Дія гидролитических ферментів
Гідроліз пектинових речовин
Гідроліз целюлози і геміцелюлози
Більшість промислово важливих ферментів відносяться до класу гідролаз, потреба в яких обчислюється десятками тисяч тонн. До гідролаз відносяться пектолітіческіе, амилолитические, протеолітичні, цитолитические і інші ферменти.
Гідроліз пектинових речовин
Гідроліз пектинових речовин відбувається під дією пектолітіческіх ферментів. Ці ферменти мають найбільше значення в консервної промисловості.
Пектинові речовини __ високомолекулярні сполуки вуглеводної природи, полісахариди, що складаються із залишків галактуроновой або глюкуроновоюкислот. з'єднаних зв'язками # 945; -1,4. При цьому утворюється ланцюжок полігалактуронової кислоти.
У складі цього ланцюжка можуть бути відгалуження у вигляді залишків метилового спирту СН3 Про -. частина водневих атомів карбоксильних груп може бути заміщена катіонами металів. До цієї ж ланцюга можуть приєднуватися залишки цукрів: галактози, Арабіноза, рамнози у вигляді полисахаридной ланцюжка. Сахарідний комплекс утворює нейтральну фракцію пектинових речовин, а полігалактуронових ланцюжок з метоксільних групами - кислу фракцію.
До пектиновим речовин відносять протопектину, пектин, пектинові кислоти.
Протопектин або нерозчинний пектин - нерозчинний у воді природне з'єднання рослинного походження зі складним хімічним складом, недостатньо добре вивчено. Можливо це з'єднання пектину з іншими речовинами: целюлозою, геміцелюлозою, білками.
Пектин або розчинний пектин - водорозчинні полігалактуронових кислоти, карбоксильні групи яких в різного ступеня з'єднані із залишками метилового спирту, тобто етерифіковані. Молекулярна маса від 25 до 360000. Розчиняється в гарячій воді. У присутності цукру і кислот утворює холодці. Ця властивість використовується при приготуванні джемів, повидла.
Пектинові кислоти - високомолекулярні полігалактуронових кислоти, що не містять етерифікованих груп. Погано розчиняються у воді, холодці не утворюють. Пектинові кислоти можуть утворювати солі з іонами багатовалентних металів, в результаті утворюються нерозчинні сполуки, які випадають в осад.
Пектинові речовини зменшують вихід соків з плодово-ягідної сировини, ускладнюють їх освітлення.
Гідроліз пектинових речовин відбувається під дією пектолітіческіх ферментів. протопектінази, пектінестрази, полігалактуронази.
Протопектіназа розщеплює в Протопектин зв'язку між метоксильованих полігалактуронової кислотою і пов'язаними з нею арабаном і галактаном. В результаті утворюється метоксильованих полігалактуронових кислота, яка представляє собою розчинний пектин.
Арабан метоксильованих галактан
Малюнок 16- Дія протопектінази
Пектінестераза (пектаза) належить до групи естераз і гідролізує ефірні зв'язку розчинної пектину, отщепляя метоксіл'ние групи від метоксильованих полігалактуронової кислоти. При цьому утворюється метиловий спирт (СН3 ОН) іполігалактуроновая кислота.
Полігалактуронази (Пектиназа) діє на розчинний пектин, каталізує розщеплення # 945; -1,4-глюкозідной зв'язків між залишками галактуроновой кислоти, які не містять метоксіл'них груп. В результаті утворюються галактуроновая і поліуронових кислоти. За характером гідролізу і механізму дії розрізняють ендо- та екзополігалактуронази.
Ендополігалактуроназа діє «безладно», розриває ланцюг всередині молекули субстрату, призводить до різкого зниження в'язкості розчинів, кількість відновлюють (альдегідних) груп незначне.
Екзополігалактуроназа діє з кінця ланцюга, отщепляя по молекулі галактуроновой кислоти. Під дією цього ферменту в'язкість знижується незначно, але вивільняється велика кількість відновлюють груп.
Повнота гідролізу пектину залежить від дії кожного з ферментів, що розщеплюють пектин. Крім вищевказаних ферментів до складу пектолітичної комплексу входять також і інші, які недостатньо повно вивчені.
Полігалактуронази міститься, в основному, в різних видах грибів і бактерій, пектінестераза - цвілевих грибах, вищих рослинах і бактеріях.
Оптимальні умови дії пектолітіческіх ферментів; рН 3,7-4,0, температура 40-50 ° С.
Гідроліз крохмалю здійснюється амилолитическими ферментами.
Крохмаль - полісахарид, що складається в свою чергу з двох полісахаридів, які відрізняються ступенем полімеризації і типом будови - амілози. Структурною одиницею крохмалю, а, отже, амілози і амілопектину, є глюкоза, залишки якої з'єднані між собою # 945; -1,4 і # 945; -1,6- глюкозідньмі зв'язками.
Амилоза має лінійну будову (малюнок 3), зв'язок між залишками глюкози # 945; -1,4 (між 1-м і 4-м вуглецевими атомами). Розчинна в гарячій воді без набухання. Утворює розчини невисокою в'язкості. Молекулярна маса від 60 до 600. З йодом дає синє забарвлення.
Амілопектин є розгалужену ланцюг, що складається з великого числа глюкозних залишків (близько 2500, малюнок 5 А). Головна ланцюжок складається з 25-30 залишків, а бічні __ з 15-18. У амілопектину залишки глюкози на лінійних ділянках пов'язані # 945; -1,4- зв'язком, а в місцях розгалуження - зв'язком # 945; -1,6. У воді не розчиняється. При нагріванні утворює клейстер. З йодом дає фіолетове забарвлення.
Гідроліз крохмалю здійснюється амілазами (# 945; -амилазой, # 946; -амилазой, глюкоамилазой і іншими амилолитическими ферментами).
# 945; - амілаза (декстріногенамілаза) - за механізмом дії відноситься до ендоферменти, тобто діє на молекулу субстрату зсередини, безладно, що призводить до швидкого зниження в'язкості розчину крохмалю. гідролізує зв'язку # 945; -1,4 в полисахаридах, що містять три і більше залишків D-глюкози.
Амилоза під дією # 945; -амілази (рисунок 19) спочатку розпадається на декстрини середнього розміру, які потім розщеплюються на нізкомолекуляр-ні декстрини і мальтозу. При тривалій дії ферменту амилоза практично повністю перетворюється в мальтозу і невелика кількість глюкози.
Дія # 945; -амілази на амилопектин (рисунок 20) призводить до утворення мальтози і низькомолек-лярних Декстр-інів.
Оптимальні умови дію-вия ферменту: рН 5,7, темпе-ратура 70 ° С.