Ферменты, использование микробных ферментов

Применение в пищевой и легкой промышленности ферментов, полученных из микроорганизмов, позволяет значительно интенсифицировать технологический процесс, повышает выход и улучшает качество готовой продукции. Получение ферментов из микроорганизмов гораздо дешевле, чем из животного и растительного сырья, так как микроорганизмы: обладают очень богатым набором ферментов. Среди них есть даже такие, каких нет у животных и растений; быстро размножаются и в течение короткого времени дают огромную массу клеток, из которых можно выделить большое количество ферментов. Некоторые ферменты получают из культуральной жидкости (среды); выращивают на дешевых средах, являющихся, как правило, отходам и различных пищевых производств; выращивают в специальных ферментерах, в которых удобно управлять всем процессом. Продуцентами ферментов являются грибы, бактерии, дрожжи. Ферменты получают разной степени очистки. Самые чистые ферменты используют в медицине, нативные — в кормопроизводстве. Аминолитические грибные ферменты применяют в производстве этилового спирта из крахмалсодержащего сырья вместо зернового солода, в хлебопекарной промышленности — вместо солода при изготовлении заварного ржаного хлеба, добавляют амилазы и в пшеничное тесто. В результате ускоряется процесс изготовления теста: увеличивается объем и пористость хлеба, улучшается его внешний вид, аромат и вкус. Применение амилаз в пивоварении позволяет частично заменить солод несоложеным (непророщенным) ячменем. Грибная глюкоамилаза дает возможность получать глюкозную патоку и кристаллическую глюкозу из крахмала. Пектолитшеские ферменты используют в производстве соков и виноделии. Эти ферменты разрушают пектин, что приводит к ускорению выделения сока, увеличению его выхода, улучшению фильтрации и осветлению. Пептидные ферменты применяют для повышения стойкости (предохранения от белкового помутнения) вина и пива. Их же используют в сыроделии вместо части сычужного фермента. Можно использовать пептидные ферменты для размягчения мяса, ускорения созревания мяса и сельди, для получения из отходов мясной и рыбной промышленности пищевых гидролизатов. Используют их и в других технологических процессах переработки животного и растительного сырья.

 

Поступление питательных веществ в клетки микроорганизмов.

  Поступление питательных веществ (молекул) в клетку из среды и выделение продуктов обмена определяет взаимодействии клетки со средой. За поступление питательных веществ в клетку отвечает мембрана, которая селективно (избирательно) пропускает не все вещества, а только те, которые необходимы данный момент. Некоторые молекулы поступаю клетку путем пассивной диффузии до выравнивания концентраций. Пассивно проходят через мембрану кислород, вода, а так жиры и жирные кислоты. Вода обеспечивает осмотическое состояние клетки. Пассивная диффузия важна и для удаления из клетки продуктов обмена. Скорость диффузии может быть увеличена за счет механизма облегченной диффузии, в котором участвуют пермеазы — пересекающие мембрану белки-переносчики. Они связываются с транспортируемым веществом, претерпевают конформационные изменения, в результате чего вещество переносится через мембрану в область его более низкой концентрации.

Облегченная диффузия ускоряет процесс выравнивания концентраций, но не может привести к концентрированию вещества внутри клетки. Это может сделать только активный транспорт веществ через мембрану, осуществляемый трансмембранными белками. Трансмембранные белки представляют собой важнейшее приспособление клетки для взаимодействия с окружающей средой. Они осуществляют не только перенос молекул через мембрану, но и активный транспорт, который позволяет избирательно концентрировать внутри клетки необходимые ей вещества против градиента, осуществляя специфическую химическую реакцию. Активный транспорт осуществляется с затратой энергии либо АТФ, либо за счет энергизованной мембраны. От активного транспорта зависит сродство (аффинность) клетки к субстрату, а это важнейший признак, определяющий и набор, и концентрацию используемых веществ. Особо надо отметить, что клетки обладают разными системами транспорта вещества, которые включаются в зависимости от высокой или низкой концентрации субстрата.