12.1.3. Изменение состава пищевых волокон с помощью гемицеллюлазных ферментных препаратов

Во всем мире при переработке растительного сырья придают большое значение его обработке гемицеллюлазными ферментами. С помощью этих ферментов можно изменять биохимический со­став пищевых волокон и одновременно получать глюкозу и пентозы, которые можно использовать для производства кормовых бел­ковых препаратов, для получения ксилита, фурфурола, этанола, биогаза и т. д.

Как уже говорилось ранее, гемицеллюлозы являются широко распространенными в природе полисахаридами, состоящими из различных моносахаров.

Соответственно в природе есть тысячи микроорганизмов — продуцентов гемицеллюлазных ферментов, которые относятся к самым разнообразным таксономическим группам.

Все гемицеллюлазные ферменты можно разделить на три груп­пы: β-D-глюканазы, β-ксиланазы, β-глюкозидазы.

β-D-Глюканазы. К ним относят группу ферментов, катализиру­ющих расщепление β-глюканов с β-1,2-, β-1,3-, β-1,4- и β-1,6-свя-зями. Согласно номенклатуре ферментов в нее входят шесть энзи­мов. Объединяет же всю эту группу ферментов их способность к гидролитическому расщеплению внутримолекулярных глюкозидных связей в β-глюканах различного происхождения.

β-Ксиланазы. К ним относят систему ферментов, катализирую­щих расщепление р-гликозидных связей в β-ксиланах, эта группа включает пять ферментов.

При изучении ксиланаз на различных субстратах было установ­лено, что по механизму воздействия их можно подразделить на две группы: гидролизующие α-1,3-связь, расположенную между ксилозой и арабинозой; ферменты, не отщепляющие арабинозу от арабиноксиланов, арабиноглюкуроноксиланов и олигосахаридов.

β-Глюкозидазы. β-Глюкозидаза — фермент экзогенного дей­ствия. Она гидролитически расщепляет последнюю с нередуцирующего конца β-1,4-связь в p-D-глюкозидах, высвобождая β-D-глюкозу. β-Глюкозидаза проявляет широкую субстратную специфичность. Некоторые ферменты этой группы гидролизуют не только β-D-глюкозиды, но и β-D-галактозиды, α-L-арабинозиды и β-D-ксилозиды.

β-Глюканазы образуются грибами, бактериями и дрожжами. Спороносные бактерии В. subtilis и В. mesentericus синтезируют из комплекса гемицеллюлаз только β-глюканазы, что снижает их практическую значимость.

Продуцентами ксиланаз являются грибы, актиномицеты, бак­терии, дрожжи. Наибольшей продуцирующей способностью обла­дают грибы, относящиеся к родам Trichoderma, Trichothecium, Penicillium, Stachybotrys и особенно виды рода Aspergillus.

β-Глюкозидазы образуются бактериями, дрожжами, грибами. Наиболее активными продуцентами β-глюкозидаз являются гри­бы, принадлежащие к родам Trichoderma и Aspergillus.

Гемицеллюлазные ферментные препараты в лабораторных и промышленных условиях получают поверхностным и глубинным способами на основе различных видов микроорганизмов: Trich-thecium roseum, Aspergillus awamori, A.foetidus, A. niger, Streptomyces afghaniensis, Trichoderma viride, T. longibrachiatum, Geotrichum candidum, Actinomyces griseinus, а также с помощью анаэробных бакте­рий, относящихся к родам Clostridium, Acetivibrio и др., например С thermocellum, A. cellulolyticus.