66. Что такое иммобилизованные ферменты?

Ферменты могут использоваться "однократно" и "многократно". При классических методах ферментативной обработки сырья ферменты остаются в продукте или инактивируются при однократном использовании. Созданы новые формы ферментных препаратов, используемых многократно. Их называют иммобилизованными связанными, фиксированными, матрицированными, но чаще употребляется термин "иммобилизованные". Для иммобилизирования ферментов используют разнообразные носители неорганического и органического происхождения. Органические носители полимеры природного и синтетического характера. К полимерам природного происхождения относятся полисахариды и белковые носители в качестве остатков целлюлозы, декстрина, крахмала (амилозы и амилопектина), агарозы. В качестве синтетических полимерных носителей используются по- лиметиленовые, полиамидные и полиэфирные соединения. Наиболее перспективными неорганическими носителями являются микропористые силикагели, пористые стекла, аэросилогели и др. К носителям предъявляются определенные требования: они не должны растворяться в среде, которая будет обрабатываться ферментом, вызывать конформационные изменения в молекулах белков ферментов и других белков, содержащихся в обрабатываемом продукте, и должны отличаться по электрическому заряду от заряда фермента, обладать высокой химической, биологической и механической устойчивостью, иметь высокую гидрофильность, легко поддаваться гранулированию и активизации. Носители могут выпускаться в форме зерна, волокон, колец, трубочек и т.д. Все способы связывания ферментов с носителями делятся на две группы: без образования ковалентных связей между белком и матрицей (физические методы иммобилизации) и с образованием ковалентных связей (химические методы иммобилизации). В настоящее время химические методы являются основными. Полученные посредством этого метода препараты являются стабильными, ферменты "не отмываются" от носителя, понижая отрицательное действие матрицы на сам фермент. Существенным недостатком является частичная инактивация фермента, который иммобилизован. 121 Современное направлениеиммобилизация целых микробных клеток и их использование для определения соответствующих ферментных реакций.

Иммобилизованные ферменты отличаются по свойствам от нативных ферментов, так как несколько изменяется пространственная структура ферментной белковой молекулы, поэтому иммобилизация понижает активность ферментов. Однако иммобилизация приводит к расширению границ температуры и рН, более эффективному действию ферментов, что является пре-имуществом. Кроме того, активизация ферментативных реакций сохраняется и снижается отрицательное влияние ингибиторов.

75. Дайте определение эфирным маслам. Назовите основных представителей эфирных масел. Какие химические компоненты входят в состав эфирных масел? Дайте определение понятия «пищевые эссенции». В чем отличие натуральных, идентичных натуральным и синтетических ароматизаторов? Какие химические компоненты входят в их состав? Какие пищевые добавки относятся к усилителям и модификаторам вкуса? Приведите примеры.

Эфирные масла- пахучие жидкие смеси летучих органических веществ, вырабатываемые растениями, обусловливающие их запах. Эфир­ные масла - многокомпонентные смеси с преобладанием одного или нескольких ключевых компонентов. Всего из эфирных масел выделено более тысячи индивидуальных соединений. Запах растительных продуктов и некоторых продуктов животного происхождения обусловлен наличием в них летучих веществ, главную группу которых составляют эфирные масла. На основе естественных эфирных масел со второй половины 19-го века начала постепенно развиваться промышленность синтетических душистых веществ. Из эфирных масел и синтетических душистых веществ составляются отдушки, эссенции и композиции для придания определенного запаха пищевым продуктам. Вначале эти веществаароматизаторыприменялись в ликероводочном и кондитерском производствах, а затем и в других отрасляхдля замены пряностей. Некоторые натуральные и синтетические ароматические вещества могут быть ядовитыми, поэтому проводится токсикологическая оценка.

Состав эфирных масел сложен: в них обнаружены терпеновые и гетероциклические углеводороды, фенолы, алкоголи, альдегиды, кетоны, кислоты, лактоны, эфиры, оксикислоты и перекиси. Природные эфирные масла обычно получают перегонкой с водяным паром, простым отжатием (из кожуры цитрусовых), экстракцией эфирных масел из растений летучими органическими растворителями, например, спиртом, эфиром, жирами или парафинами. Эфирные масла плохо растворяются в воде, легче в спирте, хлороформе, эфире, жирных маслах. При нагревании эфирные масла улетучиваются без остатка, однако небольшое количество смолистых веществ допускается.

В настоящее время применяется более 50 видов эфирных масел. Например: анисовое, горько-миндальное, аирное, тминное, гвоздичное, ромашковое, укропное, фенхелевое, лавровое, мелиссовое, горной южной и сибирской сосны, лавандовое французское, мятное, мускатного ореха, душицы, полынное, лимонное, розовое, шалфейное, горчичное, валериановое, имбирное, можжевельниковое, мандариновое, кипарисовое.

Пищевые эссенциипредставляют собой сложные композиции, в состав которых входит до 1015 ингредиентов. По концентрации компонентов в растворе эссенции подразделяют на одно-, дву- и четырехкратные. Для улучшения запаха эссенции в них, наряду с синтетическими душистыми веществами вводят натуральные эфирные масла, настои, плодово-ягодные соки. Однократные ароматические эссенции применяют для кондитерских изделий (пастила, шоколад, мармелад, конфеты и т.п.) в концентрации до 4 мл/кг. При использовании дву- и четырехкратных эссенций их количество соответственно уменьшается в два и 4 раза. Эссенциями разрешено ароматизировать кондитерские и ликероводочные изделия, безалкогольные напитки и сиропы, мороженое и сухие кисели. Ванилин разрешено применять для ароматизации некоторых видов хлебобулочных изделий из сдобного теста и некоторых видов молочных продуктов, например, творожных сырков, кремов, желе и мороженого. Ва- нилин также применяется в кондитерской, ликероводочной и безалкогольной промышленности. Для ароматизации маргарина используют диацетил, придающий маргарину приятный молочный аромат.

Натуральные эссенцииполучают путем экстракции или настаивания фруктов или растений. Например, из цитрусовых, тмина, аниса, фенхеля выделяют ароматические вещества в виде эфирных масел.

В искусственных эссенцияхсинтетические ароматические вещества содержатся в растворенном виде. По своим свойствам они приближаются к концентрированным натуральным эссенциям. К искусственным также относятся эссенции, приготовленные из синтетических ароматических веществ идентичных натуральным. Для токсикологической оценки ароматических экстрактов и других препаратов, приготовленных из растений и животных, а также эфирных масел, полученных с помощью физических методов обработки, учитывается не только биологическая активность основных компонентов, но и токсикологические характеристики растворителей и сопутствующих им веществзагрязнителей. При оценке токсикологической безопасности учитывается также возможность употребления ароматизированных продуктов детьми в повышенном количестве. Ароматические вещества и ароматизированные продукты не должны содержать вредных для здоровья людей веществ. Для применения искусственных и приравненных к ним токсичных натуральных ароматических веществ (например, кумаринов) требуется разрешение министерства здравоохранения. Применение искусственных ароматических веществ до сих пор осуществляется на основе специальных разрешений. Экстракты должны быть обозначены по названию фруктов или частей растений, из которых они были приготовлены.

Пищевые ароматизаторы идентичные натуральным- сложные ком­позиции душистых веществ (природного, идентичного природному, в том числе синтетического происхождения) в соответствующем раствори­теле или смешанные с твердыми носителями: крахмалом, лактозой, бел­ками, поваренной солью и т. д. В их состав может входить докомпонентов различной хими­ческой природы. Применение только природных ароматсодержащих источников для по­лучения ароматизаторов не рационально, поскольку требует большого ко­личества исходного материала, а выделяемые продукты характеризуются не­стабильностью аромата (за исключением эфирных масел). Наиболее эффек­тивно применение ароматизаторов, включающих натуральные и идентич­ные натуральным компоненты. Производство идентичных натуральным аро­матических веществ экономически целесообразно, по своему строению они отвечают природным соединениям, а их композиции позволяют получить комбинации веществ, отличающиеся стабильностью, заданным ароматом. Они удобны в использовании.

Искусственные ароматизаторы (включающие компоненты, не имеющие природных аналогов) требуют специального изучения и гигиенической оцен­ки, они отличаются высокой стабильностью, интенсивностью аромата, дешевизной. Химическая природа ароматизаторов, учитывая набор компонентов, входящих в их состав, широту источников, которые были использованы для их получения, является весьма разнообразной и может быть пред­ставлена эфирными маслами, альдегидами, спиртами, сложными эфирами и другими классами органических соединений. Сложный химический состав ароматизаторов, включающий компо­ненты различной природы, формирует разнообразные запахи.

Изопреноидыи их производные: цитраль и цитронеллаль - обладают запахом лимона; цитронеллилформиат - придает продуктам приятный фруктовый запах; линаллилформиат - обладает запахом кориандра; цитронеллиацетат – обладает запахом кориандра; линалилацетат – придает продуктам бергамотный запах.

Ванилин – кристаллическое вещество. Содержится в стручках ванили, в перуанском и толуанскомбальзамах, в бензойной смоле. Ограничено растворим в воде 10 г/л (20 оС).

Усилители и модификаторы вкуса. Выбор ароматизатора для получения конкретного пищевого продукта определяется физико-химическими свойствами пищевых систем, тех­нологией производства, характером получаемого готового изделия. Внесение ароматизаторов не усложняет технологию. Растворители: спирт, масло, пропилен гликоль, триацетил (Е1518), вода. В мясные из­делия, сыры, соусы ароматизаторы добавляют с солью, в кремы, сухие напитки - с сахарной пудрой. Внесенный ароматизатор должен быть рав­номерно распределен по всей пищевой системе. Информация о внесен­ном ароматизаторе должна быть на этикетке (натуральный, идентичный натуральному, искусственный).

Пищевые добавки, усиливающие и модифицирующие вкус и запах продуктов питания включают соединения, усиливающие и модифицирующие вкус пищевых продуктов, и вещества, усиливающие запах природных продуктов. В РФ разрешено применение 22 таких соединений, их иногда называют «оживителями вкуса». К этой группе относится сравнительно небольшое количество со­единений, принадлежащих к нескольким основным группам: производ­ные глутаминовой, гуаниловой, инозиновой кислот, рибонуклеотиды и производные мальтола. Их внесение в продукты питания (на стадии технологического процесса или непосредственно в пищу перед ее упот­реблением) восстанавливает природные вкусовые свойства продуктов, которые могли быть частично утрачены при их промышленном приго­товлении или в ходе кулинарной обработки. Эти добавки как бы «ожив­ляют», «освежают» вкус, придают новые ощущения при употреблении продуктов с их использованием. Отдельные из них, возможно, оказы­вают консервирующее действие.

Глутаминовая кислота Е620 и ее соли (однозамещенный глутамат на­трия Е621; однозамещенный глутамат калия Е622; глутамат кальция Е623; однозамещенный глутамат аммонияЕ624; глутамат магния Е625), ока­зывая стимулирующее влияние на окончания вкусовых нервов, усилива­ют вкусовые ощущения, появляется «чувство удовлетворенности». Оно получило название «глутаминовый эффект». Стимулирующее действие глутаминовой кислоты и ее солей носит избирательный характер: в наи­большей степени усиливается горький и соленый вкус, в наименьшей — сладкий.

«Глутаминовый эффект» проявляется в свежесобранных фруктах и овощах, свежем мясе и некоторых других продуктах, т. к. присутствие в них даже небольших количеств глутаминовой кислоты и ее солей влияет на особенности их вкуса и аромата. Снижение содержания глутамино­вой кислоты и ее производных при хранении свежих продуктов, их пере­работке (в том числе кулинарной) сказывается на вкусе и аромате этих продуктов. Дополнительное внесение глутаминовой кислоты, и особен­но ее натриевой соли, частично восстанавливает этот вкус. Оптимальное влияние глутаминовой кислоты и ее солей проявляется в слабокислой среде (рН 4-6,5), при дальнейшем снижении рН среды «глутаминовый эффект» пропадает. Производные глутаминовой кислоты оказывают стабилизирующее действие, замедляя окисление жиров в продуктах животноводства, маргариновой продукции. Глутаминовую кислоту и ее соли добавляют в концентраты и кон­сервы, кулинарные изделия, готовые блюда.

Гуаниловая кислота Е 626 и ее соли оказывают значительно более сильное (в 200—250 раз) «вкусовое» влияние, чем производные глутаминовой кислоты и приме­няются при производстве консер­вов, приправ, пряностей.

Инозиновая кислотаЕ630 и ее соли обладают способ­ностью усиливать и модифицировать вкус и аромат. Их эффект напомина­ет эффект экстрактивных веществ жи­вотных продуктов. Инозиновая кислота, ее соли об­ладают более сильным «вкусовым эффектом», чем соли глутаминовой кислоты.

Мальтол Е636,этилмальтолЕ637 - усилители вкуса и аромата, ароматизаторы. Мальтол - один из первых ароматизаторов, обнаруженных в хлебе, и в настоящее время применяется в хлебопечении, мучных кондитерских изделиях. Мальтол и этилмальтол - в большей степени ароматизаторы, чем усилители и модификаторы вкуса.

К соленым веществам относится хлористый натрий(пова­ренная соль) - пищевая добавка, улучшающая вкусовые свойства пище­вых продуктов. Консервант. Находит широкое применение во многих от­расляхпищевой промышленности. Играет важную роль в поддержании водно-солевого обмена в организме. Потребность организма человека в хлористом натрии составляетг в сутки, из них до 5 г организм че­ловека получает в составе пищевых продуктов.