Липоксигеназа, Роль липоксигеназы в хлебопечении

Липоксигеназа

Липоксигеназа катализирует окисление полинена­сыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой), и их эфиров. Окисле­ние происходит за счет молекулярного кислорода. Ненасыщенные жирные кислоты превращаются в гидроперекиси, при этом изменяется положении двойной связи:

Возможно образование и циклических перекисей по следующей схеме:

Однако основное количество жирных кислот превращаются в гидро­перекиси, обладающие сильными окислительными свойствами, и имен­но на этом основано использование липоксигеназы в пищевой промыш­ленности.

Гидроперекиси жирных кислот – активные окислительные агенты, способные окислять ненасыщенные жирные кислоты, каротиноиды, хлорофилл, аминокислоты, аскорбиновую кислоту. Таким образом, дей­ствие липоксигеназы инициирует целый ряд различных окислительных реакций в растительном сырье.

Высокая липоксигеназная активность найдена в покоящихся семе­нах бобовых и льна, в зародышах злаков. В семенах подсолнечника, рапса, конопли, ореха активность фермента невелика, она возрастает при прорастании семян.

Липоксигеназа – железосодержащий глобулин. Молекулярная масса растительных липоксигеназ лежит в пределах 67–108 кДа, оптимальный рН 6,2 –7,5, температура 20–400 С.

Самым богатым источником фермента является мука соевых бобов. Липоксигеназа, полученная в кристаллическом состоянии из семян сои, имеет молекулярную 102 000 Да, изоэлектрическую точку 5,4.

В зерне пшеницы активность липоксигеназы колеблется в значительных пределах и является сортовым признаком. Кроме того, активность липоксигеназы связана с показателем жизнеспособности зерна. Она закономерно снижается со снижением всхожести зерна и может быть биохимическим тестом жизнеспособности семян. Значительная часть липоксигеназы пшеницы прочно связана с клейковинными белками и освобождается при обработке клейковинного комплекса раствором восстановленного глутатиона.

Липоксигеназе принадлежит важная роль в процессах созревания пшеничной муки, связанных с улучшением ее хлебопекарных достоинств, образующиеся под действием фермента продукты окисления жирных кислот способны вызывать сопряженное окисление ряда других компонентов муки (пигментов, SH-групп клейковинных белков, ферментов и др.). При этом происходит осветление муки, укрепление клейковины, снижение активности протеолитических ферментов и другие положительные изменения.

Образование гидроперекисей жирных кислот – начальная стадия их деградации, в процессе которой образуются летучие вещества, создающие характерный запах прогоркающих масел, муки, круп при их длительном хранении.

Для предотвращения отрицательных последствий действия липоксигеназы в хранящихся продуктах предпринимают различные меры. Во избежание прогоркания муки при помоле зерна отделяют фракцию за­родышей – наиболее богатую липоксигеназой часть зерна. При расфа­совке растительных масел и жиросодержащих продуктов по возможно­сти исключают попадание кислорода или используют специальные упа­ковочные материалы, на которые нанесен фермент глюкозоксидаза, ее субстрат глюкоза и буферные соли (система, поглощающая кислород в реакции окисления глюкозы в глюконовую кислоту).

Широкое применение нашли различные антиоксиданты – токофе­ролы, каротиноиды, янтарная и фумаровая кислоты, флавоноиды (морин, кемпферол, мирицетин, кверцетин, дегидрокверцетин и др.), аскор­биновая кислота, растительные экстракты, содержащие комплекс раз­личных антиоксидантов.