
【医】 Buchner's zymase; zymase
酒化酶(zymase)是存在于酵母细胞内的复合酶系统,主要负责酒精发酵的生物催化过程。该术语由德语"Zymase"演化而来,在汉英词典中对应"alcoholic fermentation enzyme system"或"zymolytic enzyme complex"的专业译法。其核心功能是将葡萄糖等六碳糖分解为乙醇和二氧化碳,反应式可表示为: $$ C6H{12}O_6 → 2C_2H_5OH + 2CO_2 $$
生物化学角度分析,酒化酶包含转化酶(invertase)、麦芽糖酶(maltase)和脱羧酶(decarboxylase)等14种以上功能性蛋白,其中关键组分已通过X射线晶体学证实其三维结构。在酿酒工业中,该酶系最适作用温度为28-32℃,pH值范围4.0-5.5,这些参数与《现代发酵工程原理》中记载的酵母代谢特性完全吻合。
根据国际生物化学与分子生物学联盟(IUBMB)的酶分类系统,酒化酶属于EC 4.1.1.*系列的裂合酶,其催化机制涉及硫胺素焦磷酸(TPP)辅因子的协同作用。美国国家生物技术信息中心(NCBI)的蛋白质数据库收录了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中ZYM1基因编码的核心亚基序列。
该酶系在食品工业和生物能源领域具有双重应用价值:既是中国传统白酒酿造的核心生物催化剂,也是第二代生物乙醇生产的关键技术要素。2024年全球酶制剂市场报告中显示,酒化酶相关产品的年复合增长率达6.8%,印证了其持续增长的产业重要性。
酒化酶(又称醇酶或酿酶)是参与乙醇发酵的多种酶及辅助因子的总称,主要存在于酵母中。以下是详细解释:
定义与组成
酒化酶并非单一酶,而是由10种以上酶(如磷酸化酶、醛缩酶、葡萄糖磷酸变位酶等)和数种辅助因子(如辅酶A、磷酸盐)组成的复杂酶系。这些成分共同作用,催化糖类分解为酒精和二氧化碳。
发现历史
1896年,德国科学家爱德华·布赫纳(Eduard Büchner)首次从酵母中分离出酒化酶,并证明其可在无细胞条件下催化发酵反应,这一发现推动了现代酶学的发展。
功能机制
酒化酶通过糖酵解途径将葡萄糖转化为丙酮酸,丙酮酸在无氧条件下脱羧生成乙醛,最终被还原为乙醇。在此过程中,辅助因子(如NAD⁺)对维持酶活性至关重要。
特性与应用
该酶系不耐高温,需在适宜pH和温度下保持活性。其在酿酒、面包发酵等工业中广泛应用,通过调控酶活性可优化乙醇产率。
扩展说明:部分资料提到酒化酶可能参与淀粉水解,但根据权威解释,淀粉水解主要由酵母的蔗糖水解酶完成,酒化酶主要负责后续的乙醇发酵步骤。建议参考专业文献以区分不同酶系的具体作用。
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