Enzymy
Enzymy (z řeckého „enzyme“ = v kvasnicích) jsou látky působící jako biokatalyzátory, tzn. že jsou podmínkou průběhu biochemických přeměn v živých organismech. Mají vysokou účinnost (působí už v nepatrném množství, a jejich nepatrné množství stačí, protože se reakce zúčastňují jen dočasně a nejsou zabudovány do výsledné sloučeniny. Působí specificky, tzn. že působí pouze v určitém typu reakce. Určují povahu i rychlost chemických reakcí a vytvářejí tak v živých organismech harmonickou souhru chemických funkcí.
Enzymy se vyskytují v živočišných i rostlinných organismech i mikroorganismech. Aktivita enzymů závisí na řadě podmínek (zejména na koncentraci substrátu, teplotě, pH, aktivátorech a inhibitorech). Vzhledem k tomu, že se jedná o bílkoviny, dochází působením vysokých teplot k jejich inaktivaci (denaturace). Některé enzymy vyžadují ke své katalytické činnosti další látku, tzv. koenzym (složkou koenzymu bývá často některý vitamin).
Třídění / označování enzymů
Enzymy se třídí podle podstaty chemického procesu, na němž se podílejí, do šesti hlavních kategorií:
– oxidoreduktázy katalyzují oxidačně/redukční reakce – přenos elektronu z jedné molekuly na druhou,
– transferázy přenášejí různé funkční skupiny (např. methyl-, acetyl-, amino- nebo fosfátovou skupinu) z jedné molekuly na druhou,
– hydrolázy (nejpočetnější kategorie enzymů) se podílejí na štěpení chemických vazeb, kde je činitelem rozkladné reakce voda,
– lyázy štěpí chemické vazby jiným způsobem než hydrolýzou či redoxní reakcí, často za vzniku dvojných vazeb nebo nových cyklických sloučenin.
– izomerázy vyvolávají vnitřní přesuny uvnitř molekul, přitom se nemění sumární vzorec příslušné látky, ale mění se struktura (vznikají izomery),
– ligázy způsobují spojení dvou molekul tzv. kovalentní vazbou.
Kromě tohoto třídění jsou enzymy označovány také podle toho jaký substrát štěpí: lipázy štěpí tuky, proteinázy (označované také proteázy nebo proteolytické enzymy) štěpí bílkoviny, peptidázy štěpí peptidy, glykosidázy štěpí obecně sacharidy, amylázy štěpí škroby, celulázy štěpí celulózu, laktáza štěpí laktózu apod.). Pro některé enzymy jsou používány tradiční názvy jako ptyalin (alfa-amyláza ve slinách), pepsin a chymosin (proteinázy v žaludku, a také produkované mikroorganismy), papain (proteináza z papáji).
Enzymy v lidském organismu
V lidském organismu je asi 3000 různých druhů enzymů. Jsou nepostradatelné především při metabolických procesech, při nichž se rozkládají nebo vytvářejí tuky, sacharidy a bílkoviny, ale také se nejrůznějším způsobem podílejí na regulaci řady dalších procesů v organismu (např. trombin v krvi či katepsin v buňkách).
Enzymy při výrobě potravin
Při výrobě se využívají buď enzymy přirozeně přítomné v potravinářské surovině nebo se přidávají buď přímo enzymy nebo mikroorganismy, které je produkují. Široké uplatnění mají především enzymy produkované mikroorganismy, ale využívají se např. i proteázy – papain z papáje (ke křehčení masa), chymosin (jako syřidlo při výrobě sýrů).
Typickým procesem, při němž se enzymy uplatňují je kvašení neboli fermentace (s tím souvisí dnes již nepoužívané označení enzymů – fermenty). Cílem fermentace je buď změna vlastností substrátu v důsledku štěpení složek nebo cílené získávání určitých štěpných složek (např. výroba kyseliny citronové). Při výrobě kysaného zelí nebo kysaných mléčných výrobků se sacharidy štěpí především za vzniku kyselin, při výrobě piva či vína se sacharidy štěpí za vzniku etanolu a oxidu uhličitého, při výrobě fermentovaných uzenin se štěpí celý komplex živin. Enzymové procesy se uplatňují i při kynutí těsta, při klíčení semen, při výrobě sladu, při výrobě dextrinů ze škrobů, při zrání masa aj. K zastavení enzymového procesu dojde po vyčerpání příslušné živiny nebo po ošetření vysokou teplotou nebo obdobným zásahem.
Použití enzymů při výrobě potravin je legislativně regulováno. Přidané mikroorganismy nebo enzymy musí být na baleném výrobku uvedeny.
Nežádoucí účinky enzymů v potravinách
Působení enzymů, především těch přirozeně přítomných v potravině a produkovaných přirozeně přítomnými mikroorganismy, se však často může projevovat negativně. Dochází k nežádoucí změně barvy oškrábané zeleniny, k hnilobnému kažení masa rozkladem bílkovin, ke žluknutí tuků, ke kysnutí pokrmů apod. Ochranou je obvykle (viz Konzervace) tepelné ošetření (např. blanšírování, sterilace, pečení), zabránění přístupu vzduchu (vakuové balení), zabránění přístupu světla, snížení teplot (avšak ani zmrazení zcela nepotlačí činnost enzymů) aj. (sk)