Амилолитические ферменты

К группе амилолитических ферментов относятся α- и β-амилаза, глюкоамилаза, изоамилаза, пуллуланаза и некоторые другие. По принципу действия на субстрат ферменты разделяют на эндо- и экзоферменты.

Окончание «оза» означает, что это вещество (или субстрат), на которое действует фермент, например амилоза. Окончание «аза» означает, что это фермент, который воздействует на вещество (субстрат), например амилаза.

Эндоферменты. Примером эндофермента является α-амилаза, которая разрывает внутримолекулярные связи в высокополимерных цепях амилопектина и амилозы (действует внутри молекулы). Также к эндоферментам относится пуллуланаза, но, в отличие от α-амилазы, этот фермент гидролизует α-1,6-связи в пуллулане, амилопектине и предельных декстринах, в которых имеются α-1,6 связи.

Экзоферменты атакуют субстрат с нередуцирующего конца, отщепляя в зависимости от свойств фермента либо моно-, либо дисахариды, т. е. действуют с конца молекулы. В качестве примера можно привести β-амилазу, которая отщепляет мальтозу и глюкоамилазу, которая, в свою очередь, отщепляет глюкозу.

При переработке большого количества несоложеного зерна промышленные ферменты восполняют прежде всего недостаток α-амилазы и тем самым обеспечивают полное осахаривание заторов.

В связи с тем что ферменты имеют много синонимов, в табл. 5.5 приведены названия, обычно используемые в пивоварении.

Таблица 5.5

Ферментные препараты

Фермент	Синонимы	КФ*	Механизм действия
α-амилаза (α-1,4-глюкан- глюканогидролаза)	–	3.2.1.1	Расщепление α-1,4-гли-козидных связей внутри молекул (эндофермент)
β-амилаза (α-1,4-глюкан мальтогидролаза)	–	3.2.1.2	Гидролиз α-1,4-связей в молекуле крахмала с нередуцирующего конца (экзофермент)
Глюкоамилаза (α-1,4-глюкан глюкогидролаза)	Амилоглюкозидаза, кислая мальтаза, экзо-1,4-α-D-глюкозидаза	3.2.1.3	Гидролиз α-1,4-связей в молекуле крахмала (экзофермент)
Пуллуланаза (пуллулан-6-глюканогидролаза)	Предельная декстриназа, R-фермент, амилопектин-6-глюканогидролаза, дебранчинг-фермент	3.2.1.41	Гидролиз α-1,6-связей в пуллулане, амилопектине, гликогене (эндофермент)

^{_____________________}

^* КФ – номер фермента согласно современной классификации ферментов. Первая цифра указывает класс ферментов, в частности «3» – это фермент из группы гидролаз.

Фермент α-амилаза в первой фазе быстро расщепляет α-1,4-глюкозидные связи амилозы преимущественно на декстрины с низкой молекулярной массой. В связи с этим происходят и быстрые изменения цвета при реакции с йодным раствором. В течение первой фазы расщепляется от 20 до 45 % амилозы. Потом наступает вторая фаза с более низкой скоростью реакции, когда α-амилаза расщепляет низкомолекулярные декстрины и в реакционной смеси повышается содержание мальтотриозы, мальтозы и глюкозы.

Свойства α-амилаз, продуцируемых различными микроорганизмами, могут сильно различаться по механизму действия на субстрат и конечным продуктам, а также по оптимальным условиям проявления максимальной активности (табл. 5.6). Они могут обладать как разжижающей активностью (в результате чего резко снижается вязкость раствора), так и осахаривающей активностью (в результате чего образуются олигосахариды, не окрашенные раствором йода). Общим для них является то, что в их состав входит кальций.

Таблица 5.6