Khi trời nóng thức ăn để bên ngoài sẽ mau bị ôi thiu. Vậy nên để giữ thức ăn được lâu, chúng ta thường cho thức ăn vào trong tủ lạnh. Ở nhiệt độ thấp sẽ xảy ra hiện tượng ức chế quá trình oxy hóa, nhờ đó mà thức ăn giữ được lâu hơn. Điều này chứng tỏ nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng sinh hóa, cụ thể là hoạt động của enzyme và vi sinh.
Enzyme là gì?
Enzyme là 1 dạng protein đóng vai trò xúc tác trong phản ứng sinh hóa giúp tốc độ phản ứng nhanh hơn. Các phản ứng sinh hóa thường xảy ra rất chậm nên cần enzyme để đẩy nhanh tốc độ phản ứng. Chẳng hạn, cơ thể chúng ta cần hàng ngàn enzyme để thực hiện các chức năng như tiêu hóa, vận động…
Một cách đơn giản, đây là mô hình ổ khóa và chìa khóa. Chỉ một chìa khóa có thể mở một ổ khóa một cách chính xác. Tương tự, chỉ một enzyme có thể gắn vào một cơ chất và làm cho phản ứng xảy ra nhanh hơn.
Các loại Enzyme
Cơ thể của bạn chứa khoảng 3.000 enzyme duy nhất. Mỗi enzyme tăng tốc độ phản ứng cho một sản phẩm protein cụ thể. Enzyme làm tế bào não hoạt động nhanh và tạo ra năng lượng để vận động cơ bắp. Chúng cũng hỗ trợ hệ tiêu hóa, bao gồm amylase phân hủy đường, protease phân hủy protein và lipase phân hủy chất béo. Khi các enzyme tiếp xúc với cơ chất phù hợp thì sẽ hoạt động ngay lập tức.
Nhiệt độ ảnh hưởng khả năng hoạt động của Enzyme
Hoạt động của enzyme tăng khi nhiệt độ tăng và ngược lại. Tất cả các enzyme đều có một khoảng nhiệt độ tối ưu khi chúng hoạt động.
Sự va chạm giữa tất cả các phân tử tăng lên khi nhiệt độ tăng. Sự gia tăng vận tốc và động năng kéo theo sự tăng nhiệt độ. Với vận tốc càng lớn, thời gian giữa các lần va chạm sẽ ít hơn. Chuyển động càng nhanh, enzyme và chất nền va chạm càng nhiều.
Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của enzyme
Mỗi enzyme có một nhiệt độ mà nó hoạt động tối ưu. Một số enzyme hoạt động thực sự tốt ở nhiệt độ thấp hơn như 4 độ C. Một số hoạt động tốt ở nhiệt độ cao hơn. Ví dụ, động vật từ Bắc Cực có enzyme thích nghi nhiệt độ tối ưu thấp. Trong khi động vật ở sa mạc có enzyme thích nghi với nhiệt độ lên đến 30 độ C.
Các enzyme về cơ bản vẫn là protein nên nhiệt độ >40 độ C sẽ phá vỡ chúng. Phạm vi nhiệt độ của một enzyme được xác định trong khoảng nhiệt độ bắt đầu hoạt động và bắt đầu phân hủy protein.
Tóm lại
Cũng như nhiều phản ứng hóa học, tốc độ phản ứng có enzyme tăng khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao tốc độ lại giảm do enzyme bị biến tính, thay đổi cấu trúc nên không hoạt động được nữa.
