Гидролиз гликогена.

Гликоген мяса и рыбы подвергается распаду – гликолизу. Он идет в основном по двум направлениям: путем фосфоролиза и амилолиза по следующим схемам:

_{фосфоролиз}

Гликоген Глюкозо-1-фосфат + Н₃РО₄ Пировиноградная кислота Молочная кислота

_{амилолиз}

Гликоген Полисахариды +Н₂О Мальтоза Глюкоза

Распад гликогена происходит в основном путем фосфоролиза (таким образом распадается до 90% гликогена). С этим процессом и с протеолизом связано «созревание» мяса. Процессы протекают при 0^оС и усиливаются при повышении температуры, что приводит к размягчению тканей и улучшению органолептических свойств мяса.

Показано что гликолиз ферментативный процесс.

Гидролиз некрахмалистых полисахаридов.

Он имеет место под действием ферментов целлюлолитического, гемицеллюлазного и пектолитического комплекса. Использется в пищевой технологии для более полной переработки сырья и улучшения качества продукции. Например, гидролиз некрахмалистых полисахаридов (пантозанов и др.) при солодоращении имеет значение для образования окрашенных и ароматических продуктов (при сушке солода и создании определенных органолептических свойств пива). В производстве соков, в виноделии – для осветления, увеличения выхода сока, улучшения условий фильтрации.

Гидролиз целлюлозы под действием ферментов целлюлолитического комплекса можно представить следующим образом:

_{Эндоглю- Целлобио-}

Ц елюлоза ^каназа Целлоолигосахариды ^{гидролаза} Целлобиоза

_{экзо-1,4- - целлобиаза}

^{глюкозидаза} Глюкоза

При гидролизе некрахмалистых полисахаридов образуется разнообразный набор соединений: глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза, ксилоза, арабиноза, глюкуроновая и галактуроновая кислоты.

Гидролиз сахарозы получил название инверсии, а смесь образующихся равных количеств глюкозы и фруктозы – инвертым сахаром.

Кислотный гидролиз сахарозы проводят при температуре 70^оС, используя в качестве катализаторов уксусную, молочную или соляную кислоты.

С ₁₂Н₂₂О₁₁ +Н₂О +Н⁺ С₆Н₁₂О₆ +С₆Н₁₂О₆

сахароза t глюкоза фруктоза

С использованием этой реакции в кондитерском производстве получают инвертный сироп, который применяют при производстве карамели, помадных конфет и других видов кондитерских изделий как заменитель крахмальной патоки, при производстве безалкогольных напитков.

Ферментативный гидролиз сахарозы идет в присутствии фермента  - фруктофуранозидазы, который содержится в растительном сырье, микроорганизмах. Особенно активен этот фермент в дрожжах. Процесс идет при производстве хлебных изделий, вин.

При гидролизе мальтозы образуется 2 молекулы глюкозы:

С₁₂Н₂₂О₁₁ +Н₂О 2 C₆H₁₂O₆

мальтоза глюкоза

Этот процесс под действием фермента  - гликозидазы играет большую роль в пищевой технологии, например, при брожении теста, проращивании зерна.

Лактоза гидролизируется ферментом  - галактозидазой до глюкозы и галактозы.

С ₁₂Н₂₂О₁₁ +Н₂О С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

лактоза глюкоза галактоза

Этот процесс наблюдается при получении кисломолочных продуктов, при заквашивании молока специальными молочнокислыми бактериями. В последующем глюкоза и галактоза под действием ферментов превращаются в молочную кислоту (молочнокислое брожение).

Брожение моносахаридов

В пищевых технологиях наибольшее значение имеют 2 основных типа брожения - спиртовое и молочнокислое.

Спиртовое брожение осуществляется благодаря жизнедеятельности дрожжей.

С ₆Н₁₂О₆ 2 СО₂ + 2 С₂Н₅ОН

глюкоза диоксид этиловый

углерода спирт

Суммарное уравнение не отражает того факта, что обычно кроме главных продуктов образуются и другие вещества: янтарная кислота, смесь амилового, изоамилового, бутилового и других спиртов, уксусный альдегид, глицерин, создающие вкус и аромат продукта. Разные сахара сбраживаются с различной скоростью. Наиболее легко подвергается сбраживанию глюкоза и фруктоза, из дисахаридов – сахароза и мальтоза, однако лишь после предварительного гидролиза на составляющие их моносахариды ферментами - гликозидазой и - фруктофуранозидазой дрожжей.

В присутствии кислорода спиртовое брожение прекращается, и дрожжи получают энергию, необходимую для их развития и жизнедеятельности, путем кислородного дыхания. При этом дрожжи тратят сахар значительно экономнее, чем в анаэробных условиях. Прекращение брожения под влиянием кислорода получило название «эффект Пастера».

Дрожжи получают энергию путем дыхания при их выращивании на дрожжерастительных заводах.

Дыхание - это совокупность окислительно-восстановительных процессов, катализируемых ферментами. Освобождающаяся при этом энергия используется для поддержания жизненных процессов растительным сырьем (зерно) или микроорганизмами. На дыхание расходуются органические вещества, в первую очередь сахара, которые систематически пополняются в результате гидролиза крахмала или окисления до сахаров других более сложных веществ.

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ 6СО₂ + 6Н₂О

Дыхание наблюдается при хранении зерна, на стадиях замочки и проращивания зерна в бродильном производстве, на стадии выращивания дрожжей и т.д.

Молочнокислое брожение вызывают молочнокислые бактерии. Гомоферментативные (истинные) бактерии сбраживают гексозу с образованием только молочной кислоты(Steptococcus lactis).

С₆Н₁₂О₆ 2СН₃- СНОН-СООН

глюкоза молочная кислота

Гетероферментативные (неистинные) – наряду с молочной кислотой вырабатывают уксусную кислоту, этиловый спирт, диоксид углерода, диацетил, водород и метан, другие соединения (Bacterium lactis acrogenes).

Большое значение реакции брожения имеют при производстве хлеба, причем в пшеничном тесте приобладает спиртовое, а в ржаном – молочнокислое брожение, в бродильном производстве, при получении кисломолочной продукции.

В присутствии кислорода в напитках может наблюдаться уксуснокислое брожение, вызванное бактериями Acetobacter aceti. Они вызывают заболевания напитков, окисляют этиловый спирт до уксусного альдегида, последний дегидрируется в уксусную кислоту.

_{Алкогольдегидрогеназа}

С Н₃-СН₂ОН СН₃-СНО + НАДН₂

^НАД

ОН _{Дегидрогеназа}

С Н₃-С=О +Н₂О СН₃-С-ОН СН₃-СООН +НАДН₂

Н Н ^НАД

Суммарное уравнение уксуснокислого брожения имеет вид:

С Н₃-СН₂ОН + О₂ СН₃-СООН +Н₂О

Наряду с указанными видами брожения при получении различных пищевых продуктов в большей или меньшей степени осуществляются другие типы брожения, возбудителями которых являются микроорганизмы, присутствующие в сырье или специально добавляемые бактериальные культуры в виде заквасок. В микробиологии различают семь основных типов брожения: спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, ацетонобутиловое, и масляннокислое. Изучение бродильной микрофлоры и продуктов ее жизнедеятельности в различных пищевых продуктах показывает, что практически все типы брожения наблюдаются, от наличия конечных и побочных продуктов всех этих типов брожения зависит специфический, вкус и аромат продукта.

На активность бродильной микрофлоры оказывает влияние количество микроорганизмов данного вида, концентрация среды, ее состав, кислотность, температура, наличие кислорода, штаммы основных возбудителей брожения, технологическая схема сбраживания.

Важной задачей технолога, следовательно, является обеспечение такого хода брожения, который позволил бы получить готовый продукт наилучшего качества, с этой целью необходимо подавить или ограничить развитие одних видов бродильных микроорганизмов и усилить жизнедеятельность других, вырабатывающих наиболее желательные продукты брожения.