• 1.1.3. Целулоза и целулази
  • 1.2. Комерцијални пектинолитички ензимски препарати 1.2.1. Состав
  • 1.2.2. Својства
  • 1.2.3. Производство
  • 1.2.4 Специфични употреби
  • 1.2.5. Комерцијални пектинолитички ензимски препарати кои се користат за овошна обработка



  • страница3/10
    Дата22.01.2019
    Размер2.02 Mb.

    Примена на ензими во винарската индустрија


    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    1.1.2. Хемицелулоза и хемицелулази

    Хемицелулозите се многу разгранети полисахариди кои се водородно поврзани со површината од целулозните микрофибрили. Тие се пократки отколку целулозните синџири и спротивно на целулозата, обично не формираат кристална структура. Хемицелулозните разгранувања помагаат на врзувањето на микрофибрилите еден со друг и со друга средина, соединенија, особено со пектин. Овие вкрстени врски на целулозните микрофибрили во мрежа од цврсти, влакнести молекули се одговорни за механичката јачина на растителните клеточни sидови. Во растенијата како што се лен, памук или коноп, ксилозата е составена од хемицелулози-ксилани кои се најобични примери [11].

    Хемицелулозите се составени од четири главни полисахариди: арабинани, галактани, ксилани и ксилоглукани. Арабинаните имаат ’рбет од α-1,5 поврзана со арабинофураносил, и разгранување со молекули на арабинофураносил кое се случува на секоја трета единица низ должината на синџирот. Галактаните имаат ’рбет од остатоци од D-галактопираносил кои се поврзани со едното или другото β-1,4 или β-1,3. Овие синџири може да бидат заменети со арабинофураносил групи или арабинани и да се добијат арабиногалактани.

    Има три форми на ензими арабинази. Арабинозидаза А ги цепи арабинан- олигомерите на мономери. Арабинозидаза В ги цепи разгранетите арабинани и се добива линеарен синџир со отстранување на крајните поврзани α-1,3 арабинофураносил странични синџири. Во исто време овој ензим ги цепи крајните арабинофураносилни групи од нередуцираниот крај на линеарниот синџир. Ендоарабиназата случајно го хидролизира линеарниот синџир и го раздробува во олигомери.

    Има две форми на ензими галактанази, и тоа ендогалактаназа и галактаназа. Ендогалактаназата делува случајно на галактан-синџирот, раскинувајќи ги β-1,4 врските, додека галактаназата делува случајно за раскинување на β-1,3 и β-1,6 врските.

    1.1.3. Целулоза и целулази

    Целулозата е во изобилие во основните и споредните клеточни sидови, и сочинува 20-30% од сувата материја од најмногу основни клеточни sидови [10]. Тоа е линеарен полимер од глукозни остатоци, кои се поврзани со β-1,4 врски, овозможувајќи им на полисахаридите да формираат долги прави синџири. Неколку снопчиња од такви синџири се здружуваат во паралела со други такви и формираат кристални снопови кои се наречени микрофибрили. Многубројни водородни врски на надворешниот и внатрешниот синџир обезбедуваат крутост. Својствата на целулозата може да се променливи во зависност од степенот на полимеризација и степенот на кристалност. Целулозата со понизок степен на кристалност е полесно цеплива за ензимите.

    Во клеточниот sид, целулозните микрофибрили се вградени во состав кој се состои од протеини, лигнин, хемицелулозa и пектин [12].

    Целулазата е систем од ензими кој вклучува ендоглуканаза, егзоглуканаза и целобиаза (β-глукозидаза). Ендоглукaназата случајно ги хидролизира β-1,4 глукозните врски во синџирот, додека егзоглуканазата само ги цепи врските на нередуцираниот крај и се добива друга глукоза, или нејзиниот димер на целобиоза. Целобиазата ги одвојува целобиозите во два глукозни молекула. Целобиозите јако ја инхибираат активноста на обете ендо- и егзоглуконаза, така целобиазата е неопходна во целулазниот комплекс. Целулазите се наоѓаат во сите царства, но најмногу во Fungi и Prokaryotae [13].



    1.2. Комерцијални пектинолитички ензимски препарати

    1.2.1. Состав

    Ензимите се протеини составени од најмногу до 20 аминокиселини [14]. Активните компоненти на ензимите се составени од биолошко активни протеини. Овие протеини имаат многу комплексна структура и може да бидат врзани со метали, карбохидрати и липиди. Модел на ензим-пектиназа упатува на комбинација од најмалку шест различни ензими [15]. Во принцип ензимите во пектиназа се пектин-метилестераза (3.1.1.11), пектин- лиаза (4.2.2.10), и полигалактуроназа (3.2.1.15) [16]. Пектиназата се продава во форма на прав или течна [17].



    1.2.2. Својства

    Ензимските препарати може да се состојат од цели клетки, делови од клетки, или ослободени клеточни екстракти од употребениот извор. Активните компоненти имаат познати молекулски тежини во опсег од 12.000 до неколку стотина илјади [16]. Eнзимите може да бидат во течна, полутечна, или сува форма. Ензимите, а особено пектиназата се лесно растворливи во вода, а практично нерастворливи во алкохол, хлороформ и во етер. Течните се обично во воден раствор, имаат многу од истите својства од водата, со точка на вриење незначително над 100 0C. Сувите препарати се бели до темножолти, а течните обично од темножолти до темнокафени.

    Поедините препарати општо се карактеризираат со функционалностa и активностa подобро отколку со својствата на производот. На пример, пектиназата го хидролизира пектинскиот молекул [18]. Бојата на препаратите може да варира од практично безбојна до темнокафена [16].

    1.2.3. Производство

    Ензимите се произведувале со клеточен анаболизам, природно случување на биолошките процеси на правење покомплексни молекули од поедноставни единки. Изворот на организми за прехранбената обработка вклучува бактерии, габи, виши растенија и животни [17]. Ензимите може да бидат екстрахирани од даден извор на организам со различни методи [14]. Најмногу од организмите што произведуваат комерцијални пектинолитички ензими се карактеризираат габите од некој сорти Aspergillus niger, одгледувани со контролирана ферментација [19].

    Изолација на ензимите од нивните интрацелуларни извори обично започнува со одвојување од средината, вообичаено со физички средства како центрифугирање и сортирање според специфичната тежина. Клеточните sидови на организмите се раскинуваат со механички процес на хомогенизација. Екстрацелуларно производство каде што ферментацискиот организам излачува ензими во форма која може сигурно да се изолира. Било како, техниката на јонска измена може да биде употребена за прочистување на екстрацелуларните производи [20]. Последното прочистување е со центрифугирање и адсорпција со соодветен атсорбент [21].

    1.2.4 Специфични употреби

    Ензимите имаат многу варијанти на употреба [22]. Особено, пектиназата е употребувана обично за деполимеризација и деестерификација на растителните пектини во овошјето како што се: јаболка, лимони, портокали, цреши, грозје, домати и др.. Примената на пектиназа овозможува намалување на губитоците и енергијата, употребена на единица од производот, подобрување на аромата и бојата, појачување на бистрината, зголемување на приносот на овошен сок и др. [14, 17].



    1.2.5. Комерцијални пектинолитички ензимски препарати

    кои се користат за овошна обработка

    Од раните 1950-ти пектиназите биле користени во обработката на овошјата за добивање бистри или стабилни матни сокови, овошни нектари, каши и концентрати. Тие обезбедувале подобра екстракција на сок и други сакани соединенија од клетките, со пократко и поефективно време на пресување. Тие исто така го разбиструвале сокот со брзо разбивање на големите полисахаридни единици, го намалувале вискозитетот на сокот и ја подобрувале стабилноста и филтрабилноста на производот.

    Времето на обработка и вискозитетот може да биде намален со употреба на погодни ензими. Зависно од овошјето или зеленчукот, производот и процесните барања, специфичните ензими може да се употребат за мацерација и постигнување на бистрината на сокот [23-27].

    Mногу сокови се добиваат со механичко дробење и пресување на пулпа од каде што се добива матна мешавина која содржи клетки и делови од клеточни sидови во течноста. Пресувањето на овие пулпи и разбиструвањето на добиените сокови може да биде тешко ако е присутно големо количество пектин. Во добиениот сок со дробење и пресување, растворливиот пектин во течна фаза го зголемува вискозитетот, додека во деловите од пулпата пектинот е ограничен од хемицелулоза и целулоза и е задржан во желирана маса. За подобрување на пресувањето, рандманот на сок, вискозитетот и разбиструвањето, пектинестераза и полигалактуроназа, со или без пектин-лиаза се типично употребувани за разбивање на пектините и желираните делови. Разбиструвањето бара отстранување на матните честички, и во соковите од јаболко овие биле идентификувани како протеин-полисахаридни комплекси. На рН 3,5 јадрото од комплексот е протеин кој носи позитивно полнење, а оние обвитканите со пектини и други јаглехидрати носат негативно полнење. Пектиназите може да деградираат дел од пектинското обвиткување на откриените области од позитивното јадро, правејќи коагулација и таложење на комплексите со електростатска интерактивност [28, 29]. Овој механизам на ензимско таложење е прикажан на Слика 2. Ова исто така дозволува ефикасна употреба на желатин и бентонит како помош за отстранување на матнежот.

    Со цепење на пектинот се добива намалување на вискозитетот, зголемување на брзината на таложење и олеснување на филтрирањето.

    Ензимска мацерација од овошје и зеленчук се употребува за производство на нектарини и концентрати. Таа е наменета за производство на мазен производ кој содржи суспензија од цели, слободни клетки. Ендополигалактуроназа и пектин-лиазните ензими се најупотребувани обично во отсуство на хемицелулазна или целулазна активност. Целта е цепење на sидовите на меѓуклеточната средна ламела. Најефективна мацерација е со пектинестераза која ќе го претвори вискозитетот на сокот во ретка течност, но сепак делови од клеточниот sид уште ќе останат цели.





    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Примена на ензими во винарската индустрија