Diastaza — definicija, zgodovina in vloga pri razgradnji škroba
Diastaza je skupina encimov, ki razgrajujejo škrob v sladkor maltozo. Diastaza je bila prvi odkriti encim. Leta 1833 sta jo iz raztopine slada pridobila Anselme Payen in Jean-François Persoz, kemika v francoski tovarni sladkorja.
Ime diastaza izhaja iz grške besede διάστασις (diastaza), kar pomeni ločitev ali razdelitev. Encimi preprosto razdelijo molekulo škroba. Danes diastaza pogosto pomeni vsako α-, β- ali γ-amilazo, ki lahko razgradi ogljikove hidrate. Pogosto uporabljena končnica -aza za poimenovanje encimov izhaja iz imena diastaza.
Vrste amilaz in način delovanja
Amilaze lahko razdelimo glede na mesto delovanja in produkt:
- α-amilaza – endo-amilaza, ki cepi notranje α-1,4-glikozidne vezi v škrobu in tvori mešanico maltotrioze, maltoze in kratkih dekstrinov. Je pomembna v slini, trebušni slinavki in rastlinskem zdrobljenju škroba.
- β-amilaza – exo-amilaza, ki stopa z nepričakovane končne (non-reducing) strani in postopoma sprošča maltozo.
- γ-amilaza (glukoamilaza) – razgrajuje tako α-1,4 kot α-1,6 vezi in lahko proizvaja proste molekule glukoze, še posebej pomembna pri popolni razgradnji škroba v sladkorje.
Osnovna kemijska reakcija, ki jo katalizirajo amilaze, je hidroliza glikozidne vezi:
A-B + H2O → A-OH + B-H
Kje jih najdemo
- V ljudeh in živalih: slinska (ptyalin) in trebušna (pankreasna) amilaza pomagata pri prebavi ogljikovih hidratov.
- V rastlinah: kalčki in slad (malt) vsebujejo velike količine amilaz, kar omogoča razgradnjo rezervnega škroba med kalitvijo.
- V mikroorganizmih: bakterije in glive proizvajajo amilaze, ki se pogosto uporabljajo v industriji zaradi visoke aktivnosti in stabilnosti.
Pogoji delovanja in stabilnost
Aktivnost amilaz je odvisna od pH in temperature. Različne amilaze imajo različne optimalne razmere: npr. nekateri encimi delujejo najbolje pri nevtralnem pH (slina), drugi pri rahlo alkalnem ali kislem okolju (industrijski pogoji). Termostabilne amilaze, pridobljene iz termofilnih mikroorganizmov, so za industrijske procese zelo uporabne.
Pomen in uporaba
Amilaze imajo široko paleto praktičnih uporab:
- v pivovarstvu in pekarski industriji za pretvorbo škroba v fermentabilne sladkorje;
- v živilski industriji pri obdelavi škroba, proizvodnji sirupov iz koruze in pri izboljšanju teksture živil;
- v biotehnologiji in proizvodnji biogoriv za razgradnjo celuloznih/škrobnih surovin v fermentabilne sladkorje;
- v pralni industriji kot sestavina detergentov za odstranjevanje škrobnih madežev;
- v diagnostiki in nadzoru kakovosti: merjenje diastazne aktivnosti se uporablja pri ocenjevanju kakovosti medu (stopnja razgradnje lahko kaže na staranje ali pregrevanje) in v medicini kot del testov za oceno delovanja trebušne slinavke.
Zgodovinski pomen
Odkritje diastaze leta 1833 je bilo ključno za razvoj encimologije kot znanstvene discipline, saj je bilo to eno prvih prepoznavnih biokemičnih katalizatorjev. Razumevanje amilaz je omogočilo nadaljnje raziskave presnove ogljikovih hidratov in razvoj industrijskih procesov, ki temeljijo na pretvorbi škroba v sladkorje.
Diastaza tako ostaja temeljni pojem pri proučevanju prebave, biokemije in industrijske uporabe encimov v razgradnji škroba.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj so diastaze?
O: Diastaza je skupina encimov, ki razgrajujejo škrob v sladkor maltozo.
V: Kdo je odkril prvi encim diastazo in kje so ga našli?
O: Anselme Payen in Jean-François Persoz, kemika v francoski tovarni sladkorja, sta leta 1833 iz raztopine slada odkrila diastazo.
V: Kaj pomeni beseda "diastaza"?
O: Beseda "diastaza" izhaja iz grške besede διάστασις (diastasis), ki pomeni ločitev ali ločitev. Encimi preprosto razdelijo molekulo škroba.
V: Kaj diastaza pomeni danes?
O: Danes diastaza pomeni vsako α-, β- ali γ-amilazo, ki lahko razgradi ogljikove hidrate.
V: Od kod izvira pogosto uporabljena končnica -aza za poimenovanje encimov?
O: Običajno uporabljena končnica -aza za poimenovanje encimov izhaja iz imena diastaza.
V: Kakšna je splošna reakcija, ki jo katalizira diastaza pri razgradnji škroba?
O: Splošna reakcija razgradnje škroba, ki jo katalizira diastaza, je: A-B + H2O → A-OH + B-H.
V: Zakaj je diastaza pomembna?
O: Diastaza je pomembna, ker razgrajuje škrob v maltozo, ki jo telo uporablja kot vir energije. Uporablja se tudi v živilski industriji za proizvodnjo piva, vina in drugih fermentiranih izdelkov.
