10. enzimler

Gıda Kimyası II
Enzimler
Mühendislik Mimarlık Fakültesi
Gıda Mühendisliği Bölümü
Prof. Dr. Farhan ALFİN

Bu Hafta
 8.1. Gıdalarda Enzimlerin Varlığı
 8.2. Enzimlerin Kimyasal Yapısı
 8.3. Enzimlerin Genel Özellikleri
 8.3.1. Enzimlerin Spesifikliği
 8.3.2. Enzimlerin Etki ve Reaksiyon Özellikleri
 8.3.3. Enzimlerin Aktivitesi ve Enzim Kinetiği
 8.3.4. Enzimlerin Aktivitesini Etkileyen Faktörler

Bu Hafta
 8.4. önemli Enzimler ve özellikleri
 8.4.1. Oksidoredüktazlar
 8.4.2. Transferazlar
 8.4.3. Hidrolazlar
 8.4.4. Liyazlar
 8.4.5. İzomerazlar
 8.4.6. Ligazlar
 8.5. Gıda Üretimi Alanında Enzim Preparatlarının Kullanımı

8.1. Gıdalarda Enzimlerin Varlığı

 İnsan, hayvan ve bitkilerdeki tüm hayati olaylar
kompleks, genellikle birbiri içine girmiş,
biyokimyasal reaksiyonlar göstermektedir.
 Bunlar, vücuda özgü organik maddelerle katalize
edilirler.
 Diğer bir ifade ile bu maddeler olayları harekete
geçirmekte, kontrol etmekte ve frenlemektedirler.
 Bu görevi enzimler yapmaktadır.
8.1.GıdalardaEnzimlerinVarlığı

 Her organizma yalnız kendisinin sentezleyebildiği,
kendine özgü enzimlere sahiptir.
 Bitki, hayvan ve mikroorganizmaların canlı
hücreleri tarafından oluşturulan enzimler
hücrelerdeki fonksiyonlarının yanında (in vivo)
hücre dışında da (in vitro) aktivite gösterirler.
 Enzimler yaşamın oluşumu ve devamı için elzem
olan maddelerdir.

 Canlı dışında da aktivite göstermeleri enzimlerin
önemini bir kat daha arttırmaktadır.
 Bu enzimlerin bir kısmı hücre içinde kalır ve
burada fonksiyon gösterir.
 Bu tip enzimlere intrasellüler (hücre içi) enzimler
denir.
 Bir kısım enzim ise, hücre içinde sentezlendikten
sonra hücre dışına salınır ve burada fonksiyon
gösterir.

 Bunlara da ekstrasellüler (hücre dışı) enzimler
denmektedir.
 Enzimler türlerine özgü karakter taşırlar.
 Bu bakımdan tüm hayvansal ve bitkisel kaynaklı
gıdaların bileşenleri olarak da bulunurlar.

 Günümüzde enzimlerden gıda, ilaç ve kimya
endüstrisinde; dericilik, boya ve temizlik
maddeleri üretimi gibi özel konularda; biyoloji ve
biyoteknoloji bilim dallarında; tıp, tarım ve
veterinerlik alanlarında yaygın olarak
faydalanılmaktadır.
 Canlı organizmalarda bulunan bu özel enzimlerin
yanında, gıda üretimi için önemli olan enzimler de
vardır.

 Bu enzimler genellikle mikroorganizmalar
tarafından üretilir.
 Bunların özel enzimleri, gıdanın kullanılma
özelliklerini değiştirebilirler.
 Diğer yandan, bu enzimler gıda üretiminde
endüstriyel olarak yapılmış enzim preparatları
formunda kullanılırlar.
 Gıdalar için özel olan enzimler, gıda
araştırmalarının temelini oluştururlar.

 Örneğin, doğal enzim olan peroksidazın sebze
konservelerinde belirlenmesi, konserve yapımında
uygulanan haşlama işleminin yeterince
yapılmadığının bir göstergesidir.
 Diğer bir enzim olan alkalen fosfatazın pastörize
içme sütünde belirlenmesi, süt işletmesinde sütün
olması gereken sıcaklık derecelerinde pastörize
edilmediğinin bir göstergesidir.

 Bu enzim sıcaklığa karşı duyarlıdır ve sütlerin
gerçekten pastörize edilip edilmediği bu enzimin
tespiti ile anlaşılmaktadır.

8.2. Enzimlerin Kimyasal Yapısı

 Enzimlerin tümü protein yapısındadır (belirli
reaksiyonları katalizleyen ve ribonükleik asit
yapısında olan ribozimler hariç).
 Ancak enzimler, yapısında protein dışında başka bir
madde (mineral, vitamin v.b.) içerip içermemesine
göre gruplandırılarak incelenebilmektedir.
 Bazı enzimler yalnızca proteinden, dolayısıyla da
amino asitlerden oluşmuştur.
8.2.EnzimlerinKimyasalYapısı

 Bu tip enzimlerde protein yapı, hem spesifiklikten,
hem de katalitik aktivitelerden sorumludur.
 Yalnızca proteinlerden oluşan enzimlere; pepsin ve
üreaz örnek gösterilebilir.
 Bazı enzimlerin yapısında proteinin yanı sıra
protein olmayan organik veya inorganik maddeler
(vitamin, mineral maddeler v.b.) yer almaktadır.
 Protein yapısında olmayan bu maddelere genel
olarak kofaktör denir.

 Kofaktörü ile birleşmiş ve aktif halde bulunan
enzimlere haloenzim adı verilir.
 Haloenzimin protein kısmına ise apoenzim denir.
 Kofaktörler ise kendi aralarında koenzimler, prostetik
gruplar ve inorganik iyonlar olarak gruplandırılır.
 Bir enzimin sistematik gösterilişi için enzim tarafından
katalize edilen reaksiyon belirleyici rol oynar.
 Reaksiyon isminin kelime köküne "az"eki eklenir
(hidroliz-hidrolaz gibi).

8.3. Enzimlerin Genel Özellikleri

 Enzimler, biyokatalizatör olarak kimyasal
reaksiyonlara katılırlar.
 Çeşitli maddeler arasında böyle bir reaksiyon
meydana gelmeden önce, bu maddelerden biri
aktif olmalıdır.
 Aktif hale gelmiş enerji, enzimlerin iştirakiyle
düşürülür.
 Bununla sözü edilen reaksiyon önemli derecede çok
hızlı meydana gelir.
8.3.EnzimlerinGenelÖzellikleri

 Enzimler, böylece biokimyasal olayların reaksiyon
hızını yükseltirler.
 Bunun için de enzimler değişen madde ile kısa bir
süre ara bileşikten sonra yeni bir reaksiyon için
hazır duruma gelir (Şekil 8.1).

 Enzimatik reaksiyonlar kural olarak üç aşamada
meydana gelmektedir;
 1. Önce enzim (E), substratı (S) ile birleşerek bir
ES kompleksi oluşturmakta,
 2. Daha sonra da bu enzim-substrat (ES)
kompleksinden ürün (KG) oluşmakta,
 3. Enzim ise reaksiyon ortamında tekrar serbest
hale geçmektedir (E+Ü).

 ES kompleksinin oluşumu, enzim proteininin
yüzeyinde yer alan bir bölge üzerinde gerçekleşir.
 Substratın enzime bağlandığı bu bölgeye aktif
merkez denir.
 Aktif merkez katalitik merkez veya substrat
merkezi gibi isimlerle de anılır.
 Enzimlerin aktif merkezi hem substratın
bağlandığı, hem de katalizlemenin gerçekleştiği bir
bölgedir.

8.3.1. Enzimlerin Spesifikliği

 Enzimlerin müşterek etkisi altında parçalanan
maddelere substrat denilir.
 Bu maddelerden dolayı enzimler farklı özellikler
gösterirler.
 Her substrat için ayrı bir enzim özeldir.
 Bu her kilite, kaide olarak yalnız bir anahtar
uymasına benzer.
 Bunun için Anahtar-Kilit prensibinden söz edilir.
8.3.1.EnzimlerinSpesifikliği

 Enzimlerin spesifikliği konusunda anahtar-kilit
modelindeki ilk açıklamayı 1894 yılında Fisher
yapmıştır.
 Günümüzde bu modelin tam olarak doğru olmadığı
ispat edilmiştir.
 Fisher'in anahtar-kilit modeline göre; enzimin aktif
merkezi substratın içine kalıp gibi gireceği bir
oyuktur.

 Substrat bu oyuk kısma girmekte böylece ES
kompleksi oluşmaktadır.
 Örneğin, üreaz enzimi yalnız spesifik olarak üreyi
parçalayan bir enzimdir.
 Benzer şekilde lipaz enzimi sadece lipitleri,
proteaz enzimi ise sadece proteinleri parçalayan
enzimlerdir.

8.3.2. Enzimlerin Etki ve
Reaksiyon Özellikleri

 Bu, bir maddenin mümkün olan reaksiyonlarının
hangilerini katalize ettiğini belirler.
 Örneğin basit bir α-aminoasit molekülü karboksil
grubunun parçalanması ile bir amin molekülüne
dönüşür veya amino grubu diğer bir karboksil
grubuna geçer.
 Mümkün olan her reaksiyon için başka bir enzim
özeldir.
8.3.2.EnzimlerinEtkiveReaksiyonÖzellikleri

 Reaksiyon özelliği, ilgili enzimin aktif merkezi ile
belirlenir.
 Bu, ya bir enzimin protein olmayan kompanentleri
veya enzim molekülü içindeki amino asitlerin
belirli bir hacim olarak sıralanışından ibarettir.
8.3.2.EnzimlerinEtkiveReaksiyonÖzellikleri

8.3.3. Enzimlerin Aktivitesi ve
Enzim Kinetiği

 Enzim aktivitesini enzim kinetiğinden ayrı
düşünebilmek mümkün değildir.
 Çünkü aktivitenin belirlenmesi enzimatik reaksiyon
hızının belirlenmesinden başka bir şey değildir.
 Enzim kinetiği ilk defa 1913 yılında Michaelis ve
Menten tarafından açıklanmıştır.
 Buna göre bir enzimatik reaksiyon arada bir ES
kompleksi olacak şekilde aşağıdaki gibi gerçekleşir;
8.3.3.EnzimlerinAktivitesiveEnzimKinetiği

Ef+S ↔ ES → E+Ü
 Burada;
 Ef, ortamdaki serbest enzim
 S, substrat
 ES, enzim-substrat ara kompleksi
 E ortamdaki toplam enzim
 Ü ürünü sembolize etmektedir.
K1
K2
K3

 İlk basamak bir denge reaksiyonudur.
 İkinci basamak ise gerçek dönüşümün olduğu
basamaktır ve hız belirleyicidir.
 Hız sabitleri k1, k2 ve k3 olarak gösterilmiştir.
ES → E+Ü

 Yukarıdaki eşitlikte görüldüğü gibi reaksiyon hızı
(V), enzim konsantrasyonu ile orantılıdır.
K3
V=K3(ES)

 Enzim konsantrasyonunu sabit tutup substrat
konsantrasyonunu sürekli artırırsak enzimin
substrata doyduğu, başka bir deyimle ortamdaki
enzim molekülünün pratikçe tamamının substrat
ile kompleksleştiği değere ulaşır.
 Böylece reaksiyon hızı da maksimum değerine [V=
Vmax] ulaşmış olur.

8.3.4. Enzimlerin Aktivitesini
Etkileyen Faktörler

Sıcaklık: Enzimler protein yapısında oldukları için
proteinlerin tipik özelliklerine sahiptirler.
 Enzimin etkisi en çok sıcaklığa bağlıdır.
 Her enzim en fazla aktivite gösterdiği bir optimum
sıcaklık derecesine sahiptir.
 Yani bu sıcaklıkta ve aynı sürede en fazla substrat
miktarını parçalar, ya da burada reaksiyonun hızı en
yüksektir.
 Bu değer genel olarak 30°C ile 50°C arasında yer alır.
8.3.4.EnzimlerinAktivitesiniEtkileyenFaktörler

 Sıcaklığa dayanıklı bazı mikroorganizmaların
enzimleri 50°C'nin üzerinde bir sıcaklık direncine
sahiptirler.
 Bazı termofilik mikroorganizmalara ait enzimler
70-72°C gibi çok yüksek optimum sıcaklıklara
sahiptirler.
 Genel olarak sıcaklık 60°C'nin üzerine çıkarıldığı
takdirde enzim proteini denatüre olmaktadır.

 Böylece enzim etkisiz hale gelir.
 Bu olaydan gıda üretiminde arzu edilmeyen enzim
faaliyetlerinin önlenmesi (örneğin süt yağını
parçalayan ve acı tad oluşumuna sebep olan lipaz
enziminin inaktif hale gelmesi) ve gıdaların
konserve edilmelerinde (peroksidaz enziminin
inaktif hale getirilmesi) yararlandır.
 Başlıca uygulanan metotlar; pastörizasyon,
sterilizasyon, tütsüleme ve haşlamadır.

 50°C'nin altındaki sıcaklıklarda enzim faaliyeti için
reaksiyon hızı sıcaklık kaidesi (RSK) prensibi
geçerlidir.
 RSK ifadesinde, sıcaklığın 10°C yükselmesinde
reaksiyon hızı iki katına çıkar.
 Enzimatik olmayan reaksiyonlar için de geçerli olan
bu durum Qıo=2 şeklinde ifade edilir.
 Düşük sıcaklıklarda enzimler tarafından yapılan
değişmelerin reaksiyon hızı düşüktür.

 Bu özellikten aynı şekilde gıdaların konserve
edilmesinde yararlanılır.
 Serin, soğuk veya dondurularak saklamanın
prensibi bir gıdanın hem asıl kendi enziminin
aktivitesinin ve hem de gıdaların bozulmasına
sebep olabilen mikroorganizmalardaki enzimlerin
de aktivitelerinin düşürülmelerine dayanmaktadır.

 Enzimler düşük sıcaklıklarda tahrip edilmedikleri için
depolama sırasında ve depolamadan sonra gıdada
istenmeyen değişmelere sebep olurlar.
 Bunu önlemek için dondurulmuş gıdalardaki belirli
enzimler önceden haşlama yapmak sureti ile etkisiz
hale getirilebilirler.
 Dondurulmuş gıdalar veya gıda maddelerinin
çözünmesinden sonra geri kalan enzimlerin, yeniden
ve kuvvetli olarak faaliyeti, çok çabuk olarak gıdaların
bozulmasına sebep olur.

 Bu nedenle, sebzelerin konserve edilmesinde
uygulanan haşlama işleminin etkinliğini belirlemek
için peroksidaz enzimi ile birlikte polifenol oksidaz
ve katalaz enzim varlıklarının da test edilmesi
gerekmektedir.

pH: Sıcaklık derecesi yanında her enzim için,
optimum pH değeri de bulunmaktadır.
 Bu değer, enzim molekülünün yapısına katılan
aminoasiderin bazik veya asit reaksiyonuna
dayanmaktadır.
 Örneğin, pepsin enziminin optimum pH'sı (mide özsuyu
enzimi) 1,5- 3’tür.
 Tripsin enziminin (12 parmak bağırsağındaki enzim) pH
7-9, hafif bazik alanda bulunmaktadır.

 Bitkisel enzimlerin optimum pH’ları genellikle 4,0-
6,5 arasında bulunur.
 Bu değer hayvanların doku enzimlerinde 6,5-
8,0'dir.
 pH değerinin değişmesi, reaksiyon hızının
yavaşlamasına sebep olur.
 Asitli ortamda enzimler, kısmen denatüre olurlar.

 Enzimlerin bu özelliği, gıda maddelerinin konserve
edilmesine katkı sağlar (örneğin asetik asidin sebze
konserveleri için kullanılması).
 Enzimlerin parçalanması için diğer bir yol da
enzimlerin protein komponentleri üzerine denatüre
edici etkide bulunan alkol ve enerji bakımından
zengin çeşitli ışınlardır.

 Bir enzimin aktivitesinin ölçüsü (25°C'de 1 dakikada
mmol cinsinden dönüşüme uğrayan substrat
miktarıdır) olarak onun aktivite değerinden
(değişim sayısı) yararlanılır.
 Enzimler substrat ve reaksiyon için spesifik durum
gösterirler.
 Yani, her substrat ve reaksiyon için enzimlerin,
etki düzeyi sıcaklığa ve pH değerine bağlıdır.

 Enzim faaliyetinde suyun bulunması da önemlidir.
 Çünkü substratlar biyokimyasal olaylar için çözünür
durumda olmak mecburiyetindedirler.

Radyasyon: Elektromanyetik dalgaların
oluşturduğu radyasyon enzim aktivitesini etkiler.
 Ultraviyole ışınlar tripsin, kimotripsin, lisozim ve
ribonükleaz gibi enzimlere uygulandığında
enzimlerin inaktive olduğu, bunun nedeninin
muhtemelen enzimlerin aminoasit yapısındaki
disülfid ve aromatik grupların fotokimyasal
ayrışımından kaynaklandığı belirtilmiştir.

 İyonize radyasyonla ışınlama, gıda proseslerinde
bir koruma yöntemi olarak kullanılmaktadır.
 Ancak enzimlerin inaktivasyonu için
mikroroganizmalara uygulanan radyasyondan daha
yüksek dozajda radyasyon uygulanması
gerekmektedir.

Basınç: Enzim inaktivasyonuna neden olan bir
diğer faktör yüksek basınç uygulamasıdır.
 Yüksek hidrostatik basınç pektinesteraz, lipaz,
polifenol oksidaz, lipoksigenaz, peroksidaz,
fosfataz ve katalaz gibi enzimlerin üzerine
uygulanmış ve enzimlerin inaktive olduğu
saptanmıştır.

 Bu uygulamada enzim inaktivasyonunun uygulanan
basınç, zaman, sıcaklık ve pH değerleri ile enzim
türüne bağlı olarak değişkenlik gösterdiği ortaya
konmuştur.

Nem: Enzimatik reaksiyonların hızı ortamdaki
çözücü türü ile konsantrasyonuna bağlıdır.
 Bu nedenle gıdaların nem miktarı enzimatik
reaksiyonların hızı üzerinde önemli bir etkiye
sahiptir.
 Düşük nem seviyelerinde katı ortam enzim veya
substratın difüzyonunu önlediğinden özellikle
hidrolitik reaksiyonlarda sadece enzim ile iç içe
olan substrat hidrolize edilir.

 Tahılların depolanması esnasında ürün nemi %14'ün
üzerine çıktığında küflerden kaynaklanan enzimler
de istenmeyen hidrolitik reaksiyonların
oluşmasında önemli rol oynamaktadırlar.

8.4. önemli Enzimler ve özellikleri

 Günümüze kadar 1500-2000 enzim tanımlanmıştır.
 Etkilenen reaksiyon tipine bağlı olarak enzimler 6
gruba ayrılabilir.
 Bu grupların her biri çok sayıda alt gruplara da
ayrılır (Çizelge 8.1).
 1. Oksidoredüktazlar, substratların oksidasyonu
veya redüksiyonunu katalize eder.
8.4.önemliEnzimlerveözellikleri

 2. Transferazlar; bir kimyasal grubun (metil, amin,
fosfat vb. grubu) bir molekülden diğerine
transferini, katalize ederler.

 3. Hidrolazlar, substratın hidrolitik olarak (su
katılmasıyla) parçalanmasını sağlarlar.

 4. Liyazlar, iki bileşiğin yeni bir bileşik verme
reaksiyonunu veya tersini katalize ederler.

 5. İzomerazlar, bir molekülde atomların yeniden
düzenlenmesini katalize eder.

 6. Ligazlar, moleküler bağlantılarda bağlı grupların
serbest bırakılmasını ATP'nin enerjisiyle
gerçekleştiren enzimlerdir.

8.4.1. Oksidoredüktazlar

 Tüm redoks reaksiyonları için genel prensip
oksidasyon ile aynı zamanda bir redüksiyon
meydana gelmesidir.
 Böyle redoks reaksiyonlarına oksidoredüktazlar ile
etki edilir.
 Bu enzimler aşağıdaki bileşikler üzerine etki
ederler.
8.4.1.Oksidoredüktazlar

 Önemli oksidoredüktazlar; fenoloksidazlar,
lipoksidazlar, peroksidazlardır.
 Fenoloksidazlar alkol oksitleyici oksidoredük-
tazlardandır.
 Fenolleri ve benzer gıda maddelerini kinona
oksitler, bu maddeler sonra kahverengi ve siyah
boya maddeleri ile reaksiyona girer.
 Böylece elma, patates ve kerevizlerin taze kesilmiş
yüzeylerinin kahverengileşmesine neden olurlar.

 Lipoksidazlar, doymamış yağ asitlerinde oksijeni
depolarlar ve böylece yağların peroksit acılığına sebep
olurlar.
 Peroksidazlar hidrojen peroksitten ve diğer organik
peroksitlerden oksijeni serbest hale getirir ve bunu
diğer organik maddelere taşırlar.
 Oksidoredüktazlar etin bozulmasında rol oynarlar.
 Taze sucuğun olgunlaştırılmasında nitrat redüktazlar
nitrat iyonlarını nitrit iyonlarına indirgerler.

8.4.2. Transferazlar

 Bunlar molekülün bir kısmını (R), diğer bir
substrata naklederler.
 Bu gruptaki enzimler, metal, açil, amino, glikozil
veya fosfat gibi fonksiyonel grupları verici bir
maddeden alıcı bir maddeye (su hariç)
aktarılmasını katalizler.
 Amino transferazlar veya transaminazlar amino
gruplarını taşırlar ve örneğin protein
metabolizmasına etki eder.
8.4.2.Transferazlar

 Bunlar peynir olgunlaşmasında da rol oynarlar.
A—R + B A + B-R
8.4.2.Transferazlar
Enzim

8.4.3. Hidrolazlar

 Hidrolazlar hidrolitik reaksiyonlara iştirak ederler.
 Ester hidrolazların grupları ester bileşiklerini
parçalarlar.
 Yağ bozulmasında, yağların serbest yağ asitlerine
parçalanmasını katalize ederler.
 Pankreas-karaciğer ve bağırsak lipazları yağın
sindirimine yardımcı olurlar.
 Bunlar gıdalardaki yağı (gliserin esteri) gliserin ve
serbest yağ asitlerine parçalarlar.
8.4.3.Hidrolazlar

 Diastaz ve maltazlar hamur işlerinin yapımında
önemlidir (nişastanın parçalanması).
 İnvertaz; Sakkaroz molekülündeki glukozidik
bağlara etki eder ve invert şeker meydana gelir
(glikoz ve fruktozun karışımı).
 Bu özelliklerden yapay balın yapımında yararlanılır.
 Amilazlar; Hayvansal kaslar içinde diğer enzimlerle
birlikte glikojenin laktik aside (2- hidroksi propan
asidi) dönüşmesinde rol oynarlar.
8.4.3.Hidrolazlar

 Peptid hidrolaz enzimlerine sindirim enzimleri,
pepsin, tripsin, kimotripsin ve protein enzimi
olarak rennin (buzağı midelerinin rennin enzimi)
dâhildirler.
 Pepsin; Mide özsuyunun bir peptid hidrolazıdır.
 Tripsin; 12 parmak bağırsağında rol oynar (kas
donmasının çözünmesi, tat maddelerinin
teşekkülü).
 Bu enzim peptid (-CO-NH-) bağlarını çözer ve
bununla protein parçalanmasına katkıda bulunur.
8.4.3.Hidrolazlar

8.4.4. Liyazlar

 Bu enzimler substrattan grupların hidrolitik
olmayan yolla ayrılmalarını ve buraya çift bağ ilave
edilmesini katalize ederler (örnek; L-histidin
karboksiliyaz).
 Pratik ismi histidin dekarboksilaz olan bu enzimin
katalize ettiği reaksiyon aşağıdaki gibi
gerçekleşmektedir;
8.4.4.Liyazlar

8.4.5. İzomerazlar

 Substratında bir izomerasyon (molekülde geometrik
veya yapısal yeni bir düzenleme) meydana gelmesini
katalizleyen enzimlerdir.
 Bu tip enzimler gerçekleştirdikleri izomerasyona göre;
rasemazlar, epimerazler, cis-trans izomerazlar vb. gibi
alışılagelmiş isimlerle bilinir.
D-riboz-fosfat D-ribuloz-5 fosfat
 Bu reaksiyonu katalizleyen enzimin alışılagelmiş ismi
ribozfosfat izomeraz, sistematik ismi D-riboz-5-fosfat
ketol-izomerazdır.
8.4.5.İzomerazlar

8.4.6. Ligazlar

 Bu enzimler genellikle ATP veya diğer bir nükleosit
trifosfattan bir fosfat veya pirofosfatın hidrolize
olmasını sağlayarak iki molekülün kovalent bir bağla
bağlanmasını katalizlemektedirler.
ATP + L – aspartat + NH3 --> AMP + pirofosfat + L-asparagin
 Ligazlar, 1983 yılına kadar sentetazlar olarak
anılmışlardır.
 Ancak sentaz enzimi ile karışmasını engellemek için
ligazlar olarak isimlendirilirler.
 Bu enzimin sistematik adı, L-aspartat : amonyak ligaz
(AMP oluşumu).
8.4.6.Ligazlar

 Enzim preparatları gıdaların üretiminde geniş
ölçüde kullanılmaktadır.
 Endüstriyel olarak yapılmış enzim preparatlarının
kullanılması iş verimliliğinin artmasına neden olur.
 Çünkü üretim olayı bazen önemli derecede
kısalabilir.
 Gıda maddeleri üretimi ekseriya çok uzun süren
doğal olgunlaşma işlemine ihtiyaç gösterir.
8.5.GıdaÜretimiAlanındaEnzim
PreparatlarınınKullanımı

 Bu tip olgunlaşma olayları, daima enzim
faaliyetine ihtiyaç duymaktadır.
 Enzim preparatlarının katılması olgunlaştırmayı
hızlandırır.
 Bununla kısmen teknolojik işlemler kolaylaşabilir.
 Randımanın yükseltilmesi ve kayıpların azaltılması
ile hammaddelerin ekonomik olarak kullanıl-
masında ulusal ekonomi bakımından önemli bir
katkı sağlamaktadır.

 Enzim preparatlarının kullanılması sürekli veya
otomatik üretim metotlarının oluşturulması için de
gerekebilir.
 Böyle preparatların diğer avantajları;
 1. Sıcaklık ve pH değeri bakımından reaksiyon
koşullarının çok kolay gerçekleştirilebileceği,
 2. Bunların fizyolojik olarak zararsız olması,
 3. Çok kolay inaktif hale gelebilmesi,

 Enzim preparatlarının hazırlanmasında, enzimlerin
zengin olarak bulundukları ve izole edilebildiği
bitkisel tohumlar, hayvansal organlar ve bilhassa
mikroorganizmalar kullanılır.
 Günümüzde enzimler gıda endüstrisinin birçok
dalında yaygın kullanım alanlarına sahiptir.
 Bunlar arasında unlu mamuller, içecek ve et ile
nişasta-şeker endüstrileri ilk sıralarda yer
almaktadır.

 Unlu Mamuller Sanayinde Enzimlerin Kullanımı:
 Gerek ekonomik, gerekse geleneklere bağlı olarak
ekmek tüketiminin artması ve tüketicilerin standart
ürün istekleri ekmekçilikte ticari enzim preparatlarının
kullanımını günden güne arttırmaktadır.
 Özellikle 2000'li yıllardan itibaren tüketicilerden gelen
talep doğal hammaddeden ve doğal ekmek isteği
olunca enzimler de bu noktada önem kazanmışlardır.

 Unlu mamuller ve özellikle ekmekçilikte kullanılan
bu enzimler bitkisel, hayvansal ve mikrobiyel
kökenli olabilmektedir.
 Ekmekçilikte amilazlar, proteazlar, lipazlar,
hemiselülazlar ve lipoksidazlar yaygın olarak
kullanılmaktadır.
 Ekmekçilikte enzim kullanımı 1950'lerde başlamış,
pahalılığı ve yeterince bulunamaması nedeniyle
1990'lara kadar yaygınlaşamamıştır.

 Daha sonraki yıllarda ise öncelikle amilazlar ve
proteazlar ve bunların ardından hemiselülazlar un
ve ekmek yapımında yaygın bir şekilde
kullanılmaya başlanmıştır.
 Enzimler özellikle ekmek yapımında prosesi
kolaylılaştırmak ve kaliteli bir ürün elde etmek
amacıyla kullanılırlar.

 Amilazlar: Ekmek yapımında en önemli nokta
glikozun maya tarafından parçalanarak CO2 gazının
ortaya çıkması ve daha sonra ekmeğe istenilen
hacmi vermesidir.
 Mayanın CO2 oluşturması için ortamda yeterli
miktarda glikoz bulunmalıdır.
 Amilazlar ekmekçilikte mayalara besin ortamını
oluşturmak için istenen ürünü (glikozu) elde etmek
maksadıyla kullanılmaktadır.

 Amilazlar undaki zedelenmiş nişastayı parçalayarak
fermente olabilir şekerler haline getirirler.
 Amilaz enzimleri zedelenmiş nişasta ve jelatinize
olmuş nişastayı parçalayarak ortamdaki fermente
olabilir şeker miktarını arttırarak mayanın işini
kolaylaştırırlar.
 Günümüzde ekmekçilik endüstrisinde en çok α-
amilaz enzimi kullanılmaktadır.

 Bunun yanında β-amilaz, glukoamilaz, izoamilaz,
proteaz, hemiselülaz, lipaz, glukoz oksidaz,
lipoksidaz, maltaz, invertaz, ve zimaz enzimlerinin
de yaygın kullanım alanları bulunmaktadır.

 İçecek Sanayinde Enzimlerin Kullanımı
 Hammaddesi nişasta olan fermente alkollü içkilerin
üretimi ve kullanımı hemen hemen insanlık tarihi
kadar eskilere uzanmaktadır.
 Bu tür içeceklerin hammaddeleri olarak genellikle
arpa, mısır, çavdar, buğday gibi tahıllar
kullanılmaktadır.
 Hammadde ne olursa olsun, bu tür içkilerin
üretiminde esas unsur nişastadır.

 Nişasta daha önceden de bilindiği gibi, uzun glikoz
moleküllerinin bir araya getirdiği bir
polisakkarittir.
 Enzimler, bu noktada görev alarak nişastanın önce
disakkaritlere, daha sonra da basit şekerler olarak
isimlendirilen monosakkaritlere parçalanmasını
katalize ederler.
 Hububat tanelerinde nişasta haricinde β-glukanlar
(glikoz polimerleri) da mevcuttur.

 β-glukanlar bira üretimi sırasında mayşeye geçerek
proses sırasında bulanıklık oluşumu ve filtrasyon
blokajına neden olabilirler.
 Bu problemlerin önüne geçebilmek için glukanaz
enzimleri kullanılır.
 Yine biralarda bulanıklık oluşumuna neden olan
protein yapısında maddeler bulunmaktadır.

 Bu amaçla kullanılan papain enzimi de proteinleri
parçalayarak (biralarda bulunan protein ve tanenin
gözle görülebilir partiküller halinde kompleks
oluşturmasını engelleyerek) biralarda bulanık bir
yapı oluşmasını önlemektedir.
 Şarap yapımında ise pektolitik enzim preparatları
yaygın olarak kullanılmakta ve özellikle süre
açısından önemli avantajlar sağlamaktadırlar.

 Elma suyu yapımında kullanılan pektin metil
esteraz (PME) enzim ilavesi ise meyve suyunda
bulunan serbest çözünür pektinin metil esterlerini
hidroliz etmektedir.
 Çay yapımı sırasında, özellikle çayın kalitesi
üzerine etkili olan teaflavin/tearubigin oranının
ayarlanmasında fiziksel faktörler kadar, polifenol
oksidaz (PPO), peroksidaz (PER) ve katalaz gibi
enzimler de etkili olmaktadır.

 Ayrıca lipoksigenaz enzimi de çay aroması için
önemli olan yaprak aldehiti "heksanal"i
üretmektedir.
 Kakao üretimi esnasında kullanılan PPO ticari
enzim preparatları fermentasyon sırasında aşın
acılığın oluşmasını engellemektedirler.
 Bunun yanında bazı narenciye ürünlerinde,
özellikle greyfurtta acılık önemli bir sorun olarak
karşımıza çıkmaktadır.

 Bu tür ürünlerde acılığın giderilmesi için ticari
naringinaz preparatları yaygın olarak
kullanılmaktadır.

 Et Endüstrisinde Enzimlerin Kullanımı.
 Et endüstrisinde özellikle etin gevrekleştirilmesi ya
da yumuşatılması (tenderizasyon) amacıyla papain,
fisin ve bromealin gibi bitkisel proteazlar ile fungal
proteazlardan geniş ölçüde yararlanılmaktadır.
 Proteaz grubu enzimler, proteinlerdeki peptid
bağlarını hidrolize ederek, etin yapısında bulunan
elastin ve kollajeni kısmi hidrolizasyona uğratarak
etin yumuşamasına sebep olurlar.

 Etin yumuşatılmasında karşılaşılan başlıca
problem, enzimin ette tekdüze dağılımının et
parçalanmaksızın sağlanmasındaki güçlüktür.
 Enzim bir veya birden fazla kas doku bileşenlerini
parçalar.
 Bunun başında sarkolema proteinleri gelmektedir.
 Sarkolema proteinleri kas liflerini bir arada tutan
proteinlerdir.

 Sarkolema hidrolize olurken kas liflerinde aşırı
hidroliz gerçekleşmez.
 Sonuç olarak lapamsı dokuda bir ürün elde
edilebilir.
 Istenilen düzeyde gevrekliğin sağlanabilmesi için
proteolizin sınırlı gerçekleşmesi ve bu nedenle
enzim ya da enzimlerin biraz düşük
konsantrasyonlarda kullanılması gerekmektedir.

 Glukozid Hidrolazlar: Nişasta işleyen endüstride
nişastanın glikoza parçalanmasında kullanılır
(örneğin mısır nişastasından glikoz eldesi).
 Şeker endüstrisi; invertaz enzimi yapay bal yapımı
ve çikolatalı şekerlemelerin yumuşak tutulmasını
sağlamak için kullanılır.
 Enzim preparatlanmn kullanılması izne bağlıdır ve
daima gıda kimyası ve hijyeni bakımından kontrol
edilmelidir.

 Toksik parçalanma ürünlerinin oluşması, ürün
renginde istenmeyen değişimler meydana gelmesi
gibi olumsuz etkilerle karşılaşmamak için,
gıdalarda enzim preperatlarının kullanılmasında,
mutlaka gıda mevzuatının esasları dikkate
alınmalıdır.

10. enzimler

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to 10. enzimler

Similar to 10. enzimler (13)

More from Farhan Alfin

More from Farhan Alfin (20)

10. enzimler