11-2 食品加工用酶的主要性质

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