Enzymer är molekyler som påskyndar kemiska reaktioner i biologiska organismer, inklusive växter, djur och bakterier. De kallas ofta för katalysatorer eftersom de utlöser eller påskyndar dessa kemiska reaktioner.
I äpplen är olika enzymer involverade i de metaboliska vägarna som leder till tillväxt, mogning och brunning. Namnen på enzymer slutar med "ase" medan den första delen av namnet i allmänhet hänvisar till den ursprungliga substansen som de verkar för att skapa nya föreningar på.
Tillväxtprocesser
Enzymer i äppelfrön blir aktiva när fröna har fått tillräckligt med vatten. Ett av sätten de agerar på är genom deras effekter på hormoner, som är kemiska budbärare som reglerar utvecklingen. Även när äpplet bara är ett frö produceras kraftfulla hormoner som ger signaler om att initiera tillväxt.
Enzymer är också involverade i nedbrytning av lagringsmolekyler i mindre och lättare transporterade komponenter. Amylas omvandlar stärkelse till sockermaltosen, medan proteaser omvandlar proteiner till aminosyror.
Blir mjukare och sötare
När äpplen når full storlek börjar de mogna. De förvandlas från att vara hårda, gröna och något syrliga i smak till att bli mjuka och läckra frukter som djur och människor vill äta. Detta är en evolutionstaktik för att säkerställa att fröet bärs ett avstånd från moderplantan.
Ett annat hormon, eten, är ansvarigt för att utlösa mognadsprocessen och efterföljande utvecklingsförändringar. Det aktiverar också generna för enzymer som är involverade i de olika vägarna.
Enzymer involverade i mogning
Förändringarna associerade med mogningen inträffar med hjälp av olika enzymer. Amylas hjälper omvandlingen av stärkelse till kortare sockermolekyler, inklusive fruktos, glukos och sackaros, vilket gör äpplet sötare, saftigare och mindre kornigt.
Pektinas påskyndar nedbrytningen av pektin, en strukturell substans i cellväggarna, vilket resulterar i en mjukare frukt, och klorofyllas bryter ner klorofyll och avslöjar röda pigment under. Andra enzymer omvandlar stora organiska molekyler till mindre komponenter som avdunstar och skapar en attraktiv arom.
Äppleoxidation
Tyvärr förblir äpplen inte söta och saftiga för alltid. Förr eller senare blir huden tillräckligt mjuk för att lätt blåmärken eller skärs. När detta händer kommer syre in i cellerna i äpplet och ett enzym som kallas polyfenoloxidas kombinerar syret med andra molekyler för att bilda mellanprodukter som kallas o-kinoner.
Dessa reagerar med aminosyror för att producera den distinkta bruna färgen. Browning kan saktas av med tekniker som att täcka äpplen med socker eller citronsaft. Du kan utföra en enzymatisk brunning av äpple experiment genom att ta en bit från en och släppa den in i några timmar.
Andra enzymreaktioner
Nu när du känner till enzymaktivitet i äpplen kan du vara nyfiken på hur enzymer fungerar som katalysatorer i andra reaktioner. Ett av de viktigaste sätten enzymer fungerar på är inom våra egna människokroppar. Enzymer hjälper till att påskynda den kemiska reaktionen som händer när vår matsmältningssystem bryta ner maten vi äter, så att vi sedan kan använda dessa kalorier som bränsle för att driva våra kroppar.
Enzymaktivitet hjälper också till att påskynda kemiska reaktioner i en mängd olika produkter som du ofta kan använda eller konsumera. Till exempel måste många osttillverkare förstå hur enzymer fungerar för att producera eller smaka på sin ost. Andra osttillverkare använder enzymet laktat för att skapa ost som är säkert för laktosintoleranta människor att äta.
Du kan också hitta enzymer i många hushållsrengöringsprodukter. Vissa enzymer kan hjälpa till att påskynda den kemiska reaktionen som äger rum för att bli av med fläckar och fett. Att förstå mer om enzymernas viktiga roll i kemiska reaktioner kan hjälpa dig att förstå hur de gör små och stora skillnader i våra liv varje dag.