16. Кинетические показатели ферментативных реакций. Понятие «насыщение» фермента субстратом.

Кинетика ферментативных реакций отличается от неферментных очень важной особенностью – явлением «насыщения» фермента субстратом. При низкой концентрации субстрата скорость реакции  пропорционально концентрации субстрата, т.е. реакция I порядка, т.е. при дальнейшем  количества субстрата скорость реакции замедляется, т.е. реакция приобретает нулевой порядок. Происходит «насыщение» фермента субстратом. Эффект «насыщения» был доказан Михаэлисом и Ментеном и является основой кинетики ферментативных реакций. Кинетика ферментативных реакций основана на том, что фермент Е реагирует с субстратом S в результате чего происходит образование комплекса ES, который затем распадается на свободный фермент и продукт ферментативной реакции.Е+S=₂^к1 ES; ES= Е + Р. К₁ – К₄ – константы скорости прямой и обратной реакции. Константа Михаэлиса – К_м – основной показатель в кинетике ферментативной реакции. Константа равна концентрации субстрата, в которой скорость реакции составляет ½ от max. К_м характеризует сродство фермента к субстрату и позволяет судить о его субстратной специфичности, что очень важно в процессах энзиматической модификации пищевого сырья. Другим показателем действия фермента как в живой клетке, так и выделенного из нее, является каталитическая активность. Определение активности ферментов проводят в оптимальных условиях для действия ферментов (рН, t-ра, концентрация фермента и субстрата). Обязательным условием является фактор, учитывающий концентрацию субстрата. Она должна быть на уровне или превышать концентрацию, при которой наблюдается «насыщение» субстратом. В этом случае начальная скорость реакции имеет I порядок и зависит только от концентрации фермента, т.е. определение активности фермента – это определение скорости образования конечных продуктов реакции. Например, в процессе гидролиза крахмала / целлюлозы определяется количество глюкозы. По международному соглашению за единицу ферментативной активности принимается количество фермента, способного в стандартных условиях превратить 1 ммоль субстрата в продукт реакции за 1 мин, при температуре 25 С и оптимальных условиях рН для действия данного фермента. Удельная активность фермента – число единиц ферментной активности в расчете на 1 мг белка. Обычно уровень белка в ферментных препаратах составляет 4-40 %, в зависимости от степени очистки препарата =>величину удельной активности фермента используют также как критерий очистки препарата. Чем  удельная активность, тем  степень его очистки. Для ферментативной реакции зависимость скорости процесса от концентрации фермента и субстрата выражается уравнением Михаэлиса – Ментена : V_max[S]/ K_m + [S], где V_max – максимальная скорость гидолиза; K_m – const Михаэлиса; [S] – концентрация субстрата. Уравнение выражает количественное соотношение между скоростью реакции и концентрацией субстрата при условии, что V_max и K_m – известны. Согласно уравнению Михаэлиса – Ментена, при избытке субстрата скорость реакции не зависит от его концентрации, т.к. при увеличении концентрации субстрата  концентрация ферментно – субстратного комплекса ES, до тех пор пока не свяжется весь свободный фермент.

17. Понятие «ограниченного» биокатализа в производстве пищевых продуктов. «Ограниченный» биокатализ. Примеры: 1) в технологии чая, агара, витамина Р ф-тативный гидролиз ПС (пектин, целлюлоза) осущ частично – до состояния разрушенных клеток, но не до конечных продуктов – полигалактуроновой к-ы и глюкозы; 2) при получ-и Б препаратов процесс гидролиза субстратов «ограничивают» получ раствор форм, но не АК max выход и заданные ФТС продукта;3) в технологии высокоэтер-го пектина разрушение протопектина идет до раств состояния: при этом сохр прир желир св-ва. Для получения низкоэтер-ой формы пектина процесс деэтерификации «ограничивают» достижением заданной ст этериф; 4) для получения пищ волокон действие амилазы «ограничивают» до получения раствор декстринов, а протеазы – до раствор пептидов.