Bài tập 1: Mỗi loại enzyme hoặc vi sinh vật có tác động
khác nhau với từng loại gỗ nguyên liệu nên khi ngâm cây gỗ vào dung dịch chứa
enzyme sẽ có tác dụng bóc vỏ cây và các lớp gỗ hiệu quả hơn, nhanh hơn, đồng thời
giảm sử dụng năng lượng tới 80 %. Hãy giải thích cơ sở khoa học của quá trình
này.
Lời giải:
- Hiện nay, phương pháp bóc vỏ cây gỗ sử dụng các chế phẩm enzyme là biện pháp rất hiệu quả và nâng cao chất lượng sản phẩm. Tùy thuộc vào từng loại cây mà sử dụng các loại enzyme khác nhau để làm suy yếu liên kết giữa gỗ với vỏ cây và phân hủy các polymer của tầng phát sinh (cellulose, carbohydrate, pectin, …).
- Phương pháp này vừa giúp tiết kiệm đáng kể nguyên vật liệu khác, vừa giúp tiết kiệm vốn đầu tư máy móc, dụng cụ và 80% điện năng để bóc vỏ cây theo cách truyền thống.
Bài tập 2: Khi thí nghiệm về
enzyme, một bạn học sinh đã đặt câu hỏi: "Muốn tăng tốc độ phản ứng trao đổi
chất, chúng ta nên sử dụng biện pháp nào cho hiệu quả?". Em hãy trả lời
câu hỏi của bạn và giải thích vì sao.
Lời giải:
- Muốn tăng tốc độ trao đổi chất, chúng ta nên tăng nồng độ của enzyme, khi đó, enzyme liên kết được với nhiều cơ chất, làm tăng tốc độ phản ứng sinh hóa, tạo ra nhiều sản phẩm. Ngoài ra, có thể điều chỉnh một số yếu tố như nhiệt độ, độ pH,… để tạo điều kiện thích hợp cho enzyme hoạt động mạnh nhất.
Bài tập 3: Hầu hết các enzyme trong cơ thể hoạt động tốt
nhất ở khoảng 37 độ C. Ở nhiệt độ thấp, chúng vẫn hoạt động nhưng chậm hơn. Các
enzyme trong ruột hoạt động tốt nhất ở độ pH cao, trong khi các enzyme trong dạ
dày hoạt động tốt nhất ở độ pH thấp vì dạ dày có tính acid. Hãy cho biết điều
kiện pH phù hợp để các chế phẩm enzyme hỗ trợ tiêu hóa hoạt động tốt trong cơ
thể.
Lời giải:
- Các enzym trong ruột hoạt động tốt nhất ở độ pH 7,5, trong khi các enzym trong dạ dày hoạt động tốt nhất ở độ pH 2 vì dạ dày có tính axit hơn nhiều. Nếu nhiệt độ quá cao / môi trường quá axit / môi trường quá kiềm, enzyme sẽ thay đổi hình dạng gây khó khăn trong việc liên kết với cơ chất.
Bài tập 4: Khi nói về cơ chế
hoạt động của enzyme thì mỗi loại enzyme có thể liên kết với một cơ chất phù hợp.
Khi enzyme tiếp xúc với cơ chất có thể biến đổi để phù hợp với cơ chất đó. Khi
cơ chất được khóa hoàn toàn và ở đúng vị trí thì quá trình xúc tác bắt đầu. Điều
nào trong các trình bày trên đúng với mô hình "khóa và chìa khóa" (được
giới thiệu lần đầu năm 1894) và đúng với mô hình khớp cảm ứng?
Lời giải:
- Mô hình "khóa và chìa khóa": Khi cơ chất được
khóa hoàn toàn và ở đúng vị trí thì quá trình xúc tác bắt đầu.
- Mô hình khớp cảm ứng: Khi enzyme tiếp xúc với cơ chất, enzyme có thể biến đổi để phù hợp với cơ chất đó.
Bài tập 5: Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thủy
phân pectin được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nước giải khát, sản phẩm của
quá trình thủy phân pectin là acid galacturonic, galactose, arabinose,
methanol, … Đưa pectinase vào khâu nghiền quả sẽ làm tăng hiệu suất nước quả
sau khi ép lên tới 15 - 25 %. Pectin trong mô quả làm khối quả nghiền sẽ có trạng
thái keo, do đó khi ép dịch quả không thoát ra được. Nhờ pectinase phân giải
các cơ chất pectin làm chất chiết trong dịch bào dễ thoát ra ngoài hơn, làm
tăng hiệu suất chiết. Hãy giải thích vì sao dịch quả trong suốt, không bị đục
và lọc sẽ dễ dàng hơn.
Lời giải:
- Pectin có bản chất là polysaccharide. Pectin có 2 dạng là: dạng không tan, tồn tại chủ yếu trong thành tế bào và dạng tan, có nhiều trong dịch quả. Enzyme pectinase được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nước giải khát nhờ khả năng thủy phân pectin ở cả 2 dạng:
+ Pectin trong thành tế bào bị thủy phân sẽ làm cho khâu nghiền quả dễ dàng hơn do thành tế bào kém bền vững hơn.
+ Pectin trong dịch quả bị thủy phân sẽ làm cho dịch quả trong
hơn, đẹp hơn → đem lại hiệu quả kinh tế cao cho ngành công nghiệp nước giải
khát.