Xúc tác làm phản ứng diễn ra nhanh

Ngăn cản phản ứng xảy ra hoàn toàn

Thay thế tất cả chất nền trong phản ứng

Tăng nhiệt độ hệ lên mức cao

Tránh ảnh hưởng bất lợi tới chất lượng

Để tăng thêm sản phẩm phụ mong muốn

Do enzyme luôn tạo độc tố nguy hiểm

Vì enzyme không có tính đặc hiệu nào

Cần liều lượng rất lớn mới hiệu quả

Tính đặc hiệu cao, ít sản phẩm phụ

Luôn tạo chất phát sinh độc tố cao

Phản ứng chậm, khó kiểm soát điều kiện

Sản phẩm cuối cùng đã được giải phóng

Cơ chất tự phản ứng không cần enzyme

Enzyme bị biến tính không còn hoạt tính

Trạng thái tạm thời enzyme gắn cơ chất

Không gắn được và phản ứng không diễn ra

Vẫn gắn nhưng phản ứng kém hiệu quả

Gắn mạnh hơn và tạo nhiều sản phẩm

Tạo độc tố làm biến tính cơ chất

Tạo thêm nhiều vùng hoạt hóa mới

Biến tính làm thay đổi hình dạng

Tăng khối lượng phân tử đáng kể

Phân giải cơ chất thành ion kim loại

Giảm xuống đáng kể nhiều lần

Không đổi so với phản ứng thường

Biến động ngẫu nhiên theo thời gian

Tăng lên gấp bội vượt trội

Khoảng $$10^3$$ đến $$10^{11}$$ lần

Khoảng $$10^1$$ đến $$10^2$$ lần

Khoảng $$10^{12}$$ đến $$10^{15}$$ lần

Khoảng $$10^0$$ đến $$10^1$$ lần

Khoảng $$10^8$$ đến $$10^20$$ lần

Khoảng $$10^2$$ đến $$10^4$$ lần

Khoảng $$10^{21}$$ đến $$10^{30}$$ lần

Khoảng $$10^5$$ đến $$10^7$$ lần

Sáu lớp chính theo cơ chế phản ứng

Năm lớp phổ biến trong công nghiệp

Bốn lớp cơ bản trong sinh học

Bảy lớp mở rộng bao gồm tiểu lớp

Ligases nối hai phân tử lại

Oxidoreductase thực hiện oxi hoá

Lyases tạo liên kết đôi mới

Isomerases hoán đổi đồng phân

Thủy phân đưa ion H+ và OH- vào phân tử

Chuyển đổi tính oxi hoá khử của nhóm chất

Hoán vị cấu trúc lập thể của phân tử

Nối hai phân tử sử dụng năng lượng ATP

Ứng dụng rất rộng rãi trong chế biến

Chưa ứng dụng nhiều trong thực phẩm

Chủ yếu dùng để tạo liên kết đôi

Quan trọng nhất ảnh hưởng chất lượng

Do tham gia hầu hết phản ứng hoá nâu

Do chủ yếu tác động đến kim loại nặng

Do làm biến đổi cấu trúc chất nền rộng

Do tạo năng lượng ATP trong tế bào

Nối lại hai chuỗi polypeptide

Phá vỡ liên kết peptide của protein

Chuyển nhóm phosphate giữa protein

Oxi hoá nhóm thiol trong enzyme

Nối mạch polysaccharide dài

Tạo liên kết đôi không bão hoà

Phá vỡ liên kết glycoside

Hoán vị cấu trúc cis–trans

Liên kết ion của muối

Liên kết glycoside của đường

Liên kết ester trong lipid

Liên kết peptide trong protein

Độ đạm và hương vị sản phẩm

Áp suất khí trong chai

Màu sắc đỏ của chai đựng

Tính axit của nước rửa

Sắp xếp lại cấu trúc trong phân tử

Thêm hoặc bỏ nhóm hóa học ở cơ chất

Kết hợp hai cơ chất bằng ATP

Thủy phân liên kết peptid trong protein

Khử nhóm carboxyl trong đường

Tạo liên kết mới giữa hai cơ chất

Cắt liên kết glycosid

Sắp xếp lại cấu trúc trong phân tử

Maltose thành glucose nhờ protease

Sucrose thành glucose nhờ amylase

Glucose thành fructose nhờ glucose isomerase

Lactose thành galactose nhờ lipase

Aldose thành ketose trong phân tử

Polysaccharide thành disaccharide

Ketose thành aldose trong cơ chất

Disaccharide thành monosaccharide

Sắp xếp lại vị trí nhóm chức

Tách nhóm phosphate ra khỏi cơ chất

Oxy hóa khử chuỗi bên của cơ chất

Kết hợp hai cơ chất có năng lượng

Chưa ứng dụng nhiều trong lĩnh vực food

Ứng dụng rộng rãi trong đồ uống

Chỉ dùng trong làm bánh quy hiện đại

Phổ biến trong sữa và phô mai

Lipase trong ngành beverage

Protease trong ngành baking

Amylase trong ngành starch

Laccase trong ngành dairy

Ổn định bột nhào tạo đàn hồi

Khử pectin trong nước quả

Kết lắng protein trong sữa

Chuyển đổi glucose thành fructose

Khử lactose trong đồ uống

Làm trắng bánh mì bằng oxy hóa

Tăng mùi phô mai trong sữa

Sản xuất cyclodextrin từ tinh bột

Giảm độ nhớt của huyền phù tinh bột

Tăng độ ngọt bằng fructose

Tạo liên kết peptid mới

Khử màu trong nước trái cây

Chuyển glucose thành fructose

Clarification trong bia và rượu

Khử visco trong tinh bột

Kết đông sữa và tạo hương vị

Loại bỏ lactose khỏi sữa

Tăng bọt trong bánh mì

Khử mùi đắng của bia

Tạo emulsifier trong bột nhào

Khử đường đơn trong nước quả

Điều chỉnh tính visco‑đàn hồi

Giảm độ nhớt của tinh bột

Làm trong suốt nước trái cây

Amylase trong baking industry

Protease trong beverage industry

Laccase trong dairy industry

Pectinase trong starch industry

Clarification nước trái cây

Khử lactose trong sữa

Giảm độ nhớt tinh bột

Tăng độ bền cấu trúc bột nhào

Khử pectin trong mứt quả

Chuyển hóa glucose thành fructose

Giải phóng hương cheese mạnh

Tăng độ trắng bánh mì và độ bền

Amylase và β‑glucanase

Lactase và transglutaminase

Protease và lipase

Xylanase và laccase

Conditioning bột nhào

Clarification loại pectin

Saccharification tăng glucose

Maturation giảm diacetyl

Tăng độ đàn hồi của bột nhào

Khử lactose khỏi sữa tươi

Sản xuất cyclodextrin từ tinh bột

Làm trong nước quả và hương bia

Tỷ lệ thuận tuyến tính đến một giới hạn

Không đổi ở mọi mức enzyme

Giảm dần theo cấp số nhân

Tăng rồi dao động không ổn định

Vì Vmax giảm khi thêm enzyme

Vì enzyme tự bị phân hủy tức thời

Vì phản ứng bão hòa khi cơ chất hạn chế

Vì cơ chất luôn ức chế enzyme mạnh

Nồng độ cơ chất tại 1/2 Vmax, phản ánh ái lực

Tốc độ tối đa của phản ứng ở bão hòa cơ chất

Tỉ lệ enzyme bị biến tính theo thời gian

Nồng độ enzyme cần để đạt Vmax cố định

Tốc độ phụ thuộc chỉ vào nồng độ enzyme

Tốc độ tăng gần tuyến tính theo [S]

Tốc độ độc lập hoàn toàn với [S]

Tốc độ giảm khi tăng [S]

Gần như không phụ thuộc vào [S], đạt gần Vmax

Phụ thuộc mạnh vào [S], tăng vô hạn

Giảm xuống do ức chế cạnh tranh

Dao động do cân bằng E–S không ổn định

Enzyme bị tiêu thụ hoàn toàn sau phản ứng

Sản phẩm tạo ra trước khi phức ES tồn tại

Cơ chất tự phân hủy không cần enzyme

Hình thành phức ES rồi chuyển hóa thành sản phẩm

Tỉ số Vmax/Km càng cao càng tốt

Giá trị Km càng lớn càng tốt

Giá trị Vmax càng thấp càng tốt

Tỉ số Km/Vmax càng cao càng tốt

Giảm bớt enzyme để tối ưu chi phí

Thêm chất ức chế để ổn định hệ

Giảm cơ chất để tránh bão hòa

Giữ nguyên enzyme vì tốc độ tiếp tục tăng

Enzyme hoạt động mạnh hơn vô hạn

Enzyme bị biến tính làm tốc độ giảm

Enzyme chuyển thành cơ chất bền vững

Enzyme giữ tốc độ không đổi lâu dài

Nhiệt độ khiến enzyme đông kết

Nhiệt độ cho hoạt tính cao nhất

Nhiệt độ thấp nhất có thể

Nhiệt độ không ảnh hưởng phản ứng

Nước hoạt động giảm xuống

pH dịch chuyển về trung tính

Phân tử có động năng lớn hơn

Chất ức chế bị phân hủy hết

pH không ảnh hưởng điện tích

Enzyme chỉ hoạt hóa ở pH kiềm

Mọi enzyme đều tối ưu ở pH 7

Mỗi enzyme có khoảng pH hẹp riêng

Rất thấp, có tính axit mạnh

Trung tính khoảng bảy đơn vị

Rất cao, có tính kiềm mạnh

Không phụ thuộc giá trị pH

Làm biến tính và đổi điện tích amino acid

Chuyển cơ chất thành sản phẩm nhanh

Giảm nhiệt độ tối ưu của môi trường

Tăng độ tan của cơ chất bất kỳ

Biến cơ chất thành enzyme mới

Giữ enzyme bền ở mọi điều kiện

Tăng mọi phản ứng lên tối đa

Loại bỏ enzyme không mong muốn

Khả năng hòa tan cơ chất và sản phẩm

Khối lượng phân tử của enzyme

Áp suất thẩm thấu của màng tế bào

Số lượng liên kết peptide mới tạo

Tăng nhiệt độ môi trường đáng kể

Giảm linh hoạt cấu trúc enzyme

Tăng điện tích vùng hoạt hóa quá mức

Trung hòa mọi chất ức chế cạnh tranh

Ngưỡng Aw kích hoạt khác nhau

Hoàn toàn không bị ảnh hưởng

Luôn bị ức chế giống nhau

Chỉ hoạt động ở Aw bằng không

Cạnh tranh vị trí gắn cơ chất

Tăng nhiệt độ hoạt hóa hệ

Phá hủy cấu trúc bậc ba

Gắn cố định vào vùng allosteric

Giảm năng lượng hoạt hóa trực tiếp

Tăng nồng độ cơ chất hiệu quả

Gắn vào vị trí ngoài vùng hoạt hóa

Trung hòa pH của môi trường

Chuyển pH sang cực kiềm

Thêm muối để nâng Aw tức thì

Tăng thêm cơ chất vào hệ thống

Giảm nhiệt nhanh về vùng tối ưu

Giảm pH bằng acid nhẹ

Tăng nhiệt vượt tối ưu nhẹ

Thêm chất ức chế không cạnh tranh

Nâng Aw lên gần một

Tăng đột ngột dù nước hầu như vắng

Không đổi vì Aw không liên quan

Hoạt tính cao vì cơ chất cô đặc hơn

Hoạt tính thấp do cấu trúc kém linh hoạt

Gắn vào vùng hoạt hoá trực tiếp

Gắn vào vị trí allosteric xa

Chỉ gắn với phức E–S

Phá huỷ cấu trúc bậc ba enzyme

Liên kết ngoài vùng hoạt hoá

Làm enzyme mất màu sắc đặc trưng

Cạnh tranh với cơ chất trực tiếp

Chỉ gắn với E–S trung gian

Tạo liên kết cộng hoá trị bền vững

Gắn vào vùng hoạt hoá trống

Liên kết với apoenzyme tự do

Chỉ liên kết với phức E–S

Covalent, tăng độ bền

Reversible, có thể hồi phục

Irreversible, vĩnh viễn

Allosteric, tăng hoạt tính

Tăng ái lực với cơ chất

Bất hoạt enzyme vĩnh viễn

Tăng tốc độ phục hồi hoạt tính

Giảm nồng độ cơ chất tự do

Có cấu trúc hoá học tạo flavor

Vì là protein trung tính

Do tính kiềm mạnh đặc trưng

Do tinh thể muối vô cơ

Gluconobacter oxydans

Bacillus subtilis

Aspergillus niger

Saccharomyces cerevisiae

Hexokinase chuyển hoá

Alcohol dehydrogenase duy nhất

Glucose oxidase đặc hiệu

Catalase và peroxidase

Glucose oxidase ứng dụng

Methyltransferase tổng hợp

Alcohol dehydrogenase mạnh

Catalase tiêu diệt

Glucose oxidase chính

Hexokinase tham gia

Alcohol dehydrogenase

Catalase bảo vệ

Oxy hóa mạnh tạo gốc tự do trong cơ chất

Thủy phân các liên kết hóa học như C–O, C–N

Chuyển nhóm phosphate giữa các phân tử

Ghép nối DNA tạo liên kết phosphodiester

Amylase và protease

Cellulase và ligase

Decarboxylase và aldolase

Isomerase và epimerase

Ligase, helicase, topoisomerase

Decarboxylase, racemase, lyase

Lipase, amylase, protease

Urease, nitrase, peroxidase

Amylase, nâng hiệu suất nấu bia

Cellulase, hỗ trợ sản xuất bioethanol

Protease, tăng hiệu quả làm mềm thịt

Lipase, xúc tiến tinh luyện dầu ăn

Chuyển đổi L-D amino acid bằng đồng phân hóa

Thêm nước vào liên kết ester để tạo acid

Gắn nhóm amino bằng ATP trong peptide

Cắt đứt liên kết không cần nước, tạo liên kết đôi hoặc vòng

Isomerase

Protease

Aldolase

Decarboxylase

Aldolase

Lipase

Cellulase

Racemase

Khử carboxyl tạo khí CO2 trong chu trình TCA

Chuyển đổi giữa các dạng đồng phân như L-D hoặc aldose-ketose

Gắn nối hai phân tử bằng liên kết amide tiêu tốn ATP

Phá hủy liên kết peptide tạo acid amin tự do

Glucose isomerase

Pyruvate dehydrogenase

Lactate oxidase

Cellobiohydrolase

Ligase

Decarboxylase

Aldolase

Racemase

Superoxide dismutase

DNA polymerase delta

Acetyl-CoA carboxylase

Triose phosphate isomerase

Oxy hóa chất nền tạo gốc tự do trong dung dịch

Nối hai phân tử bằng liên kết cộng hóa trị dùng ATP

Vận chuyển ion kim loại qua màng tế bào vi khuẩn

Phân cắt polysaccharide tạo đường đơn hòa tan

Escherichia coli tạo enzyme DNA ligase ứng dụng

Thermus thermophilus tạo RNA ligase chịu nhiệt

Pseudomonas spp. có nhiều synthetase nội bào

Saccharomyces cerevisiae tiết nhiều amylase ngoại bào

Mã gen liên quan, kỹ thuật chỉnh sửa, đặc điểm đột biến

Loại cơ chất, điều kiện xúc tác, sản phẩm trung gian và cuối

Các bước bảo quản mẫu, phương pháp đo pH chuẩn hóa

Tên nhóm enzyme, nguồn sản xuất, quy trình lên men cơ bản

Nhóm Oxidoreductase gồm lipoxygenase và PPO

Nhóm Protease gồm tripsin và chimotripsin

Nhóm Glycoside hydrolases gồm amylase

Nhóm Pectinase gồm PME và các esterase

Enzyme khử nhóm carbonyl trong lipid

Enzyme oxy hóa nhóm thiol trong protein

Enzyme tạo liên kết peptide giữa amino acid

Enzyme cắt liên kết glycosidic giữa đường

Giữa các liên kết α-1,4 glycosidic

Đầu không khử của chuỗi

Liên kết α-1,6 nhánh amylopectin

Chỉ trên amylose đơn

Glucose từ mọi vị trí

Dextrin từ trung tâm chuỗi

Cellobiose từ liên kết β-1,4

Maltose từ đầu không khử

Cắt cả liên kết α-1,4 và α-1,6

Hoạt động chỉ ở pH trung tính

Chỉ tạo dextrin ngắn hơn

Không tạo ra đường đơn

Cắt liên kết β-1,4 cellulose

Thủy phân liên kết α-1,6 trong nhánh

Khử carbonyl ở lipid

Tạo liên kết peptide mới

Làm lạnh nhanh để kết tinh sucrose

Gia nhiệt nhẹ rồi thêm lipase

Thêm β-galactosidase để tạo lactose

Dùng α-amylase cắt amylose và amylopectin

Giảm độ pH nhằm bất hoạt enzyme

Tăng độ mặn để hạn chế vi khuẩn

Làm khô tinh bột để tăng bảo quản

Làm trương nở tinh bột để enzyme tiếp cận

Dùng β-amylase kèm pullulanase

Tăng liều glucoamylase đơn thuần

Thêm invertase vào dung dịch

Giảm nhiệt độ dưới 20°C

Chuyển tinh bột thành dextrin rồi thành maltose

Oxy hóa lipid để tạo hương thơm

Tạo liên kết chéo protein gluten

Khử nước trong khối bột nhào

Là chất làm tăng độ mặn dung dịch

Là cơ chất tạo CO2 làm bột nở

Là chất tạo màu Maillard trực tiếp

Là chất ức chế hoạt tính protease

Tăng tốc độ lên men lactic

Giảm retrogradation, kéo dài độ mềm

Tăng độ đắng, giảm ẩm

Tăng hoạt tính protease tự nhiên

Amylase thủy phân tinh bột ở ~50°C

Lipase phân hủy triglyceride ở 80°C

Protease tạo peptid ở 30°C

Cellulase phá vỡ hemicellulose ở 20°C

Cả hai: pH ~7, 25°C giống nhau

Không phụ thuộc pH hay nhiệt độ

Glucoamylase: pH ~4, 60°C; β-amylase/pullulanase: pH ~6, 45°C

Glucoamylase: pH ~8, 30°C; β-amylase/pullulanase: pH ~4, 80°C

Liên kết peptide giữa amino acids

Liên kết glycosidic giữa glucose và fructose

Liên kết ester giữa glycerol và fatty acids

Liên kết phosphodiester giữa nucleotides

Sucrose và trehalose

Lactose và maltose

Galactose và mannose

Glucose và fructose

Ít ngọt hơn nhưng tan kém hơn sucrose

Ngọt hơn và ít bị kết tinh hơn sucrose

Ngọt hơn nhưng dễ kết tinh hơn sucrose

Ít ngọt hơn và dễ kết tinh hơn sucrose

Liên kết peptid giữa amino acids

Liên kết glycosidic giữa galactose và glucose

Liên kết ester giữa pectin và methanol

Liên kết disulfide giữa cysteine residues

Giảm độ ngọt của kẹo bằng thủy phân protein

Tăng độ chua của nước ép cam bằng pectinases

Tổng hợp sucrose từ glucose và fructose

Tạo sản phẩm không chứa lactose cho người không dung nạp

Tăng độ ngọt và độ hòa tan của đường

Giảm độ hòa tan và độ ngọt của đường

Làm kết tủa đường như tinh thể lớn

Không làm thay đổi tính chất của đường

Proteases phân giải protein thành peptides

Amylases phân hủy starch thành glucose

Pectinases xúc tác phân hủy các hợp chất pectic

Lipases thủy phân triglycerides thành fatty acids

Oxy hóa nhóm aldehyde tạo acid pectic

Thủy phân liên kết methyl ester trong pectin

Khử liên kết glycosidic giữa các monosaccharide

Thủy phân liên kết peptide trong pectin

Giảm pH và tăng vị chua mạnh

Tạo sự tách lớp và lắng cặn rõ rệt

Tăng màu nâu do Maillard

Gia tăng độ nhớt và tạo gel bền

Làm mất hoạt tính keo giúp làm trong nước ép

Tăng độ đục bằng tạo hạt keo pectin

Tăng hàm lượng lactose trong sữa

Tạo sucrose để tăng vị ngọt tự nhiên

Thúc đẩy kết tinh để tạo cấu trúc giòn

Hạn chế kết tinh giúp kết cấu mượt

Không ảnh hưởng đến quá trình kết tinh

Tăng kết tinh tạo tinh thể lớn

Lactase chuyển lactose thành glucose và galactose

Invertase thủy phân sucrose thành glucose và fructose

PME khử methyl pectin tăng độ ngọt nước ép

Amylase thủy phân starch thành maltose và glucose

Quả đu đủ chín mềm

Tuyến tụy của động vật

Vi khuẩn lactic trong sữa

Nấm men Saccharomyces

Rộng từ pH 3 đến 11

Hẹp từ pH 6 đến 7

Trung tính quanh pH 7.5

Cực acid tại pH 1.8

Phá vỡ tinh bột bằng amylase

Giảm pH bằng acid lactic

Tăng giữ nước bằng muối nitrit

Thủy phân collagen và protein liên kết

Phun hơi ở nhiệt độ rất cao

Liều lớn tính theo g trên kg

Liều nhỏ tính theo mg trên kg

Tiêm trực tiếp vào mạch máu động vật

Proteins hoặc polypeptides với tannins

Tinh bột với carbon dioxide

Lipid với ethanol và muối

Đường khử với ion kim loại

Sau lên men để thủy phân protein

Trước đóng gói để khử oxy

Trước nấu để biến tính tinh bột

Trong quá trình lọc để loại men

Cellulase từ nấm; pectinase

Lipase từ vi khuẩn; esterase

Amylase từ mầm lúa; invertase

Ficin từ quả sung; bromelain từ dứa

Khoảng pH 7 đến 9

Chính xác pH 5.0

Trên pH 11.5

Dưới pH 2.0

Khử màu bằng hấp phụ than hoạt tính

Tổng hợp ester thơm trong đồ uống

Tạo bọt ổn định nhờ chất hoạt động bề mặt

Thủy phân protein trong thực phẩm và dược phẩm

Khoảng 1.8 rất acid

Khoảng 11.0 kiềm mạnh

Khoảng 6.5 hơi trung tính

Khoảng 9.0 kiềm nhẹ

Sản xuất cheese, beer và thủy phân protein

Chế tạo hương liệu từ tinh dầu

Tổng hợp gluten trong bột mì

Khử đường trong nước trái cây