Гидролиз ди- и полисахаридов, Ферментативный гидролиз полисахаридов

Гидролиз дисахаридов и полисахаридов

Гидролиз ди- и полисахаридов – наиболее распространенный процесс, протекающий в пищевых продуктах при тепловой и холодильной обработке, а также при хранении картофеля, плодов и овощей в замороженном и охлажденном состоянии.

При нагревании дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) под действием кислот или в присутствии ферментов  распадаются на моносахариды. Сахароза в водных растворах под влиянием кислот присоединяет молекулу воды и гидролизуется на равное количество глюкозы и фруктозы, вращающих плоскость поляризации влево, а не вправо, как сахароза.

Такое преобразование называют инверсией, а эквимолекулярную смесь глюкозы и фруктозы – инвертным сахаром, который имеет более сладкий вкус, чем сахароза.

Полисахариды также при нагревание под действием кислот или в присутствии ферментов подвергаются гидролизу с образованием низкомолекулярных соединений, принимающих участие в обменных процессах.

Из высокомолекулярных соединений существенным изменениям подвергаются крахмал и пектиновые вещества.

Ферментативный гидролиз некрахмалистых полисахаридов

Этот гидролиз имеет место под действием ферментов целлюлолитического, гемицеллюлазного и пектолитического комплекса. Используется в пищевой технологии для более полной переработки сырья и улучшения качества продукции. Например, гидролиз некрахмалистых полисахаридов (пентозанов и др.) при солодоращении имеет значение в последующем для образования окрашенных и ароматических продуктов (при сушке солода и создании определенных органолептических свойств пива). В производстве соков и в виноделии — для осветления, увеличения выхода сока, улучшения условий фильтрации.

Гидролиз целлюлозы происходит под действием комплекса целлюлолитических ферментов.

Гемицеллюлозы вместе с пектиновыми веществами образуют основ­ное вещество клеточных оболочек растений. Гидролиз гемицеллюлоз име­ет место под действием обширного комплекса гемицеллюлазных фер­ментов. Эта группа полисахаридов, разнородная по строению, молеку­лярной массе и составу, при гидролизе дает довольно разнообразный на­бор соединений: глюкозу, фруктозу, маннозу, галактозу, ксилозу, араби-нозу, глюкуроновую и галактуроновую кислоты.

Гидролиз пектиновых веществ имеет место под действием пектолитических ферментов.

Пектинэстераза гидролизует сложные эфирные связи в пектиновой кислоте и пектине и отщепляет метиловый спирт.

Полигалактуроназа осуществляет гидролитическое расщепление α-1,4-гликозидных связей в цепи пектиновых веществ и по своему действию на пектиновые вещества разделяется на эндо- и экзоферменты.

Протопектиназа – это фермент, действующий на протопектин.

При переработке пищевого сырья в пищевые продукты эти реакции
занимают важное место. Они катализируются кислотами и щелочами, и
многие из них идут по типу β-элиминации. Пентозы, как главный про­дукт дегидратации, дают фурфурол, гексозы — оксиметилфурфурол и
другие продукты, такие как 2-гидроксиацетилфуран, изомальтол и мальтол. Фрагментация углеродных цепей этих продуктов дегидратации при­водит к образованию левулиновой, муравьиной, молочной, уксуснойкислот и ряда других соединений. Некоторые из образующихся продуктов обладают определенным запахом и могут поэтому сообщать пище­вому продукту желательный или, наоборот, нежелательный аромат. Этиреакции требуют высокой температуры. Фурфурол и оксиметилфурфу­рол образуются при тепловой обработке фруктовых соков. Токсичностьэтих продуктов изучалась на крысах, и было отмечено, что фурфурол токсичнее оксиметилфурфурола.

Ключевым соединением в реакции дегидратации является 3-дезоксиглюкозон (образование которого из D-глюкозы показано на рисунке 2.10.

Реакция β-элиминации может продолжаться с енольной формой 3-дезоксиглюкозона. Конечным продуктом является оксиметилфурфурол (рис.)

3-дезокси-D-глюкоза

3-дезокси-D-глюкоза

Образование оксиметилфурфурола.

образование оксиметилфурфурола
Образование оксиметилфурфурола.

 

Ссылка на основную публикацию