Білет № 28

1. Характеристика та промислове значення окисно-відновних ферментів.

2. Способи пакування готової продукції.

3. Зміни складових частин сировини при його охолодженні та заморожуванні.

1. Характеристика та промислове значення окисно-відновних ферментів.

Окисно-відновні ферменти (оксидоредуктази). До цієї групи належать ферменти, що каталізують окислювально-відновні реакції, які відбуваються при диханні і бродінні.

Оксидоредуктази ділять на такі групи:

1. оксидази. Справжні оксидази каталізують видалення водню з субстрату, використовуючи при цьому в якості акцептора водню тільки кисень. Вони незмінно містять мідь, продуктом реакції є вода (виняток становлять реакції, що каталізуються уриказою і моноаміноксидазою, в результаті яких утворюється Н₂О₂);

2. аеробні дегідрогенази- ферменти, що каталізують видалення водню з субстрату; на відміну від оксидаз вони можуть використовувати в якості акцептора водню не тільки кисень, а й штучні акцептори, такі, як метиленовий синій. Ці дегідрогенази відносяться до флавопротеїнів, і продуктом каталізованої ними реакції є пероксид водню, а не вода;

3. анаеробні дегідрогенази- ферменти, що каталізують видалення водню з субстрату, але не здатні використовувати кисень в якості акцептора водню;

4. гідроксіпероксидази- ферменти, що використовують як субстрату пероксид водню або органічні пероксиди. До цієї категорії відносяться два типи ферментів: пероксидази, що знаходяться в складі молока, в рослинах, лейкоцитах, тромбоцитах, еритроцитах тощо, і каталаза, яка функціонує в тканинах тварин і рослин;

5. оксигенази- ферменти, що каталізують пряме введення кисню в молекулу субстрату.

У харчовій промисловості препарати оксидоредуктаззастосовуються переважно на заключних стадіях переробки рослинних субстратів з метою збереження харчових і смакових достоїнств харчових продуктів або модифікації органолептичних властивостей.

Слід пам'ятати, що представники всіх класів ферментів в тих чи інших кількостях присутні в переробляється харчовій сировині, і ферментативна активність сировини неминуче впливає на хід технологічних процесів переробки. Цей вплив може бути як корисним, так і шкідливим. У другому випадку необхідно регулювати ферментативну активність в сировині шляхом його попередньої обробки або введення технологічно допустимих компонентів. Прикладами небажаних реакцій є окислювальні перетворення органічних сполук у рослинній сировині, такі як потемніння подрібнених овочів і фруктів під дією тирозинази і діфенолоксідази, а також згіркнення жирів, провоковане ліпоксигеназою.

Каталазауніверсальний фермент органічного світу, що бере участь у заключних стадіях процесу окислення. Під дією каталази відбувається розщеплення пероксиду водню на воду і кисень.

Таким чином фермент окисляє одну молекулу пероксиду водню до кисню з одночасним відновленням іншої молекули пероксиду водню до Н₂О.

Фермент здатний також каталізувати окислення спиртів в альдегіди, поєднане з розкладанням пероксиду водню.

Такий тип реакції характерний для середовищ з низьким вмістом пероксиду водню.

Каталаза інгібується ціанідом (обернено), фенолами (обернено лише в слабкій формі), лугом і сечовиною (необернено).

Функцією каталази в живому організмі є захист клітини від згубної дії пероксиду водню.

У харчовій промисловості використовуються препарати каталази мікробного походження, що виділяються з грибів пеніциллів. Каталаза Pen. Vitale має широкий рН-оптимум - від 4 до 9, стабільна при температурі до 65ºС.

Каталаза знаходить своє застосування в харчовій промисловості при видаленні надлишку Н₂О₂при обробці молока в сироварінні, де остання використовується як консервант; а також спільно з глюкозооксідазой застосовується для видалення кисню і слідів глюкози.

Фермент являє собою флавопротеід, в якому білок з'єднаний з двома молекулами ФАД. Він окислює глюкозу з утворенням в кінцевому рахунку глюконової кислоти і володіє практично абсолютною специфічністю по відношенню до глюкози. Сумарне рівняння має наступний вигляд:

Глюкоза + Н₂О + О₂= глюконова кислота + Н₂О₂

У харчовій технології глюкозооксидазувикористовують спільно з каталазою, оскільки необхідно розкладати пероксид водню, що утворюється на першій, ферментативної стадії окислення глюкози глюкозооксілазою.

Промислові препарати глюкозооксидази виділяють з культур мікроскопічних грибів. Активні продуценти позаклітинної глюкозооксидази - гриби р.р. Penicillium і Talaromices, найбільш перспективні P. Vitale, P. Amagasakiense і P. Funiculosum.

Інгібітори глюкозооксидази - іони ртуті і міді, стабілізатори - іони кальцію і амонію.

Враховуючи взаємодію глюкозооксидази і каталази, ці ферменти виділяють не тільки як індивідуальні, але і у вигляді комплексних препаратів. Гриби пеніцили і аспергілли мають здатність продукувати значні кількості обох ферментів.

Пероксидазакаталізує окислення органічних сполук за допомогою пероксиду водню і органічних пероксидів, наприклад, що утворюються з ненасичених жирних кислот, каротиноїдів. Фермент переносить кисень від молекули субстрату до пероксиду. Субстратами пероксидази служать різні сполуки - феноли (пірокатехін пирогаллол, гідрохінон, резорцин, гваякол), ароматичні кислоти (бензойна, саліцилова, галова), аскорбінова кислота, анілін, толуідін. нітрити та інші сполуки. Фермент має не тільки пероксидазного, а й оксілазнимі властивостями, тобто окисляє органічні сполуки за рахунок неактивованої молекулярного кисню.

Більшість субстратів пероксидази - феноли. Під дією ферменту вони окислюються до хинонів, які самі по собі є сильними окислювачами. Хінони схильні до полімеризації, в результаті утворюються темнофарбовані сполуки.

Пероксидаза присутній в кожній рослинній клітині. Цей фермент бере участь у циклах фотосинтезу і дихання, відіграє істотну роль у захисті рослин від інфекційних захворювань. Спостерігається позитивна кореляція між ступенем пошкодження рослини, концентрацією фенолів і активністю пероксидази. Тому при переробці інфікованого рослинної сировини рівень окислювальних процесів в цілому вище, ніж при переробці інтактного, неушкодженого матеріалу.

Регуляція дії пероксидази здійснюється за допомогою іонів металів - марганцю, цинку, міді, кальцію тощо. Їх присутність впливає на співвідношення власне пероксидазної, оксидазної і оксігеназної активності.

Інгібіторами пероксидази є ціаніди і хелати.