Головна

оксидоредуктази

поліфенолоксидаза (Н. Ф.1.14.18.1). Цей фермент відомий під різними тривіальними назвами: о-діфенолокеідаза, тирозиназа, фенолаза, катехолаза і ін. Фермент може каталізувати окислення моно-, ди-, і поліфенолів.

Типова реакція, що каталізується поліфенолоксідазу, має вигляд:

Молекула ферменту має четвертинної структурою і має молекулярну масу близько 34 000 Так. Поліфенолоксидаза - купропроте-ід. Зміст міді - 0,2%, або один атом Сu на 1 молекулу ферменту. Зона оптимальної активності лежить між рН 5,0-7,0.

Залежно від того, з якого джерела виділений фермент, здатність його до окислення різних фенолів різна. Більш того, навіть в одному і тому ж об'єкті поліфенолоксидаза може міститися у вигляді різних молекулярних форм, що відрізняються за здатністю до окислення різних фенолів.

З дією цього ферменту пов'язано освіту Темна сполук - меланінів при окисленні киснем повітря амінокислоти - тирозину. Потемніння зрізів картоплі, яблук, грибів, персиків та інших рослинних тканин більшою мірою або повністю залежить від дії поліфенолоксідази. У харчовій промисловості основний інтерес до цього ферменту зосереджений на запобігання розглянутого нами ферментативного потемніння, яке має ме


сто при сушінні плодів і овочів, а також при виробництві макаронних виробів з борошна з підвищеною активністю поліфенолоксідази. Ця мета може бути досягнута шляхом теплової інактивації ферменту (бланшіровка), додаванням інгібіторів (NaHSO3, SO2, NaCl) або зв'язуванням субстрату за допомогою метилювання.

Позитивна роль ферменту проявляється при деяких ферментативних процесах: наприклад, при ферментації чаю. Окислення дубильних речовин чаю під дією поліфенолоксідази призводить до утворення Темна і ароматичних сполук, які визначають колір і аромат чорного чаю.

каталаза (Н. Ф.1.11.1.6). Цей фермент каталізує розкладання пе-роксіда водню у відповідності з наступною реакцією:

Таким чином, фермент окисляє одну молекулу перекису водню до кисню з одночасним відновленням іншої молекули перекису водню до Н2О.

Каталаза належить до групи гемопротеінових ферментів. Містить 0,009% заліза у вигляді гемінової угруповання або 4 атома на одну молекулу ферменту. Молекулярна маса ферментів, виділених з різних об'єктів (дріжджів, рослинних і тваринних тканин, мікроорганізмів), лежить в межах від 225 000 до 250 000 Так. Вони мають суттєві відмінності в оптимумі рН (від 2 до 9), в термо- і рН-стабільно-сті. Фермент відзначено зниження ціанідом (оборотно), фенолами (оборотно лише в слабкій формі), лугом і сечовиною (необоротно). Функцією каталази в живому організмі є захист клітини від згубної дії перекису водню.

Хорошим джерелом для отримання промислових препаратів каталази є культури мікроорганізмів і печінку великої рогатої худоби.

Каталаза знаходить своє застосування в харчовій промисловості при видаленні надлишку Н2О2 при обробці молока в сироваріння, де остання використовується як консервант; а також спільно з глюкозо-оксидазой застосовується для видалення кисню і слідів глюкози.

пероксидаза (Н. Ф. 1.11.1.7). Пероксидази можуть бути визначені як ферменти, що каталізують наступну реакцію:

Пероксидаза - двокомпонентний фермент, що є поєднанням гема і гликопротеида. Показано, що вуглеводна частина прида-


ет білку велику специфічність; припускають, що вуглеводи стабілізують тривимірну структуру ферменту

В даний час виділено і охарактеризовано велике число множинних форм ферменту і доведено існування ізоферментів, тобто тих форм ферментів, які обумовлені генетично. У зв'язку з цим прийнято говорити про цілу систему пероксидаз, що працюють в будь-якому живому організмі. Цікавим видається факт широкої субстратної специфічності пероксидаз по відношенню до донорам водню (1-й субстрат), ними можуть служити феноли, аміни, інші органічні сполуки; і суворої специфічності по відношенню до акцептору водню (2-й субстрат) - перекису водню. Механізм реакції, імовірно, заснований на утворенні комплексів фермент-донор і двох одновалентних ступенів окислення, як це відображає наступна схема:

Пероксидаза + Н2О2 = Комплекс I

Комплекс I + АН2 = Комплекс II + АН Комплекс II + АН = Пероксидаза + А

Вивченню пероксидази були присвячені класичні роботи Г. Тео-реля, Б. Чанса, А. Н. Баха, Р. Шода. Найбільш активна пероксидаза виділена з коренів хрону. Її молекулярна маса дорівнює приблизно 40 000 Так, ізоелектрична точка 7,2. Фермент містить один атом заліза на молекулу. Він досить стійкий в розчинах при величинах рН від 4 до 12; його термостабільність значно вище термостабильности каталази. Оптимум рН для пероксидази хрону дорівнює 7; при рН від 6 до 8 зберігається 70% його активності.

ліпоксигеназа (Н. Ф.1.13.11.12). Цей фермент каталізує окислення поліненасичених високомолекулярних жирних кислот (ліноле-вої і ліноленової) киснем повітря з утворенням високотоксичних гидроперекисей. Нижче наведена реакція, що каталізується цим ферментом:

Однак переважна більшість жирних кислот перетворюються в гидроперекиси, що володіють сильними окисними властивостями, і імен-


але на цьому грунтується використання ліпоксигенази в харчовій промисловості.

Ліпоксигеназа вперше була виділена з насіння сої в 1928 р Подальші дослідження показали, що ліпоксигеназа широко поширена і в інших рослинних об'єктах: пшениці та інших злаках, в насінні олійних і бобових культур, в картоплі, баклажанах і т. Д.

Проте найбагатшим джерелом ферменту є борошно соєвих бобів. Ліпоксигенази, отримана в кристалічному стані з насіння сої, має молекулярну масу 102 000 Так, Ізоелектрична точку 5,4. Оптимум рН для ферментів, виділених з різних об'єктів, сильно розрізняються. Оптимум температури ліпоксигенази знаходиться між 20 і 30 ° С.

У зерні пшениці активність ліпоксигенази коливається в значних межах і є сортовим ознакою. Крім того, активність ліпоксигенази пов'язана з показником життєздатності зерна. Вона закономірно знижується зі зниженням схожості зерна і може бути біохімічним тестом життєздатності насіння. Значна частина ліпоксигенази пшениці міцно пов'язана з клейковини білками і звільняється при обробці клейковинного комплексу розчином відновленого глутатіону.

ЛІПОКСИГЕНАЗИ належить важлива роль в процесах дозрівання пшеничного борошна, пов'язаних з поліпшенням її хлібопекарських достоїнств. Утворені під впливом ферменту продукти окислення жирних кислот здатні викликати поєднане окислення ряду інших компонентів борошна (пігментів, SH-груп клейковини білків, ферментів і ін.). При цьому відбувається освітлення борошна, зміцнення клейковини, зниження активності протеолітичних ферментів і інші позитивні зміни.

У різних країнах розроблені і запатентовані способи поліпшення якості хліба, засновані на використанні препаратів ліпоксигенази (головним чином, ліпоксигенази соєвого борошна). Всі вони вимагають дуже точного дозування ферменту, так як навіть невелика передозування призводить до різко негативного ефекту і замість поліпшення якості хліба відбувається його погіршення.

Більш м'який спосіб впливу на компоненти борошна і тіста пов'язаний з активацією власної ліпоксигенази борошна шляхом деякого варіювання технологічного процесу. При цьому виключається ефект передозування ферменту з усім комплексом небажаних наслідків.

Використання ліпоксигенази як покращувача окисного дії вимагає певної обережності, так як добре відома токсичність переокислення жирів. Інтенсивне окислення ліпоксіге-



назой вільних жирних кислот може супроводжуватися вторинними процесами утворення речовин різної хімічної природи з неприємним смаком і запахом, характерним для згірклого продукту. Технологічно прийнятна обмежена ступінь окислення поліненасичених жирних кислот як проміжної ланки перетворення інших компонентів біологічного матеріалу, що не призводить до накопичення фракції окислених ліпідів.

глюкозооксидаза (Н. Ф. 1.1.3.4). Цей фермент був вперше виділений ще в 1904 р Н. А. Максимовим з цвілевих грибів. Фермент являє собою флавопротеид, в якому білок з'єднаний з двома молекулами ФАД. Він окисляє глюкозу з утворенням в кінцевому рахунку глюконовой кислоти і володіє практично абсолютною специфічністю по відношенню до глюкози. Сумарне рівняння має наступний вигляд:

Представлений вище процес насправді протікає в кілька стадій:


На першому етапі цієї реакції відбувається відібрання двох атомів водню у першого вуглецевого атома глюкози. При цьому утворюється відновлений флавіновая фермент і лактон глюконової кислоти. Далі відновлений фермент реагує з киснем повітря, і утворюється перекис водню. Токсична перекис водню розщеплюється катала-зой на кисень і воду, а ?-D-глюконо-?-лактон підлягає спонтанному розщепленню з приєднанням води, в результаті чого утворюється глюконовая кислота.

Високоочищені препарати глюкозооксидази отримують з цвілевих грибів роду Aspergillus і Penicillium. Вони мають приблизно однакову молекулярну масу - близько 150 000 Так, Ізоелектрична точку 4,2-4,3 і оптимум рН 5,6.

В останні роки глюкозооксидаза отримала широке застосування. Завдяки винятковій специфічності препарати глюкозооксіда-зи застосовуються як аналітичний засіб для кількісного визначення глюкози.

Крім цього, препарати глюкозооксидази знайшли застосування в харчовій промисловості як для видалення слідів глюкози, так і для видалення слідів кисню. Перше - необхідно при обробці харчових продуктів, якість і аромат яких погіршуються через те, що в них містяться відновлюють цукру; наприклад, при отриманні з яєць сухого яєчного порошку. Тут мається на увазі реакція Майяра, т. К. Глюкоза при сушінні і зберіганні яєчного порошку, особливо при підвищеній температурі, легко вступає в реакцію з амінними групами амінокислот і білків. Порошок темніє, і утворюється ряд речовин з неприємним смаком і запахом. Друге - необхідно при обробці продуктів, в яких тривала присутність невеликих кількостей кисню призводить до зміни аромату і кольору (пиво, вино, фруктові соки, майонез). Внесення пакетиків, містять суміш води, глюкози, ферменту і буфера, сприяє видаленню кисню з повітряного простору. У всіх подібних випадках в ферментну систему включають каталазу, що розкладає Н2О2, Яка утворюється при реакції глюкози з киснем. Цей метод знайшов широке застосування в США для видалення кисню з банок з сухим молочним порошком.

КЛАСИФІКАЦІЯ І НОМЕНКЛАТУРА ФЕРМЕНТОВ | гідролітичні ферменти


ГЛАВА 8. ФЕРМЕНТИ | ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ФЕРМЕНТІВ | ферментативна кінетика | Вплив концентрації субстрату на швидкість ферментативної реакції. | Механізм ферментативної реакції | ЗАСТОСУВАННЯ ФЕРМЕНТОВ В ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЯХ | Борошномельне виробництво і хлібопечення | Виробництво крохмалю та крохмалепродуктів | кондитерське виробництво | Виробництво плодово-ягідних соків, безалкогольних напоїв і вин |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати