3. Хімізм та енергетика гомо ферментативного молочнокислого бродіння, його значення у харчовій промисловості.

Молочнокисле бродіння — процес анаеробного окислення вуглеводів, кінцевим продуктом при якому виступаємолочна кислота. Назва отримала по характерному продукту — молочної кислоти. Для молочнокислих бактерій є основним шляхом катаболізму вуглеводів і основним джерелом енергії у вигляді АТФ. Також молочнокисле бродіння відбувається в тканинах тварин у відсутності кисню при великих навантаженнях.

Галактозидаза

Лактоза + Н₂0  D-Галактоза + D-Глюкоза

Розрізняють такі назви гомоферментативне і гетероферментативне молочнокисле бродіння, в залежності від продуктів що виділяються, крім молочної кислоти та їх відсоткового співвідношення. Відмінність також полягає й у різних шляхах одержання пірувату при деградації вуглеводів гомо-і гетероферментативними молочнокислими бактеріями.

При гомоферментативне молочнокислому бродінні вуглевод спочатку окислюється до пірувату по гліколітичному шляху, потім піруват відновлюється до молочної кислоти НАДН + Н (утворився на стадії гліколізу при дегідруванні гліцеральдегід-3-фосфата) за допомогою лактатдегідрогенази. Від стереоспеціфічності лактатдегідрогенази та наявності лактатрацемази залежить, який енантіомер молочної кислоти буде превалювати в продуктах: L-, D-молочна кислота або ж DL-рацемат. Продуктом гомоферментативного молочнокислого бродіння є молочна кислота, яка становить не менше 90% всіх продуктів бродіння.  

На відміну від гомоферментативного бродіння, деградація глюкози йде по пентозофосфатному шляху, гліцеральдегид-3-фосфат що утворюється з ксилулозо-5-фосфату окислюється до молочної кислоти, а ацетілфосфат відновлюється до етанолу (деякі гетероферментативні молочнокислі бактерії окислюють отриманий етанол частково або повністю до ацетату). Таким чином, при гетероферментативному молочнокислому бродінні утворюється більше продуктів: молочна кислота, оцтова кислота, етанол, двоокис вуглецю.

Молочнокисле бродіння використовується для консервації продуктів харчування (за рахунок інгібування росту мікроорганізмів молочною кислотою і зниження рН) з метою тривалого збереження (приклад — квашення овочів, сирокопчення), приготуванні кисломолочних продуктів (кефіру , ряжанки ,йогурту, сметани), силосуванні рослинної маси, а також біотехнологічного способу виробництва молочної кислоти.

Білет №33

1.Будова полісахаридів, їх властивості та значення в харчовій промисловості.

Полісахариди, високомолекулярні органічні речовини, побудовані з великої кількості залишків моносахаридів або їх похідних, зв'язаних глікозидними зв'язками.

Молекулярна маса полісахаридів лежать у межах від декількох тис. (ламінарин, інулін) до декількох млн. (гіалуронова кислота, глікоген) і можуть бути визначені лише орієнтовно, тому що індивідуальні полісахаридів зазвичай є сумішами компонентів, що розрізняються ступенем полімеризації.

Хімічна класифікація полісахаридів базується на будові моносахаридів, що їх складають – гексоз (гексоза, галактоза, маноза), пентоз (арабіноза, ксилоза), а також аміносахарів (глюкозамін, галактозамін), дезоксисахарів (рамноза, фукоза), уронових кислот і ін.

Якщо полісахарид містить залишки тільки одного виду моносахариду, його називають гомополісахаридом. У тому випадку, коли полісахарид складений з моносахаридів двох видів або більше, які регулярно або нерегулярно чергуються в молекулі, його відносять до гетерополісахаридів.

До найбільш важливих природних гомополісахаридов належать:

• крохмаль,

• глікоген (тваринний крохмаль),

• клітковина (целюлоза),

• декстран,

• хітин.

До найважливіших природних гетерополісахаридів відносять:

• гіалуронову і хондроїтинсірчану кислоти,

• гепарин,

• пектинові речовини,

• геміцелюлозу,

• мукополісахариди,

• капсулярні полісахариди бактерій,

• агарозу, порфірани і карагінани червоних водоростей,

• альгінові кислоти бурих водоростей

Біологічне значення полісахаридів різноманітне. Багато з них (крохмаль, глікоген, інулін і ін.) є в рослинних і тваринних організмах запасними живильними речовинами.

Деякі полісахариди (наприклад, хондроїтинсірчана кислота, капсулярні полісахариди і клітковина) несуть виключно опорні і захисні функції.

Ряд полісахаридів (манани, галактани і ін.) використовується і як будівельний, і як живильний матеріал.

Полісахариди, на відміну від ін. класів біополімерів, можуть існувати як у вигляді лінійних (а), так і розгалужених (б, в) структур (див. мал.):

• лінійні полісахариди (а): целюлоза, амілоза, мукополісахариди, пектинові речовини, хітин;

• розгалуджені полісахариди (б): маннани дріжджів і камеді рослин;

• високорозгалуджені полісахариди (в): глікоген, амілопектин, декстран і галактан з виноградного равлика Helix pomatia.

Тип структури полісахаридів визначає в значній мірі їх фізико-хімічні властивості, зокрема розчинність у воді. Такі лінійні регулярні (тобто ті що містять лише один тип міжмоносахаридного зв'язку) полісахариди, як целюлоза й хітин, нерозчинні у воді, тому що енергія міжмолекулярної взаємодії вища за енергію гідратації. Високорозгалуджені полісахариди, які не мають упорядкованої структури добре розчинні у воді.

Більшість полісахаридів стійкі до дії лугів. Так, глікоген можна нагрівати протягом декількох годин з 30%-ним розчином лугу без будь-якого розкладання його. На цьому заснований метод кількісного визначення глікогену.