Ферментативные превращения. Гидролиз полисахаридов.

Гидролиз крахмала. Под действием ферментов или кислот при нагревании крахмал присоединяет воду и гидролизуется. Глубина гидролиза зависит от условий его проведения и вида катализатора. В общем виде ,схема превращения крахмала при гидролизе может быть представлена следующим образом:

_nH₂O

( С₆Н₁₀О₅)_n (С₆Н₁₀О₅)_Х С₁₂Н₂₂ O₁₁ C₆H₁₂O₆

^{катализатор}

крахмал декстрины мальтоза глюкоза

В ходе гидролиза постепенно идет деполимеризация крахмала и образование декстринов различной молекулярной массы (амило-, эритро-, ахро-, мальтодекстрины), затем мальтозы, а при полном гидролизе – глюкозы.

Кислотный гидролиз крахмала осуществляется в присутствии соляной и серно кислот. Под воздействием кислот сначала имеет место ослабление и разрыв ассоциативных связей между макромолекулами амилозы и амилопектина. Это сопровождается нарушением структуры крахмальных зерен и образованием гомогенной массы. Далее идет разрыв -Д-(1-4) и -Д-(1-6) связей с присоединением по месту разрыва молекулы воды.

Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. На промежуточных стадиях образуются декстрины, три- и тетрасахара, мальтоза.. Этот способ гидролиза имеет ряд существенных недостатков, которые связаны с использованием высоких концентраций кислот и высокой температуры, что приводит к образованию продуктов термической деградации и дегидратации углеводов.

Ферментативный гидролиз идет под действием амилаз. По характеру действия различают - амилазу, - амилазу и глюкоамилазу.

-амилаза низкомолекулярные +мальтоза

декстрины

крахмал -амилаза мальтоза + высокомолекулярные

декстрины

глюкоамилаза глюкоза +декстрины

- амилаза является четко выраженной эндоамилазой, способной к разрыву внутримолекулярных связей в высокополимерных цепях субстрата. Глюкоамилаза и - амилаза являются экзоамилазами, т.е. последовательно атакующими субстрат с нередуцирующего конца.

 -амилаза, действуя на целое крахмальное зерно, атакует его, разрыхляя поверхность и образуя каналы и бороздки, т.е. как бы раскалывает зерно на части. Клейстеризованный крахмал гидролизуется ею с образованием не окрашиваемых йодом продуктов – в основном низкомолекулярных декстринов.

Процесс гидролиза крахмала многостадийный. В результате воздействия  - амилазы на первых стадиях процесса в гидролизате накапливаются декстрины, затем появляются неокрашиваемые йодом тетра- и тримальтоза, которые очень медленно гидролизуются до ди- и моносахаридов.

К рахмал ^{–амилаза} -декстрины + мальтоза + глюкоза

(много) (мало) (мало)

В отличие от - амилазы, - амилаза практически не гидролизует нативный крахмал, клейстеризованный крахмал гидролизуется ею до мальтозы.

К рахмал ^{–амилаза} мальтоза + -декстрины

(54-58 %) (42-46 %)

Глюкоамилаза – катализирует последовательное отщепление концевых остатков -Д-глюкозы с нередуцирующего конца крахмальной цепи.

Ферментативный гидролиз крахмала присутствует во многих пищевых технологиях:

• в хлебопечении (процесс тестоприготовления и выпечки хлеба);

• производстве пива (получение пивного сусла, сушка солода);

• кваса (получение квасных хлебцев);

• спирта (подготовка сырья для брожения);

• сахаристых крахмалопродуктов (глюкозы, патоки, сахарных сиропов).