Cosa èGDU?
• GDU è gelatina – unità di vitalità enzimatica
GDU è gelatina - unità di digestione. È un'unità specifica che misura l'attività della proteasi dell'ananas. In poche parole, maggiore è il valore di GDU, maggiore è la capacità della bromelina di scomporre la gelatina, un substrato proteico. Ad esempio, una GDU di bromelina è in grado di digerire una certa quantità di gelatina in un certo periodo di tempo (ad esempio, un'ora) in condizioni sperimentali definite.
Questa unità è impostata in modo che la misura dell'attività enzimatica possa essere standardizzata. Questo perché l'attività di un enzima gioca un ruolo cruciale nella sua efficacia in varie applicazioni. Nella produzione industriale e nella ricerca scientifica è necessario conoscere con precisione l'attività di un enzima per utilizzare in modo appropriato il preparato enzimatico.
• Relazione tra GDU e attività enzimatica
Esiste una correlazione positiva tra l'attività dippolvere di bromelina sfusae valori GDU. Quando diciamo che un prodotto a base di bromelina ha un valore GDU più elevato, significa che può scomporre le proteine in modo più rapido ed efficiente. Nella lavorazione degli alimenti, ad esempio, durante l'intenerimento della carne, un enzima bromelina con un elevato valore GDU scompone più rapidamente le proteine miofibrillari nella carne, risultando in una carne più tenera.
Dal punto di vista della cinetica chimica, l'attività enzimatica (misurata mediante GDU) determina la velocità della reazione catalizzata dagli enzimi. Secondo l'equazione di Mie (v=Vmax [S]/(Km+[S]), dove v è la velocità di reazione, Vmax è la velocità massima di reazione, [S] è la concentrazione del substrato, e Km è la costante Mie), maggiore è l'attività enzimatica (più alto è il valore GDU), più veloce sarà la velocità di reazione, a condizione che vi sia sufficiente substrato. È come in una fabbrica, maggiore è l'efficienza (GDU) del lavoratore (enzima), più velocemente viene prodotto il prodotto (prodotto proteico scomposto).
FattoriAche interessano GDU
Il valore GDU (Unità di Digestione della Gelatina) della bromelina riflette l'attività dell'enzima. È influenzato da una serie di fattori.
1. Fattore di temperatura
• Effetto generale della temperatura sull'attività enzimatica
La bromelina è come la maggior parte degli enzimi. La sua attività dipende in modo significativo dalla temperatura. Entro un certo intervallo di temperature, l'attività dell'enzima aumenterà gradualmente con l'aumentare della temperatura. Questo perché un aumento della temperatura aumenta il movimento termico delle molecole. Ciò renderà più facile la collisione tra le molecole del substrato e quelle degli enzimi, accelerando così la velocità della reazione. Ad esempio, a temperature più basse, come 10 - 15 gradi, l'attività della bromelina è inferiore. Anche il suo valore GDU è relativamente piccolo.
La temperatura ottimale perppolvere di bromelina sfusadi solito è intorno a 37 - 40 gradi. In questo intervallo di temperature, il centro attivo della molecola dell'enzima si lega al substrato in modo più efficiente. Decompone la gelatina in modo rapido ed efficiente e il valore GDU è al massimo. La reazione catalitica dell'enzima può procedere in modo efficiente quando la temperatura è vicina alla temperatura del corpo umano (37 gradi). Ciò corrisponde all'ambiente in cui la bromelina agisce negli organismi viventi.
• Effetti della temperatura eccessiva
Quando la temperatura supera l'intervallo di temperatura ottimale, l'attività dell'enzima diminuisce drasticamente. Questo perché le alte temperature provocano la denaturazione delle proteine enzimatiche. La struttura spaziale delle proteine enzimatiche è fondamentale per la loro attività. Una temperatura eccessiva distrugge la struttura secondaria e terziaria della molecola dell'enzima. Ciò provoca un cambiamento conformazionale nel centro attivo, che perde la sua capacità di legare substrati e catalizzare le reazioni. Ad esempio, quando la temperatura raggiunge i 60 - 70 gradi, la polvere sfusa di bromelina subirà una grave denaturazione e il valore GDU quasi a zero.
2. Fattore pH
• Effetto generale del pH sull'attività enzimatica
L'attività della bromelina è anche fortemente influenzata dal pH. Ambienti a pH diverso modificheranno lo stato di carica del centro attivo della molecola enzimatica e la conformazione della proteina enzimatica. Entro un certo intervallo di pH, l'attività enzimatica varia con il pH. In generale, la bromelina mostra un'attività migliore nell'intervallo di pH di 6 - 8, con valori GDU relativamente alti.
In questo intervallo di pH, la dissociazione dei residui aminoacidici acidi e basici nella molecola dell'enzima è favorevole alla formazione del corretto complesso enzima-substrato con il substrato. Ad esempio, intorno al pH 7, il centro attivo della molecola dell'enzima può interagire in modo ottimale con i legami peptidici della molecola di gelatina, facilitando la reazione di idrolisi.
• Effetti del pH alto o basso
L'attività enzimatica diminuisce gradualmente a valori di pH inferiori a 6 o superiori a 8. Le proteine enzimatiche possono essere denaturate in ambienti troppo acidi o troppo alcalini. Ad esempio, in un ambiente altamente acido (pH < 4), i residui di aminoacidi basici nella molecola dell'enzima sono iperpronati, provocando un cambiamento conformazionale nella proteina dell'enzima, la distruzione del centro attivo e una significativa diminuzione del valore GDU. Allo stesso modo, in un ambiente eccessivamente alcalino (pH > 9), i residui di aminoacidi acidi saranno eccessivamente dissociati, causando anche la perdita di attività dell'enzima.
3. Fattore di concentrazione del substrato
● L'effetto generale della concentrazione del substrato sull'attività enzimatica
Quando la concentrazione del substrato è bassa, con l'aumento della concentrazione del substrato, aumenta la possibilità per l'enzima di combinarsi con il substrato. La velocità di reazione verrà accelerata e il valore GDU verrà aumentato di conseguenza. Ad esempio, quando la concentrazione di gelatina viene aumentata dal 0,5% all'1%,ppolvere di bromelina sfusaha più substrato su cui agire, l'efficienza della decomposizione della gelatina aumenta e il valore GDU aumenta.
• Effetto di un'elevata concentrazione di substrato
Quando la concentrazione del substrato è troppo elevata, il trend di crescita dell'attività enzimatica rallenterà gradualmente. Questo perché il numero di centri attivi dell'enzima è limitato. Quando la concentrazione del substrato raggiunge un certo livello, tutti i centri attivi dell'enzima sono occupati dalle molecole del substrato e l'aumento della concentrazione del substrato non aumenterà in modo significativo la velocità di reazione e il valore GDU rimane stabile.
Il significato del GDU nei diversi ambiti
• Prodotti farmaceutici
In medicina, la bromelina ha effetti antinfiammatori e antigonfiore. Il suo valore GDU è molto cruciale nel determinare il dosaggio del farmaco. Ad esempio, quando si trattano gonfiori o infiammazioni post-traumatiche, il valore GDU della bromelina è necessario per calcolare con precisione la quantità di enzima che deve essere somministrata al paziente. Questo è l'unico modo per ottenere risultati terapeutici ottimali evitando possibili effetti collaterali dovuti ad un'eccessiva attività enzimatica.
• Industria alimentare
Nell'industria alimentare, come nel caso della tenerizzazione della carne menzionata in precedenza. Diversi prodotti e processi di carne possono richiedere diversi valori GDU di bromelina. Se il valore GDU è troppo basso, è possibile che non si ottenga l'effetto intenerente desiderato. Se è troppo alto, potrebbe scomporre eccessivamente le proteine, con conseguente perdita di elasticità e sapore sgradevole. Inoltre, nella produzione della birra viene utilizzata polvere di bromelina pura per prevenire l'annebbiamento della birra a freddo. La bromelina al giusto valore GDU scompone le proteine che causano torbidità, migliora la stabilità e la limpidezza della birra e prolunga la durata di conservazione della birra.
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