Роль ферментов в дыхании растительного сырья. Большую роль во взаимосвязи растительного сырья с окружающей средой играет дыхание, под которым понимают окислительно-восстановительные процессы, регулируемые ферментами, главным образом оксидоредуктазами и лиазами. Процессы, происходящие при дыхании растительного сырья рассмотрены выше (тема 1.1).

Роль оксидоредуктаз при производстве и хранении пищевых продуктов. Большое практическое значение из класса оксидоредуктаз имеет фермент полифенолоксидаза, который действует в присутствии кислорода воздуха на монофенолы и другие вещества с образованием темноокрашенных соединений – меланинов. В состав этого фермента входит медь. Если каким-либо способом связать медь, то фермент полностью теряет свою активность.

Большое значение этот фермент имеет при производстве ржаного хлеба. При выпечке последнего происходит ферментативный процесс образования меланинов за счет действия полифенолоксидазы муки на свободный тирозин.

Действием полифенолоксидазы объясняется потемнение на воздухе срезов картофеля, яблок, что ухудшает цвет продуктов их переработки. Для предотвращения этого явления применяется химическая обработка сырья перед сушкой – сульфитация, а также кратковременная тепловая обработка – бланширование (сырье на несколько секунд погружают в кипяток или обрабатывают паром). Фермент при этом разрушается и в процессе сушки уже не действует, а продукт получается светлым.

Липоксигеназа в присутствии кислорода воздуха окисляет ненасыщенные жирные кислоты, в основном линолевую и линоленовую, превращая их в пероксиды. Последние являются сильными окислителями, они действуют на насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, витамин А, аминокислоты. В результате образуются альдегиды и кетоны, которые придают изделиям неприятные запах и вкус.

При слабом действии липоксигеназы в небольшом количестве образуются пероксиды, оказывающие укрепляющее действие на структурно-механические свойства клейковины. На этом основан способ улучшения качества пшеничного хлеба с использованием жидкой окислительной фазы. Для этого к пшеничной муке добавляют некоторое количество соевой муки, богатой активной липоксигеназой, и растительное масло в качестве источника жирных кислот. Смесь вносят в основную массу теста. В результате полученный хлеб отличается повышенным объемом, хорошей структурой пористости и светлым мякишем.

Роль гидролаз при производстве и хранении пищевых продуктов. К числу важнейших гидролаз относится липаза, гидролизующая распад жира с образованием глицерина и свободных жирных кислот. Действие липазы имеет большое значение при хранении муки и круп, особенно содержащих большое количество жира, например, овсяной. В целом зерне липаза и липоксигеназа неактивны, в продуктах переработки зерна их активность увеличивается, особенно если зерно или муку хранят при повышенной температуре и высокой относительной влажности. При длительном хранении происходит прогоркание продукта. Для предотвращения прогоркания муки и крупы необходимо инактивировать оба фермента. Для этого зерно перед помолом обрабатывают паром.

Наибольшее значение из амилолитических ферментов играют α-, β-амилазы и глюкоамилаза. α-Амилаза расщепляет крахмал с образованием низкомолекулярных декстринов и незначительного количества мальтозы. При действии β-амилазы на крахмал в основном образуется мальтоза и небольшое количество высокомолекулярных декстринов. Полное расщепление крахмала до мальтозы возможно при одновременном действии α- и β-амилаз. Глюкоамилаза гидролизует крахмал с образованием преимущественно глюкозы и небольшого количества декстринов.

Амилазы имеют большое значение при оценке хлебопекарных свойств пшеничной муки, а именно ее газо- и сахарообразующей способности.

Протеолитические ферменты (протеиназы и пептидазы) катализируют расщепление пептидной связи белков и полипептидов, конечным продуктом реакции являются аминокислоты. В пивоварении образующиеся пептоны и полипептиды обусловливают пенообразование и в значительной степени обеспечивают вкус пива.

β-Галактозидаза катализирует расщепление лактозы на глюкозу и галактозу. Обработка этим ферментом молока и молочных продуктов позволяет обеспечить население, обладающее лактазной недостаточностью, молочными продуктами, почти не содержащими лактозу.

Контрольные вопросы:

1. Какие вещества относят к ферментам?

2. Как можно классифицировать ферменты по типу катализируемой реакции?

3. Каковы основные характерные особенности ферментов?

4. Какие факторы влияют на скорость биохимических процессов?

5. Приведите примеры, характеризующие роль ферментов при производстве и хранении пищевых продуктов.