Вопрос 4 - Биохимические процессы, протекающие при хранении продовольственных товаров

Ферменты. Особенности ферментов как биологических катализаторов.

Дыхание. Его роль при хранении сырья и продуктов.

Гидролитические процессы.

Автолитические процессы.

К биохимическим относят процессы, обусловленные действием ферментов самого продукта. Активность протекания того или иного процесса зависит от природы продукта, особенностей обмена веществ, условий хранения. Наибольшее влияние на изменение химического состава при хранении оказывает дыхание, гидролитические и автолитические процессы.

Ферменты. Особенности ферментов как биологических катализаторов.

Ферменты - биологические катализаторы белковой природы - определяют в клетках растительных тканей направленность, последовательность и скорость протекающих биохимических реакций.

Отличительными свойствами ферментов является их высочайшая активность, лабильность и специфичность действия.

Активность ферментной системы зависит от состояния продукта и предварительных условий его обработки. В ряде продуктов устанавливается возможность активации или самоактивации ферментной системы.

Основные факторы, влияющие на ферментную активность:

1) наличие в пищевых продуктах протеинов, в структуру которых входят ферменты;

2) активность воды в материале;

3) рН среды продукта;

4) температура продукта;

5) физическое состояние ткани сырья.

Одним из необходимых условий активации ферментной системы является наличие свободной влаги и ее активности.

При повышении влажности выше критической происходит самоактивация ферментной системы и начинают протекать биохимические процессы. Активность ферментов зависит также от состава газовой среды, в которой находятся продукты. При снижении содержания кислорода активность ферментов уменьшается.

По характеру действия ферменты подразделяются на 6 классов:

- оксидоредуктазы

ферменты, инициирующие окислительно-восстановительные реакции липидного комплекса

- трансферазы

ферменты, участвующие в синтезе триацилглицеринов

- гидролазы

ферменты, катализирующие распад (гидролиз) простых и сложных липидов

- лиазы

- изомеразы

- лигазы

Активность ферментной системы должна быть особенно регулируема в продуктах, содержащихся в достаточном количестве протеины и липиды.

КЛАСС ОКСИДОРЕДУКТАЗ.

Глюкозооксидаза – этот фермент катализирует дегидрирование глюкозы. Глюкозооксидаза нашла применение в пищевой промышленности как для удаления следов глюкозы, так и для удаления следов кислорода. Препараты глюкозооксидазы применяют для удаления кислорода из пива, вина, фруктовых соков, ароматических экстрактов. Глюкозооксидазу используют также при обработке белых вин в целях предотвращения потемнения и порчи букета. Для удаления кислорода из продуктов, содержащих жир, упаковочный материал – синтетическую пленку пропитывают глюкозооксидазой.

Полифенолоксидаза – этот фермент действует на доноры водорода и катализирует включение молекулярного кислорода и представляет собой медьсодержащий протеин. Под действием этого фермента многие овощи и фрукты после их разрезания темнеют.

Процесс потемнения или побурения можно предотвратить или уменьшить путем добавления таких веществ как мета- и тетрабораты, аскорбиновая кислота, двуокись серы и бисульфит натрия.

Положительное влияние полифенолоксидазы – в ряде ферментативных процессов, например, при ферментации чая, табака, также придает характерный цвет при выпечке ржаного хлеба.

Аскорбатоксидаза –катализирует окисление аскорбиновой кислоты. Этот фермент ответственен за разрушение витамина С при технологической переработке растительного материала, но в то же время он положительно влияет на окраску и аромат растительных продуктов, например соков, связывая кислород.

Нежелательное действие можно предотвратить, подвергая сырье кратковременной тепловой обработке – бланшированию.

Липоксигеназа – этот фермент содержит в своем составе железо и катализирует окисление ненасыщеннные жирные кислоты. Липоксигеназа играет существенную роль в прогоркании жиров и жиросодержащих продуктов, в том числе получаемых из орехов, овса, муки и т.д.

Липоксигеназа применяется при производстве хлеба для получения очень белого мякиша.

Действие липоксигеназы приводит к нежелательным последствиям при длительном хранении различных зерновых продуктов. А именно, при окислении ненасыщенных жирных кислот, содержащихся в муке, крупе, происходит образование гидропероксидов, которые затем окисляют различные вещества, и в первую очередь липиды, придавая продуктам неприятные вкус и запах.

В то же время на первых этапах хранения свежеполученной муки липоксигеназа благотворно влияет на качество муки, ускоряя ее «созревание».

Пероксидаза –это фермент, катализирует реакцию окисления и специфична по отношению акцептора водорода.

Для увеличения лежкости и сохранности пищевых продуктов необходимо удалить или ингибировать пероксидазу, которая устойчива к действию повышенных температур.

О наличии этого фермента в молоке можно судить о правильном проведении процесса пастеризации.

Каталаза – этот фермент дегидрирует молекулу водорода. Каталаза используется в пищевой промышленности там, где желательна обработка пероксидом водорода, но через определенный срок его необходимо удалить. например, каталаза используется для удаления избытка пероксида водорода при обработке молока в сыроварении, где пероксид водорода применяют в качестве консерванта.

КЛАСС ГИДРОЛАЗЫ.Гидролазы катализируют гидролиз (распад) простых и сложных липидов.

Среди гидролаз следует отметить липазы –ферменты катализирующие гидролиз триацилглицеринов. Активность и характер действия липаз имеют важное значение в процессе подготовки к хранению и хранение масличных семян. При повышении влажности семян и повышении температуры хранения липазы быстро расщепляют ТАГ, что приводит к повышению кислотного числа масла в семенах и ухудшению его качества.

Нитратредуктазы – ферменты восстанавливающие нитрит до аммиака.

Следует также отметить, что при транспортировке, хранении и переработке сырья и продуктов питания может происходить микробиологическое восстановление нитратов под действием ферментов нитратредуктаз. Поэтому особенно опасно хранение готовых овощных блюд, содержащих нитраты при повышенной температуре и в течение длительного времени. Это же относится к мясным продуктам, в которые добавляют нитрит натрия или калия.