Στον απλούστερο ορισμό της, η υδρόλυση είναι μια χημική αντίδραση στην οποία το νερό χρησιμοποιείται για τη διάσπαση των δεσμών μιας συγκεκριμένης ουσίας.Στη βιοτεχνολογία και όσον αφορά τους ζωντανούς οργανισμούς, αυτές οι ουσίες είναι συχνά πολυμερή (απλά, πολλά παρόμοια μόρια μπορούν να ενωθούν).
Η λέξη υδρόλυση προέρχεται από τη λέξη υδρο, η οποία είναι ελληνική για το νερό, και η λύση, που σημαίνει "ξεμπλοκάρισμα". Στην πράξη, η υδρόλυση σημαίνει την πράξη του διαχωρισμού των χημικών όταν προστίθεται νερό.Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι υδρόλυσης: αλάτι, οξύ και υδρόλυση βάσης.
Η υδρόλυση μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως η ακριβώς αντίθετη αντίδραση στη συμπύκνωση, η οποία είναι η διαδικασία με την οποία δύο μόρια συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα μεγαλύτερο μόριο. Το τελικό αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης είναι ότι το μεγαλύτερο μόριο εκτοξεύει ένα μόριο νερού.
3 Κοινοί τύποι υδρόλυσης
- Άλατα: Η υδρόλυση συμβαίνει όταν το αλάτι από ασθενή βάση ή οξύ διαλύεται σε υγρό. Όταν συμβεί αυτό, το νερό ιονίζεται αυθόρμητα σε ανιόντα υδροξειδίου και κατιόντα υδρονίου. Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος υδρόλυσης.
- Οξύ: Το νερό μπορεί να λειτουργήσει ως οξύ ή βάση, σύμφωνα με τη θεωρία Bronsted-Lowry acid. Σε αυτήν την περίπτωση, το μόριο του νερού θα έδινε ένα πρωτόνιο. Ίσως το παλαιότερο παράδειγμα εμπορικής πρακτικής αυτού του τύπου υδρόλυσης είναι η σαπωνοποίηση, ο σχηματισμός σαπουνιού.
- Βάση: Αυτή η αντίδραση είναι πολύ παρόμοια με την υδρόλυση για διαχωρισμό βάσης. Και πάλι, σε πρακτικό νόημα, μια βάση που συχνά διαχωρίζεται στο νερό είναι η αμμωνία.
Τι είναι μια αντίδραση υδρόλυσης;
Σε μια αντίδραση υδρόλυσης που περιλαμβάνει έναν εστερικό δεσμό, όπως εκείνο που βρίσκεται μεταξύ δύο αμινοξέων σε μια πρωτεΐνη, το μόριο διασπάται. Το προκύπτον προϊόν είναι μια διάσπαση του μορίου νερού (Η2Ο) σε ΟΗ και Η + που σχηματίζουν ομάδα υδροξυλίου (ΟΗ) και άλλη που γίνεται καρβοξυλικό οξύ με την προσθήκη του εναπομείναντος πρωτονίου υδρογόνου (Η +).
Αντιδράσεις σε ζωντανούς οργανισμούς
Οι αντιδράσεις υδρόλυσης σε ζωντανούς οργανισμούς πραγματοποιούνται με τη βοήθεια της κατάλυσης από μια κατηγορία ένζυμα γνωστό ως υδρολάσες. Οι βιοχημικές αντιδράσεις που διαλύουν τα πολυμερή, όπως οι πρωτεΐνες (που είναι πεπτιδικοί δεσμοί μεταξύ αμινοξέων), νουκλεοτίδια, σύνθετα σάκχαρα ή άμυλο, και τα λίπη καταλύονται από αυτήν την κατηγορία ένζυμα. Σε αυτήν την τάξη υπάρχουν λιπάσες, αμυλάσες, πρωτεϊνάσες, υδρολυμένα λίπη, σάκχαρα και πρωτεΐνες, αντίστοιχα.
Τα βακτηρίδια και οι μύκητες που αποικοδομούν την κυτταρίνη διαδραματίζουν ιδιαίτερο ρόλο στην παραγωγή χαρτιού και σε άλλες καθημερινές βιοτεχνολογίες εφαρμογές επειδή έχουν ένζυμα (όπως κυτταρινάσες και εστεράσες) που μπορούν να διασπάσουν την κυτταρίνη σε πολυσακχαρίτες (ii., πολυμερή μορίων σακχάρου) ή γλυκόζης, και διαλύστε τα κολλώδη.
Για παράδειγμα, μπορεί να προστεθεί πρωτεϊνάση σε ένα κυτταρικό εκχύλισμα, για να υδρολυθεί τα πεπτίδια και να παραχθεί ένα μείγμα ελεύθερων αμινοξέων.