2.4. Роль ферментов в обмене веществ

В животных и растительных организмах важнейшую роль играют ферменты – биологические катализаторы, органические вещества белковой природы. Все биохимические реакции проходят при их участии.

Наличие ферментов оказывает большое влияние на качество сырья (овощей, зерна, муки, мяса и др.) и готовых продуктов.

В настоящее время известно более 875 ферментов, получено в кристаллическом виде или в состоянии высокой степени очистки более 140 ферментов.

Каталитическое действие ферментов зависит от температуры. Для каждого из ферментов существует определенная оптимальная температура. В растворе ферменты легко разрушаются при нагревании выше 60...70°С. В сухом виде они могут переносить нагрев даже несколько выше 100°С.

На действие ферментов оказывает влияние величина рН среды. Существует оптимальная величина рН среды. Присутствие в среде некоторых веществ может повышать скорость реакции, а присутствие некоторых других – замедлять или совсем приостанавливать действие фермента. Первые называют активаторами, а вторые – парализаторами или ингибиторами.

Действие ферментов в большинстве случаев строго специфично, т.е. каждый фермент катализирует реакции строго определенного структурного характера. Ферменты – вещества биологического происхождения. Случаи синтеза искусственных ферментов неизвестны.

Различают эндо- и экзоферменты. Эндоферменты синтезируются внутри клетки и катализируют реакции, происходящие внутри клетки в строго определенной последовательности. Экзоферменты образуются внутри клетки, а затем выходят за ее пределы, где они катализируют реакции расщепления питательных веществ, находящихся в субстрате, до форм, которые могут пройти через клеточную оболочку и ассимилироваться клеткой. Ферменты бывают конструктивные и адаптивные. Конструктивные ферменты всегда находятся в клетках и постоянно выполняют одну и ту же функцию. Адаптивные – образуются только при потребности в них клетки, а именно, при изменении условий реакции.

Отдельные ферменты научились выделять из субстратов, в которых развиваются некоторые микроорганизмы, очищать их от сопутствующих веществ и вырабатывать самостоятельные ферментные препараты. Их применяют для интенсификации ряда процессов пищевых производств, увеличения выхода готовой продукции или улучшения качества вырабатываемых пищевых продуктов.

В мясной промышленности ферментные препараты используют для ускорения созревания мяса, улучшения его консистенции, вкуса.

В хлебопекарной промышленности при производстве хлебобулочных изделий используют до 50 различных ферментных препаратов для осахаривания части крахмала, содержащегося в муке, для улучшения белков, повышения их пенообразующей способности и т. д. В США 75% белого хлеба выпекается с использованием ферментных препаратов.

В консервной промышленности применение пектолитических ферментов повышает на 15...20% выход фруктовых соков и способствует их осветлению.

В крахмалопаточной промышленности применение ферментных препаратов приводит к повышению выхода пшеничного и кукурузного крахмала. Ферментные препараты используются при производстве глюкозы для осахаривания крахмала, а также глюкозно-фруктозного сиропа.

При производстве пива и хлебного кваса использование ферментных препаратов позволяет уменьшить расход солода. При производстве сыра ферменты позволяют значительно сократить время его созревания.