Question

酶的活性受哪些条件的影响？

Answer 1

酶是一种活性蛋白质。因此，一切对蛋白质活性有影响的因素都影响酶的活性。酶与底物作用的活性，受温度、pH值、酶液浓度、底物浓度、酶的激活剂或抑制剂等许多因素的影响。

(一) 温 度

大曲和麸曲的酶活性，在低温干燥的条件下，可以得到良好的保存。酶的催化作用，只有在一定温度下才能表现出来。酶的作用速度与温度的关系为：当酶蛋白没有因受热而变性时，温度每升高10℃，反应速度增加一倍左右[13]。通常酶的作用速度随温度升高而加速，但温度升高到一定限度后，酶的活性就要钝化，直至完全失活。在酿酒生产中，酶作用的最适温度，应根据生产日的不同而选择。例如，在制备米曲汁糖液时，要求尽快糖化，其最适温度可控制在55—60℃；如用于白酒发酵，发酵期可长达4—5天乃至数月。酿酒中为保持酶活性作用的持久，必须坚持低温入池，低温发酵醇。

(二) pH值

pH值可改变底物的带电状态，从而影响底物分子与酶的结合。各种酶的特异性表明，酶的活动中心只能结合带某种电荷的离子，包括正电、负电或两性电荷。例如，胃蛋白酶只作用蛋白质的正电离子；胰蛋白酶只作用蛋白质的负电离子；而木瓜蛋白酶只作用蛋白质的两性离子，所以，木瓜蛋白酶最适pH值和它的等电点相同，pH值为5—6。酶分子具有两性电解质的性质，同时pH值也改变了酶分子的带电状态，特别是改变了酶活力中心上有关基团的电离状态。当在某一pH时，酶分子的活动中心，既存在一个带正电的基团，又存在一个带负电的基团，这时，酶与底物结合最容易；当pH偏高或偏低时，其活动中心只带有一种电荷，就会使酶与底物的结合能力降低。例如，蔗糖酶当处于等电点时，才具有酶活性，而在等电点的偏酸或偏碱的一侧，酶活性则降低甚至完全丧失。又如，糖化酶作用的最适pH值在4.5左右，这个最适pH值即为该酶的等电点，高于或低于这个pH值，对糖化酶的作用都不利。酒醅是在酸性环境下糖化发酵的，当酒醅的pH值在4.5以下，糖化酶则钝化失活，如继续变酸，则逐渐成为不能糖化发酵的死醅；反之，当用石灰水中和酸度至pH4.5以上，甚至呈强碱性时，糖化酶也将发生钝化，直至完全失去活性。通常酒醅在发酵过程中是逐步生酸的，所以掌握酒醅的入池酸度应在pH4.5以上。在正常发酵生酸时，要逐步调整到pH4.5。由于各种有机酸的氢离子解离度不同，通常化验酒醅所测定的酸度，是以毫克当量／10克醅(以乙酸计)表示，而实际酒醅中的酸度来源是以乳酸为主，包括醋酸等多种有机酸的混合物。更确切地说，化验酒醅的入池pH值，比化验酒醅的入池酸度更为有利。酒化酶是酒精发酵一类酶系列的总称，酵母在进行酒精发酵时，同样存在一个最适pH值的问题，酸度常常表现为对酵母的生长和发酵有极大的抑制作用。在所有的挥发或不挥发的有机酸中，越是高级脂肪酸，对酵母的毒性越大。生产实践证明：酒醅或发酵醪的酸度越大，酒精发酵越不旺盛。

(三) 酶的浓度和底物浓度

酶与底物浓度的关系，一般来说，当酶的浓度较小，底物浓度大大高于酶，则酶的浓度与反应速度成正比；当底物浓度一定时，酶的浓度继续增加到一定值以后，其反应速度并不加快。由于上述关系，过大的增加用曲量是不能收到预期效果的。实践证明，曲大、酵母大，会使发酵前火猛，升温高，生酸快，糖化和发酵作用过早停止；如用曲量太小，则发酵迟缓，酒醅不容易发透，材料干硬，对生产也是不利的。因此，制造白酒使用曲和酵母，必须根据质量，酌情使用，不要贪多。

白酒酿造有淀粉浓度大、升温高、酸度大、发酵周期长等特点，因此要求所采用的糖化酶及酒化酶等，应具有耐温、耐酸、耐酒精、酶活性作用持久等特性。一般固态或液态发酵的入池淀粉浓度为14—18％，求战清杂清茶清茬发酵淀粉浓度高达30％以上，因此，在发酵过程中要求糖化酶和酒化酶等具有一定的热稳定性。糖化酶和酒化酶的热稳定性越好，醇活性越不容易受破坏，发酵作用也进行得越彻底。酒醅发酵要产生一定的酸度，而且酸度随温度升高而增加。为了保持酶活性在酸性环境下不致钝化失活，要求糖化酶及酒化酶等具有较大的耐酸特性。一般黑曲霉的糖化酶，比黄曲霉的糖化酶耐酸性更好。所以，近几年来，多以黑曲霉代替黄曲霉作糖化曲酿酒。另外，白酒发酵有较长的发酵周期，因此，要求酶的作用性质具有持久性。对糖化酶要求有前糖化力和后糖化力，即要求有较高的总糖化力。对酒化酶，要求发酵均衡持久，这样，发酵才能有后劲。