Ақуыздардың ферментативті гидролизі протеолитикалық ферменттердің (протеазалардың) әсерінен жүреді. Олар эндо- және экзопептидазаларға жіктеледі. Ферменттер субстраттың қатаң спецификасына ие емес және денатуратталған және көптеген жергілікті ақуыздарға әсер етіп, оларда ажырайды. пептидтік байланыстар-CO-NH-.

Эндопептидазалар (протеиназалар) - ақуызды ішкі пептидтік байланыс арқылы тікелей гидролиздейді. Нәтижесінде полипептидтердің көп мөлшері және бос аминқышқылдары аз түзіледі.

Қышқыл протеиназалардың әсер етуінің оңтайлы шарттары: рН 4,5-5,0, температура 45-50 ° С.

Экзопептидазалар (пептидазалар) негізінен полипептидтер мен пептидтерге әсер етіп, пептидтік байланысты соңынан үзеді. Гидролиздің негізгі өнімдері - аминқышқылдары. Бұл ферменттер тобы амин, карбокси, дипептидазаларға бөлінеді.

Аминопептидазалар бос амин тобына іргелес пептидтік байланыстың гидролизін катализдейді.

H2N - CH - C - - NH - CH - C ....

Карбоксипептидазалар бос карбоксил тобына іргелес пептидтік байланысты гидролиздейді.

CO -NH- C - H

Дипептидтер дипептидтердің гидролитикалық бөлінуін бос аминқышқылдарына катализдейді. Дипептидазалар тек бір мезгілде бос карбоксил мен амин топтары бар пептидтік байланыстарды бөледі.

дипептидаза

NH2CH2CONHCH2COOH + H2O 2CH2NH2COOH

Глицин-глицин гликоколы

Әрекеттің оңтайлы шарттары: рН 7-8, температурасы 40-50 ° С. Ерекшелік - карбоксипептидаза, ол 50 ° C температурада және рН 5,2 -де максималды белсенділік көрсетеді.

Консервілеу өнеркәсібінде ақуыздық заттардың гидролизі мөлдір шырындар алу үшін қажет.

Протеин гидролизаттарын алудың ферментативті әдісінің артықшылықтары

Құрамында протеині бар шикізаттан биологиялық белсенді заттарды өндіруде, ең маңыздысы-ақуыз молекулаларының құрамдас мономерлерге бөлінуін қамтамасыз ететін оны терең өңдеу. Ақуызды гидролизаттар - биологиялық белсенді қосылыстары бар өнімдер: полипептидтер мен бос аминқышқылдары бар өнімдерді өндіру мақсатында ақуыздық шикізаттың гидролизі бұл тұрғыда перспективалы болып табылады. Ақуыз гидролизаттарын өндіру үшін шикізат ретінде қайнар көзі қан және оның құрамдас бөліктері болып табылатын толық аминқышқылдық құрамы бар кез келген табиғи ақуыздарды қолдануға болады; жануарлар мен өсімдіктердің ұлпалары мен мүшелері; сүт қалдықтары және Тамақ өнеркәсібі; ветеринарлық тәркілеу; өңдеу кезінде алынған азық-түлік және құндылығы төмен тағамдық өнімдер әр түрлі түрлеріжануарлар, құстар, балықтар; ет комбинаттары мен желім фабрикаларының қалдықтары және т.б. Медициналық және ветеринарлық мақсаттағы ақуыз гидролизаттарын алу кезінде негізінен жануарлардан алынатын ақуыздар қолданылады: қан, бұлшықет тіндері мен ішкі органдар, ақуыз мембраналары, сондай -ақ сарысу ақуыздары.

Ақуыз гидролизінің мәселесі және оны іс жүзінде іске асыру зерттеушілердің назарын ұзақ уақытқа аударды. Ақуыз гидролизінің негізінде практикада кеңінен қолданылатын әр түрлі препараттар алынады: қан алмастырғыш ретінде және медицинада парентеральды тамақтану үшін; ақуыздың жетіспеушілігін өтеуге, төзімділігін арттыруға және ветеринарияда жас жануарлардың дамуын жақсартуға; бактериялар мен мәдениеттерге арналған аминқышқылдары мен пептидтердің көзі ретінде қоректік орталарбиотехнологияда; тамақ өнеркәсібінде, парфюмерияда. Әр түрлі қолдануға арналған ақуыз гидролизаттарының сапасы мен қасиеттері шикізатпен, гидролиз әдісімен және алынған өнімді кейіннен өңдеумен анықталады.

Ақуыз гидролизаттарын алу әдістерінің әртүрлілігі қажетті қасиеттері бар өнімдерді алуға мүмкіндік береді. Аминқышқылдарының құрамына және сәйкес молекулалық салмақ диапазонында полипептидтердің болуына байланысты гидролизаттарды неғұрлым тиімді қолдану аймағын анықтауға болады. Әр түрлі мақсаттар үшін алынған ақуыз гидролизаттарына, әрине, гидролизаттың құрамына байланысты әр түрлі талаптар қойылады. Сонымен, медицинада құрамында 15 ... 20% бос аминқышқылдары бар гидролизаттарды қолданған жөн; ветеринарлық тәжірибеде жас жануарлардың табиғи төзімділігін арттыру үшін гидролизаттардағы пептидтердің мөлшері басым (70 ... 80%); тағамдық мақсатта алынған өнімдердің органолептикалық қасиеттері маңызды. Бірақ әр түрлі салаларда ақуыз гидролизаттарын қолданудағы негізгі талап - аминқышқылдарының құрамындағы тепе -теңдік.

Ақуыз гидролизін үш жолмен жүргізуге болады: сілтілердің, қышқылдардың және протеолитикалық ферменттердің әсерінен. Ақуыздардың сілтілі гидролизі кезінде адамдар мен жануарлар үшін улы болып табылатын лантионин мен лизиноаланин қалдықтары түзіледі. Мұндай гидролиз кезінде аргинин, лизин және цистин жойылады, сондықтан ол гидролизат алу үшін іс жүзінде қолданылмайды. Қышқыл белок гидролизі - кең таралған әдіс. Көбінесе ақуыз күкірт немесе тұз қышқылымен гидролизденеді. Қолданылатын қышқылдың концентрациясына және гидролиз температурасына байланысты процесс уақыты 3 -тен 24 сағатқа дейін өзгеруі мүмкін. Күкірт қышқылымен гидролиз 3 ... 5 сағат ішінде 100 ... 130 ° С температурада және 2 ... 3 атмосфералық қысымда жүргізіледі; тұзды - төмен қысымда ерітіндінің қайнау температурасында 5 ... 24 сағат ішінде.

Қышқыл гидролизі кезінде ақуыздың ыдырауының үлкен тереңдігіне қол жеткізіледі және гидролизаттың бактериялық ластану ықтималдығы жоққа шығарылады. Бұл гидролизаттар негізінен парентеральды түрде қолданылатын және анафилактогенділікті, пирогенділікті және басқа да жағымсыз салдарды болдырмау үшін қажет болатын медицинада өте маңызды. V медициналық тәжірибеқышқыл гидролизаттары кеңінен қолданылады: аминокровин, гидролизин L-103, ЦОЛИПК, инфузамин, геммос және т.б.

Қышқыл гидролизінің кемшілігі толық жоютриптофан, ішінара гидроксиамино қышқылдары (серин және треонин), аммиакальды азоттың түзілуімен аспарагин мен глутаминнің амидтік байланысын дезаминдендіру, витаминдердің ыдырауы, сондай -ақ гуминдік заттардың түзілуі, олардың бөлінуі қиын. Сонымен қатар, қышқыл гидролизаттарын бейтараптандыру кезінде көп мөлшерде тұздар түзіледі: хлоридтер немесе сульфаттар. Соңғылары әсіресе ағзаға улы әсер етеді. Сондықтан қышқыл гидролизаттары кейінгі тазартуды қажет етеді, ол үшін әдетте өндірісте ионалмасу хроматографиясы қолданылады.

Қышқыл гидролизаттарын алу процесінде тұрақсыз амин қышқылдарының жойылуын болдырмау үшін кейбір зерттеушілер инертті газ атмосферасында жұмсақ гидролиз режимдерін қолданды, сонымен қатар реакция қоспасына антиоксиданттар, тиоалкогольдер немесе индол туындыларын қосты. Қышқылдық және сілтілік гидролизде бұған қоса, ортаның реактивтілігімен байланысты маңызды шектеулер бар, бұл жабдықтың тез коррозиясына әкеледі және операторларға қатаң қауіпсіздік талаптарын сақтауды қажет етеді. Осылайша, қышқылдық гидролиз технологиясы өте күрделі және күрделі жабдықты (ион алмастырғыш колонкалар, ультрамембраналар және т.б.) және алынған препараттарды тазартудың қосымша кезеңдерін қолдануды талап етеді.

Гидролизат алудың электрохимиялық ферментативті технологиясын жасау бойынша зерттеулер жүргізілді. Бұл технологияны қолдану процестен қышқылдар мен сілтілердің қолданылуын болдырмауға мүмкіндік береді, себебі ортаның рН аз мөлшерде тұзы бар өңделген ортаның электролизі нәтижесінде қамтамасыз етіледі. Бұл, өз кезегінде, процесті автоматтандыруға және технологиялық параметрлерді неғұрлым ұсақ әрі тиімді басқаруға мүмкіндік береді.

Өздеріңіз білетіндей, организмде ақуыз ас қорыту ферменттерінің әсерінен пептидтер мен амин қышқылдарына бөлінеді. Ұқсас бөліну денеден тыс жүргізілуі мүмкін. Бұл үшін ұйқы безінің ұлпасы, асқазанның немесе ішектің шырышты қабаты, ақуыз затына (субстрат) таза ферменттер (пепсин, трипсин, химотрипсин) немесе микробтық синтездің ферментативті препараттары қосылады. Ақуыздың ыдырауының бұл әдісі ферментативті, ал алынған гидролизат ферментативті гидролизат деп аталады. Гидролиздің ферментативті әдісі химиялық әдістермен салыстырғанда анағұрлым қолайлы, себебі ол «жұмсақ» жағдайда (35 ... 50 ° С температурада және атмосфералық қысым) жүргізіледі. Ферментативті гидролиздің артықшылығы - оны жүзеге асыру кезінде аминқышқылдары іс жүзінде жойылмайды және қосымша реакцияларға енбейді (расемизация және басқалар). Бұл жағдайда әр түрлі молекулалық массасы бар белоктардың ыдырау өнімдерінің күрделі қоспасы түзіледі, олардың қатынасы қолданылатын ферменттің қасиеттеріне, қолданылатын шикізатқа және процестің жағдайына байланысты. Алынған гидролизаттарда жалпы азоттың 10 ... 15% және амин азотының 3,0 ... 6,0% болады. Оның технологиясы салыстырмалы түрде қарапайым.

Осылайша, химиялық технологиялармен салыстырғанда, гидролизаттарды алудың ферментативті әдісінің маңызды артықшылықтары бар, олардың негізгісі: қол жетімділігі мен іске асырудың қарапайымдылығы, энергияның аз шығыны және экологиялық қауіпсіздік.

Ақуыздар тағамды дайындау мен дайындау кезінде әр түрлі өзгерістерге ұшырауы мүмкін.

Меланоидин реакциясы

Еритін аминқышқылдары (глицин, аланин, аспарагин және т.б.) бос карбонил тобы бар (ксилоза, фруктоза, глюкоза, мальтоза) қанттармен күшті әрекеттеседі. Меланоидин реакциясы аминқышқылдары мен қант арасындағы молярлық қатынас 1: 2 болғанда ең оңай жүреді.

Амин қышқылы қантпен келесідей әрекеттеседі:

CH2OH- (CHOH) 4 -COH + H 2 N-CH2 -COOH -------- 

глюкоза глицин

----------  CH 2 OH- (CHOH) 4 -C-NH-CH 2 -COOH

Нашар еритін қышқылдар (цистин, тирозин) белсенділігі төмен. Меланоидин реакциясы аралық қосылыстардың түзілуімен жүреді: альдегидтер, фурфуральды циклдік топтар, содан кейін пирролдық сипат. Меланоидин реакциялары жоғары температурада, әсіресе қайталап қыздыру кезінде белсендіріледі.

Бұл реакция нәтижесінде ақ нанның қыртысының күңгірттенуі пайда болады: пісіру кезінде нан бетіндегі амин қышқылдары қамырды ашыту кезінде түзілетін қанттармен әрекеттеседі.

Меланоидиндер консервілерді сақтау кезінде де түзілуі мүмкін.

Ақуыз гидролизі

Оған ферменттер, қышқылдар немесе сілтілер әсер етуі мүмкін. Осылайша сіз белоктарды құрайтын кез келген аминқышқылдарын ала аласыз. Құрамында көмірсутегі бар шикізатта өсірілген және құрамында 40% ақуыз бар ашытқы биомассасының гидролизі практикалық маңызы бар. Көмірқышқыл газы, алкоголь, мұнай парафиндері, табиғи газ, ағаш өңдеу өнеркәсібінің қалдықтары микробиологиялық жолмен биомассаны алу үшін шикізат бола алады. Ақуыз гидролизаттарынан алынған аминқышқылдары ион алмасу хроматографиясымен, электрофорезмен және газды-сұйық хроматографиямен ажыратылады.

Ақуызды ылғалдандыру

Ақуыздар суды байланыстырады, яғни. гидрофильді қасиеттерін көрсетеді. Сонымен бірге олар ісінеді, олардың массасы мен көлемі артады. Ақуыздың ісінуі оның ішінара еруімен жүреді. Жеке белоктардың гидрофильділігі олардың құрылысына байланысты. Гидрофильді -CO -NH- (пептидтік байланыс), амин топтары -NH2, карбоксил -COOH- топтары, олардың құрамында бар және ақуыз макромолекуласының бетінде орналасқан, су молекулаларын тартады, оларды қатаң түрде олардың бетіне бағыттайды. молекула.

Протеин глобулдарын қоршап тұрған гидратация (су) қабығы агрегацияны болдырмайды, сондықтан ақуыз ерітінділерінің тұрақтылығына ықпал етеді және оның тұнбасын болдырмайды.

H 3 N + - (CH 2) n -COOH + NH 3 - (CH 2) n -COO - NH 2 - (CH 2) n -COO -

изоэлектрлік нүкте

рН = 1,0 рН = 7,0 рН = 11,0

Изоэлектрлік нүктеде (диаграмманы қараңыз) ақуыздардың суды байланыстыру қабілеті аз, протеин молекулаларының айналасындағы гидратациялық қабық жойылады, сондықтан олар қосылып үлкен агрегаттар түзеді. Ортаның рН өзгергенде белок молекуласы зарядталады және оның ылғалдандыру қабілеті өзгереді. Шектеулі ісіну кезінде ақуыздың концентрацияланған ерітінділері студиялар деп аталатын күрделі жүйелерді құрайды. Глобулярлы ақуыздарды суда еру арқылы толық гидраттауға болады (мысалы, сүт ақуыздары), концентрациясы төмен ерітінділер түзеді.

Ақуыздардың гидрофильдік қасиеттері, т. олардың студияларды құру, суспензияларды, эмульсиялар мен көбіктерді тұрақтандыру қабілеті тамақ өнеркәсібінде үлкен маңызға ие. Глютенді ақуыздардың әр түрлі гидрофильділігі-бидай дәнінің және одан алынатын ұнның сапасын сипаттайтын ерекшеліктердің бірі (күшті және әлсіз бидай деп аталады). Астық пен ұн құрамындағы ақуыздардың гидрофильділігі астықты сақтау мен өңдеуде, пісіруде маңызды рөл атқарады. Нан -тоқаш өнеркәсібінде, ұннан жасалған кондитерлік өнімдер өндірісінде алынатын қамыр - суда ісінген ақуыз, құрамында крахмал дәндері бар концентрацияланған желе.

Ақуыз- молекулалық массасы үлкен табиғи полипептидтер. Олар барлық тірі организмдердің бөлігі болып табылады және әр түрлі биологиялық функцияларды орындайды.

Ақуыздың құрылымы.

Ақуыздардың құрылымының 4 деңгейі бар:

• бастапқы ақуыз құрылымы- кеңістікте бүктелген полипептидтік тізбектегі аминқышқылдарының сызықтық тізбегі:

• екіншілік белок құрылымы- полипептидтік тізбектің конформациясы арқасында ғарышта бұралу сутегі байланыстарыарасында NHжәне COтоптарда. Сәндеудің 2 әдісі бар: α -спиральды және β - құрылым.

• үшінші ақуыз құрылымыбұл бұрылыстың үш өлшемді бейнесі α -спиральды немесе β -кеңістіктегі құрылымдар:

Бұл құрылым цистеин қалдықтары арасындағы дисульфидті көпірлер -S-S арқылы түзіледі. Мұндай құрылымның пайда болуына керісінше зарядталған иондар қатысады.

• төрттік белок құрылымыәр түрлі полипептидтік тізбектердің өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады:

Ақуыз синтезі.

Синтез қатты фазалы әдіске негізделген, онда бірінші амин қышқылы полимерлі тасымалдаушыға бекітіледі және оған жаңа аминқышқылдары дәйекті түрде тігіледі. Содан кейін полимер полипептидтік тізбектен бөлінеді.

Ақуыздың физикалық қасиеттері.

Ақуыздың физикалық қасиеттері оның құрылымымен анықталады, сондықтан белоктарға бөлінеді шар тәрізді(суда еритін) және фибрилляр(суда ерімейді).

Ақуыздардың химиялық қасиеттері.

1. Ақуыз денатурациясы(біріншілік сақтала отырып, екіншілік және үшінші құрылымның бұзылуы). Денатурацияның мысалы - жұмыртқаны қайнатқанда жұмыртқаның ақуызының қатып қалуы.

2. Ақуыз гидролизі- қышқылдық немесе сілтілік ерітіндідегі аминқышқылдарының түзілуімен бастапқы құрылымның қайтымсыз бұзылуы. Осылайша сіз белоктардың сандық құрамын анықтай аласыз.

3. Сапалық реакциялар:

Биурет реакциясы- сілтілік ерітіндідегі пептидтік байланыстар мен мыс (II) тұздарының әрекеттесуі. Реакция аяқталғаннан кейін ерітінді күлгін түске боялады.

Ксантопротеин реакциясы- жауап бергенде азот қышқылысары түс байқалады.

Ақуыздың биологиялық маңызы.

1. Ақуыздар - құрылыс материалы, бұлшықеттер, сүйектер, ұлпалар одан жасалады.

2. Ақуыздар рецепторлар болып табылады. Олар қоршаған ортадан көрші жасушалардан сигнал береді және қабылдайды.

3. Тиіндер ойнайды маңызды рөлдененің иммундық жүйесінде.

4. Ақуыздар тасымалдау қызметін атқарады және молекулаларды немесе иондарды синтез немесе жинақталу орнына апарады. (Гемоглобин тіндерге оттегін тасымалдайды.)

5. Ақуыздар - катализаторлар - ферменттер. Бұл реакцияларды миллиондаған есе тездететін өте қуатты селективті катализаторлар.

Организмде синтезделмейтін бірқатар аминқышқылдары бар. алмастырылмайтын, олар тек тамақпен алынады: тизин, фенилаланин, метинин, валин, лейцин, триптофан, изолейцин, треонин.

Басқа химиялық реакциялар сияқты, ақуыз гидролизі реакцияға түсетін молекулалардың нақты атомдары арасында электрон алмасуымен жүреді. Катализаторсыз бұл алмасу соншалықты баяу, оны өлшеуге болмайды. Қышқылдарды немесе негіздерді қосу арқылы процесті жеделдетуге болады; біріншілері диссоциация кезінде Н-иондарын береді, екіншілері-ОН-иондары. Қышқылдар мен негіздер нағыз катализатор рөлін атқарады: олар реакция кезінде тұтынылмайды.

Ақуызды қайнатқанда концентрацияланған қышқылоның бос аминқышқылдарына толық ыдырауы жүреді. Егер мұндай ыдырау тірі жасушада орын алса, бұл, әрине, оның өліміне әкеледі. Ақуыздар протерлитикалық ферменттердің әсерінен ыдырайды, тіпті одан да тезірек, бірақ ағзаға еш зияны жоқ. Ал Н-иондары барлық ақуыздарға және кез келген ақуыздағы барлық пептидтік байланыстарға бей-жай қарамай әрекет етсе, протеолитикалық ферменттер спецификалық және тек белгілі байланыстарды бұзады.

Протеолитикалық ферменттер - ақуыздардың өзі. Протеолитикалық ферменттің субстрат ақуызынан қандай айырмашылығы бар (қосылыс ферменттің әрекетінің объектісі болып табылатын субстрат деп аталады)? Протеолитикалық фермент өзінің каталитикалық белсенділігін өзін немесе жасушаны жоймай қалай көрсетеді? Бұл негізгі сұрақтарға жауап беру барлық ферменттердің әсер ету механизмін түсінуге көмектеседі. 30 жыл бұрын М.Куниц трипсинді бірінші рет кристалды түрде бөліп алғаннан кейін протеолитикалық ферменттер ақуыз құрылымы мен ферменттік функция арасындағы байланысты зерттеуге үлгі болды.

Асқорыту трактінің протеолитикалық ферменттері маңызды қызметтердің бірімен байланысты адам денесі- қоректік заттардың ассимиляциясы. Міне, сондықтан бұл ферменттер ұзақ уақыт бойы зерттеу объектісі болды; Осыған байланысты олардың алдында, мүмкін, ашытқы ферменттері ғана қатысады алкогольдік ашыту... Ең жақсы зерттелген ас қорыту ферменттері-трипсин, химотрипсин және карбокси-пептидазалар (бұл ферменттер ұйқы безінен шығарылады). Дәлірек айтқанда, олардың мысалында біз протеолитикалық ферменттердің әрекетінің ерекшелігі, құрылымы мен сипаты туралы белгілі болғанның бәрін қарастырамыз.

Ұйқы безінің протеолитикалық ферменттері прекурсорлар - зимогендер түрінде синтезделеді және жасушаішілік денелерде, зимоген түйіршіктері деп аталады. Зимогендер ферментативті белсенділікке ие емес, сондықтан олар түзілген ұлпаның ақуыздық компоненттеріне деструктивті әсер ете алмайды. Жіңішке ішекке еніп, зимогендер басқа ферменттің көмегімен белсендіріледі; сонымен бірге олардың молекулаларының құрылымында шағын, бірақ өте маңызды өзгерістер орын алады. Біз бұл өзгерістерге кейінірек толығырақ тоқталамыз.

«Молекулалар мен жасушалар», ред. Г.М.Франк

Химия, көптеген ғылымдар сияқты, көп назар аударуды және берік білімді қажет етеді, ешқашан мектеп оқушыларының сүйікті пәні болған емес. Бірақ бекер, өйткені оның көмегімен адамның айналасында және ішінде болып жатқан көптеген процестерді түсінуге болады. Мысалы, гидролиз реакциясын алайық: бірінші қарағанда, бұл тек химиялық ғалымдар үшін маңызды сияқты, бірақ іс жүзінде онсыз ешбір организм толыққанды жұмыс істей алмайды. Бұл процестің ерекшеліктері туралы және оның ерекшеліктері туралы білейік практикалық маңызыадамзат үшін.

Гидролиз реакциясы: бұл не?

Бұл фраза - жаңа қосылыстардың пайда болуымен су мен онда еріген зат арасындағы алмасу ыдырауының ерекше реакциясы. Гидролизді судағы солволиз деп те атауға болады.

Бұл химиялық термин гректің 2 сөзінен шыққан: су және ыдырау.

Гидролиз өнімдері

Қарастырылып отырған реакция H 2 O органикалық және органикалық емес әсерімен әрекеттесу кезінде пайда болуы мүмкін органикалық заттар... Оның нәтижесі судың немен байланыста болғанына, сондай -ақ қосымша катализатор заттарының қолданылғанына, температура мен қысымның өзгергеніне тікелей байланысты.

Мысалы, тұзды гидролиздеу реакциясы қышқылдар мен сілтілердің түзілуіне ықпал етеді. Ал органикалық заттарға келетін болсақ, басқа өнімдер алынады. Майлардың судағы солволизі глицерин мен жоғары май қышқылдарының түзілуіне ықпал етеді. Егер процесс белоктармен жүрсе, нәтижесінде әр түрлі аминқышқылдары түзіледі. Көмірсулар (полисахаридтер) моносахаридтерге ыдырайды.

Ақуыздар мен көмірсуларды толық сіңіре алмайтын адам ағзасында гидролиз реакциясы оларды ағза қорытуға қабілетті заттарға «жеңілдетеді». Судағы солволиз әр биологиялық жеке адамның қалыпты жұмысында маңызды рөл атқарады.

Тұздардың гидролизі

Гидролизді біле отырып, оның бейорганикалық заттардың, атап айтқанда, тұздардың барысымен танысу керек.

Бұл процестің ерекшелігі - бұл қосылыстар сумен әрекеттескенде, тұз құрамындағы әлсіз электролит иондары одан бөлініп, Н 2 О -мен жаңа заттар түзеді. Бұл қышқыл немесе екеуі де болуы мүмкін. Осының нәтижесінде судың диссоциациялану тепе -теңдігінің ауысуы орын алады.

Қайтымды және қайтымсыз гидролиз

Жоғарыда келтірілген мысалда, соңғысында бір көрсеткінің орнына екеуін көруге болады, екеуі де бағытталған әр түрлі жақтар... Бұл нені білдіреді? Бұл белгі гидролиз реакциясының қайтымды екенін көрсетеді. Іс жүзінде бұл сумен әрекеттесе отырып, алынған зат бір мезгілде компоненттерге ыдырап қана қоймайды (жаңа қосылыстардың пайда болуына мүмкіндік береді), сонымен қатар қайтадан түзіледі.

Алайда, кез келген гидролиз қайтымды емес, әйтпесе мағынасы болмайды, өйткені жаңа заттар тұрақсыз болады.

Мұндай реакцияның қайтымсыз болуына ықпал ететін бірқатар факторлар бар:

• Температура. Оның көтерілуі немесе төмендеуі ағымдағы реакцияда тепе -теңдіктің өзгеру бағытына байланысты. Егер ол жоғарыласа, эндотермиялық реакцияға ауысады. Егер, керісінше, температура төмендесе, артықшылық экзотермиялық реакция жағында болады.
• Қысым. Бұл иондық гидролизге белсенді әсер ететін тағы бір термодинамикалық шама. Егер ол көтерілсе, химиялық тепе -теңдік реакцияға қарай жылжиды, бұл газдардың жалпы мөлшерінің азаюымен жүреді. Егер ол төмендесе, керісінше.
• Реакцияға қатысатын заттардың жоғары немесе төмен концентрациясы, сонымен қатар қосымша катализаторлардың болуы.

Тұзды ерітінділердегі гидролиз реакцияларының түрлері

• Анионмен (ионы бар теріс заряд). Суда әлсіз қышқылдар тұздарының сульволизі және берік негіздер... Бұл реакция өзара әрекеттесетін заттардың қасиеттеріне байланысты қайтымды.

Гидролиз дәрежесі

Тұздардағы гидролиздің ерекшеліктерін зерттей отырып, оның дәрежесі сияқты құбылысқа назар аударған жөн. Бұл сөз тұздардың (H 2 O -мен ыдырау реакциясына енген) құрамындағы заттардың жалпы мөлшеріне қатынасын білдіреді. бұл заттанерітіндіде.

Гидролизге қатысатын қышқыл не негіз неғұрлым әлсіз болса, оның дәрежесі соғұрлым жоғары болады. Ол 0-100% аралығында өлшенеді және төмендегі формуламен анықталады.

N - гидролизге ұшыраған зат молекулаларының саны, ал N 0 - олардың ерітіндідегі жалпы саны.

Көп жағдайда тұздардағы сульволиз дәрежесі төмен болады. Мысалы, 1% натрий ацетаты ерітіндісінде ол тек 0,01% құрайды (20 градус температурада).

Органикалық заттардағы гидролиз

Зерттелетін процесс органикалық химиялық қосылыстарда да болуы мүмкін.

Барлық дерлік тірі организмдерде гидролиз энергия алмасуының бір бөлігі ретінде жүреді (катаболизм). Оның көмегімен ақуыздар, майлар мен көмірсулар жеңіл сіңімді заттарға бөлінеді. Сонымен қатар, судың өзі сирек жағдайда сольволиз процесін бастайды, сондықтан организмдер катализатор ретінде әр түрлі ферменттерді қолдануға мәжбүр.

Егер біз туралы айтатын болсақ химиялық реакцияорганикалық заттармен, зертханада немесе өндірісте жаңа заттарды алуға бағытталған, содан кейін оны жылдамдату және жақсарту үшін ерітіндіге күшті қышқылдар немесе сілтілер қосылады.

Триглицеридтердегі гидролиз (триацилглицеролдар)

Бұл айтуға қиын термин көбіміз май деп білетін май қышқылдарына жатады.

Олар жануарлардан да, өсімдіктерден де келеді. Алайда судың мұндай заттарды еріте алмайтынын бәрі біледі, майлардың гидролизі қалай жүреді?

Қарастырылып отырған реакция майдың сабынизациясы деп аталады. Бұл сілтілі немесе қышқыл ортада ферменттердің әсерінен триацилглицеролдардың сульволизі. Оған байланысты сілтілі гидролиз және қышқыл гидролиз бөлінеді.

Бірінші жағдайда, реакция нәтижесінде жоғары май қышқылдарының тұздары түзіледі (бәріне сабын ретінде белгілі). Осылайша, NaOH -дан кәдімгі қатты сабын, ал КОН -дан сұйық сабын алынады. Триглицеридтердегі сілтілі гидролиз - бұл жуғыш заттарды түзу процесі. Айта кету керек, оны өсімдіктер мен жануарлардан алынатын майларда еркін жүргізуге болады.

Қарастырылып отырған реакция - сабынды қатты суда жуу қиын және тұзды суда мүлде жууға болмайтындығының себебі. H 2 O кальций мен магний иондарының артық мөлшерін қамтитын қатты деп аталады. Сабын суға түскенде қайтадан гидролизге ұшырап, натрий иондарына және көмірсутек қалдықтарына ыдырайды. Бұл заттардың суда әрекеттесуі нәтижесінде ақ үлпектерге ұқсайтын ерімейтін тұздар түзіледі. Бұған жол бермеу үшін суға натрий гидрокарбонаты NaHCO 3 қосылады. Бұл зат ерітіндінің сілтілігін арттырады және осылайша сабынға өз функцияларын орындауға көмектеседі. Айтпақшы, мұндай қиындықтарды болдырмау үшін қазіргі өнеркәсіпте олар синтетикалық жасайды жуғыш заттарбасқа заттардан, мысалы тұздардан эфирлержоғары спирттер мен күкірт қышқылы. Олардың молекулаларында он екіден он төртке дейін көміртегі атомы бар, сондықтан олар тұзда немесе қатты суда қасиеттерін жоғалтпайды.

Егер реакция жүретін орта қышқыл болса, бұл процесс триацилглицеролдардың қышқылдық гидролизі деп аталады. Бұл жағдайда белгілі бір қышқылдың әсерінен заттар глицерин мен карбон қышқылдарына дейін дамиды.

Майлардың гидролизінің тағы бір нұсқасы бар - триацилглицеролдарды гидрлендіру. Бұл процессол тазалаудың кейбір түрлерінде қолданылады, мысалы, этиленнен ацетиленнің іздерін немесе әртүрлі жүйелерден оттегі қоспаларын жою кезінде.

Көмірсулардың гидролизі

Қарастырылатын заттар адам мен жануарлар тағамының маңызды құрамдас бөліктерінің бірі болып табылады. Алайда ағза сахароза, лактоза, мальтоза, крахмал мен гликогенді таза күйінде игере алмайды. Майлар сияқты, бұл көмірсулар гидролиз реакциясы арқылы сіңімді элементтерге бөлінеді.

Сондай -ақ, көміртектің судағы солволизі өнеркәсіпте белсенді қолданылады. Крахмалдан H 2 O -мен қарастырылған реакция нәтижесінде барлық тәттілердің құрамына кіретін глюкоза мен сірне алынады.

Өнеркәсіпте көптеген пайдалы заттар мен өнімдер алу үшін белсенді қолданылатын тағы бір полисахарид - целлюлоза. Одан бәріне белгілі техникалық глицерин, этиленгликоль, сорбитол және этил спирті алынады.

Целлюлозаның гидролизі жоғары температураның ұзақ әсер етуімен және минералды қышқылдардың болуымен жүреді. Бұл реакцияның соңғы өнімі крахмал сияқты глюкоза болып табылады. Целлюлозаның гидролизі крахмалға қарағанда қиын екенін есте ұстаған жөн, өйткені бұл полисахарид минералды қышқылдардың әсеріне төзімді. Алайда целлюлоза барлық жоғары сатыдағы өсімдіктердің жасушалық қабырғасының негізгі компоненті болғандықтан, оның құрамындағы шикізат крахмалға қарағанда арзанырақ. Бұл кезде целлюлоза глюкозасы техникалық қажеттіліктерге көбірек қолданылады, ал крахмал гидролизі өнімі тамақтану үшін қолайлы деп саналады.

Ақуыз гидролизі

Ақуыздар барлық тірі организмдердің жасушаларының негізгі құрылыс материалы болып табылады. Олар көптеген амин қышқылдарынан тұрады және өте көп маңызды өнімдененің қалыпты жұмыс істеуі үшін. Алайда, жоғары молекулалы қосылыстар болғандықтан, олар нашар сіңірілуі мүмкін. Бұл тапсырманы жеңілдету үшін олар гидролизденеді.

Басқа органикалық заттар сияқты, бұл реакция ақуыздарды организмге оңай сіңетін төмен молекулалы өнімдерге бөледі.