Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
температуре до 110 °С. В этих условиях активность фермента
стабилизируется ионами кальция и высокой концентрацией субстрата в среде.
Для ожижения крахмал диспергируют в воде при нагревании; для уменьшения
вязкости и во избежание оседания крахмала при охлаждении проводят
частичный его гидролиз. При одностадийном ожижении фермент добавляют в
самом начале, до приготовления суспензии, которое проводят при 150°С в
течение 5 мин, после чего гидролиз ферментом ведут 2 ч при 95°С .При кис-
168
Глава 4
лотно-ферментном ожижении фермент вносят после желирова-нкя крахмала,
вызванного нагреванием.
При осахаривании используются термостабильные а-амила-зы, особенно
мальтогенные ферменты из грибов. Лучше всего они работают при 55 °С и
концентрации субстрата 3Q-40%. Процесс обычно продолжается более 48 ч.
Получаемые из крахмала сиропы содержат много мальтозы (40-50%); они
находят применение при производстве карамели и замороженных десертных
блюд.; Для получения сиропов с очень высоким содержанием мальтозы (80%)
мальтогенные экзоамилазы используются вместе с а-1,6-глюкозидазами.
Экзоамилазы расщепляют а-1,4-глюкозидные связи, а глюкогенные экзоамилазы
гидролизуют а-1,6-глюкозидные связи в разветвленных молекулах
олигосахаридов, в то время как мальтогенные экзоамилазы (например, р-
амилаза злаков) не способны проходить эти точки ветвления.
Последовательное удаление низкомолекулярных компонент (глюкозы или
мальтозы) с нередуцирующего конца полимерной молекулы крахмала приводит к
постепенному уменьшению вязкости; образующийся продукт имеет p-
конфигурацию при Ci-атоме восстанавливающей молекулы глюкозы. Для
промышленных целей глюкоамилазы получают из Aspergillus niger или
Rhizopus spp. Это низкоспецифичные ферменты, которые гидролизуют связи а-
1,3 и а-1,6 медленнее, чем а-1,4. Они стабильны в широком диапазоне pH и
более активны при 75 °С, хотя обычно им приходится функционировать при 65
°С. Эти ферменты могут также катализировать полимеризацию глюкозы с
образованием мальтозы и изомальтозы, но осахаривание никогда не достигает
равновесия, и эта реакция особого значения не имеет. В препаратах этих
ферментов присутствует загрязняющая примесь трансглю-козилаза,
катализирующая образование несбраживаемых олигомеров глюкозы за счет
реакции переноса молекул глюкозы при осахаривании. Это может существенно
снижать выход глюкозы. Глюкоамилазы применяются в основном в производстве
концентрированного сиропа (90-97% D-глюкозы), из которого вырабатывают
кристаллическую глюкозу или же концентрированные фруктозные сиропы (см.
предыдущий раздел). Для получения максимального выхода продукта при
осахаривании ключевое значение имеет процесс ожижения; при ферментативном
ожижении выход продукта больше, чем при кислотном, так как в этом случае
образуется меньше побочных продуктов. Глюкоамилазы применяются также при
выработке сиропов с высоким декстрозным эквивалентом или с высокой
степенью конверсии (35-43% глюкозы, 30-37% мальтозы и 8-13% мальтотриозы)
для пищевой промышленности. Сиропы, полученные кислотным гидролизом,
обрабатывают мальтогенными и глюкогенными ами-
4
Химия и технология
169
лазами. Состав продукта при этом зависит от соотношения использованных в
производстве ферментов.
Большинство разновидностей крахмала, важных в промышленном отношении,
содержит 80% амилопектина, который лишь частично расщепляется в ходе
ферментативного гидролиза. Под действием а-амилаз из него образуются
производные декстринов, которые далее уже гидролизоваться не могут. Так
как по точкам ветвления гидролиз под действием глюкоамилаз идет медленно,
используют а-1,6-глюкозидазы, из них в промышленном масштабе -
пуллуланазу (пуллулан-6-глюканогидролазу).
Ферментативная переработка крахмала проводится сегодня в широком
диапазоне pH. Задачей будущего является выделение термостабильных
ацидофильных ферментов, что позволит вести переработку при одном и том же
pH (4-5).
Другие ферменты, имеющие коммерческое значение (см. также гл. 3)
Сегодня ферменты применяются наиболее широко для превращения углеводов,
играющих особую роль в пищевой и молочной промышленности. Так, р-
галактозидазу (лактазу) применяют для гидролиза лактозы в снятом молоке.
Получаемый без-лактозный продукт используется теми людьми, организм
которых не способен синтезировать лактазу. Этот фермент применяется,
кроме того, для переработки лактозы сыворотки в глю-козогалактозные
сиропы, а также подкисленной сыворотки, образующейся при получении
творога.
Под действием инвертазы из сахарозы получают глюкозу. Для определения
количества глюкозы в жидкостях тела в клиниках в последнее время стала
широко использоваться глюкозо-оксидаза - как в свободной форме, так и
иммобилизованная.
На коммерческий уровень поставлено ферментативное разделение рацемических
смесей аминокислот и эфиров терпенов. Такие смеси аминокислот образуются
при химическом синтезе, .и разделение их по оптическим свойствам
