Номер 8, страница 65 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 11. Скорость химических реакций. Глава II. Химические реакции - номер 8, страница 65.

Условие.

8. Биологические катализаторы — ферменты — активны и вне живой клетки. Подготовьте сообщение о различных областях применения ферментов в промышленности.

Решение.

Решение 2.

Ферменты (энзимы) — это биологические катализаторы белковой природы, которые ускоряют химические реакции в живых системах. Их ключевые свойства — высокая специфичность (каждый фермент катализирует только определённую реакцию) и активность в мягких условиях (при нормальных температуре, давлении и pH), что делает их чрезвычайно ценными для промышленности. Использование ферментов позволяет создавать более эффективные, экономичные и экологически чистые технологии. Основные области их применения:

Пищевая промышленность

• В хлебопечении: амилазы расщепляют крахмал до простых сахаров, что улучшает работу дрожжей, придаёт мякишу пористость, а корочке — золотистый цвет. Протеазы расщепляют белки клейковины, делая тесто более пластичным.
• В сыроделии и производстве молочных продуктов: сычужный фермент (реннин, химозин) вызывает свёртывание молока, что является основой производства сыра. Лактаза расщепляет молочный сахар (лактозу) для создания безлактозных продуктов. Липазы ускоряют созревание сыров, формируя их вкус и аромат.
• В пивоварении и виноделии: комплекс ферментов солода (амилазы, протеазы) превращает крахмал и белки зерна в вещества, необходимые для питания дрожжей. Пектиназы используются для осветления фруктовых соков и вин, разрушая пектины, вызывающие помутнение.
• В производстве соков: пектиназы и целлюлазы разрушают клеточные стенки растительного сырья, что увеличивает выход сока и упрощает его фильтрацию.
• В мясной промышленности: протеазы растительного происхождения (папаин из папайи, бромелайн из ананаса) применяются для размягчения мяса.

Производство моющих средств

• Протеазы расщепляют белковые пятна (кровь, трава, какао, яйца).
• Амилазы удаляют крахмальные загрязнения (от картофеля, макарон, каш).
• Липазы эффективно расщепляют жиры и масла.
• Целлюлазы обновляют внешний вид хлопковых и смесовых тканей, удаляя микроворсинки, и предотвращают оседание грязи, сохраняя яркость цветов.

Текстильная и кожевенная промышленность

• В текстильной промышленности амилазы используются для удаления крахмальной шлихты с ткани, а целлюлазы — для смягчения хлопковых тканей и придания джинсовой ткани эффекта «варёнки» (stone wash), что заменяет экологически вредную обработку пемзой.
• В кожевенном производстве протеазы и липазы применяют для обезволашивания и обезжиривания шкур, что позволяет отказаться от агрессивных химикатов (извести, сульфидов) и снизить загрязнение окружающей среды.

Целлюлозно-бумажная промышленность

Ферменты (ксиланазы, лигниназы) используются для отбеливания бумажной массы. Они разрушают лигнин и ксилан, что позволяет значительно сократить использование экологически вредного хлора. Липазы помогают удалять смолы из древесины, предотвращая поломки оборудования.

Медицина и фармацевтика

• В диагностике: ферменты являются основой многих аналитических тестов. Например, глюкозооксидаза используется в глюкометрах для измерения уровня сахара в крови.
• В терапии: пищеварительные ферменты (пепсин, трипсин) входят в состав лекарств для улучшения пищеварения. Тромболитические ферменты (стрептокиназа) применяются для растворения тромбов.
• В генной инженерии: ферменты рестриктазы и лигазы являются важнейшими инструментами для работы с молекулами ДНК.

Производство биотоплива

В производстве биоэтанола из растительного сырья (кукурузы, пшеницы, отходов древесины) ключевую роль играют амилазы и целлюлазы. Они расщепляют сложные полисахариды (крахмал и целлюлозу) до глюкозы, которую затем дрожжи сбраживают в этанол.

Таким образом, ферменты находят применение практически во всех ключевых отраслях промышленности, делая процессы более быстрыми, дешёвыми, качественными и безопасными для окружающей среды.