Enzymy to cząsteczki, które przyspieszają reakcje chemiczne w organizmach biologicznych, w tym roślinach, zwierzętach i bakteriach. Często określa się je jako katalizatory ponieważ wywołują lub przyspieszają te reakcje chemiczne.
W szlakach metabolicznych jabłek, które prowadzą do wzrostu, dojrzewania i brązowienia, biorą udział różne enzymy. Nazwy enzymów kończą się na „aza”, podczas gdy pierwsza część nazwy ogólnie odnosi się do substancji wyjściowej, na którą działają, tworząc nowe związki.
Procesy wzrostu
Enzymy w nasionach jabłoni stają się aktywne, gdy nasiona nasączą wystarczającą ilością wody. Jednym ze sposobów ich działania jest ich wpływ na hormony, które są przekaźnikami chemicznymi regulującymi rozwój. Nawet gdy jabłko jest tylko nasionem, wytwarzane są silne hormony, które dają sygnały do zainicjowania wzrostu.
Enzymy biorą również udział w rozkładaniu cząsteczek magazynujących na mniejsze i łatwiejsze do transportu składniki. Amylaza przekształca skrobię w cukier maltozę, podczas gdy proteazy przekształcają białka w aminokwasy.
Stawanie się bardziej miękkie i słodsze
Gdy jabłka osiągną pełny rozmiar, zaczynają dojrzewać. Przekształcają się z twardych, zielonych i nieco cierpkich w miękkie i pyszne owoce, które chcą jeść zwierzęta i ludzie. Jest to taktyka ewolucyjna, która zapewnia, że nasiona są przenoszone w pewnej odległości od rośliny rodzicielskiej.
Inny hormon, etylen, jest odpowiedzialny za wywołanie procesu dojrzewania i późniejszych zmian rozwojowych. Aktywuje również geny enzymów biorących udział w różnych szlakach.
Enzymy zaangażowane w dojrzewanie
Zmiany związane z dojrzewaniem zachodzą za pomocą różnych enzymów. Amylaza pomaga w przemianie skrobi w krótszą cząsteczki cukru, w tym fruktoza, glukoza i sacharoza, dzięki którym jabłko jest słodsze, bardziej soczyste i mniej ziarniste.
Pektynaza przyspiesza rozpad pektyny, substancji strukturalnej w ścianach komórkowych, co skutkuje bardziej miękkimi owocami, a chlorofilaza rozkłada chlorofil, odsłaniając pod spodem czerwone pigmenty. Inne enzymy przekształcają duże cząsteczki organiczne w mniejsze składniki, które odparowują i tworzą atrakcyjny aromat.
Utlenianie jabłek
Niestety jabłka nie zawsze pozostają słodkie i soczyste. Wcześniej czy później skóra staje się na tyle miękka, że łatwo ulega siniakom lub skaleczeniu. Kiedy tak się dzieje, tlen dostaje się do komórek w jabłku, a enzym zwany oksydazą polifenolową łączy tlen z innymi cząsteczkami, tworząc produkty pośrednie znane jako o-chinony.
Reagują one z aminokwasami, tworząc charakterystyczny brązowy kolor. Brązowienie można spowolnić za pomocą technik, takich jak powlekanie jabłek cukrem lub sokiem z cytryny. Możesz przeprowadzić enzymatyczne brązowienie Eksperyment z jabłkami przez ugryzienie jednego z nich i pozostawienie go w środku na kilka godzin.
Inne reakcje enzymatyczne
Teraz, gdy wiesz już o aktywności enzymów w jabłkach, możesz być ciekawy, jak enzymy działają jako katalizatory w innych reakcjach. Jednym z najważniejszych sposobów działania enzymów jest działanie w naszym ludzkim ciele. Enzymy pomagają przyspieszyć reakcję chemiczną zachodzącą, gdy nasz układy trawienne rozkładamy żywność, którą jemy, abyśmy mogli wykorzystać te kalorie jako paliwo do zasilania naszych ciał.
Aktywność enzymatyczna jest również pomocna w przyspieszaniu reakcji chemicznych w różnych produktach, których często używasz lub spożywasz. Na przykład wielu producentów sera musi zrozumieć, jak działają enzymy, aby wyprodukować lub nadać smak serowi. Inni producenci serów używają enzymu mleczanowego do produkcji sera, który jest bezpieczny dla osób z nietolerancją laktozy.
Enzymy można również znaleźć w wielu domowych środkach czystości. Niektóre enzymy mogą pomóc w przyspieszeniu reakcji chemicznej, która ma miejsce w celu pozbycia się plam i tłuszczu. Zrozumienie kluczowej roli enzymów w reakcjach chemicznych może pomóc w zrozumieniu sposobów, w jakie każdego dnia powodują one małe i duże zmiany w naszym życiu.