Контрольные вопросы

1. Что такое ферменты?

2. С какой целью используются ферменты в консервном производстве?

3. Что такое эндо- и экзоферменты?

4. Какими основными свойствами обладают ферменты?

5. Каковы характерные особенности ферментов как катализаторов?

6. Чем отличаются простые и сложные ферменты?

7. Как классифицируются ферменты по типу катализируемой реакции?

8. Какие ферменты участвуют в гидролитических и синтетических процессах?

9. Какие ферменты осуществляют процессы биологического окисления?

10. Что такое субстрат, активный центр, каталитический активный центр?

11. В чем заключается механизм ферментативной реакции?

12. Какие факторы влияют на ферментативную активность?

13. Что такое активаторы и ингибиторы ферментов, как они влияют на ферментативную активность?

14. Как влияет температура на активность ферментов?

15. Как изменяется активность ферментов в зависимости от кислотности среды?

16. Как влияет концентрация фермента и субстрата на скорость ферментативной реакции?

17. Что такое конкурентные и неконкурентные ангибиторы?

18. Что такое аллостерические регуляторы деятельности ферментов?

19. Что является источником получения ферментов?

20. Какие ферменты содержатся в плодах и овощах?

21. Какую положительную роль играют ферменты плодов и овощей в консервном производстве?

22. Какую отрицательную роль играют ферменты плодов и овощей в консервном производстве?

Действие гидролитических ферментов

1 Гидролиз пектиновых веществ

2 Гидролиз крахмала

3 Гидролиз целлюлоз и гемицеллюлоз

4 Гидролиз белков

Большинство промышленно важных ферментов относятся к классу гидролаз, потребность в которых исчисляется десятками тысяч тонн. К гидролазам относятся пектолитические, амилолитические, протеолитические, цитолитические и другие ферменты.

1 Гидролиз пектиновых веществ

Гидролиз пектиновых веществ происходит под действием пектолитических ферментов. Эти ферменты имеют наибольшее значение в консервной промышленности.

Пектиновые вещества ^__ высокомолекулярные соединения углеводной природы, полисахариды, состоящие из остатков галактуроновой или глюкуроновой кислот, соединенных связями α-1,4. При этом образуется цепочка полигалактуроновой кислоты.

В составе этой цепочки могут быть ответвления в виде остатков метилового спирта СН₃О^-, часть водородных атомов карбоксильных групп может быть замещена катионами металлов. К этой же цепи могут присоединяться остатки сахаров: галактозы, арабинозы, рамнозы в виде полисахаридной цепочки. Сахаридный комплекс образует нейтральную фракцию пектиновых веществ, а полигалактуроновая цепочка с метоксильными группами - кислую фракцию.

К пектиновым веществам относят протопектин, пектин, пектиновые кислоты.

Протопектин или нерастворимый пектин – нерастворимое в воде природное соединение растительного происхождения со сложным химическим составом, недостаточно хорошо изучено. Возможно это соединение пектина с другими веществами: целлюлозой, гемицеллюлозой, белками.

Пектин или растворимый пектин – водорастворимые полигалактуроновые кислоты, карбоксильные группы которых в различной степени соединены с остатками метилового спирта, т.е. этерифицированы. Молекулярная масса от 25 до 360000. Растворяется в горячей воде. В присутствии сахара и кислот образует студни. Это свойство используется при приготовлении джемов, повидла.

Пектиновые кислоты – высокомолекулярные полигалактуроновые кислоты, не содержащие этерифицированных групп. Плохо растворяются в воде, студни не образуют. Пектиновые кислоты могут образовывать соли с ионами многовалентных металлов, в результате образуются нерастворимые соединения, которые выпадают в осадок.

Пектиновые вещества уменьшают выход соков из плодово-ягодного сырья, затрудняют их осветление.

Гидролиз пектиновых веществ происходит под действием пектолитических ферментов: протопектиназы, пектинэстразы, полигалактуроназы.

Протопектиназа расщепляет в протопектине связи между метоксилированной полигалактуроновой кислотой и связанными с ней арабаном и галактаном. В результате образуется метоксилированная полигалактуроновая кислота, которая представляет собой растворимый пектин.

А рабан Метоксилированная Галактан

полигалактуроновая

кислота

Рисунок 16- Действие протопектиназы

П ектинэстераза (пектаза) принадлежит к группе эстераз и гидролизует эфирные связи растворимого пектина, отщепляя метоксилъные группы от метоксилированной полигалактуроновой кислоты. При этом образуется метиловый спирт (СН₃ОН) и полигалактуроновая кислота.

Полигалактуроназа (пектиназа) действует на растворимый пектин, катализируя расщепление α-1,4-глюкозидных связей между остатками галактуроновой кислоты, которые не содержат метоксилъных групп. В результате образуются галактуроновая и полиуроновые кислоты. По характеру гидролиза и механизму действия различают эндо- и экзополигалактуроназы.

Эндополигалактуроназа действует «беспорядочно», разрывает цепь внутри молекулы субстрата, приводит к резкому снижению вязкости растворов, количество восстанавливающих (альдегидных) групп незначительное.

Экзополигалактуроназа действует с конца цепи, отщепляя по молекуле галактуроновой кислоты. Под действием этого фермента вязкость снижается незначительно, но высвобождается большое количество восстанавливающих групп.

Полнота ферментативного гидролиза пектина зависит от действия каждого из ферментов, расщепляющих пектин. Кроме вышеуказанных ферментов в состав пектолитического комплекса входят также и другие, которые недостаточно полно изучены.

Полигалактуроназа содержится, в основном, в различных видах грибов и бактерий, пектинэстераза – плесневых грибах, высших растениях и бактериях.

Оптимальные условия действия пектолитических ферментов; рН 3,7-4,0, температура 40-50 °С.