ENZYMY:

Na szybkość reakcji enzymatycznej wpływa:

1. czas trwania reakcji

2. temperatura

3. pH

4. stabilność enzymu

5. stężenie substratu

6. obecność inhibitorów/aktywatorów

Mikroorganizmy jako producenci enzymów:

1. wytwarzany enzym cechuje się wysoką specyficzną aktywnością

2. Produkcja uniezależniona od wahań sezonowych i klimatycznych

3. Enzymy cechujące się szerokim zakresem właściwości np. optimum temperatury i pH

Inżynieria molekularna pozwala na ogromny wzrost wydajności produkcji enzymów Wykorzystanie enzymów pochodzenia drobnoustrojowego:

1. Obecnie: Hydrolazy- egzoenzymy, nie wymagają kofaktorów, amylazy, proteazy, lipazy, pektynazy, celulazy

2. Przyszłość: Enzymy oksydoredukcyjne i biosyntetyczne (dehydrogenzay, transferazy, ligazy), wymagają dostarczenia koenzymów i ukł. Regenerujących koenzymy

Producenci enzymów:

Grzyby (Aspergillus niger, Rhizopus spp., Trichoderma spp.

Penicillium chrysogenum) i Bakterie (Bacillus spp, Streptomyces.)

ENZYMY	SUBSTRAT	REAKCJA	PRODUCENT	ZASTOSOWANIE
Enzymy amylolityczne: α-amylazy α-glukozydazy (glukoamylazy) β-amylazy	Skrobia = amyloza i amylopektyna nierozgałęziona amyloza α-1,4-glikozydowe rozgałęziona amylopektyna, wiązania α-1,6-glikozydowym.	α-amylaza hydrolizuje wiązanie α-1,4-glikozydowe α-glukozydaza - α-1,4 (w mniejszym stopniu 1,3 i 1,6), odcina 1 resztę Glc → β-D-Glc β-amylaza - odcina 2 reszty Glc od niered. końca skrobi	Aspergillus oryzae, A. niger, A. avamori, Rhisopus oryzae R. nireus, A. niger, A. avamori B. licheniformis, B. amyloliquefaciens B. stearothermophilus	prod. syropu glc ze skrobi kukurydzianej stosowanego jako: Środek słodzący (p.cukierniczy, przetwórstwo owocowo-warzywne) Substrat do produkcji HFCS - syropu fruktozowego piekarnictwo, przy wypieku chleba gorzelnictwo, scukrzanie skrobi w ziemniakach i nasionach żyta browarnictwo, scukrzanie skrobi w słodzie jęczmiennym
Pektynazy (poligalakturonazy)	Pektyna = polimer metylowanych pochodnych kwasu galakturonowego	Hydroliza wiązań glikozydowych	A. niger Rhizopus sp.	klarowanie soków owocowych i win przetwórstwo owocowo-warzywne
Enzymy celulolityczne: celulazy celobiazy	Celuloza - polimer reszt glukozowych połączonych wiązaniami β-1,4-glikozydowymi	endo-1,4-β-glukanaza, hydroliza wiązań wewnątrz łańcucha rozkład celobiozy do 2 cząsteczek glukozy	A.niger, A.nidulans, Trichoderma viridae, B. brevis, B. firmus, B. pumilus	obróbka materiału roślinnego przemysł spożywczy do produkcji pasz przemysł papierniczy
Enzymy hemicelulolityczne: ksylanazy	Ksylany - polimer β-1,4-ksylopiranozy	endohydroliza wiązań β-1,4-D-ksylozowego w ksylanach → różne β-1,4-D-ksylooligosacharydy (też ksylozę i ksylobiozę)	Trichoderma harzianum Bacillus circulans Streptomyces spp. grzyby	Przemysł papierniczy - biobielenie (odfarbianie) pulpy celulozowej przez zwiększenie ekstrakcji lignin i uwalnianie chromoforów Piekarnictwo - poprawia jakość ciast, przyspiesza rośnięcie Dodatek do pasz Biokonwersja ligninocelulozy do etanolu (biopaliwo II generacji) (I) - ksylanaza → hydroliza (II) - biokonwersja (izomeryzacja) -ksyluloza dostępna dla drożdży (III) - fermentacja alkoholowa (drożdże)
Inwertaza	Sacharoza	Hydroliza sacharozy do α-D-Glc i β-D-fruktozy	Saccharomyces cerevisiae - kiedyś enzym z autolizatu kom., teraz - oczyszczony, najczęściej immobilizowany	Przemysł cukrowniczy syrop glukozowo-fruktozowy w wyniku kwaśnej hydrolizy sacharozy z trzciny cukrowej wyrób cukierków (upłynnia środek cukierków)
Oksydoreduktazy: Oksydaza glukozowa Katalaza Obydwa enzymy są wewnątrzkomórkowe, nie ulegają sekrecji → sekrecja wymuszona przez manipulację składem podłoża	Glukoza	Utlenianie β-D-glukopiranozy do kwasu glukuronowego z wydzieleniem nadtlenku wodoru rozkładanie nadtlenku wodoru przez katalazę do wody i tlenu Oksydaza glukozowa C6H12O6 + O2 + H2O ——→ C6H12O7 + H2O2 katalaza 2H2O2 → 2H2O + O2	Oksydaza - na skale przemysłową produkowana wyłącznie przez grzyby! Aspergillus Niger Penicillium sp. Katalaza A. niger	Oksydaza Usuwanie z artykułów spożywczych resztkowych ilości glukozy, które w reakcji z wolnymi grupami aminowymi powodują ciemnienie i niekorzystne zmiany zapachowe Usuwanie resztek tlenu z soków owocowych co zabezpiecza przed brunatnieniem i pozwala na zachowanie witaminy C Dodatek do win i moszczu zastępuje ich pasteryzację lub siarkowanie Do leczenia ran i stanów zapalnych skóry Testy medyczne do oznaczania szybkiego, półilościowego stężenia glukozy np. w moczu Katalaza: W krajach tropikalnych - konserwacja mleka nadtlenkiem wodoru usuwanym następnie przez dodanie katalazy Antyoksydant w przemyśle chemicznym
Enzymy proteolityczne (proteazy)	Białka	Hydroliza wiązania peptydowego: Peptydazy - tną w środku łańcuchów Proteinazy - tną na końcach łańcuchów Subtilizyna: grupa enzymów serynowych mało specyficzna wiąże 1 lub więcej Ca2+, co ją stabilizuje w procesie przemysłowym często ulega inaktywacji przez związki chelatujące Ca2+	Grzybowe: Penicillium roqueforti, Mucor sp. Aspergillus oryzae Bakteryjne: B. licheniformis - aminopeptydaza, subtilizyna B. amyloliquefaciens - metaloproteinazy, subtilizyna Szczepy alkalofilne Bacillus sp. - proteinazy serynowe	Grzybowe: przemysł mleczarski i serowarnictwo - zastępują podpuszczkę, poprawa zapachu, smaku, smarowalności serów przemysł mięsny - tenderyzacja Bakteryjne: Subtilizyny - w proszkach i innych detergentach
Lipazy	Lipidy		A. niger B. licheniformis B. subtilis Mucor sp. Penicillium sp. Rhizopus sp.	przemysł spożywczy cukiernictwo do produkcji czekolady mleczarstwo do produkcji serów dojrzewających (Mucor sp.) przemysł mięsny garbarstwo do usuwania tłuszczów środki piorące

---