Co jeGDU?
• GDU je želatina – jednotka životaschopnosti enzymu
GDU je želatina – jednotky trávení. Jde o specifickou jednotku, která měří aktivitu ananasové proteázy. Jednoduše řečeno, čím vyšší je hodnota GDU, tím větší je schopnost bromelainu rozkládat želatinu, proteinový substrát. Například jedna GDU bromelainu je schopna trávit určité množství želatiny za určitou dobu (např. jednu hodinu) za definovaných experimentálních podmínek.
Tato jednotka je nastavena tak, aby bylo možné standardizovat měření aktivity enzymu. Je to proto, že aktivita enzymu hraje zásadní roli v jeho účinnosti v různých aplikacích. V průmyslové výrobě a vědeckém výzkumu je potřeba přesně znát aktivitu enzymu, aby bylo možné enzymový přípravek vhodně použít.
• Vztah mezi GDU a enzymatickou aktivitou
Mezi aktivitou existuje pozitivní korelacepmočový prášek bromelainua hodnoty GDU. Když říkáme, že bromelainový produkt má vyšší hodnotu GDU, znamená to, že dokáže rychleji a efektivněji rozkládat bílkoviny. Při zpracování potravin, například při změkčování masa, enzym bromelain s vysokou hodnotou GDU rychleji rozkládá myofibrilární proteiny v mase, což má za následek křehčí maso.
Z hlediska chemické kinetiky enzymová aktivita (měřená pomocí GDU) určuje rychlost enzymaticky katalyzované reakce. Podle Mieovy rovnice (v=Vmax [S]/(Km+[S]), kde v je rychlost reakce, Vmax je maximální rychlost reakce, [S] je koncentrace substrátu, a Km je konstanta Mie), čím vyšší je aktivita enzymu (čím vyšší je hodnota GDU), tím rychlejší bude rychlost reakce za předpokladu, že je dostatek substrátu. Je to jako v továrně, čím vyšší je účinnost (GDU) pracovníka (enzymu), tím rychleji se produkt (rozbitý proteinový produkt) vyrábí.
FaktoryAovlivňující GDU
Hodnota GDU (Gelatin Digestion Unit) bromelainu odráží aktivitu enzymu. Je ovlivněna řadou faktorů.
1. Teplotní faktor
• Obecný vliv teploty na aktivitu enzymů
Bromelain je jako většina enzymů. Jeho aktivita má výraznou teplotní závislost. V určitém teplotním rozmezí se bude aktivita enzymu postupně zvyšovat se stoupající teplotou. Je to proto, že zvýšení teploty zvyšuje tepelný pohyb molekul. To usnadní vzájemnou kolizi molekul substrátu a molekul enzymu, čímž se urychlí rychlost reakce. Například při nižších teplotách, jako je 10 - 15 stupeň, je aktivita bromelainu nižší. Jeho hodnota GDU je také relativně malá.
Optimální teplota propmočový prášek bromelainuje obvykle kolem 37 - 40 stupně. V tomto teplotním rozmezí se aktivní centrum molekuly enzymu váže na substrát nejúčinněji. Rychle a efektivně rozkládá želatinu a hodnota GDU je nejvyšší. Katalytická reakce enzymu může probíhat efektivně, když se teplota blíží teplotě lidského těla (37 stupňů). To odpovídá prostředí, ve kterém bromelain v živých organismech působí.
• Účinky nadměrné teploty
Když teplota překročí optimální teplotní rozsah, aktivita enzymu se dramaticky sníží. Vysoké teploty totiž způsobují denaturaci enzymových proteinů. Prostorová struktura enzymových proteinů je rozhodující pro jejich aktivitu. Nadměrná teplota ničí sekundární a terciární strukturu molekuly enzymu. To způsobí konformační změnu v aktivním centru, které ztrácí schopnost vázat substráty a katalyzovat reakce. Když například teplota dosáhne 60 - 70 stupňů, bromelainový prášek projde silnou denaturací a hodnota GDU bude téměř nulová.
2. pH faktor
• Obecný vliv pH na aktivitu enzymů
Aktivita bromelainu je také silně ovlivněna pH. Různá prostředí pH změní stav nabití aktivního centra molekuly enzymu a konformaci proteinu enzymu. V určitém rozmezí pH se aktivita enzymu mění s pH. Obecně řečeno, bromelain vykazuje lepší aktivitu v rozmezí pH 6 - 8 s relativně vysokými hodnotami GDU.
V tomto rozmezí pH je disociace kyselých a bazických aminokyselinových zbytků v molekule enzymu příznivá pro vytvoření správného komplexu enzym-substrát se substrátem. Například při pH kolem 7 může aktivní centrum molekuly enzymu optimálně interagovat s peptidovými vazbami v molekule želatiny, což usnadňuje hydrolytickou reakci.
• Účinky vysokého nebo nízkého pH
Aktivita enzymu postupně klesá při hodnotách pH pod 6 nebo nad 8. Enzymové proteiny mohou být denaturovány v příliš kyselém nebo příliš alkalickém prostředí. Například ve vysoce kyselém prostředí (pH < 4) dochází k nadměrné pronaci bazických aminokyselinových zbytků v molekule enzymu, což má za následek konformační změnu proteinu enzymu, destrukci aktivního centra a výrazný pokles hodnoty GDU. Podobně v příliš alkalickém prostředí (pH > 9) dojde k nadměrné disociaci kyselých aminokyselinových zbytků, což také způsobí, že enzym ztratí svou aktivitu.
3. Faktor koncentrace substrátu
● Obecný vliv koncentrace substrátu na aktivitu enzymu
Když je koncentrace substrátu nízká, se zvýšenou koncentrací substrátu se zvyšuje možnost spojení enzymu se substrátem. Rychlost reakce se zrychlí a odpovídajícím způsobem se zvýší hodnota GDU. Když se například koncentrace želatiny zvýší z 0,5 % na 1 %,pmočový prášek bromelainumá více substrátu k působení, zvyšuje se účinnost rozkladu želatiny a zvyšuje se hodnota GDU.
• Vliv vysoké koncentrace substrátu
Když je koncentrace substrátu příliš vysoká, růstový trend enzymové aktivity se postupně zpomalí. Je to proto, že počet aktivních center enzymu je omezený. Když koncentrace substrátu dosáhne určité úrovně, všechna aktivní centra enzymu jsou obsazena molekulami substrátu a zvýšení koncentrace substrátu významně nezvýší reakční rychlost a hodnota GDU zůstává stabilní.
Význam GDU v různých oblastech
• Léčiva
V lékařství má bromelain protizánětlivé a protiotokové účinky. Jeho hodnota GDU je velmi zásadní pro stanovení dávkování léku. Například při léčbě posttraumatického otoku nebo zánětu je potřeba hodnota GDU bromelainu k přesnému výpočtu, jaké množství enzymu by mělo být pacientovi podáno. Jedině tak lze dosáhnout optimálních terapeutických výsledků a zároveň se vyhnout možným vedlejším účinkům v důsledku nadměrné aktivity enzymů.
• Potravinářský průmysl
V potravinářském průmyslu, jako je změkčování masa zmiňované dříve. Různé masné výrobky a procesy mohou vyžadovat různé hodnoty GDU bromelainu. Pokud je hodnota GDU příliš nízká, nemusí být dosaženo požadovaného zjemňovacího účinku. Pokud je příliš vysoká, může nadměrně rozkládat bílkoviny, což má za následek ztrátu elasticity a špatnou chuť. Kromě toho se při výrobě piva používá čistý bromelinový prášek, aby se zabránilo studenému zakalení piva. Bromelain ve správné hodnotě GDU rozkládá proteiny způsobující zákal, zlepšuje stabilitu a čirost piva a prodlužuje trvanlivost piva.
Guanjie Biotech je velkoobjemový dodavatel bromelainového prášku, vyrábíme 2400GDU bromelainový prášek. Naše produkty procházejí patenty HALAL, Kosher, HACCP, ISO9001 a dalšími. Vysoká kvalita. Pokud si chcete koupit bromelainový prášek, zeptejte se nás:info@gybiotech.com.
