Гидролиз пектиновых веществ и целлюлозы, оптимальные условия их действия. Гидролиз крахмала, осуществляемый амилолитическими ферментами. Целлюлолитические микроорганизмы и ферменты. Преимущества ферментативного способа получения белковых гидролизатов.
Аннотация к работе
Гидролиз (греч. hydor вода lysis разложение) - разложение веществ, проходящее с обязательным участием воды. Живые организмы осуществляют гидролиз различных органических веществ в ходе реакций катаболизма при участии ферментов[12]. Так в процессе пищеварения высокомолекулярные вещества (белки, жиры, полисахариды и др.) подвергаются ферментативному гидролизу с образованием низкомолекулярных соединений (соответственно, аминокислот, жирных кислот и глицерина, глюкозы и др.).К гидролазам относятся многие пищеварительные ферменты.Пектиновые вещества __ высокомолекулярные соединения углеводной природы, полисахариды, состоящие из остатков галактуроновой или глюкуроновой кислот, соединенных связями ?-1,4. В составе этой цепочки могут быть ответвления в виде остатков метилового спирта СН3О-, часть водородных атомов карбоксильных групп может быть замещена катионами металлов. Сахаридный комплекс образует нейтральную фракцию пектиновых веществ, а полигалактуроновая цепочка с метоксильными группами - кислую фракцию[11]. К пектиновым веществам относят протопектин, пектин, пектиновые кислоты. Пектин или растворимый пектин - водорастворимые полигалактуроновые кислоты, карбоксильные группы которых в различной степени соединены с остатками метилового спирта, т.е. этерифицированы.Крахмал - полисахарид, состоящий в свою очередь из двух полисахаридов, которые отличаются степенью полимеризации и типом строения - амилозой. Структурной единицей крахмала, а, следовательно, амилозы и амилопектина, является глюкоза, остатки которой соединены между собой ?-1,4 и ?-1,6-глюкозидными связями[1]. Амилоза имеет линейное строение (рисунок 3), связь между остатками глюкозы ?-1,4 (между 1-м и 4-м углеродными атомами). Гидролиз крахмала осуществляется амилазами (?-амилазой, ?-амилазой, глюкоамилазой и другими амилолитическими ферментами). ?-амилаза (декстриногенамилаза) - по механизму действия относится к эндоферментам, т.е. действует на молекулу субстрата изнутри, беспорядочно, что приводит к быстрому снижению вязкости раствора крахмала. Оптимальные условия действия фермента: РН 5,7, температура 70 °С. ?-амилаза (сахарогенамилаза) __ экзофермент, катализирует гидролиз связей ?-1,4 в полисахаридах, последовательно отщепляя остатки мальтозы от нередуцирующего (где отсутствует свободная альдегидная группа) конца цепей. ?-амилаза расщепляет амилозу полностью (если количество молекул глюкозы в ней четное) в мальтозу, если нечетное, то наряду с мальтозой образуется мальтотриоза (рисунок 5А).Представляет собой длинную неразветвленную цепь остатков глюкозы, соединенных связями ?-1,4. Входит в состав клеточных стенок растений, прочно связана в растительных материалах с другими соединениями: крахмалом, гемицеллюлозой, пектином. В настоящее время в промышленности полный гидролиз целлюлозы может быть проведен только концентрированными кислотами в очень жестких условиях (высокой температуре и давлении). Но провести глубокий ферментативный гидролиз целлюлозы невозможно изза ее нерастворимости и содержания большого количества примесей. Гемицеллюлозы делят на две группы: гексозаны и пентозаны, состоящие из остатков различных моносахаридов и их производных[7].В природе имеются так называемые целлюлолитические микроорганизмы, содержащие набор ферментов - целлюлаз, способных к расщеплению не только аморфной, но и кристаллической целлюлозы до глюкозы. Попадая на поверхность целлюлозосодержащего материала и прикрепляясь к ней, микроорганизм выделяет целлюлазы, под действием которых субстрат целлюлаза в непосредственной близости от грибка-паразита расщепляется до конечного продукта - глюкозы. Микроорганизм поглощает глюкозу в качестве основного продукта питания, размножается, растет, захватывая все большие участки поверхности, выбрасывает все новые и новые порции ферментов, пока не истощится доступная целлюлоза. Если же отделить от микроорганизма ферменты целлюлазы, сконцентрировать их и добавить к целлюлозе, процесс значительно ускорится.Ферментативный гидролиз белков происходит под действием протеолитических ферментов (протеаз). Ферменты не имеют строгой субстратной специфичности и действуют на все денатурированные и многие нативные белки, расщепляя в них пептидные связи-СО-NH-[18]. В результате образуется большое количество полипептидов и мало свободных аминокислот. Экзопептидазы (пептидазы) действуют, главным образом, на полипептиды и пептиды, разрывая пептидную связь с конца. Аминопептидазы катализируют гидролиз пептидной связи, находящейся рядом со свободной аминогруппой.Перспективным в этом отношении является гидролиз белкового сырья с целью производства белковых гидролизатов - продуктов, содержащих ценные биологически активные соединения: полипептиды и свободные аминокислоты. В качестве сырья для производства белковых гидролизатов могут быть использованы любые полноценные по аминокислотному составу природные белки, источниками которых являются кровь и ее составные компоненты; ткани и органы животных и растений; отходы молочной и пищевой промышленности; ве
План
Содержание
Введение
1.Действие гидролитических ферментов
1.1 Гидролиз пектиновых веществ
1.2 Гидролиз крахмала
1.3 Гидролиз целлюлоз и гемицеллюлоз
1.3.1 Целлюлолитические микроорганизмы и ферменты
2.Гидролиз белков
2.1 Преимущества ферментативного способа получения белковых гидролизатов
3.Значение гидролиза
Заключение
Список литературы
Введение
Гидролиз (греч. hydor вода lysis разложение) - разложение веществ, проходящее с обязательным участием воды.
Живые организмы осуществляют гидролиз различных органических веществ в ходе реакций катаболизма при участии ферментов[12].
Реакции гидролиза подвергаются самые различные вещества. Так в процессе пищеварения высокомолекулярные вещества (белки, жиры, полисахариды и др.) подвергаются ферментативному гидролизу с образованием низкомолекулярных соединений (соответственно, аминокислот, жирных кислот и глицерина, глюкозы и др.).
Без этого процесса не было бы возможным усвоение пищевых продуктов, так как высасываться в кишечнике способны только относительно небольшие молекулы. Так, например, усвоение полисахаридов и дисахаридов становится возможным лишь после полного их гидролиза ферментами до моносахаридов [4].
Человек получает энергию как за счет многостадийного процесса окисления пищи - белков, жиров и углеводов, так и за счет гидролиза некоторых сложных эфиров, амидов, пептидов и гликозидов.
Гидролиз - также основа синтеза мочевины.
Среди многочисленных способов проведения гидролиза выделяют основные - кислотный и ферментативный гидролиз. Ферментативный гидролиз в настоящее время представляется более перспективным[8].