Ферменти і їх використання

Ферменти - біологічні каталізатори білкової природи, які значно підвищують швидкість хімічних реакції, не витрачаючись і не зазнаючи незворотних змін.

В даний час багато галузей промисловості - хлібопечення, виноробство, пивоваріння, виробництво спирту, сироваріння, виробництво органічних кислот, чаю, амінокислот, вітамінів, антибіотиків - засновані на використанні різних ферментативних процесів (елементи біотехнології).

Сучасна класифікація ферментів розроблена спеціальною Комісією Міжнародного Біохімічного Союзу і викладена в книзі «Номенклатура ферментів» (1979 г.).

За типом каталізуються реакції ферменти діляться на 6 класів:

1 Й клас - оксіредуктази - ферменти, що каталізують окислювально-відновні реакції (приєднання 02, відібрання і перенесення Н2, перенесення електронів);

2 Й клас - трансферази - ферменти, що каталізують перенесення цілих атомних угруповань з одного з`єднання на інше (залишків моносахаридів, амінокислот, фосфорної кислоти, метильних, амінних груп і ін.);

3 Й клас - гідролази - ферменти, що каталізують реакції гідролізу або розщеплення складних органічних сполук на більш прості за участю води;

Відео: Біохімія. Урок 4. Ферменти, їх характеристика. Застосування в медицині, промисловості

4 Й клас - ліази - ферменти, що каталізують реакції негидролитическим відщеплення будь-яких груп від субстрату з утворенням подвійного зв`язку або приєднання угруповань за місцем розриву подвійного зв`язку (відщеплення Н20, С02, ИН3 і т. Д.);

5 Й клас - ізомерази - ферменти, що каталізують реакції ізомеризації, тобто внутримолекулярного перенесення хімічних угруповань і утворення ізомерних форм органічних сполук;

6 Й клас - лігази (синтетази) - ферменти, що каталізують реакції синтезу, пов`язані з розривом високоенергетичної зв`язку АТФ та інших нуклеозидтрифосфатів.

Кожному ферменту присвоєно чотиризначний шифр (код): перше число позначає клас ферментів, друге - підклас, третє - подподкласса, четверте - порядковий номер ферменту в підкласі.

наприклад: алкогольдегідрогенідаза має код Н. Ф. 1.1.1.1. - Клас Оксіредуктази, підклас дегидрогеназ (діє на СН-ОН групу донорів), подподкласса анаеробні дегідрогенази (акцептором є НАД + або НАДФ +.

Альфа - амілаза: код Н. Ф. 3.2.1.1. - Клас гидролаз, підклас карбогідраз, подподкласса поліаз.

До класу оксидоредуктаз належать такі ферменти, як поліфенолоксидаза - викликає потемніння зрізів картоплі, яблук, грибів та інших рослинних продуктів з утворенням меланіну при окисленні амінокислоти тирозину. Цей процес в харчової промисловості запобігає теплової інактивацією (Бланшіровка) і використанням інгібіторів (NaHSO3, SO2, NaCl) - позитивну роль виконує при ферментації чаю.



Каталаза каталізує розкладання пероксиду водню до кисню і молекули води. Використовується в сироваріння для видалення надлишку H2O2 (перекис водню) при обробці молока.

Пероксидаза каталізує розщеплення перекису водню до молекули води і з`єднання, що має загальну формулу ОН2. Найбільш активна пероксидаза виділена з коренів хрону і гіркої редьки. є докази імуностимулюючої ролі і антиканцерогенного ефекту даного ферменту.

Ліпоксигеназа каталізує окислення поліненасичених високомолекулярних жирних кислот (лінолевої та ліноленової) киснем повітря з утворенням гідроперекисів. Міститься в насінні сої, пшениці, інших злакових культур і вивільняється при їх технологічній обробці. Цьому ферменту належить важлива роль в процесах дозрівання пшеничного борошна і формування хлібопекарських якостей (осветвленіе борошна, зміцнення клейковини, утворення пігментів і ін.) При строго дозованому використанні.

Глюкозооксидаза (фермент, який отримують з цвілевих грибків Aspergilus і P nicillium, окисляє глюкозу) застосовується в харчовій промисловості для видалення залишків глюкози і кисню (при отриманні яєчного порошку - запобігання реакції Майярда - пігментообразованія- при виробництві продуктів, в яких навіть невелика присутність кисню призводить до органолептичними змінам продукту - пиво, вино, фруктові соки, майонез).

У харчовій промисловості застосовуються ферменти класу гідролаз таких підкласів: естерази (ліпаза), глікозідази, протеази.

Ліпази рослинного, тваринного і мікробного походження каталізують реакцію розщеплення тригліцеридів до гліцерину і жирних кислот.

Зернова липаза бере участь в процесі псування зернових культур з підвищеним вмістом жиру.

Пектінестераза синтезуються вищими рослинами, мікроскопічними грибками, дріжджами (Aspergillus niger), бактеріями і каталізують гідроліз складних ефірних зв`язків в молекулі розчинної пектину до метилового спирту і полігалактоуроновой кислоти, що знижує желюючу здатність пектину. Застосовується для освітлення плодових соків і вин.



Глікозідолази здійснюють гідроліз олігоі полісахаридів.

А-амілаза міститься в слині і секреті підшлункової залози тварин, в рослинах (проросле зерно пшениці, жита, ячменю, проса та ін.). А-амілази дозрівання і а-амілази проростання, виробляються пліснявими грибками і бактеріями. Всі ці ферменти гідролізують альфа-1,4-зв`язки всередині молекул крохмалю, глікогену та інших полісахаридів з утворенням декстринів і мальтози.

По-амілаза (фермент рослинного походження) отщепляет мальтозу від нередуцирующего кінця ланцюга, розриваючи гликозидні зв`язку через одну.

Глюкоамилаза (у-амілаза) продукується пліснявими грибками, розщеплює як амилозу, так і амилопектин до глюкози (гідроліз а-1,4 і а-1,6 зв`язку).

Інулаза здійснює гідроліз інуліну та інших поліфруктоназ.

Бета-фруктофуранозидази (інвертаза, сахараза) - прискорюють гідроліз сахарози до а-глюкози і -фруктози.

-галактозидаза або лактази каталізує реакцію гідролізу лактози - молочного цукру.

Ендо - та екзополігалактуронази беруть участь у перетвореннях пектинових речовин поряд з іншими пектолітіческіх ферментами рослинного і мікробного походження. Для промислового виробництва ферментних препаратів пектолітіческіх ферментів в якості продуцентів в основному використовують мікроскопічні (цвілеві) гриби роду Aspergillus. Пектолітіческіе ферменти застосовують при виробництві фруктових сокових концентратів і екстрактів, при освітленні соків, вин, при виробництві фруктових і овочевих пюре і нектарів.

Целлюлозолитические ферменти каталізують ферментативне розщеплення целюлози і родинних полісахаридів (геміцелюлози, лігніну), продуцентами є грибки роду Trichoderma, Fusarium, Sporotrichum, бактерії роду Clostridium, Cellulomonas і ін.

Відео: Здоровий спосіб життя. Ферменти і амінокислоти

Протеолітичні ферменти (Н. Ф. 3.4.) - Каталізують гідроліз пептидного зв`язку в молекулах білків і пептидів. У переробній промисловості використовуються рослинні протеази - папаїн і хімопапаіном (плоди динного дерева) - фицин і бромеалін (молочний сік інжиру і свіжий сік ананаса. Область застосування: шкіряна промисловість (при обезволажіваніі і мягченіі шкурок), парфумерії (для створення добавок в креми, лосьйони , зубні пасти) - виробництві синтетичних миючих засобів (для видалення забруднень білкової природи) - харчова промисловість (виноробство, пивоваріння, виробництво спирту, хлібопечення, сироваріння). Протеази насіння рослин злакових і бобових культур, які беруть участь при проростанні насіння в розщепленні запасних білків до амінокислот, використовуються для поліпшення хлібопекарських якостей борошна.

Протеази тваринного походження трипсин, хімотрипсин застосовуються для виробництва гідролізатів, пепсин і реннін входять до складу сичужного ферменту і використовуються для згортання казеїну молока і для розчинення білкової каламуті в пиві.

Мікробні протеази (грибні та бактеріальні) також мають широке застосування: - серинові протеаза (Bacillus licheniformis) використовується при виробництві СМС- протеаза грибків Mucor pusillus і Mucor mieher у виробництві сиру, грибна протеаза Aspergillus oryzae в хлібопеченні.

У хлібопекарської промисловості широко використовується Амілорізін П10Х (протеаза і альфа - амілаза грибка Aspergillus oryzae) при обов`язковому контролі розвитку збудників картопляної хвороби хліба (Bac. mesentericus і subtilis, що виявляється тягучим м`якушем і появою специфічного неприємного запаху і смаку (норматив не більше 105 в 1 г борошна).

При газоутворення тільки за рахунок власних цукрів максимум виділення окису вуглецю припадає на перші 1-2 години бродіння, а в процесі хлібопечення газоутворення має залишатися досить високим і на останній стадії (розшарування і перші 10-15 хвилин випічки). Для цієї мети використовуються амилолитические ферменти.

Ферментні препарати амілаз застосовуються також в отриманні патоку і глюкози (ферментативний гідроліз крохмалю), у виробництві спиртних напоїв, пивоварінні.

КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ

1. Білок необхідний для росту і розвитку, оновлення тіла, для утворення ферментів, гормонів та інших хімічних компонентів, що регулюють ріст і обмін речовин в організмі. Білки є джерелами амінокислот для утворення власних білків організму.

Відео: Дія ферментів (з LabQuest)

2.Белок їжі складається з 20 різних амінокислот, що містять в своєму складі азот у вигляді аміногрупи NH2. Дев`ять амінокислот не можуть утворитися в організмі людини, тому повинні обов`язково надходити з їжею (незамінні амінокислоти). Інші 11 - замінні амінокислоти, також можуть надходити з їжею або синтезуватися в організмі з незамінних при достатній кількості останніх.

3. Потреба в білку дорослої людини становить приблизно 1 г / кг маси тіла, споживацьке в кількості більше 2 г / кг маси вважається шкідливим для здоров`я. Надлишок білка так само небажаний, як і його недолік.

4. Білок повинен забезпечувати 10-15% загальної калорійності раціону. При споживанні достатньої кількості різноманітної традиційної їжі білкової недостатності не виникає.

5.Белком багаті м`ясо тварин, молоко, риба, птиця, яйця, хлібобулочні вироби і продукти з зерна (крупа, макарони), боби, насіння, горіхи.


Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!
Cхоже
Увага, тільки СЬОГОДНІ!