Enzymy jsou molekuly, které urychlují chemické reakce v biologických organismech, včetně rostlin, zvířat a bakterií. Často jsou označovány jako katalyzátory protože tyto chemické reakce jiskří nebo urychlují.
U jablek se na metabolických drahách podílejí různé enzymy, které vedou k růstu, zrání a hnědnutí. Názvy enzymů končí na „ase“, zatímco první část názvu obecně odkazuje na počáteční látku, na kterou působí, aby vytvořily nové sloučeniny.
Procesy růstu
Enzymy v semenech jablek se stanou aktivními, jakmile semena nasají dostatek vody. Jedním ze způsobů, jak působí, je jejich účinek na hormony, které jsou chemickými posly regulujícími vývoj. I když je jablko jen semeno, produkují se silné hormony, které dávají signály k zahájení růstu.
Enzymy se také podílejí na rozpadu zásobních molekul na menší a snadněji transportovatelné složky. Amyláza přeměňuje škrob na maltózu, zatímco proteázy přeměňují bílkoviny na aminokyseliny.
Stávat se měkčí a sladší
Jakmile jablka dosáhnou své plné velikosti, začnou dozrávat. Přeměňují se z tvrdé, zelené a trochu dochucené chuti na měkké a lahodné ovoce, které chtějí jíst zvířata i lidé. Jedná se o evoluční taktiku, která má zajistit, že se semeno nese v určité vzdálenosti od mateřské rostliny.
Další hormon, ethylen, je zodpovědný za spuštění procesu zrání a následné vývojové změny. Aktivuje také geny pro enzymy zapojené do různých cest.
Enzymy podílející se na dozrávání
Ke změnám souvisejícím se zráním dochází pomocí různých enzymů. Amyláza pomáhá přeměnit škrob na kratší molekuly cukru, včetně fruktózy, glukózy a sacharózy, díky nimž je jablko sladší, šťavnatější a méně zrnité.
Pektináza urychluje rozklad pektinu, strukturní látky v buněčných stěnách, což vede k měkčímu plodu, a chlorofyláza štěpí chlorofyl a odhaluje červené pigmenty pod ním. Jiné enzymy přeměňují velké organické molekuly na menší složky, které se odpařují a vytvářejí atraktivní aroma.
Oxidace jablek
Jablka bohužel nezůstanou navždy sladká a šťavnatá. Pokožka se dříve nebo později dostatečně zjemní, aby se jí snadno vytvářely modřiny, nebo je podříznuta. Když k tomu dojde, kyslík vstupuje do buněk v jablku a enzym zvaný polyfenol oxidáza kombinuje kyslík s jinými molekulami za vzniku meziproduktů známých jako o-chinony.
Reagují s aminokyselinami za vzniku výrazné hnědé barvy. Hnědnutí lze zpomalit technikami, jako je potažení jablek cukrem nebo citronovou šťávou. Mohli byste provést enzymatické zhnědnutí experiment s jablky tím, že si kousnete od jednoho a necháte ho několik hodin uvnitř.
Další enzymové reakce
Nyní, když víte o aktivitě enzymů v jablkách, můžete být zvědaví, jak enzymy fungují jako katalyzátory v jiných reakcích. Jedním z nejdůležitějších způsobů, jak fungují enzymy, je naše vlastní lidské tělo. Enzymy pomáhají urychlit chemickou reakci, ke které dochází, když je naše trávicí systémy rozebrat jídlo, které jíme, abychom mohli tyto kalorie použít jako palivo k napájení našich těl.
Aktivita enzymů je také užitečná pro urychlení chemických reakcí u řady produktů, které často používáte nebo konzumujete. Například mnoho výrobců sýrů musí pochopit, jak enzymy pracují na výrobě nebo aromatizaci svého sýra. Ostatní výrobci sýrů používají enzym laktát k výrobě sýra, který je bezpečný pro lidi, kteří netolerují laktózu.
Enzymy najdete také v mnoha čisticích prostředcích pro domácnost. Některé enzymy mohou pomoci urychlit chemickou reakci, která probíhá, aby se zbavila skvrn a mastnoty. Pochopení více informací o kritické roli enzymů v chemických reakcích vám pomůže pochopit způsoby, jakými každý den dělají malé a velké rozdíly v našem životě.