59. Каковы химическая природа и особенности ферментов как биологических катализаторов?

Протекание процессов обмена веществ в организме определяется действием многочисленных ферментов — биологических катализаторов белковой природы. Они ускоряют химические реакции и сами при этом не расходуются. Термин фермент происходит от латинского слова fermentum— закваска. Наряду с этим понятием в литературе используется равноценный термин«энзим»(en zyme- в дрожжах) греческого происхождения. Отсюда раздел биохимии, изучающий ферменты, получил название энзимология.Энзимологиясоставляет основу познания на молекулярном уровне важнейших проблем физиологии и патологии человека. Переваривание пищевых веществ и их использование для выработки энергии, образование структурных и функциональных компонентов тканей, сокращение мышц, передача электрических сигналов по нервным волокнам, восприятие света глазом, свертывание крови — каждый из этих физиологических механизмов имеет в основе каталитическое действие определенных ферментов.

Ферменты - особые белки, которые действуют как катализаторы в биологических системах. К настоящему времени найдена лишь одна ферментативная реакция небелковой природы, когда молекула РНК катализирует свое собственное разрезание на части. В природном окружении многие ферменты функционируют в живых клетках, где одновременно протекает множество взаимосвязанных процессов. Они могут быть выделены из клеток и очищены. Именно это обстоятельство явилось важной вехой в понимании кинетических особенностей и механизмов действия многих ферментов. Ферменты - уникальные катализаторы, обладающие непревзойденной эффективностью действия (каталитической активностью) и высокой селективностью. В настоящее время известно более 2000 ферментов, многие из которых катализируют одну реакцию, то есть превращение одного особого субстрата (субстраты - это реагенты в катализируемой ферментом реакции, претерпевающие превращение) в определенный продукт. Несмотря на колоссальное многообразие как катализируемых ферментами реакций, так и на непохожие по структуре сами ферменты, можно выделить общие их черты и принципы действия.

Оксидоредуктазы – ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции (присоединение О2, отнятие и перенос Н2, перенос электролитов);

Трансферазы – ферменты переноса. Катализируют перенос целых атомных группировок с одного соединения на другое (например, остатков моносахаридов, аминокислот, остатков фосфорной кислоты, метильных и аминных групп и т.д.);

гидролазы– ферменты, катализирующие реакции гидролиза, то есть расщепления сложных органических соединений на более простые с участием воды.

лиазы– ферменты, катализирующие реакции негидролитического отщепления каких-либо групп от субстрата с образованием двойной связи или присоединение группировок по месту разрыва двойной связи (например, Н2О, СО2, NH3 и т.д.);

изомеразы– ферменты, катализирующие реакции изомеризации, то есть внутримолекулярного переноса химических группировок и образования изомерных форм различных органических соединений;

лигазы (синетазы)– ферменты, катализирующие реакции синтеза, сопряженные с разрывом высокоэнергетической связи АТФ и других нуклеозидрифосфатов (при этом возможно образование С–С-; С–S-; С–О-; и C–N- связей).

70. Дайте классификацию пищевым красителям. Чем объясняется повышенное внимание потребителей и технологов к окраске продуктов питания? Назовите основные натуральные красители. Что представляют собой каротиноиды, хлорофиллы, энокрасители? Какие другие представители натуральных красителей вам известны?

Основной группой веществ, определяющих внешний вид продуктов пи­тания, являются пищевые красители. Потребитель давно привык к определенному цвету пищевых продук­тов, связывая с ним их качество, поэтому красители в пищевой промыш­ленности применяются с давних времен. В условиях современных пище­вых технологий, включающих различные виды термической обработки (кипячение, стерилизацию, жарение и т. д.), а также при хранении про­дукты питания часто изменяют свою первоначальную, привычную для по­требителя окраску, а иногда приобретают неэстетичный внешний вид, что делает их менее привлекательными, отрицательно влияет на аппетит и про­цесс пищеварения. Особенно сильно меняется цвет при консервирова­нии овощей и фруктов. Как правило, это связано с превращением хлорофиллов в феофитин или с изменением цвета антоциановых красителей в результате изменения рН среды или образования комплексов с металла­ми. В то же время, красители иногда используются для фальсификации пищевых продуктов, например, подкрашивания их, не предусмотренно­го рецептурой и технологией, — для придания продукту свойств, позво­ляющих имитировать его высокое качество или повышенную ценность. Для окраски пищевых продуктов используют натуральные (природ­ные) или синтетические (органические и неорганические) красители (рис.1).