第三節 酶的催化
酶催化作用

是一種具有高效率的生物催化劑。以酶作為催化劑的化學反應過程,稱為酶催化反應,簡稱「酶催化」。發生在生物細胞中的化學反應(例如食物消化)都是一種酶的催化作用。

與傳統的催化劑相比,使用生物酶作為催化劑具有右側所示的四個優點。

  • 可以在溫和的環境下發揮催化效果,節省設備成本;
  • 可通過改變條件(溫度或 \(\text{pH}\) 值)使反應停止;
  • 可生物降解,棄置酶的廢料時,不會造成環境污染;
  • 生產的產品更符合食品安全規則。
酶催化作用涉及的反應

利用發酵作用製造乙醇(酒精)是人類最早進行的化學反應之一。酶是生產葡萄酒、啤酒和白酒等酒精飲料不可缺少的成分。

釀酒工業一般以大麥或葡萄為主要原料。首先,將原料轉化為麥芽糖。然後,再經酵母中酶的催化作用,使其轉化成葡萄糖及乙醇。其化學反應式如下:

  1. 麥芽糖(\({{\text{C}}_{\text{12}}}{{\text{H}}_{\text{22}}}{{\text{O}}_{\text{11}}}\left( \text{aq} \right)\))轉化為葡萄糖(\({{\text{C}}_{\text{6}}}{{\text{H}}_{\text{12}}}{{\text{O}}_{\text{6}}}\left( \text{aq} \right)\)): \[{{\text{C}}_{\text{12}}}{{\text{H}}_{\text{22}}}{{\text{O}}_{\text{11}}}\left( \text{aq} \right)\ \text{+}\ {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\ \xrightarrow{\text{酵母中的酶}} \ \text{2}{{\text{C}}_{\text{6}}}{{\text{H}}_{\text{12}}}{{\text{O}}_{\text{6}}}\left( \text{aq} \right)\]
  2. 葡萄糖(\({{\text{C}}_{\text{6}}}{{\text{H}}_{\text{12}}}{{\text{O}}_{\text{6}}}\left( \text{aq} \right)\))分解為乙醇(\({{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{5}}}\text{OH}\left( \text{aq} \right)\)): \[{{\text{C}}_{\text{6}}}{{\text{H}}_{\text{12}}}{{\text{O}}_{\text{6}}}\left( \text{aq} \right)\ \xrightarrow{\text{酵母中的酶}} \ \text{2}{{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{5}}}\text{OH}\left( \text{aq} \right)\ \text{+}\ \text{2C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\]
一些常見酒精飲料的原料(糖或澱粉的來源)
酒精飲料 糖或澱粉的來源
啤酒、威士忌 大麥
果酒 葡萄、梅子、蘋果、黑莓
日本清酒、米酒、黃酒 稻米
高粱酒 高粱
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