Роль ферментов в дыхании растительного сырья. Под дыханием, происходящим во взаимосвязи растительного сырья с окружающей средой, понимают окислительно-восстановительные процессы, регулируемые ферментами. При дыхании происходит распад сахаров и кислот. Расходуемые органические вещества, в первую очередь сахара, систематически пополняются за счет разложения сложных соединений на более простые, в частности за счет гидролиза крахмала или окисления до сахаров других соединений.
Аэробное дыхание происходит в присутствии кислорода воздуха:
С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 2870 кДж;
Гексоза
С4Н6О5 + 3О2 = 4СО2 + 3Н2О.
Яблочная
Кислота
Анаэробное дыхание не требует присутствия кислорода:
С6Н12О6 = 2СО2 + 2С2Н5ОН + 234 кДж.
Приведенные реакции лишь обобщенно характеризуют процессы дыхания и не отражают всей сложности многочисленных ферментативных реакций, осуществляемых комплексом ферментов, главным образом оксидоредуктазами и лиазами. Аэробное и анаэробное дыхание имеет общий первый этап, при котором глюкоза ферментативным путем превращается в пировиноградную кислоту (СН3СОСООН). В дальнейшем разложение пировиноградной кислоты, осуществляемое за счет действия ферментов, зависит от вида дыхания.
Роль оксидоредуктаз при производстве и хранении пищевых продуктов.
Большое практическое значение из класса оксидоредуктаз имеет фермент полифенолоксидаза, который действует в присутствии кислорода воздуха на монофенолы, 0-фенолы, полифенолы, дубильные вещества с образованием темноокрашенных соединений – меланинов. При выпечке ржаного хлеба происходит ферментативный процесс образования меланинов за счет действия полифенолоксидазы муки на свободный тирозин:
полифенолоксидаза + О2
Тирозин, фенол 
меланины
Отрицательная роль этой биохимической реакции – потемнение продуктов, например: при получении хлеба и макаронных изделий при использовании муки, способной к потемнению; потемнение на воздухе срезов картофеля, яблок.
Способы предотвращения нежелательного потемнения изделий:
1. Сульфитация – этот способ заключается в химической обработке продукта перед сушкой.
2. Бланширование – это термическая обработка картофеля, плодов и овощей.
аскорбинатоксидаза + О2
Аскорбиновая кислота дегидроаскорбиновая
кислота
Действие этого фермента нежелательно при сушке различных пищевых продуктов: яблок, картофеля, овощей, т.к. образующая дегидроаскорбиновая кислота подвергается распаду, в результате чего снижается содержание витамина С, что сказывается на его пищевой ценности. Для инактивации фермента применяют сульфитацию или бланширование продуктов.
липоксигеназа + О2
Ненасыщенные жирные кислоты пероксиды
(линолевая и линоленовая)
Пероксиды являются сильными окислителями, которые действуют на ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты, каротиноиды, витамин А, аскорбиновую кислоту и аминокислоты. В результате образуются альдегиды и кетоны, которые придают изделиям неприятные запах и вкус.
Аскорбиновая кислота, азодикарбонамид, кислород, препараты с высокой липоксигеназной активностью, глюкозооксидазы с активностью фермента каталазы, оксидазы, пероксидазы и др. - повышают силу муки, улучшают структурно-механические свойства теста, увеличивают объем хлеба, уменьшают расплываемость подовых изделий.
Роль гидролаз при производстве и хранении пищевых продуктов.
К числу важнейших гидралаз относится липаза, гидролизующая распад жира с образованием глицерина и свободных жирных кислот:
липаза
Ацилглицерин глицерин + свободные
жирные кислоты
Наибольшее значение из амилолитических ферментов имеют α – амилаза, β – амилаза и глюкоамилаза. α – Амилаза расщепляет крахмал с образованием низкомолекулярных декстринов и незначительного количества мальтозы.
α - амилаза
Крахмал низкомолекулярные + мальтоза
декстрины (незнач. кол-во)
При действии β – амилазы на крахмал в основном образуется мальтоза и небольшое количество высокомолекулярных декстринов.
β - амилаза
Крахмал мальтоза + высокомолекулярные
декстрины
Полное расщепление крахмала до мальтозы возможно при одновременном действии α - и β – амилаз.
Глюкоамилаза гидролизует крахмал с образованием преимущественно глюкозы и небольшого количества декстринов.
глюкоамилаза
Крахмал глюкоза + декстрины
Амилазы имеют большое значение при оценке хлебопекарных свойств муки, а именно при оценке ее газо- и сахаробразующей способности. В пшеничном тесте под действием зимазного комплекса дрожжей происходит спиртовое брожение, интенсивность которого зависит прежде всего от количества сахара, присутствующего в муке и тесте. Собственных сахаров в муке немного, и они расходуются на самых первых этапах брожения. В дальнейшем в спиртовом брожении участвует мальтоза, которая образуется в тесте за счет расщепления крахмала β – амилазой.
Диоксид углерода, возникающий при брожении, поднимает и разрыхляет тесто, определяя в итоге пористость хлеба. В процессе брожения теста сахара используются не полностью, часть их участвует на стадии выпечки в реакции меланоидинообразования, которая определяет в итоге цвет, вкус и аромат хлеба.
Протеолитические ферменты (протеиназы и пептидазы) катализируют расщепление пептидной связи белков и полипептидов. Под действием этих ферментов белок превращается в пептоны, полипептиды, конечным продуктом реакции являются аминокислоты.
Гидролиз белковых веществ определяет водопоглотительную, газо- и формоудерживающую способность муки, т. е. силу муки. Чем глубже идет реакция, тем слабее мука. Для производства большинства мучных кондитерских изделий необходима слабая мука, позволяющая получать пластичное тесто и тестовые заготовки неискаженной формы.
