Ферменты

  • 22 янв. 2013 г.
  • 2381 Слова
Ферменты, применяемые в пищевой промышленности и биотехнологии.
ВВЕДЕНИЕ
Человечество использует ферменты для приготовления продуктов питания с незапамятных времен. Изучать ферменты начали в XVIII в.. когда были открыты пищеварительные ферменты, выделены ферменты из биологических объектов: пероксидаза из хрена, и α-амилаза из зерна и др. В ХIX в. получены первые чистые формы ферментов ипредложен термин «энзим» (от греч, enzymos - связанный с брожением теста). Возникновение энзимологии как самостоятельной научной дисциплины стало возможным с развитием химии, биологии и медицины.



















Начало изучения структуры ферментов было положено работой Д. Самнера, который впервые установил белковую природу ферментов. За 20 лет, прошедших после его открытии, было описаноболее 130 кристаллических ферментов.
В середине XX в. методы рентгеновской кристаллографии и ядерно-магнитного резонанса стали использовать для изучения каталитических свойств ферментов и особенностей фермент-субстратных взаимодействий.
В конце столетия появилась возможность открывать и создавать новые ферменты, ранее не существовавшие в природе, получать микроорганизмы-продуценты ферментов снеобходимыми для человека свойствами, идентифицировать ранее неизвестные ферменты, изучить их и модифицировать: изменять аминокислотную последовательность первичной структуры ферментов, а также модифицировать химические группы ферментов, участвующие в образовании фермент-субстратного комплекса.
Достижения современной энзимологии значительно расширили возможности применения ферментов в первую очередь в медицинеи пищевой промышленности, где их используют практически во всех отраслях (табл. 1). Это обусловлено их преимуществами по сравнению с химическими катализаторами: избирательностью и стерео-специфичностью действия, возможностью достижения высоких скоростей превращения субстратов при относительно мягких условиях технологии, безвредностью для окружающей среды и человека.
Ферменты не являютсячужеродными для организма человека веществами. В пищевых технологиях используют в основном ферменты, присутствующие в пищевом сырье, которые поступают в организм человека при потреблении свежих фруктов и овощей, орехов, молока, сброженных и консервированных продуктов. В пищевых продуктах ферментов содержится мало - миллиграммы на килограмм продукта. При кулинарной и технологической обработке пищевых продуктовферменты, как правило, инактивируются.
Продолжается поиск новых возможностей использования ферментов в пищевой промышленности. Основными направлениями исследования являются:
модификация свойств индивидуальных ферментов с целью повышения их активности и удешевления целевых продуктов;
скрининг новых микроорганизмов-продуцентов ферментов;
получение новых рекомбинантных ферментов с заданными свойствами;применение ферментативных реакций для получения ценных пищевых ингредиентов и биологически активных веществ;
разработка пищевых нанотехнологий с использованием ферментов.
Современные методы модификации ферментов позволяют увеличивать стойкость ферментов к действию различных химических реагентов и ингибиторов, рН, температурному воздействию; изменять рН оптимума ферментов, их субстратную специфичность исвязывающие свойства; регулировать предпочтения определенных металлов-кофакторов и каталитические свойства ферментов.
Химическая модификация - наиболее известный вид модификации ферментов [1.2]. Ее методы должны отвечать следующим требованиям:
используемые химические реагенты должны быть безвредными (особенно в случаях дальнейшего использования ферментов в пищевых технологиях);
условия модификации не должны бытьжесткими, приводящими к ухудшению свойств ферментов; модифицированные ферменты должны отделяться от реакционной среды относительно простыми и недорогими способами;
применение модифицированных ферментов должно быть экономически выгодным.
Отрасль Этапы технологически» процессов и технологические цели применения ферментов
Технология...