Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
В производственных процессах, осуществляемых с помощью очищенных ферментов, используются особые конструкции «реакторов». Их описание не входит в задачи данной книги, однако они более просты, чем ферментеры.
12.16.3. Получение очищенных ферментов
Если фермент выделяют из микроорганизма, то этот микроорганизм сначала наращивают в большом количестве в ферментере, как это было описано выше в данной главе. Глюкозу стараются не использовать в качестве источника питания, потому что она подавляет синтез многих полезных ферментов. Обычно используют периодическую ферментацию, за исключением производства глюкозоизомеразы из Bacillus coagulans, которое представляет собой непрерывный процесс. Многие ферменты сами выделяются из клеток, являясь, таким образом, внеклеточными ферментами. Их гораздо легче очищать, чем те ферменты, которые остаются внутри клеток. В последнем случае клетки отделяют от жидкой среды и затем разрушают различными способами, высвобождая их содержимое. Затем продукт очищают, насколько это требуется. Для некоторых ферментов полная очистка необязательна.
Ферменты можно использовать либо в том виде, в котором они получены, например при изготовлении соков, размягчении мяса или в стиральных порошках, либо их можно иммобилизовать перед использованием (разд. 12.17.7).
12.16.4. Изготовление фруктовых соков
При приготовлении соков плоды сначала измельчают. Как и другие части растения, плоды состоят из клеток, окруженных клеточными стенками. В этих стенках содержится целлюлоза и другие сложные полисахариды, которые называются гемицеллюлозами. Клеточные стенки очень прочные, и их трудно разрушить. Для того чтобы повысить выход и качество продукта, на стадии разрушения добавляют целлюлазы и ге-мицеллюлазы, которые расщепляют целлюлозу и гемицеллюлозу стенок, делая их более «растворимыми» и обеспечивая более полное разрушение тканей. Ферменты подбирают таким об-
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
88 Глава 12
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
А
Рис. 12.26, А. Серия сосудов, демонстрирующих эффект увеличения дозы пектиназы в яблочном соке. Два мутных сосуда слева не содержат фермента. Остальные содержат (слева направо) 0.5; 1,0; 1,5 и 2,0 г пектиназы на 100дм3. Б. Яблочная мякоть до (вверху) и после (внизу) действия пектиназы. Пектиназа (ра-пидаза) удаляет пектин, покрывающий клетки, делая их более хрупкими и менее вязкими.
_Микробиология и биотехнология 89
разом, чтобы они работали при низких pH, поскольку фруктовый сок является кислым. Оптимум pH составляет 4—5.
Растительные клетки удерживаются вместе за счет других сложных полисахаридов, которые называются пектинами. Они представляют собой клейкие вещества, способствующие застыванию джема. При хранении или переработке фруктов они могут превращаться в водорастворимые пектины, поэтому они присутствуют во фруктовых соках (в растворе) даже в том случае, если удалены «кусочки», т. е. неразрушенные клетки и остатки клеточных стенок. При низких температурах пектины начинают вьщеляться из раствора и образуют коллоидную суспензию (суспензию крошечных частиц, которые не оседают). Это придает напитку мутноватый вид. Для некоторых потребителей, особенно в США и Англии, это непривлекательный признак, хотя его следует рассматривать скорее как показатель высокого содержания фруктов. Если к соку добавить ферменты, которые называются пектиназами, то они частично расщепляют пектины до полисахаридов и Сахаров, которые имеют небольшие размеры и остаются в растворе даже при низких температурах. Таким образом, пектиназы делают напиток более прозрачным (рис. 12.26), и его характеризуют как «холодоустойчивый». Источником пектиназ являются бактерии.
Те же принципы приложимы к изготовлению пива и вина, хотя мутность пива связана скорее с присутствием белка и таннинов, а не полисахаридов. Для разрушения белков и снижения мутности пива при охлаждении к нему добавляют протеиназы, такие как пепсин и папаин.
12.16.5. Размягчение мяса
Мясо — это в основном мышечный белок. Мышцы представляют собой пучки белковых волокон, которые собраны в блоки, окруженные соединительной тканью. Соединительная ткань тоже содержит структурные белки, в частности коллаген и эластин. Коллаген образует «белые волокна», жесткие и неэластичные; эластин образует эластичные «желтые волокна». Мясо можно сделать более пригодным для пережевывания, другими словами, более мягким, предварительно расщепив некоторые из белков соединительной ткани и некоторые из мышечных волокон. При этом волокна укорачиваются, легче отделяются друг от друга и поэтому легче разрушаются.
БОТАНИКА_
Ферменты, разрушающие белки, называются протеиназами; для размягчения мяса чаще всего используется папаик. Его получают из сока растения папайя. Размягчители мяса, содержащие этот фермент, есть в продаже, и их можно использовать в домашних условиях. Перед приготовлением мясо следует на некоторое время оставить «мариноваться» в соке, чтобы ферменты могли сделать свое дело, так как когда мясо начинают готовить, ферменты денатурируют. В некоторых странах, но не в Великобритании, папаин вводят в кровь животным непосредственно перед забоем или сразу после него, чтобы сделать мясо более мягким.
