Bài 8. Ứng dụng của enzyme - Chuyên đề học tập Sinh 10 Chân trời sáng tạo

Mở đầu

So với việc sử dụng hóa chất hay tác nhân cơ học thì nếu hầm thịt trâu với đu đủ xanh ở nhiệt độ ấm sẽ làm thịt trâu mềm hơn. Em hãy cho biết đu đủ xanh có vai trò như thể nào trong việc làm mềm thịt trâu.

Lời giải chi tiết:

Trong quả đu đủ xanh (đặc biệt là ở nhựa quả) có chứa hàm lượng lớn enzyme papain - một enzyme thuộc nhóm protease thực vật nên có tác dụng làm mềm thịt. Vì vậy, đu đủ xanh thường được sử dụng khi nấu, hầm những loại thịt dai như thịt trâu, bò …

CH1

Trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì, enzyme amylase được dùng rất phổ biến do enzyme này làm thay đổi hoàn toàn chất lượng của bánh cả về hương vị, màu sắc và độ xốp. Hãy giải thích điều này.

Lời giải chi tiết:

ɑ-amylase là chất tăng cường hương vị, màu sắc và là nhân tố duy trì độ ẩm và độ mềm mịn để cải thiện chất lượng bánh do:

ɑ-amylase chuyển đổi tinh bột trong bánh thành các dextrin nhỏ hơn, sau đó phồng lên do quá trình đó thải khí CO2.

ɑ-amylase cũng tạo các dextrin phân nhánh có khối lượng phân tử cao nên được sử dụng để làm chất phủ chống mất nước của bánh gạo, các thực phẩm dạng bột khác.

CH2

Các loại enzyme nào làm tăng hương vị bánh nướng?

Lời giải chi tiết:

Các loại enzyme làm tăng hương vị bánh nướng là: ɑ-amylase, glucoamylase, protease, lipase.

CH3

Nếu tác dụng của một số enzyme được dùng trong ngành công nghiệp sản xuất bia, nước trái cây.

Lời giải chi tiết:

• ɑ-amylase chuyển đổi đường trong tinh bột và lên men thành rượu cùng với cellulase và pectinase có tác dụng làm trong nước ép trái cây.
• Các protease thực vật như bromelain, ficin và papain sử dụng trong sản xuất bia.

LT

Trình bày thêm một số ứng dụng của enzyme trong y học và dược phẩm.

Lời giải chi tiết:

Enzyme trong việc chữa bệnh: Amylase được sử dụng để điều chế thuốc tim mạch, điều trị bệnh thần kinh; Bromelain có lợi cho tiêu hóa nên được sử dụng hỗ trợ bệnh nhân bị đầy hơi, khó tiêu ...

Enzyme trong chẩn đoán bệnh: Penicillinase được sử dụng để làm giảm nồng độ kháng sinh trong cơ thể người bệnh bị dị ứng mạnh; Glucosidase dùng để định lượng glucose huyết thanh trong chẩn đoán tiểu đường ...

VD

Hãy nêu một vài vai trò của enzyme trong việc điều trị y khoa hay trong các hoạt động thẩm mỹ.

Lời giải chi tiết:

Trong điều trị y khoa:

• Proteinase được sử dụng làm thuốc tăng tiêu hóa protein, chống đông máu …
• Bromelain làm giảm nguy cơ đột quỵ với bệnh tim mạch, sử dụng để giảm đau nhanh sau phẫu thuật …
• Trypsin và chymotrypsin được dùng làm thuốc tiêu viêm, lành vết thương …

Trong ngành mỹ phẩm:

• Enzyme được dùng để tẩy da chết, làm trắng da.
• Enzyme có thể phá vỡ protein keratin trên da làm da mềm mại hơn.

CH4

Enzyme đã hỗ trợ sản xuất các chế phẩm nào liên quan đến kỹ thuật gene?

Lời giải chi tiết:

Enzyme hỗ trợ sản xuất được những chất mà cơ thể sống chỉ tổng hợp được một lượng cực nhỏ thông qua kĩ thuật gene đó là interferon, kháng thể, hormone, vaccine …

VD

Trong kĩ thuật lai soma giữa tế bào B với một tế bào ung thư thì enzyme được sử dụng như chất tham gia hay chất xúc tác?

Lời giải chi tiết:

Trong kĩ thuật lai soma giữa tế bào B với một tế bào ung thư thì enzyme được sử dụng như chất xúc tác.

BT1

Hãy trình bày quá trình chuyển hóa tinh bột theo ba bước: hồ hóa, dịch hóa và đường hóa.

Lời giải chi tiết:

Chuyển hóa tinh bột theo ba bước đó là:

Hồ hóa là quá trình gia nhiệt dịch gạo trong nước, làm cho tinh bột hút nước, trương nở và lộ ra các liên kết. Nhờ đó các enzyme có điều kiện tiếp xúc và phân giải tinh bột.

Dịch hóa là giai đoạn phá vỡ cấu trúc tinh bột dưới tác động của ɑ-amylase, tinh bột thủy phân thành các dextrin chuỗi ngắn, tạo điều kiện cho đường hóa.

Đường hóa là quá trình phối hợp các enzyme protease và amylase để phân giải tối đa các dextrin trong môi trường thành đường đơn. 

BT2

Hãy điền các enzyme vào các cột dọc theo gợi ý sau:

A1: Nhân tố có tác dụng làm trong nước ép trái cây.

B2: Enzyme tham gia xúc tác cho phản ứng oxi hóa khử.

C3: Enzyme tham gia xúc tác cho phản ứng thủy phân.

D4: Enzyme tham gia xúc tác cho phản ứng phân cắt.

E5: Enzyme tham gia chuyển hóa các phế liệu nông nghiệp.

F6: Nhân tố duy trì độ ẩm, màu sắc và độ mềm mịn của bánh mì.

G7: Nhân tố có tác dụng chữa bệnh viêm tim mạch huyết khối.

H8: Nhân tố cải thiện hương vị đặc trưng của phô mai.

Và cho biết vai trò của enzyme tìm được trong cột ngang màu đỏ.

Lời giải chi tiết:

A1: Pectinase; B2: Oxidoreductase; C3: Hydrolase; D4: ; E5: Hemicellulase; F6: amylase; G7: Trypsin; H8:Lipase.

BT3

Hãy phân tích vai trò của pectinase trong việc làm trong các loại nước giải khát công nghiệp.

Lời giải chi tiết:

Pectinase có vai trò xúc tác cho quá trình thủy phân các liên kết glycosidic trong các chuỗi polyme của pectin. Nhờ pectinase phân giải các cơ chất pectin làm chất chiết trong dịch bào dễ thoát ra ngoài hơn, làm tăng hiệu suất chiết, vừa làm dịch chiết trong hơn.

BT4

Khi mức độ tiêu hóa protein trong đường ruột thấp có thể gây viêm và gây ra chứng co thắt, phát sinh nhiều chất nhầy quá mức và thậm chí gây chảy máu. Những người cao tuổi được bổ sung enzyme protease để tăng tốc độ tiêu hóa protein, giúp hấp thụ hoàn toàn vào máu và tạo ra các protein mới trong cơ thể sau một bữa ăn đạt hiệu quả. Hãy giải thích hiện tượng này dựa trên các kiến thức về protease.

Lời giải chi tiết:

Protease có vai trò xúc tác cho quá trình thủy phân peptide có trong protein và polypeptide. 

Ở người già, khả năng tiêu hóa và hấp thụ các chất kém đi nên bổ sung protease giúp tăng tốc độ tiêu hóa protein, giúp hấp thụ hoàn toàn vào máu và tạo ra các protein mới trong cơ thể sau một bữa ăn đạt hiệu quả. 

BT5

Trình bày vai trò của enzyme protease khi dùng làm thuốc chống tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, làm thuốc tăng tiêu hóa protein và là thành phần của các loại thuốc dùng trong da liễu và mỹ phẩm …

Lời giải chi tiết:

• Enzyme protease khi dùng trong y dược có vai trò phân giải protein dạng phức tạp thành protein chuỗi ngắn, các amino acid đơn giản nên được ứng dụng làm thuốc chống  tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, làm thuốc tăng tiêu hóa protein.
• Khi ứng dụng trong ngành mỹ phẩm, protease giúp phá vỡ lớp keratin trên da, mang đến một làn da mềm mại hơn, là chất chống oxy hóa hiệu quả, ngăn ngừa sự tàn phá của các gốc tự do như bảo vệ làn da chống lại ánh nắng mặt trời.