효소

 

효소(enzyme)

1. 정의

1) 생체 내에서 모든 화학반응을 촉진시키는 생체촉매(biocatalyst)

2) 생체촉매인 효소는 화학반응이 개시되기 전 필요한 활성화에너지(activation energy)를 낮추어

   화학반응이 쉽게 일어나도록 도와줌

 

2. 특징

1) 단백질로 구성되어 있으며 열에 불안정하고 작용에 있어서 최적온도와 최적pH가 존재

2) 화학반응의 활성화 에너지를 낮추어 반응을 촉진

3) 반응 전후에 자기 자신은 변하지 않으면서 화학반응을 촉진

4) 효소는 단백질부분(apoenzyme), 조효소(coenzyme)으로 구성되어 있으며

   apoenzyme부분이 기질특이성을 결정

5) 하나의 효소는 하나의 화학반응만을 촉매하는 기질특이성이 있으며 부산물을 거의 생성하지 않는다

 

3. 효소의 반응에 영향을 미치는 인자

1) pH

  최적pH : 4.5~8.0

2) 온도

온도가 증가할수록 반응속도가 상승하다가 높은 온도에서는 단백질 변성으로 감소

반응 속도가 최대가 될 때의 온도를 최적온도라 함

3) 기질농도

기질의 농도가 증가할수록 반응속도가 빨라지나 일정 농도에 도달하게 되면

농도가 높아져도 반응속도는 더 이상 증가하지 않고 일정하게 유지됨

 

4. 식품산업에서 효소의 용도

1) 식품 가공 중 효소의 작용을 적극적으로 이용하는 경우

∙ 육류/치즈 및 된장의 숙성

2) 식품 가공 중 효소의 작용을 최대한 억제하는 경우

∙ 신선한 식품의 선도 유지 및 변색 방지

3) 식품 가공 공정을 용이하게 하거나 식품의 품질을 향상시키기 위하여

외부로부터 적당한 효소을 첨가하는 경우

∙ 과즙이나 포도주의 혼탁 방지, 육류의 연화

4) 효소를 첨가하여 식품 소재를 생산하는 경우

∙ 포도당, 아미노산 등의 제조

 

5. 효소의 분류

 1) 산화환원효소(oxidoreductase)

 ① 수소 또는 전자를 기질에 첨가 또는 제거하는 산화환원반응을 촉매

 ② 종류

    a. catalase

    b. peroxidase

       O2가 생성되지 않음

       Fe를 함유

    c. ascobic acid oxydase

       Vitamin C → dehydroascorbic acid

    d. lipoxygenase

       불포화지방산의 산화를 촉매

       두류에 존재

 

2) 전이효소(transferase)

∙ 기질 안에 원자단을 전이시키는 반응을 촉매

∙ amino기, carboxyl기, methyl기, acyl기, 인산기, amino산 잔기 등이 전이된다

 

 3) 가수분해효소(hydrolase)

 ① 물분자가 도입되어 기질의 공유결합을 가수분해시키는 반응을 촉매

 ② 지질의 ester결합, 당질의 glycosidic결합, 단백질의 peptide결합 등을 가수분해한다

 ③ 종류

   a. protease

   b. esterase

      ester결합을 분해하여 산과 alcohol생성

      triglyceride 분해 : lipase

      인지질 분해 : phospholipase

   c. amylase

 

  4) 탈이효소(lyase)

∙ 기질로부터 carbonyl기, aldehyde기 등의 원자단을 분리하여 기질에 2중결합을 생성시키거나

  2중결합에 이와 같은 원자단을 부가시켜 주는 효소

 

  5) 이성화효소(isomerase)

∙ 기질 분자의 이성화반응을 촉매하는 효소

 

  6) 합성효소(synthetase)

∙ ATP와 같은 고에너지결합의 분해와 동시에 작용하여 2개의 분자를 결합시키는 반응을 촉매하는 효소