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当我们谈论「酵素」时,我们在谈什么?

2016-04-21 普罗卡斯特 女神进化论

大家好,我是普罗卡斯特。会写这篇文章是因为某位大人看到寺主人征集关于酵素的问题,于是询(yao)问(qiu)学过生物的我投稿来赚取寺主人的关注。


最初我也是拒绝的,写文章也要按基本法啊,哪能说写就写……(此处省略 2000 字)。然后,结果你们都看到了……那就开始正文吧。



酵素の含义

从生物学的角度,酵素的含义简单到不可思议。「酵素」是「酶」在日语中的叫法,从英语「Enzyme」而来。看看维基百科的多语言页面:



外来和尚念的经,显然大家更爱听。「酶」这种大白话,忽悠人民群众 做广告宣传的时候毕竟是很难上升到艺术层面的,能够理解。就是有点心疼在生产线打工的我等技术员。


Advertising is not science, it's persuasion.

And persuasion is art.


--- William Bernbach


考虑到很多同学在生物课上都是睡觉的(除了生理结构的那节),为大家简要补习两个知识点。


1.「酶」是人体内有生物催化功能的物质,大多数是蛋白质。上世纪 80 年代起陆续又发现多种核酶不是蛋白质,不过基本没有工业应用,护肤品中使用的酶都是蛋白质了。


2.「酶」是处女座典型表现如:环境温度必须合适,不合适直接撂挑子不干了;胰蛋白酶只对L-氨基酸形成的肽键感兴趣,D-氨基酸肽键就算长成宋仲基都不看一眼;DNA 聚合酶,干完活儿还必须自己再检查一遍,对,检查一遍。


酶把这些个「注孤生」的特点集于一身,生物学家却给这些特点起了个名,叫「酶的特异性」据考证对生物学家的这次公关是处女座有史以来的 唯一一次 第一次攻关成功。也许这能帮你理解为什么谢耳朵会这么说:



所以,你身边的处女座朋友并不是挑(gui)剔(mao),他们只是「特异性」比较强。跟我重复一遍:[用关爱的口气]他/她(wo)其实只是「特异性」比较强。


当然,如果事事都按科学规矩来,那也未免太无聊了。现实世界的「酵素」主要有两种含义:酶和发酵产物,而其中的酶还可能被标注成 xx 微生物发酵液。下面我们一项一项看。



酵素@护肤品

护肤品中的酵素指的也是酶。前些年的洗衣粉广告还在宣传蛋白酶,而护肤品广告就已经在用「酵素」这个词了,哪边的市场部更机智看出来了吗?


护肤品中最常见的酶是蛋白酶,用于洁面类和敷面类,主打软化去角质的功能。角蛋白支撑起角质层结构,也是毛发的重要组成部份,是一种高度交联的硬蛋白。

护肤品中的蛋白酶主要分为三种:植物来源的木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶(好像都很好吃的样子),以及微生物来源的角蛋白酶。这几种只要配方合适都是会有效的,并没有说哪种一定更好




从产品类型上,敷面类更利于酶的发挥。


因为洁面时酶与皮肤接触时间较短,而酶与角蛋白的作用并不是瞬间可以完成的,增加接触时间效果肯定会有所提高。这一点上酶与果酸、水杨酸等化学去角质的方法是一样的。


所以敷面类产品(比如面膜)会比洁面类产品(如洗面奶)更适合酶的发挥。



在效果上,一般认为微生物来源的角蛋白酶更强。


植物来源的两种蛋白酶对于交联程度高的角蛋白作用相对较弱,而微生物来源的角蛋白酶可以更高效的水解角蛋白这种硬蛋白。



适宜条件上,不同的酶也是不同的。


两种植物蛋白酶在中性-略偏酸性的条件下更适合,而枯草芽孢杆菌的角蛋白酶在中性-偏碱性的条件下比较适合。所以像枯草芽孢杆菌的发酵液如果和明显酸性的成分配在一起(比如果酸、水杨酸),那就是可能有问题了。


至于使用时的水温,大家在体感舒适的水温下尽量选择高一点的温度就好了。




在安全性上,植物蛋白酶并没有更好。


虽然绿色天然的理念 非常洗脑 深入人心,但并没有明确证据表明植物来源的蛋白酶更安全。可能由于对植物蛋白酶研究更早更深入的原因,木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶致敏的报道还会更多一些。


不过整体来说,因为酶的分子量普遍比较大,基本不会深度渗透进角质层,对刺激性相对于果酸还是会好一些。


尽管如此,初次使用酵素去角质的频率也不要太高。可以像之前寺主人推荐的水杨酸产品使用方法一样,先一周一次甚至两周一次,感受一下皮肤的适应状况,如果能够接受再逐渐提高频率。



在宣传上,两类酶的侧重点是不同的。


植物来源的蛋白酶由于从植物中提取,宣传上可以迎合绿色、天然、植物的理念。


而微生物来源的角蛋白酶由于是在细菌的发酵产物中的,所以经常以「xx 菌发酵液」这类名称见人,有时莫名其妙还被当成类似 pitera 的活性成分了。



酵素@水果酵素

自制酵素和水果酵素中的酵素又脱离了酶的意义,回归字面含义:发酵产物。


吃水果酵素这件事(尤其是自制的),是非常不推荐的。因为最好的效果,也就是相当于正常吃了一堆新鲜水果。我们来分析下几种相关的说法。



吃水果酵素可以调节内分泌系统。

其实,这句话说了跟没说一样,因为严格地说,吃任何东西都可以认为能调节内分泌系统


所谓内分泌系统,简单说就是分泌激素的各种腺体的总和,而基本上你的一切活动都会在一定程度上引起体内几种激素水平的变化


举个简单例子,吃饭之后血糖含量一般会明显升高,这时候胰岛素等相关激素就跳出来了。喝水之后就会想上厕所,就是抗利尿激素等又在调皮捣蛋了。




吃酵素可以排毒减肥

吃酵素能排毒这件事,能想到的可能原因只有一个那就是通过水果酵素食用了大量纤维素。因为纤维素有促进促进肠道蠕动,帮助排便的功能。

其他的情况基本都是腹泻,而且这种情况可能占多数。


自制酵素很像我家里酿米酒,都是发酵过程。但不同的是,水果酵素并不会像酿酒中加入酒粬(含有微生物和酶)一样加入一个发酵的引导物。再算上保存温度等条件的不同,最终发酵的结果会变得很难预测。


所以,同样用苹果、按同样的配方,有人酿出了苹果罐头,有人酿出了苹果酒,有人则酿出了苹果醋。


这种复杂混合物加上各种细菌一起吃下去,能不拉肚子我觉得就已经赢了。所以还是老老实实买新鲜水果吃吧。



那自制酵素就没有优点吗?

当然不是。学习自制酵素无疑会为以后学做泡菜打下坚实的基础,因为试错步骤已经走完了一大半啊。


更别说制作酵素、食用酵素的过程中带来的幸福感,更是物质和金钱难以衡量的(科科)。


还有单纯的口服酵素?
并没有用,直接看教科书吧:


外源性蛋白质进入体内,

总是先经过水解作用变成小分子的氨基酸,

然后才被吸收。


--- 王镜岩等主编《生物化学(第三版)下册》


你问「什么意思?」你们...生物课不止是睡觉了吧...


当你吃下蛋白质的时候(无论是牛肉还是酵素),蛋白质首先被逐渐分解成氨基酸,进入血液被人体吸收。当人体有需要的时候,再从氨基酸开始重新合成想要的蛋白质。


所以,吃下的蛋白质并不能直接被吸收,吃猪蹄不能直接补胶原蛋白,吃鸡翅不能让你飞上天,口服酵素除了补充点氨基酸也没什么功效了



水素、炭素、酸素,这又是什么?

说「水素」单纯是想给大家提个醒万一哪天会被朋友圈面膜拿来做宣传呢。比如这样的:


为了寻找更高效持久的补水保湿方法,科学家经过多年探索,终于发现了水素的作用机理,即水素能够与水分子中的氧元素行程偶极间的作用力,因而显著强化了单个水分子的作用效果。这位更高效的利用水素提供了先决条件,是......


这文案确实挺蹩脚的,因为是我胡说八道的~


水素就是化学元素「氢(H)」在日语中的叫法,最后那个xx作用力其实就是水分子间普遍存在的氢键啦。


同样是日语中,炭素是化学元素碳(C),酸素是化学元素氧(O),还有其他的,感兴趣就自己翻吧。




相关阅读



参考文献


1. Druger, K. et al. Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena. Cell 31, 147-157 (1982).

2. Sanghvi, G. et al. A novel alkaline keratinase from Bacillus subtilis DP1 with potential utility in cosmetic formulation. Int. J. Biol. Macromol. 87, 256-262 (2016).

3. Gupta, R., Rajput, R. & Sharma, R. Biotechnological applications and prospective market of microbial keratinases. Appl. Microbiol. Biotechnol. 97, 9931-9940 (2013).

4. Sim, Y.-C. et al. Stabilization of papain and lysozyme for application to cosmetic products. Biotechnol. Lett. 22, 137-140 (2000).

5. Arshad, Z. I. M. et al. Bromelain: an overview of industrial application and purification strategies. Appl. Microbiol. Biotechnol. 98, 7283-7297 (2014).

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