你知道酵素是怎麼來的嗎?
酵素愈來愈受重視?
酵素與其他近代科學一樣都是到二十世紀才有顯著的發展,以往視為生命力(vital force)、無法脫離生命、只在概念上認識其存在的酵素,在一八九七年才由Buchner當成獨立物質從酵母取出,脫離生命也保持機能,能引起與活酵母中同樣的現象,人類如此將可說是生命碎片的酵素取入手中,開啟近代酵素學之門。
酵素歷史演進表
人類對酵素有系統研究的是十八世紀的事情,Leomur(一七一三年)及Spallanzani(一七八三年)取出鳥的胃液會消化肉,Lavoisier在一七八九年將呼吸視為氧化反應。
在十九世紀以前,一般人都認為牛乳的酸敗以及蔗糖的發酵變成酒精,是因為這些物質受具有生命的有機體之作用所致。
直到一八三三年時,研究人員才把能夠分解蔗糖的物質分離確定出來,而給予名稱為澱粉酵素(diastase),以後改稱為澱粉酶—(amylase)。不久,科學家也從胃中分離出能夠消化食物蛋白質的物質稱之為胃蛋白酶(pepsin)。那時學者就把上述的物質統稱為發酵(Ferments)。
Liebig認為發酵物質可能是來自於活細胞內所含的非生命物質,可是Pasteur及其他研究者還是堅持發酵物必須是有生命的物質。此項爭論繼續一段相當長的時間,而在爭論的時間過程中,發酵物的名稱卻逐漸的被酵素(enzyme)取代。酵素的名稱首先是在一八七八年有Kuhne提出,來自希臘語,原意「在酵母中」(in the yeast)。
一八九二年,F.Homeister發現蛋白質的本體為多勝(polypeptide)以來,有關蛋白質構造的研究顯著進展,科學家認定酵素為蛋白質,酵素蛋白質的研究步上一般蛋白質研究的正規。
到一八九七年,Buchner證實,只要添加酵母細胞的抽取物而不必然添加活酵母細胞,就可以使蔗糖發酵。由此項實驗的成功,解決了發酵物質來自於有生命物質或非生命物質兩派的爭論,而趨向有利於無生命催化作用的學說。
一九二六年,Sumner從傑克豆(Jack bean)的抽取物中獲得尿素酶(urease)的結晶,幾年後許多其他的酵素也逐一的被純化而結晶出來。一旦能獲得純化的酵素結晶,那麼它的結構及特性以後就很快的被研究成功。
一九六零年,Kendrew及Perutz借X光回折法闡明myoglobin(肌紅蛋白)的三次元構造;一九六五年,Phillips決定溶菌酶(Iysozyme)的三次元構造,闡明活性中心的實體,推定對基質的反應機構;其後以X光回折法解明很多酵素的三次元構造,具體討論反應機構。
酵素的有機化學合成也有許多人研究,Denkewalter與Hirschmann、Gutte與Merrifield兩組人員在一九六九年成功合成核糖核酸酶(ribonuclease)。
一九七零年代,科學家運用可溶於水的酵素轉成不溶於水,所謂固定化酵素(immobilized enzyme),用以生產食品及工業產品,如果糖(fructose)糖漿、寡糖(oligo)及氨基酸等。
酵素在電子顯微鏡下呈現無色透明、多角形的水晶體狀,是極具細微的物質,其大小約為一公釐的一億分之五左右。市面上所販賣的酵素產品不外乎是液狀或粉末狀,這是商品外觀呈現方式,不代表酵素就是長得這個模樣。
沒有酵素,人體組織就當機
人體內六十兆細胞里,每一個細胞都有成千上萬的酵素分子在交互作用著,它們是生物體調控反應的工具,是為生化代謝以及維持生理功能之重要成分,其廣泛存在於天然植物及活體動物中。例如維持生物體的新陳代謝、支配生長與細胞的分裂、調節荷爾蒙的分泌等。因此,人體內所有組織器官的活動都需要酵素。如果說人體像燈泡,那麼酵素就像電流,也唯有通電之後的燈泡才會發亮。
缺多少酵素,就老多快!
酵素中存在著生命能或者稱為生命力、生命原理,如果沒有這些生命能,人類充其量不過是一堆化學物質的聚集而已。因此,酵素越缺乏,人類就越容易老化。也就是說,沒有酵素,就沒有生命。也可以這麼說,酵素量與健康是成正比的。所以,不僅限於人類,對於其他生物體都是一樣的。生命的存在,都是依賴酵素的作用。
失去酵素,吃再多也得不到營養
在人體中,有各種不同類型無數的酵素,負責體內各種化學變化,如:食物的消化吸收,手腳的肌肉動作,動腦思考判斷,各種的變化,同時在一天二十四小時之間不停的運轉。因此,需要由每天所攝取的營養素來提供這些規律的運作,這就是我們生命活力的來源。如果沒有了酵素,這些營養素就無法消化吸收、轉變催化,所以身體一旦缺少了酵素,即使我們吃再多的食物,也無法取得營養。所以說,酵素是健康的來源,也是生命的泉源。
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