Ферменты в составе продуктов питания

Общие сведения о ферментах

В любой живой клетке образуются такие сложные белковые соединения как ферменты. По своей сути они представляют собой биологические катализаторы белковой природы. Иными словами, ферменты, которые еще известны как энзимы, активизируют различные химические реакции, которые происходят в живом организме.

В настоящее время учеными обнаружено около 1 000 ферментов. Причем каждый из открытых ферментов характеризуется исключительной специфичностью действия. Речь идет про то, что один фермент катализирует только одну определенную химическую реакцию.

Для образования названий ферментов используется следующее правило: берется название вещества, на которое действует фермент, и к нему прибавляется окончание «аза». Например, фермент, который расщепляет сахарозу, называется сахаразой, а фермент, который расщепляет лактозу, - лактазой.

Отличительной чертой ферментов является присущая им очень большая активность. Так, небольшой дозы ферментов может быть достаточно для превращения огромного количества вещества из одного состояния в другое. Например, 1,6 грамма амилазы пищеварительного сока человека способны за 1 час расщепить 175 килограмм крахмала, а 1 грамм пепсина желудочного сока может расщепить 50 килограмм яичного белка.

Основные свойства ферментов

У ферментов можно выделить определенные свойства. В частности, ряд ферментативных процессов обратимо, что означает наличие у ферментов проявляемой в зависимости от сложившихся условий способности к ускорению как процесса распада, так и процесса синтеза вещества.

Ферменты очень чувствительны к изменению температуры. В частности, достижение температуры 40 - 50 °С приводит к проявлению ферментами наивысшей активности. В связи с этим продукты предупреждают от порчи в результате действия ферментов путем их либо хранения на холоде, либо тепловой обработки.

Еще одним важным фактором активности ферментов является влажность среды. Если данный показатель повышается, то ферментативные процессы ускоряются, что, в свою очередь, приводит к порче продуктов.

Еще активность ферментов зависит от реакции среды (рН). Например, действию пепсина желудочного сока способствует кислая среда.

Помимо этого, скорость ферментативных процессов определяется состоянием вещества, которое оказывается под воздействием фермента. Также в данном случае играет роль присутствие или отсутствие в среде других веществ. Так, белок мяса, который свернулся при тепловой обработке, расщепляется ферментом быстрее сырого белка, а присутствие в супах пассерованной муки снижает скорость, с которой витамин С разрушается под действием ферментов.

Пищевая характеристика ферментов

Ферменты значительным образом сказываются на процессах производства, хранения и кулинарной обработки продуктов питания. В частности, для изготовления сыров используются сычужные ферменты, а ферменты, которые выделяют бактерии и дрожжи, принимают участие в получении кисломолочных продуктов, квашеных овощей и в брожении теста.

Ферменты оказывают большое влияние на качество продуктов. С одной стороны, ферменты оказывают положительное влияние, что, например, имеет место при созревании мяса после убоя животных и при посоле сельди. С другой стороны, ферменты оказывают отрицательное влияние, что, например, проявляется в потемнении яблок и картофеля в процессе их чистки и нарезания (чтобы предотвратить эту прочу, необходимо яблоки немедленно отправить в тепловую обработку, а картофель погрузить в холодную воду).

Хранение и неправильная варка овощей и фруктов приводят к тому, что ферменты разрушают (точнее говоря, окисляют) витамин С. В связи с этим овощи и фрукты нужно погружать при варке в кипящую воду или бульон, где происходит быстрое разрушение ферментов.

Ферменты способны привести к окислению жиров. Ферменты, выделяемые попавшими в пищу микробами, могут быть вызваны следующими процессами:

• прокисание супов;
• гниение фруктов;
• брожение компотов и варенья.

Для прекращения отрицательного действия ферментов можно при хранении продуктов либо повысить, либо понизить температуру воздуха.

Современные ученые организовали большое количество научных исследований, нацеленных на более тщательное изучение ферментативных процессов, результаты которого позволят в дальнейшем массово использовать их в пищевой промышленности. В частности, уже сейчас разработаны способы размягчения соединительной ткани мяса при помощи фермента прототерризина. Более того, изучаются ферментативные процессы, которые способны замедлить процесс очерствения хлеба.

В пищевой промышленности еще имеет место использование следующих ферментов в следующих случаях:

• амилаза – используется при производстве сахара из крахмала, например, при приготовлении кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы;
• протеаза – используется для снижения уровня белка в муке, чтобы она стала пригодной для приготовления печенья;
• трипсин – используется в процессе производства гипоаллергенного детского питания;
• целлюлаза и пектиназа – используются для очистки фруктовых соков.

Ферментные препараты в настоящее время нашли применение в медицине, животноводстве, при переработке сельскохозяйственного сырья. Ферменты получают из культур микроорганизмов, а также из растительного и животного сырья.

Таким образом, в состав многих продуктов питания входят ферменты. Они являются значимыми для человеческого организма органическими соединениями, которые способствуют активизации многих химических реакций, выступая, тем самым, в роли биологического катализатора.