Разложение пектиновых веществ

Пектиновые вещества входят в состав срединных пластинок, склеивающих клетки в тканях растений. Особенно много пектиновых веществ в плодах, ягодах, корнеплодах. Эти вещества представляют собой гетерогенные полисахариды, в основе молекулы которых лежит цепь полигалактуроновой кислоты, соединенной с нейтральными сахарами. Пектиновые вещества различных растений, а также разных органов растений заметно различаются по своему составу. Разложение пектиновых веществ происходит при участии пектинолитических ферментов микроорганизмов. Различают три группы пектиновых веществ: протопектин – водонерастворимый компонент клеточной стенки растений. Под влиянием фермента протопектиназы превращается в растворимый пектин; пектин – водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, содержащий метилэфирные связи (пектинметилэстераза разрушает пектин до пектиновой кислоты и метилового спирта); пектиновая кислота – водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, свободный от метилэфирных связей.

Процесс разложения пектиновых веществ начинается с ферментативного гидролиза, который вызывается бактериями, актиномицетами и грибами:

С₄₈Н₆₈О₄₀+ Н₂О →4СНО(СНОН)₄СООН+С₆Н₁₂О₆+ С₅Н₁₀О₅+ С₆Н₁₂О₆+ 2СН₃ОН+ 2СН₃СООН

пектиновая к-та галактуроновая к-та галактоза ксилоза арабиноза метанол уксусная к-та

В анаэробных условиях продукты гидролиза пектиновых веществ (галактоза, ксилоза, арабиноза) сбраживаются по типу маслянокислого брожения. Состав конечных продуктов определяется видом микроорганизма. Наиболее активно брожение пектиновых веществ происходит при участии бактерий Clostridium (C.pectinovoriu, C.felsineum). Clostridium pectinovoriu – крупные палочки (4-8 мкм), одиночные или в цепочках, плектридиальный тип спорообразования. Оптимальная температура их роста 30⁰С, продуктами брожения являются масляная и уксусная кислоты, а также СО₂ и Н₂. При накоплении кислот в среде эти клостридии прекращают активное развитие. Продолжают далее разрушение пектиновых веществ Clostridium felsineum, так как они являются более кислотоустойчивыми. Кроме указанных продуктов, эти бактерии образуют некоторое количество ацетона и бутанола. Они более мелкие палочки (3-5 мкм), располагаются одиночно или парами, клостридиальный тип спорообразования, оптимальная температура 37⁰С. Происходит размягчение и распад растительных тканей (мацерация). Бактерии имеют также практическое значение, так как обуславливают мацерацию прядильных растений (льна, конопли). Они используются в качестве закваски для мочки прядильных растений.

В аэробных условиях продукты гидролиза пектиновых веществ окисляются до СО₂ и воды грибами Mucor stolonifer, Cladosporium herbarum, Alternaria sp., бактериями Bacillus subtilis, B.masentericus.