一、PH值的作用
每一种生物酶都只在一定的酸碱度范围内都有很高的活性,而这个pH值是酶作用的最佳pH值。一般说来,酶的pH值在最佳pH值上表现最稳定,所以酶的pH值就是稳定的。酸碱度太高或太低都会导致酶的不可逆破坏,使酶稳定性降低,活性降低,甚至失活。各种酶的最佳pH范围各不相同,均为偏酸性、中性、偏碱性。例如,按照酶作用的最佳pH值,可以分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。酶效pH值也是一定条件下,测定的参数。在温度和底物上,酶的最佳pH值不同,温度越高,所产生的酶稳态pH范围越小。因此,在酶的催化反应中,必须严格控制其pH值。
二、温度效应
在一定条件下,每一种生物酶都有一个适宜的温度,在这一温度下,酶的活力最高,作用最好,酶也比较稳定,酶的催化反应速度与热变性损失达到平衡,这就是酶作用的最佳温度。每一种酶都具有活性稳定的温度,在该温度下,酶在一定时间、pH和酶浓度下比较稳定,没有发生活力下降,而活力下降是酶的稳定温度。在恒定温度作用下,酶就会急剧失活。酶热敏特性的这种,可用临界失效温度Tc表示,即酶在1h内失去一半活力的温度。因此,在酶的有效催化温度范围内,一般只能发生有效催化,每升高10℃,酶反应速度就会提高1~2倍。在加热过程中,温度对酶的作用也有一定的影响,反应时间越长,酶的最佳温度越低。此外,酶反应底物浓度、缓冲液类型、活化剂及酶的纯度等因素也可改变酶的最佳温度和稳定温度。
三、生物酶浓度及底物浓度的影响
在特定温度、酸碱度、酶浓度等条件下,底物浓度是影响酶催化反应速度的主要因素。在较低的底物浓度下,酶的催化反应速率随着底物浓度的增大而加快,二者成正比。当底物浓度增大时,反应速度减慢,不再呈正比。常用米氏方程来描述酶催化反应底物浓度与反应速率的关系。有时候底物浓度很高,还可引起底物抑制,使酶反应速率降低。当酶的浓度远大于酶的浓度时,酶催化反应的速率通常与酶的浓度成正比。另外,如果酶浓度过低,有时酶就会失效,导致反应不能进行。食物加工过程中的酶催化反应,一般酶量要比底物量少很多,而且要考虑到酶的成本因素。
四、抑制剂作用
很多物质都能减弱,抑制,甚至破坏酶的作用,这就是酶抑制剂。例如重金属(Fe3+,Cu2+,Hg+,Pb+等),一氧化碳、硫化氢、有机阳离子、乙二胺、四乙酸等。实践中,应了解并避免抑制剂对酶催化作用的影响。
五、活化剂的作用
很多物质都能起到保护和提高酶活性的作用,或促使非活性酶蛋白转化为活性酶,这就是所谓的酶激活剂。活化剂有三种类型:一种是无机离子,如Na+,K+,Ca2+,,Mg2+,Cu2+,Co2+,Zn2+等阳离子,Cl-,NO3-,PO43-,SO42-等阴离子。另一种是有机物质,分子很小,主要是维他命B族及其衍生。三是高聚物,具有蛋白质性质。活性剂对酶催化反应速度的影响接近底物浓度,在实际中应用较少。
六、保护环境的作用
酵素在低温环境中休眠,要使酶的活性长期保持不失活性,在10℃的温度下可保存酶活损失5-10%/6个月,常温保存酶活损失10-15%/6个月。因此环境干燥、低温是关键。高温和光照容易使酶的活性降低,因此,酶制剂应密封存放在低温避光的地方。此外,水的含水量越大,越容易失活,因此,一般的粉状酶制剂更容易保存和运输。另外,一些金属离子还会导致酶的活性降低或抑制,应尽量避免用金属离子容器存放酶制剂。