Введение

Пектолитические ферменты широко используются в различных областях. Процесс гидролиза пектиновых веществ имеет большое значение для переработки плодов, ягод и овощей. Использование пектолитических ферментов позволяет резко повысить сокоотделение (на 5-25 %) при производстве осветленных соков, особенно из тех плодов и ягод, которые не имеют собственных пектолитических ферментов и содержат повышенные количества пектина (слива, алыча, абрикосы, персики, груши и др.). При изготовлении фруктово-ягодных напитков с мякотью ферменты позволяют снять нежелательный желирующий эффект.

Наиболее важными источниками пектолитических ферментов являются микроскопические грибы, особенно различные виды рода Aspergillus: A. awamori, A. foetidus, A. niger, A. terreus и др. Среди бактерий найдены активные продуценты пектиназ, относящиеся к роду Clostridium; среди дрожжей культура Saccharomyces fragilis образует пектолитические ферменты.

Свойства пектолитических ферментов

Условно все пектолитические ферменты (пектиназы) можно разделить на пектолитические ферменты, гидролизующие пектиновые вещества с участием воды (гидролазы), и негидролитические ферменты, осуществляющие расщепление пектиновых веществ с образованием двойной связи в продуктах расщепления (лиазы -- пектинтрансэлиминазы).

К гидролазам относятся пектинэстераза (ПЭ) и полигалактуроназы (ПГ). пектолитический фермент пектиназа аэробный

Пектилгидролаза пектинов (КФ 3.1.1.11) представляет собой гидролазу эфиров карбоновых кислот. Микробная ПЭ имеет оптимальный рН от 4,5 до 5,5. Ионы Са и Mg активируют ПЭ. Фермент расщепляет сложноэфирные связи, причем только в том случае, когда в непосредственной близости к омыляемой связи находится СООН-группа (рис.1).

Схема действия пектинэстеразы

Рис. 1 Схема действия пектинэстеразы

Наибольшее сродство ПЭ проявляет к метильному остатку в 5-м положении (I), т. к. в положениях 4 и 6 имеются свободные СООН-группы. Омыление эфирной связи в положениях 3 и 7 происходит во вторую очередь (II). В результате действия ПЭ накапливаются частично или полностью деметоксилированная полигалактуроновая кислота и метанол.

Полигалактуроназа (ПГ), или полигалактуронидгликаногидролаза (КФ 3.2.1.15), осуществляет гидролитическое расщепление б -1,4-гликозидных связей в пектиновых веществах. ПГ является многокомпонентной системой и проявляет большую специфичность к субстрату. По субстратной специфичности ферментов различают следующие типы полигалактуроназ.

  • · Полиметилгалактуроназы (ПМГ) -- ферменты, действующие на метоксилированную полигалактуроновую кислоту (пектин); ПМГ представлены двумя типами: эндо-ПМГ-I и экзо-ПМГ-III.
  • · Эндо-ПМГ-I является разжижающим ферментом, гидролизующим нативный этерифицированный пектин тем быстрее и эффективнее, чем выше степень его этерификации. Присутствие ПЭ в растворе снижает активность эндо-ПМГ-I. Этот тип фермента широко распространен среди грибов (A. niger, Botrytis cinerea, Neurospora crassa, A. awamori и др.).
  • · Экзо-ПМГ-III является осахаривающим ферментом концевого действия, отщепляющим по одному остатку галактуроновой кислоты от пектиновой кислоты или пектина. Фермент проявляет сродство к метоксилированному остатку элементарного звена, гидролизуя концевую б-1,4-связь между двумя остатками галактуроновых кислот, имеющих СООСН3-группы.
  • · Полигалактуроназы (ПГ) -- ферменты, действующие на пектовую или пектиновую кислоту; они также разделены на два типа: эндо-ПГ-II и экзо-ПГ-IV.
  • · Эндо-ПГ-II -- разжижающая ПГ, которая гидролизует пектиновую или пектовую кислоту. Она действует только при наличии в звеньях свободных СООН-групп. Активность эндо-ПГ-II значительно возрастает в присутствии ПЭ. Фермент синтезируется грибами и бактериями.
  • · Экзо-ПГ-IV проявляет сродство к концевой гликозидной связи, которая не примыкает к этерифицированному звену.

Пектинтрансэлиминазы осуществляют негидролитическое расщепление пектиновых веществ с образованием двойной связи в галактуроновом остатке между 4 и 5 углеродными атомами (рис.2).

Схема действия пектинтрансэлиминаз

Рис. 2 Схема действия пектинтрансэлиминаз

Пектинтрансэлиминазы действуют как на пектин, так и на пектовые кислоты. В номенклатуру ферментов вошли два фермента этой группы:

  • · экзополигалактуронатлиаза -- поли(1,4-б-D-галактуронид)экзолиаза (КФ 4.2.2.9) -- фермент элиминирует д-4,5-D-галактуронозо-D-галактуронатные остатки с редуцирующего конца деэтерифицированного пектина;
  • · пектинлиаза -- поли(метоксигалактуронид)лиаза (КФ 4.2.2.10) -- фермент деполимеризует пектин путем элиминирования остатков 6-метил-Д-4,5-D-галактуроната; не действует на деэтерифицированный пектин.

Таким образом, первый фермент проявляет сродство к неметоксилированным, а второй -- к метоксилированным звеньям.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >