Глава 8. Ферменты

Эти ферменты относятся к группе тиоловых протеиназ, характерной особенностью которыхявляется то, что они активируются сульфгидриль-ными соединениями — восстановленным глутатионом, цистеином.

Папаин и химопапаин получены в кристаллическом состоянии; их молекулярная масса 20 700 и 36 000 Да, соответственно, а изоэлектричес-кие точки равны 8,75 для папаина и 10,1 для химопапаина.

Оптимальная зона рН для действия папаина зависит от природы гид-ролизуемого белка и может быть слабокислой, нейтральной или слабо­щелочной.

Химопапаин имеет большое сходство с папаином, однако можно вы­делить и некоторые интересные отличия. Например, активность химо­папаина при гидролизе гемоглобина и казеина в два раза ниже, чем у па­паина; он более термоустойчив, чем папаин, и проявляет хорошую ста­бильность в кислой среде (рН 2,0).

Папаин обладает довольно широкой специфичностью. Он преиму­щественно гидролизует вторую пептидную связь, лежащую за карбоксиль­ной группой фенилаланина.

Различные фирмы, как зарубежные, так и отечественные, выпускают ферментные препараты на основе папаина с различной степенью очист­ки. Возможности их использования обширны: кожевенная промышлен­ность (при обезволашивании и мягчении шкур); кинопроизводство (для растворения желатинового слоя на пленках при их регенерации); пар­фюмерия (при создании добавок в кремы, лосьоны, зубные пасты); про­изводство синтетических моющих средств (для удаления загрязнений бел­ковой природы); медицина (при лечении воспалительных процессов, ожогов, тромбозов и др.); пищевая промышленность (виноделие, пиво­варение, производство спирта, хлебопечение, сыроделие и др.).

Фицин (Н. Ф. 3.4.22.3) и бромелаин (Н. Ф. 3.4.22.5). Фицин выделяют из млечного сока фикусовых растений, например, инжира (Рюиз сапса). Также, как и папаин, он относится к тиоловым протеиназам. Еще один тиоловый фермент — бромелаин — получают из свежего сока ананаса (ВготеПасеа).

Оба эти фермента имеют сходство с папаином, проявляют наиболь­шую активность в нейтральной зоне рН, обладают широкой специфич­ностью, предпочтительно расщепляют пептидные связи, образованные положительно заряженными аминокислотами.

Использование бромелаина и фицина аналогично использованию папаина; в последние годы их производство возросло, и в настоящее вре­мя эти ферменты применяют для удаления белковой мути в пиве и для мягчения мяса.

Протеолитические ферменты семян растений. В се­менах злаковых и бобовых культур содержится целый комплекс протео-

318

8.2. Классификация и номенклатура ферментов

литических ферментов, участвующих в расщеплении запасных белков до аминокислот в процессе прорастания семян. В покоящихся семенах со­стояние белкового комплекса характеризуется высокой стабильностью и автолиз в водных суспензиях выражен слабо. Поэтому комплекс про-теолитических ферментов семян оставался долгое время слабо изучен­ным. Это было связано с методическими трудностями их выделения и очистки. В настоящее время известно, что протеолиз белков в семенах растений осуществляется комплексом ферментов, различающихся по своим функциям, механизму действия и другим показателям. Некото­рые из этих ферментов были выделены в виде высокоочищенных препа­ратов и подробно охарактеризованы. Так, например, из семян пшеницы были выделены несколько типов протеолитических ферментов, разли­чающихся по оптимуму рН: кислые протеиназы с оптимумом рН 3,7 — 4,0; нейтральные протеиназы с оптимумом рН 6,5 —7,0; щелочные про­теиназы с оптимумом рН > 8,0.

Из трех групп протеиназ наибольшего внимания технологов заслу­живают нейтральные протеиназы. По активности они в несколько раз превосходят кислые и в условиях теста способны эффективно расщеп­лять белки клейковины. Одна из особенностей нейтральных протеиназ состоит в том, что они не растворяются в водных, солевых и буферных растворах. Они прочно связаны с белками клейковинного комплекса и извлекаются при частичном растворении клейковины в щелочном ра­створе. Максимальное извлечение нейтральных протеиназ происходит при обработке измельченного зерна, муки или лиофилизированной клей­ковины 0,35%-м раствором карбоната натрия. При подкислении щелоч­ного раствора нейтральные протеиназы выпадают в осадок, а в надоса-дочной жидкости остаются их белковые ингибиторы. Таким образом, в созревших семенах пшеницы нейтральные протеиназы и их белковые ингибиторы образуют единый неактивный комплекс, связанный с клей­ковиной. Соотношение активности протеиназ и их ингибиторов в созрев­шем зерне определяет стабильность белкового комплекса, его устойчи­вость в процессе тестоведения.

Нейтральные протеиназы не активируются восстановленным глута­тионом или цистеином и поэтому не могут быть отнесены к тиоловым ферментам, в отличие от кислых протеиназ. Нейтральные протеиназы ингибируются хлоридом натрия, фенольными соединениями, аромати­ческими аминокислотами, продуктами сахаро-аминной реакции (мела-ноидинами). Хлорид натрия является обязательным компонентом рецеп­туры и, внесенный в таком количестве, снижает активность нейтраль­ных протеиназ и соответственно интенсивность автолиза на 60—70%. В зависимости от качества муки и состояния ее клейковинного комп­лекса технолог может варьировать время внесения соли и тем самым ре-