Вопрос 34
Окислительно-восстановительные ферменты
В
процессах переработки растительного
сырья наряду с гидролитическими
используются реакции, катализируемые
оксидоредуктазами, трансферазами,
лиазами и изомеразами.
Негидролитические ферменты используются на различных стадиях технологии пищевых продуктов.
Препараты оксидоредуктаз применяются преимущественно на заключительных стадиях переработки растительных субстратов с целью сохранения пищевых и вкусовых достоинств пищевых продуктов или модификации органолептических свойств.
Следует помнить, что представители всех классов ферментов в тех или иных количествах присутствуют в перерабатываемом растительном сырье, и ферментативная активность сырья неизбежно влияет на ход технологических процессов переработки. Это влияние может быть как полезным, так и вредным. Во втором случае необходимо регулировать ферментативную активность в сырье путем его предварительной обработки или введения технологически допустимых компонентов. Примерами нежелательных реакций являются окислительные превращения органических соединений в растительном сырье, такие как потемнение измельченных овощей и фруктов под действием тирозиназы и дифенолоксидазы, а также прогоркание жиров, провоцируемое липоксигеназой.
Каталаза универсальный фермент органического мира, участвующий в заключительных стадиях процесса окисления. Под действием каталазы происходит расщепление перекиси водорода на воду и кислород:
|
| ||
|
|
| |
2H2O2
O2
+ 2H2O
Таким образом фермент окисляет одну молекулу перекиси водорода до кислорода с одновременным восстановлением другой молекулы перекиси водорода до Н2О.
Фермент способен также катализировать окисление спиртов в альдегиды, сопряженное с разложением перекиси водорода:
Каталаза
+ Н2О2 
Каталаза·Н2О2
Каталаза·Н2О2
+ С2Н5ОН 
Каталаза
+2Н2О + СН3СНО
этанол Уксусный альдегид
Такой тип реакции характерен для сред с низким содержанием перекиси водорода.
Каталаза – геминовый фермент, содержащий тетрапиррольное кольцо. В молекулу входит четыре атома трехвалентного железа. Молекулярная масса фермента 240 – 300 кДа, в зависимости от источника выделения. Для каталазы характерна субъединичная структура, фермент может существовать в виде тетрамера и гексамера.
Фермент ингибируется цианидом (обратимо), фенолами (обратимо лишь в слабой форме), щелочью и мочевиной (необратимо). Функцией каталазы в живом организме является защита клетки от губительного действия перекиси водорода.
В пищевой промышленности используются препараты каталазы микробного происхождения, выделяемые из грибов пенициллов. Каталаза Pen. Vitale имеет широкий рН-оптимум – от 4 до 9, стабильна при температуре до 650С.
Каталаза находит свое применение в пищевой промышленности при удалении избытка Н2О2 при обработке молока в сыроделии, где последняя используется в качестве консерванта; а также совместно с глюкозооксидазой применяется для удаления кислорода и следов глюкозы.