enzimler

Enzimler
Enzimler – Genel Özellikler

Bütün enzimler protein yapısında biyolojik katalizörlerdir.



Hücrelerin canlılığı için gerekli reaksiyonlar için vazgeçilmezlerdir.
Gıda bozunmasında önemli rolleri vardır.
Yiyecek ve içecek endüstrisinde üretim aşamalarında kullanılırlar.
(ayrıca tekstil, deri ve ilaç endüstrisinde de yaygındırlar)





Bir maddeyi ürüne dönüştürmede spesifik seçiciliğe sahiptirler.
Reaksiyon hızını arttırırlar
Sadece küçük bir miktarda gereklidirler
pH, T, konsantrasyon gibi çevresel faktörleri ayarlayarak kontrol
edilebilirler.…..
Doğaldırlar ve toksik değildirler
Enzimler – Genel Özellikler
Enzimler yapılarında bir veya daha fazla aktif bölgeye sahiptirler.
Bu bölgeler belirli substratlar için spesifiktirler. Reaksiyonu
katalizleyerek belirli bir ürüne dönüştürürler.
E
E-S
E-S#
E+P
Change in
environment
Lactose
Sucrose
Enzimlerin yapısal özellikleri
Apoprotein (apoenzim)
Kofaktör
Holoenzim
Kofaktör, ya Fe2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+ gibi bir veya daha
fazla inorganik iyon ya da koenzim denen kompleks bir
moleküldür
Enzimler – Genel Özellikler

Enzimlerin kimyasal reaksiyon hızını arttırma nedenleri substratlarına
spesifik olarak bağlanarak, substratın ürüne dönüşmesi için gerekli
reaksiyonda aktivasyon enerjisini (Ea) düşürmesinden kaynaklanır.
Diğer katalizörlerle kıyaslandığında reaksiyon hızını 103-1011 kat,
katalizlenmemiş reaksiyonlara oranla ise 108-1020 kat arttırır.
A
No enzyme
Free energy

Ea
A
C
E
Enzyme
E-S
E+S
C
Ea
E+P
Progress of reaction
EA
Enzim katalizi 1
Katalizör olarak bir enzimin
fonksiyonu, aktivasyon
enerjisini düşürmek suretiyle
bir reaksiyonun hızını
artırmaktır
Enzim katalizi 2
Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun ayırt edici özelliği,
enzim üzerinde aktif merkez denen bir cep sınırları içinde
meydana gelmesidir.
Enzimlerin adlandırılmaları
Birçok enzim, substratlarının adına veya aktivitelerini
tanımlayan bir kelime veya sözcük grubuna “az” soneki
ekleyerek adlandırılır.
Üreaz, amilaz, arjinaz, proteaz ve lipaz, substratı
tanımlayan;
DNA polimeraz, laktat dehidrojenaz ve adenilat siklaz,
tepkimeyi tanımlayan adlandırmalardır.
Enzimlerin Adlandırılması ve
Sınıflandırılması




İlk saptananlara gelişi güzel adlar (pityalin, tripsin,
kimotripsin) verilmekteydi. Bu da karmaşaya neden
oluyordu.
Daha sonraları, Enzimin etkilediği madde adından veya
katalizlediği reaksiyon çeşidinden ya da etkilediği bağ
adından alınması ve daima –az (-ase) eki ile sonlanması
kuralı benimsenmiştir (lipaz, proteaz, peptidaz v.s)
1961 yılında Uluslararası Biyokimya Birliğinin enzim
komisyonu yeni enzimlerin sınıflandırılması ve
adlandırılmasında belirli kurallar getirmiştir.
Buna göre;
Enzimlerin Adlandırılması ve
Sınıflandırılması




Enzimin adı iki kısımdan meydana gelir. Birinci kısım
substratın adını ikinci kısım ise katalizlediği reaksiyon
çeşidini açıklar ve -az (-ase) son eki ile biter. Ancak bu
sistemde -az (-ase) son ekinin eklenmesi kuralı
kaldırılmıştır.
Enzimi tanımlayacak ek bilgi varsa ve gerekliyse enzim
adından sonra parantez içerisinde yazılır.
Enzimler 6 esas sınıfa ayrılmıştır. Her sınıf ayrıca alt
sınıflara ve alt sınıflar da gruplara ayrılmıştır.
Her enzime sistematik bir kod numarası verilmiştir. Kod
numaraları birbirinden ayrılmış 4 sayıdan oluşmaktadır.
Bu sayılardan birincisi enzimin girdiği esas sınıfı, ikincisi
alt sınıfını, üçüncüsü grubunu, dördüncü sayı ise enzimin
o gruptaki kendine özgü olan sıra numarasını belirler.
Enzimlerin Adlandırılması ve
Sınıflandırılması
EC 1.1.1.42. İzositrat dehidrogenaz (L-İzositrat NADP oksidoredüktaz)
L-İzositrat + NADP  α-Ketogluterat + CO2 + NADPH
Enzimin kendine özgü sıra numarası
Grup
Alt sınıf
Esas sınıf (Oksidoredüktaz)
Enzimatik kod (EC)
ENZİM ÇEŞİTLERİ
1 Oksidoredüktazlar
2. Transferazlar
3. Hidrolazlar
4. Liyazlar
5. İzomerazlar
6. Ligazlar
Enzimlerin sınıflandırılmaları
Enzimler kimyasal reaksiyon mekanizmalarına göre
altı sınıfa ayrılırlar.






1. Oksidoredüktazlar
2. Transferazlar
3. Hidrolazlar
4. Liyazlar
5. İzomerazlar
6. Ligazlar
Enzimler – Genel Özellikler
1. Oksidoredüktazlar


Substratların oksidasyon veya redüksiyonunu katalizlerler
Gıdalarda oluşan bazı önemli reaksiyonlar:



Lipid oksidasyonu – lipoksijenaz (yağ asitlerine oksijen ekler)
kahverengileşme – polifenol oksidaz (yyeceklerde fenolleri oksitler)
Örnek: Laktat dehidrojenaz, Katalaz
2. Transferazlar

Fonksiyonel grupların bir molekülden diğerine transferini katalize
ederler
Yiyeceklerde önemli değildir.

Örnek: Aspartat transaminaz, Alanin transaminaz,

Heksokinaz, Kreatin kinaz
Enzimler – Genel Özellikler
3. Hidrolazlar



Substratların (suyun yardımıyla) hidrolizini katalizler.
Gıda kalitesi ve gıda işlenmesinde kullanılan en önemli
enzimlerdendir.
Bazı önemli gıda reaksiyon örnekleri:




Yapı, protein modifikasyonu – proteazlar (peptid bağını ayırır)
Yapı, karbohidrat modifikasyonu – örn., amilazlar (gliosidik bağı
ayırır) ve pektinazlar (belirli gruplar/bağlar üzerinde etkilidir.)
Hidrolitik bozunma(ekşime), yağ kristalizasyon modifkasyonu –
lipazlar (ester bağlarını ayırır)
Örnek: lipaz, Kolesterol esteraz, Alkalen fosfataz, -Amilaz,
Tripsin
Enzimler – Genel Özellikler
4. Liyazlar



Oksidasyon veya hidrolizden başka yollarla bağları yıkar veya
oluştururlar
Gıdalarda önemli değildir
Örnek: Pirüvat dekarboksilaz, Sitrat sentaz, Adenilat siklaz
5. İzomerazlar


Molekül içi yeniden düzenlenmeleri katalizler
Gıdada önemli bir örneği:


Tatlılık (Glu  Fru) – glukoz izomeraz (aldozu ketoza
dönüştürür)
Örnek: Triozfosfat izomeraz, Glukoz-6-fosfat izomeraz
6. Ligazlar



Enerjice zengin bir bağın hidrolizi ile iki molekülün birbirine
bağlanmasını katalize ederler
Gıdalarda önemli değildir
Örnek: DNA ligaz
Enzim kinetikleri
Bir enzimatik reaksiyonun hızı, enzimin etkinliği veya
enzimin aktivitesi ile ilişkilidir.
Etkinliği veya aktivitesi fazla olan bir enzim, belirli bir
sürede daha fazla substrat molekülünü ürün haline
dönüştürür.
En çok kullanılan enzim aktivitesi birimi, IU’dir.
1 IU enzim aktivitesi, optimal koşullarda, 1 dakikada
1mol substratı değiştiren enzim etkinliğini ifade eder
Enzimatik bir reaksiyonun hızını
etkileyen faktörler





Enzim konsantrasyonu,
Substrat konsantrasyonu,
pH,
Sıcaklık,
İnhibitörler




Zaman,
ışık ve diğer fiziksel faktörler,
iyonların doğası ve konsantrasyonu,
hormonlar ve diğer biyokimyasal faktörler,
Enzimler – Genel Özellikler
Enzim aktivitesini etkileyen faktörler
1. Enzim ve substrat konsantrasyonu

Substrat konsantrasyonu sabit tutulduğunda enzim reaksiyonu
enzim miktarı ile orantılıdır (enzim iki katına çıkarıldığında reaksiyon
hızı iki kat artar).
Burada substrattan daha fazla
enzim olmaya ve hız düşmeye
başlar.
Kimyasal Kinetik
120
100
C
h
a
n
g
e
80
S
1st Order Reaction
v = k [S]
60
40
P
20
0
-20
0
5
10
15
20
Time
25
30
35
40
Enzimler – Genel Özellikler

Sabit enzim konsantrasyonunda substrat
konsantrasyonunun artışı reaksiyon hızında
lineer olmayan bir artışla sonuçlanır. Bu olay
Enzim-Substrat kompleksinin oluşumuyla
açıklanır.
k1
k2
E + S ↔ E-S ↔E + P
k-1

Bu reaksiyon eğrisi bir çok enzim için
geçerlidir ve enzim aktivitesi ve substratla
bağlanması ile ilgili çok faydalı bilgiler sağlar.



Vmax enzimin maksimum hızı (test edilen
şartlarda) – daha yüksek daha hızlı
Km (½ Vmax olarak tanımlanır) enzimin
substrata olan ilgisini belirler
Vmax/Km = katalitik etkinlik (daha yüksek sayı
daha etkin olduğunu belirtr)
Enzimler – Genel Özellikler
düşük [S] da
[E] ve [S] hızı belirler
A
B
A
yüksek [S]da
[E] hızı belirler
Enzimler – Genel Özellikler
2. Sıcaklık



Enzim reaksiyonları belirli bir
sıcaklık artışına kadar artar
ancak daha yüksek
sıcaklıklarda denatüre
olduklarından düşmeye başlar
Farklı enzimlerin farklı
optimum çalışma sıcaklığı
vardır (maksimum aktiviteye
çıktğı sıcaklık)
Bu bilgi istenmeyen enzimlerin
aktivitesinin sonlandırılması
için gerekli olabilir
Enzimler – Genel Özellikler
3. pH




Bütün enzimlerin en iyi performans gösterdikleri belirli bir enzim aralığı
bulunur

4.5-8 arasında en etkin

Bazıları (örn. Pepsin) çok düşük ve çok yüksek pH larda da etkin olabilir
Her enzimin maksimum aktivite gösterdiği bir pH değeri vardır ki bu pH
değerine enzimin optimal pH değeri denir.
Aşırı pH enzimi denatüre ederek veya aktif bölgede yük dengesini
değiştirerek aktivitesini etkiler
Bu sebeple istenmeyen enzimleri içeren yiyeceklerin pH kontrolü
önemlidir.
Pepsinın pH-aktivite grafiği
Glukoz-6-fosfatazın pH-aktivite grafiği
Enzimler – Genel Özellikler
4. Su Aktivitesi

Su enzimi çeşitli yollarla etkileyebilir




SP reaksiyonu için kritik olabilir (örn. hidroliz)
Substrat veya ürünün çözülmesinde kritik olabilir.
Enzim yapısının esnekliğinde önemli olabilir.
Yiyeceklerde su aktivitesi enzim aktivitesini etkileyebilir.
Enzyme 1
Enzyme 2
Activity
0
aw
1
Enzimler – Genel Özellikler
5. İnhibitörler
Geri dönüşümlü (reversible)inhibisyon

Enzim aktivitesini yavaşlatmak veya inhibe etmek için kimyasal
bileşikler kullanılabilir.
1. Kompetitif (Yarışmalı) inhibitörler


Substratla aktif bölge için yarışırlar
Enzim aynı anda sadece S (substart) veya I (inhibitör)e bağlanır
2. Non-Kompetitif (Yarışmasız) inhibitörler


Enzime aktif bölge dışında bir bölgeden bağlanır
Enzim aynı anda hem S hem de I’ e bağlanır
3. Un-Kompetitif (Ankompetitif) inhibitörler



Sadece E-S kompleksine bağlanırlar (ara ürün durumunda)
Enzim önce S daha sonra I’e bağlanır
Bu bağlanmalar tersinir veya tersinmez olabilir
Geri dönüşümsüz (irreversible) inhibisyon
Geri Dönüşümsüz(İrreversible)
Enzim İnhibisyonları
Bir geri dönüşümsüz (irreversible) inhibitörün, enzim üzerinde
bulunan ve aktivite için esas olan bir fonksiyonel grubu yıkması
veya onunla irreversible olarak birleşmesi sonucu meydana gelir.
Zamanın enzimatik reaksiyonların
hızı üzerine etkisi
Bir enzim tarafından katalizlenen bir reaksiyonun hızı, zamanla
azalır. Bunun sebebi,
reaksiyon ürünlerinin kendi aralarında birleşerek aksi
yönde bir reaksiyon meydana getirmeleri,
enzimin zamanla inaktive olması,
reaksiyonu önleyen maddelerin oluşması
substratın tükenmesidir.
İzoenzimler (izozimler)
Belli bir enzimin katalitik aktivitesi aynı, fakat
elektriksel alanda göç,
doku dağılımı,
ısı,
inhibitör ve
aktivatörlere yanıtları farklı olan formlarına o
enzimin izoenzimleri denir.
Kreatin kinaz (CK)
CK izoenzimi İzoenzimin özellikleri
CK1 (CK-BB) Beyinde bulunur; serumda her zaman aktivitesi gösterilemez.
CK2 (CK-MB) Kalp kasında bulunur; plazma düzeyi normalde total CK düzeyinin
%2’sinden daha azdır; miyokard enfarktüsünden sonra plazma düzeyi artar.
CK3 (CK-MM) İskelet kasında bulunur; normalde plazma total CK aktivitesinin %98’ini
oluşturur.
Koenzimler
bazı enzimlerin aktiviteleri için gerekli olan ve
kofaktörlerin kompleks molekül yapısında olanlarıdır
Koenzimler, fonksiyonlarına göre genellikle üç
grupta incelenebilirler:
1) Hidrojen ve elektron transfer eden koenzimler.
2) Fonksiyonel grup transfer eden koenzimler.
3) Liyaz, izomeraz ve ligazların koenzimleri.
Hidrojen ve elektron transfer
eden koenzimler








NAD+ - NADH (Nikotinamid Adenin Dinükleotit)
NADP+ - NADPH (Nikotinamid Adenin Dinükleotit Fosfat )
FAD - FADH2 (Flavin Adenin Dinükleotit )
FMN - FMNH2 (Flavin Mono Nükleotit)
Koenzim Q
Demir porfirinler
Demir-kükürt proteinleri
-Lipoik asit
Fonksiyonel grup transfer eden
koenzimler






Piridoksal-5-fosfat (PLP)
Tiamin pirofosfat (TPP)
Koenzim A (CoASH)
Biotin (vitamin H)
Tetrahidrofolat (H4 folat)
Koenzim B12 (5'-deoksiadenozil kobalamin)
Liyaz, izomeraz ve ligazların
koenzimleri
Hidrojen ve elektron transfer eden koenzimler ile
fonksiyonel grup transfer eden koenzimlerin bazıları liyaz,
izomeraz ve ligazların koenzimleri olarak da görev
görürler;
bazı hallerde ara ürün, koenzim olarak işlev görür.
Tiaminpirofosfat (TTP)
1. α-keto asitlerin oksidatif dekarboksilasyonu,
2. α-ketollerin oluşumu veya yıkımı,
3. Pentoz fosfat metabolik yolunda işe karışan
transketolaz reaksiyonlarıdır.
Nikotinamid Adenin Dinükleotit(NAD) ve
Nikotinamid Adenin Dinükleotit Fosfat (NADP)

Çok sayıda oksidoredüktaz’ın koenzimi olarak iş
görürler. Bu koenzimler dehidrojenaz enzimlerin protein
kısmına nispeten zayıf bir şekilde bağlanmaktadırlar ve
substrat moleküllerinden hidrojen atomlarının H
uzaklaştırılmasında elektron tutucu olarak rol oynarlar.
Flavin Adenin Dinükleotit (FAD)


Flavoenzimler ya da flavoproteinler olarak bilinen
oksidasyon-redüksiyon enzimlerinin prostetik grubu
olarak görev yaparlar.
Bu enzimler aynı zamanda pirüvat, yağ asitleri ve amino
asitlerin oksidatif yıkımında ve aynı zamanda elektron
taşınma sürecinde fonksiyonellerdir.
Koenzim A

Açil ve asetil grupların transferinde önemli role
sahiptir. Bu bakımdan karbonhidrat ve yağların
ara metabolizmasında önemli bir fonksiyonu
üstlenmiş olduğu gibi organizmada çok sayıda
maddenin sentezinde de görev almaktadır.
Pridoksal Fosfat


Amino asitlerin veya amino gruplarının şekil değiştirmesi
veya transferi ile ilgili bir çok enzimatik reaksiyonda
görev alırlar.
Amino asitlerin dekarboksilasyonunda, triptofanın
nikotinik aside çevrilmesinde, amino asitlerden H2O’nun
ve H2S’nin ayrılmasında işlev görür.
Kanda bulunan enzimlerin
kaynakları



Plazmaya özgü enzimler: fibrinojen gibi...
Sekresyon enzimleri: -Amilaz gibi...
Sellüler enzimler: transaminazlar gibi...
Serum enzim düzeyini etkileyen
faktörler




Enzimlerin hücrelerden serbest kalma hızı
Enzim üretiminde değişiklikler
Enzimlerin dolaşımdan uzaklaştırılma hızı
Enzim aktivitesini artıran nonspesifik nedenler
Enzimatik tanı alanları









kalp ve akciğer hastalıkları
karaciğer hastalıkları
kas hastalıkları
kemik hastalıkları
pankreas hastalıkları
maligniteler
genetik hastalıklar
hematolojik hastalıklar
zehirlenmeler
Zehirlenmelerin tanısında yararlı
enzimler

Organik fosfor bileşikleri ile zehirlenme
durumlarında
serum kolinesteraz (ChE) düzeyi düşük
bulunur
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
HİDROLAZLAR
 Hepsinde ortak olan su yardımıyla bağların kırılmasıdır
1. Glikosid hidrolazları
A) Nişastayı (glikosididk bağları) hidroliz eden enzimler

-amilaz



-amilaz




Nişastadaki -1-4 ve -1-6 glikosidik bağları hidrolizler
Glukoza kadar hidroliz sürer
Pullulunaz


Nişastanın indirgeyici olmayan ucundan -1-4 glikosidik bağlarını hidrolizler
Maltoz oluşumu ile sonuçlanır
Glukoamilaz


Nişastada yer alan -1-4 glikosidik bağları hidrolizler
Sonuçta dekstrinler, maltoz ve maltotriozlar oluşur
Nişastadaki -1-6 glikosidik bağlarını hidrolizler
Bu enzimler gıdalarda doğal olarak veya gıdalara eklenen
mikroorganizmalarda bulunur.
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri

Glikosid hidrolazların gıdalardaki önemi
Mısır şurubu üretimi




Enzim kokteyli kullanılarak
nişasta bir glukoz şurubuna
(dekstroz) dönüştürülebilir.
-amilaz ile başlayan
amiloz ve amilopektine
kırılma daha küçük birimlere
kadar devam eder
Daha sonra glukoamilaz
kullanılarak glukoza kadar
parçalanır
Eğer maltoz isteniyorsa amilaz ve pullulanaz
kullanılmalıdır
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
Fırınlama (Baking)
 -amilazlar nişsta granüllerini dekstrinize etmede
önemlidir ve dekstrinler daha sonra -amilaz
tarafından maltoza hidrolizlenir  bu şekilde mayanın
CO2’e (ekmeğin kabarmasını sağlayan)
dönüştüreceği fermente edilebilir şekerleri oluşturur
 Pişirmede amilazların jelatinize nişasta üzerine daha
ileri bir etkisi vardır  ekmeğin kalitesi ve yapısında
önemli rol oynar
 Pişirilecek ürünlere eklenen amilazlar “staling”i
minimize ederler
 Bazı unlara (kurak iklimlerde yetişen) -amilaz ilave
edilmelidir
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
 Bira (Brewing)
 Arpa maltında yüksek miktarda amilaz bulunur ( daha
fazla ilave etmeye gerek yok)
 Ezme süresince (arpa maltı ve su 50C de ezilir)
amilazlar nişastayı hidroliz ederek maltoz verirler,
maya bunu kullanarak CO2 ve etanol üretir.
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
B) Invertaz

Sukrozda glukoz ve fruktoz arasındaki glikosidik bağı
hidroliz eden enzim


İnvert şeker oluşumyla sonuçlanır (free glu and fru)
Sukrozdan daha tatlı olduğu ve daha az kristallenme
özelliğinden dolayı endüstriyel olarak önemli

Yumuşak şekerleme dolgusu olarak kullanılır
C) Laktaz

Laktozda galaktoz ve glukoz arasındaki glikosidik bğı
hidroliz eder


Şekerin çözünürlülüğünü ve tatlılığı arttırır
Süt ürünleri endüstrisinde, dondurma yapımında
kristalizasyonu ve serbest laktoz içeren ürünleri engellemek
için kullanılır.
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
2. Pektinazlar
 Meyve ve sebzelerde yaygın olarak bulunur, pektik
maddelerin bozunmasından sorumludurlar

Pektin metil esteraz


Pektinin metil ester bağlarını hidroliz eder
Limon suyunda bulutlanma kaybına sebep olur (büyük problem)
CO O C H
CO O H
3
O
CO O C H
O
O
CO O C H
O
O
CO O H
3
O
PME
3
O
O
CO O C H
O
3
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
CO O C H 3
CO O H
O
Ca
C O O C H
C O O H
3
O
C O O C H
O
3
O
O
O
O
O
O
O
O
C O O H
3
O
O
C O O C H
O
O
3
O
O
O
90C for 1 min
O
O
O CO O C H 3
O
O
O
CO O H
O
CO O C H 3
O
O
O CO O H
Ca
C O O C H
CO O HO
O
O
O
O
O
CO O C H 3
OO
O
O
O
O
O
CO O C H 3
O
Ca
O
CO O H
O

O
O
CO O H
O
O

O
O
CO O C H 3
O
O
O
O
O
Kolloidal pektini kolloidal olmayan pektine dönüştürür
Berraklık gerektiğinde bu enzimi ekleriz (örn., elma suyu)
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
3. Proteazlar

Proteinlerdeki peptid bağlarını hdroliz eden enzimler
A) Papain


Papaya’da bulunur
Geniş pH (3-11) ve sıcaklıkta kararlı

Bu sebeple çok sayıda gıda uygulamaları için popüler
1. Etin yumuşatılmasında kullanılır



Enzim kasta bağ dokusu proteinlerini (kolajen) hidroliz
ederek kası yumuşatır
Kasın sıvılaşmasını önlemek için az miktarda
kullanılmalıdır
Diğer yumuşatıcı enzimler: ficin (“incir”den), bromelain
(“ananas”tan) ve mikrobiyal proteazlar
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
2. Papain ayrıca birada oluşan bulanıklığı gidermek için de
kullanılır

Bira şişesi veya kutusu 10C nin altında tutulduğunda bulanıklık
oluşur


Nedeni: Biradaki tanenler, proteinler/peptidlerin etkileşmesi
Bu, soğuğa karşı duyarlı önleyicilerle engellenebilir.

Soğuma sırasında oluşan agregatları önlemek için
protein/polipeptidleri hidroliz etmek üzere fermentasyon boyunca
Proteaz (çoğunlukla papain kullanılır) eklenir
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
B) Sindirim Proteazları

Tripsin ve Kimotripsin





Hayvan pankreasında bulunur
Bağırsaklardan bir kontaminasyon söz konusu olduğunda et
ürünlerinde kalite problemi oluşturabilir  etin aşırı
yumuşaması
Genellikle yiyecek, içecek ve farmösetik endüstrilerinde protein
hidrolizatları yapmak için kullanılır.
Aktif pH 7-9
Pepsin

Oldukça asidik ortamda aktif (pH 1.8)


Bu, geniş anlamda kullanımını sınırlar
Peynir yapımında, soğuğa karşı kullanımlarda ve protein
hidrolizatları yapımında kullanılır
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri

Kimozin (rennin)




İyi kalite peynir yapımı için gereklidir
Buzağıların şireninden (4. mide) elde edilir
Doğal yollarla elde edilmesi çok pahalı ve insancıl değil (öldürülen buzağı
sayısı!!). Bu sebeple son zamanlarda bakterilerden genetik modifikasyonla
elde ediliyor
Çok özel bir aktiviteye sahip



к-kazein’de sadece bir bağı hidroliz eder; к-kazein, süt kazein protein
kompleksini (к-, -, -kazein) oluşturan proteinlerden biridir
Hidroliz sonucu kazein kompleksi (misel) kırılır ve kesilme başlar, ki bu peynir
yapımındaki ilk adımdır.
Diğer proteazların çoğu, kimozine benzer şekilde kesilmeyi başlatabilirler
ancak kazeini hidrolizlemeye devam ederek daha acımsı peptidler üretirler
ve giderek kesilmeyi bozarlar
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
C) Mikrobiyal proteazlar


Bazı mantar ve bakteriyel proteazlar gıda
endüstrisinde kullanılırlar
Mantar (Fungal) proteazlar





Çoğu, kimozine eşdeğer peynir kesilmesi oluşturma
yeteneğine sahiptirler
Aspergillus oryzae’dan elde edilen proteaz kokteyli kısmen
ekmek proteinlerini (gluten) kırarak süreyi kısaltırlar ve
ürünü daha dayanıklı yaparlar
Bazıları fermente süt ürünlerinin fermentasyon hızını
arttırmak ve ürünün tat ve yapısını güzelleştirmek için
kullanılırlar
Fungal proteazlar eti yumuşatma için de kullanılırlar
Bakteriyel proteazlar

Bacillus subtilisin’den Subtilisin kullanımı yaygındır, özellikle
papainle birlikte biranın soğukta bulanmasını engellemek
için kullanılır.
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
4. Lipazlar

Yağ asitleri ve gliserol arasındaki ester bağlarını hidroliz eden
enzimlerdir


Su-yağ ara yüzeyinde çalışırlar
İki sınıfa ayrılırlar
a) 1,3-lipazlar: SN1 ve SN3 teki ester bağlarını hidroliz ederler
b) 2-lipazlar SN2 deki ester bağını hidroliz ederler
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
Lipazların gıda kalitesi üzerine önemli etkileri vardır
A) Hidrolitik parçalanmaya sebep olur



KÖTÜ
 Et ürünlerinde serbest yağ asidi serbest kalır ve proteinlerle
etkileşerek onların bozulmalarına neden olur. Özellikle
dondurulmuş et ürünlerinde ortaya çıkar
 Sütte inaktif olmazlar; salınan kısa zincirli yağ asitleri
uçucudurlar ve oksidasyona sebep olurlar
İYİ
 Fermente ürünlerde kullanılırlar
 Peynirin ve kuru-sosislerin olgunlaşmasında önemlidirler
 Süt yağından ayrıştırılan kısa yağ asitleri karakteristik tadı ve
kokusu olan ürünler( özellikle C:8) üretirler
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
B) Lipidlerin özelliklerini değiştirmek için kullanılırlar



Margarin endüstrisinde, farklı tatlar ve erime noktaları oluşturmak
için lipid kristal yapısının değiştirilmesi önemli uygulamalardandır
Emülsifiyer olarak kullanılmak üzere mono ve digliseridlerin
üretiminde kullanılırlar
Suda çözünüp lipid substrat üzerinde etkin olan bu enzimler için özel
bir reaksiyon sistemi kullanılmalıdır
Enzim yağda su
emülsiyonunda su
damlasında yer alır ve
su damlasını
çevreleyen yağ
üzerinde etkin olur
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
IZOMERAZLAR
 Aynı molekül içinde yeni
düzenlenmeleri katalizleyen enzimlerdir
 Glukoz izomeraz


Gıda endüstrisinde en önemli enzimlerden
biri
Glukozun fruktoza izomerik dönüşümünü
katalizler (aldozdan ketoza dönüştürür)



Glu izomeraz
pH 7
50-60C
Mısır şurubundan daha tatlı bir ürün oluşturur


Mısır
şurubu
Tatlılık glu = 70; fru = 170; sukroz = 100
Elde edilen ürün: yüksek fruktoz mısır şurubu
Mısır şurubundan yapılır (bu da, nişastanın
amilaz ile sindirimi sonucu elde edilir)
Enzimler reaksiyonun yapıldığı büyük
kolonlarda immobilize edilirler- yeniden
kullanılabilirler
42% (HFCS) 52%
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
OKSİDOREDÜKTAZLAR

Substratın oksidasyonu veya
redüksiyonunu katalizleyen enzimlerdir
A) Lipoksijenaz


Bitkilerde (özellikle baklagillerdelegume) yaygın olarak bulunur ve
hayvan dokularından da izole edilmiştir
(örn. Balık derisinde)
cis, cis penta-1,4-dien birimi içeren yağ
asitlerinin oksidasyonu için özeldir, bu
durumda substrat olabilecek doğal
bulunan üç yağ asidi bulunur



Linoleik asit (2 çift bağ)
Linolenik asit (3 çift bağ)
Araşidonik asit (4 çift bağ)
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri

Gıdalarda lipoksijenazların önemi

İstenen



Enzim buğday ve soya unlarının beyazlatılmasında rol oynar
Hamurda glutenin S-S bağlarının oluşumunu sağlar böylece
kimyasal oksitleyici ilave etmek gerekmez
İstenmeyen

Lipid oksidasyonu ve ürünlerinin reaksiyonları






Hiperoksid ürünlerinin parçalanması hoş olmayan koku ve tat oluşumu
ile sonuçlanır
Oksidasyon ürünleri (serbest radikaller veya hiperoksit) proteinlere
bağlanır ve/veya okside ederek gida yapısını bozabilir
Lipid oksidasyonu aynı zamanda esansiyel poliunsature yağ asitlerinin
(PUFA) besin değerlerini kaybetmelerine neden olabilir
Vitaminler oksidasyon ürünleriyle oksitlenebilir
Klorofil ve karotenlerin renkleri açılabilir
Antioksidanlar kullanılarak kötü etkilerinden daha uzun süre
korumak mümkündür
Enzimler – Önemli Gıda Enzimleri
B) Polifenol oksidaz (PPO)



Bitkilerde (meyve ve sebzelerde),
hayvanlarda (insanlar dahil),
böceklerde ve mikroplarda bulunurlar
Fenolik bileşiklerin (mono ve/veya
difenoller) oksidasyonunu katalizler,O2
varlığında quinonları oluşturur ki,
bunlar da melanin pigmentlerine
polimerleşir (istenen veya istenmeyen)
Aktivitenin inhibisyonu:
 O2 uzaklaştırılması




pH < 4.5 (limon suyu)
Askorbik asit (vit-C)(tekrar, limon suyu)
Bi-sulfitler
EDTA
Polymerleşme  Melaninler
Elma, muz, mantar, karides, gibi
yiyeceklerin istenmeyen kararması
Tropikal meyvelerin 50% kadarının
ekonomik kaybı PPO aktivitesinden
kaynaklanır
Çay, kahve, kakao, kuru üzüm, kuru
erik, tütün, insan derisi, benler gibi
istenen kahverengileşmeler