Co jestGDU?
• GDU to żelatyna – jednostka żywotności enzymu
GDU to żelatyna – jednostki trawiące. Jest to specyficzna jednostka, która mierzy aktywność proteazy ananasowej. Mówiąc najprościej, im wyższa wartość GDU, tym większa zdolność bromelainy do rozkładania żelatyny, substratu białkowego. Na przykład, jedna GDU bromelainy jest zdolna do strawienia określonej ilości żelatyny w określonym czasie (np. jednej godzinie) w określonych warunkach doświadczalnych.
Jednostka ta jest ustawiona w taki sposób, aby można było standaryzować miarę aktywności enzymu. Dzieje się tak dlatego, że aktywność enzymu odgrywa kluczową rolę w jego skuteczności w różnych zastosowaniach. W produkcji przemysłowej i badaniach naukowych aktywność enzymu musi być dokładnie poznana, aby móc właściwie zastosować preparat enzymatyczny.
• Związek pomiędzy GDU a aktywnością enzymów
Istnieje dodatnia korelacja pomiędzy aktywnościąpuretanowy proszek bromelainyi wartości GDU. Kiedy mówimy, że produkt bromelainowy ma wyższą wartość GDU, oznacza to, że może szybciej i wydajniej rozkładać białka. Na przykład podczas przetwarzania żywności, podczas kruszenia mięsa, enzym bromelaina o wysokiej wartości GDU szybciej rozkłada białka miofibrylarne w mięsie, co skutkuje delikatniejszym mięsem.
Z punktu widzenia kinetyki chemicznej aktywność enzymu (mierzona za pomocą GDU) określa szybkość reakcji katalizowanej przez enzym. Zgodnie z równaniem Mie (v=Vmax [S]/(Km+[S]), gdzie v to szybkość reakcji, Vmax to maksymalna szybkość reakcji, [S] to stężenie substratu, i Km jest stałą Mie), im wyższa aktywność enzymu (im wyższa wartość GDU), tym większa będzie szybkość reakcji, pod warunkiem, że substratu jest wystarczająca. To tak jak w fabryce, im wyższa wydajność (GDU) pracownika (enzymu), tym szybciej powstaje produkt (produkt rozłożonego białka).
CzynnikiAwpływające na GDU
Wartość GDU (jednostka trawienia żelatyny) bromelainy odzwierciedla aktywność enzymu. Wpływ na to ma wiele czynników.
1. Współczynnik temperaturowy
• Ogólny wpływ temperatury na aktywność enzymów
Bromelaina jest jak większość enzymów. Jego aktywność jest silnie zależna od temperatury. W pewnym zakresie temperatur aktywność enzymu będzie stopniowo wzrastać wraz ze wzrostem temperatury. Dzieje się tak, ponieważ wzrost temperatury zwiększa ruch termiczny cząsteczek. Ułatwi to cząsteczkom substratu i cząsteczkom enzymu zderzanie się ze sobą, przyspieszając w ten sposób szybkość reakcji. Na przykład w niższych temperaturach, np. 10 - 15 stopnia, aktywność bromelainy jest niższa. Jego wartość GDU jest również stosunkowo niewielka.
Optymalna temperatura dlapuretanowy proszek bromelainyzwykle wynosi około 37 - 40 stopnia. W tym zakresie temperatur centrum aktywne cząsteczki enzymu najskuteczniej wiąże się z substratem. Szybko i skutecznie rozkłada żelatynę, a wartość GDU jest najwyższa. Reakcja katalityczna enzymu może przebiegać sprawnie, gdy temperatura jest zbliżona do temperatury ciała człowieka (37 stopni). Odpowiada to środowisku, w którym bromelaina działa w organizmach żywych.
• Skutki nadmiernej temperatury
Kiedy temperatura przekracza optymalny zakres temperatur, aktywność enzymu drastycznie spada. Dzieje się tak, ponieważ wysokie temperatury powodują denaturację białek enzymatycznych. Struktura przestrzenna białek enzymatycznych ma kluczowe znaczenie dla ich aktywności. Nadmierna temperatura niszczy drugorzędową i trzeciorzędową strukturę cząsteczki enzymu. Powoduje to zmianę konformacyjną w centrum aktywnym, które traci zdolność wiązania substratów i katalizowania reakcji. Na przykład, gdy temperatura osiągnie 60 - 70 stopnia, proszek bromelainy ulegnie silnej denaturacji, a wartość GDU będzie prawie równa zeru.
2. Współczynnik pH
• Ogólny wpływ pH na aktywność enzymów
Na aktywność bromelainy duży wpływ ma również pH. Różne środowiska pH zmienią stan naładowania aktywnego centrum cząsteczki enzymu i konformację białka enzymu. W pewnym zakresie pH aktywność enzymu zmienia się wraz z pH. Ogólnie rzecz biorąc, bromelaina wykazuje lepszą aktywność w zakresie pH 6 - 8, przy stosunkowo wysokich wartościach GDU.
W tym zakresie pH dysocjacja reszt aminokwasowych kwasowych i zasadowych w cząsteczce enzymu sprzyja tworzeniu się prawidłowego kompleksu enzym-substrat z substratem. Na przykład przy pH około 7 centrum aktywne cząsteczki enzymu może optymalnie oddziaływać z wiązaniami peptydowymi w cząsteczce żelatyny, ułatwiając reakcję hydrolizy.
• Skutki wysokiego lub niskiego pH
Aktywność enzymu zmniejsza się stopniowo przy wartościach pH poniżej 6 lub powyżej 8. Białka enzymatyczne mogą ulegać denaturacji w środowisku zbyt kwaśnym lub zbyt zasadowym. Na przykład w środowisku silnie kwaśnym (pH < 4) zasadowe reszty aminokwasowe w cząsteczce enzymu ulegają nadmiernej pronacji, co powoduje zmianę konformacyjną białka enzymu, zniszczenie centrum aktywnego i znaczny spadek wartości GDU. Podobnie w środowisku nadmiernie zasadowym (pH > 9) kwasowe reszty aminokwasowe ulegną nadmiernej dysocjacji, co również spowoduje utratę aktywności enzymu.
3. Współczynnik koncentracji podłoża
● Ogólny wpływ stężenia substratu na aktywność enzymu
Gdy stężenie substratu jest niskie, przy zwiększonym stężeniu substratu wzrasta możliwość połączenia enzymu z substratem. Szybkość reakcji zostanie zwiększona, a wartość GDU zostanie odpowiednio zwiększona. Na przykład, gdy stężenie żelatyny zostanie zwiększone z 0,5% do 1%,puretanowy proszek bromelainyma więcej substratu do działania, zwiększa się efektywność rozkładu żelatyny i wzrasta wartość GDU.
• Wpływ wysokiego stężenia substratu
Gdy stężenie substratu jest zbyt wysokie, trend wzrostu aktywności enzymu będzie stopniowo zwalniał. Dzieje się tak dlatego, że liczba aktywnych centrów enzymu jest ograniczona. Gdy stężenie substratu osiągnie określony poziom, wszystkie centra aktywne enzymu zostaną zajęte przez cząsteczki substratu, a zwiększenie stężenia substratu nie zwiększy znacząco szybkości reakcji, a wartość GDU pozostanie stabilna.
Znaczenie GDU w różnych dziedzinach
• Farmaceutyki
W medycynie bromelaina ma działanie przeciwzapalne i przeciwobrzękowe. Wartość GDU jest bardzo istotna przy ustalaniu dawki leku. Na przykład podczas leczenia pourazowego obrzęku lub stanu zapalnego potrzebna jest wartość GDU bromelainy, aby dokładnie obliczyć, jaką ilość enzymu należy podać pacjentowi. Tylko w ten sposób można osiągnąć optymalne efekty terapeutyczne, unikając jednocześnie ewentualnych skutków ubocznych wynikających z nadmiernej aktywności enzymów.
• Przemysł spożywczy
W przemyśle spożywczym, jak wspomniane wcześniej zmiękczanie mięsa. Różne produkty mięsne i procesy mogą wymagać różnych wartości GDU bromelainy. Jeżeli wartość GDU jest zbyt niska, pożądany efekt zmiękczający może nie zostać osiągnięty. Jeśli jest zbyt wysoki, może nadmiernie rozbić białka, co skutkuje utratą elastyczności i złym smakiem. Ponadto do produkcji piwa stosuje się czysty proszek bromelainy, aby zapobiec zmętnieniu piwa na zimno. Bromelaina przy odpowiedniej wartości GDU rozkłada białka powodujące zmętnienie, poprawia stabilność i klarowność piwa oraz wydłuża jego trwałość.
Guanjie Biotech jest dostawcą proszku bromelainy luzem, produkujemy proszek bromelainy 2400GDU. Nasze produkty przechodzą HALAL, koszerne, HACCP, ISO9001 i inne patenty. Wysoka jakość. Jeśli chcesz kupić proszek bromelainy, zapraszamy do zapytania nas:info@gybiotech.com.