Характеристика кінцевого продукту

Характеристика кінцевого продукту:

Сьогодні у світі понад 60 млн чоловік хворі на цукровий діабет і захворювання дедалі поширюється. Одним з факторів, що стримують нарощування об’ємів виробництва відомих і нових лікувальних дієтичних продуктів на основі застосування  фруктози та високофруктозних сиропів є відсутність комплексного ферментного препарату β-фруктофуранозидази (КФП β-ФФ) вітчизняного виробництва. За браком дешевої технології цього ферменту майже весь інвертний сироп (40 000 т за рік) отримують кислотним гідролізом цукрози, який, на відміну від ферментативного, супроводжується утворенням побічних продуктів, вилучення яких значно ускладнює технологічний процес і підвищує вартість кінцевого продукту (глюкозного та фруктозного сиропів). Тому на сьогодні в Україні потреби у КФП    β-ФФ з активністю 30 од/мг становлять приблизно 5 т на рік.

  Отже, важливим завданням для сучасного розвитку кондитерської і консервної галузей харчової промисловості, виробництва нових лікувально-профілактичних препаратів та продуктів функціонального призначення на основі мікробіологічної промисловості є розроблення сучасної енерго- та ресурсоощадної біотехнології високоактивного КФП β-ФФ з тривалим терміном зберігання, з можливістю використання як сировини біомаси хлібопекарських дріжджів.

Фізико – хімічні властивості:

-         Катализатор інверсії, стабилизатор;

-         Блідо - жовтий порошок, або блідо-жовта прозори чи майже прозора в’язка речовина із солодким смакомом і характерним легким ароматом;

-         Ці ферменти разкладаються при температурі вище 65°С;

-         Інактивуються в присутності больше 20% спирту;

-         Оптимум дії: рН 4,5-5,9, температура 55°С (орієнтовно);

-         Розчинний у воді;

-         Природнє джерело - виділяєтся стінками дванадцятипалої і тонкої кишок;

-         Отримання контролюючою ферментацією Saccharomyces cerevisiae. Домішки: носії, препарати можуть містити також стабілізатори і консерванти.

Доказом того, які б ферменти, не використовувались в харчових технологіях, шкідливі самі по собі, відсутні, тим більше що в большості випадківв ферменти в процесі обробки інактивуются. Але залишаєтьсятся можливість утворення токсинів під час росту мікроорганізмів, які використовуються для біосинтеза ферментів. Гарантувати відсутність мікотоксинів і патогенних мікроорганізмів повиненен виготовлювач препарата.

В основному, використовується в кондитерскій промисловості для отримання помадних цукерок, марципанових, пралінових, мармеладних та інших кондитерських мас. Інвертаза, добавлена до продукту в кількості 1 мл/кг, каталізує реакцію розщепления сахарози на глюкозу и фруктозу. При цьому уповільнюєтся процес кристалізації сахарози, а утворена фруктоза за допомогою своєї гідроскопічності зв’язує воду, попереджуючи черствіння продукту.

В зв’язку з існуванням цих процесів з’являється збільшення його дати зберігання. Для підсилення дії рекомендуєтся використовувать в сокупності з інвертазою сорбітний сироп.

Інвертаза может використовуватися в якості каталізатора при отриманні інвертного сиропу, але це дорого, тому зазвичай для цих цілей використовують кислоти (соляну, оцтову, лимонну), але з часом розвиток біотехнології піднявся стрімко вверх і на основі експериментів був винайдений і запатентований спосіб біосинтезу інвертази( комплексний ферментний препарат β-фруктофуранозидази), продуценти я кого вирощують на дешевому середовищі – інуліновмісний водний екстракт віджиму топінамбура.

Джерела отримання β-фруктофуранозидази:

β-фруктофуранозидазу утворюють різноманітні мікроорганізми: дріжджі, гриби, бактерії та актиноміцети. Він є у рослин і тварин. В якості промислового джерела довгий час широко використовувались переваги дріжджів Saccharomyces cerevisiae і деякі інші види дріжджів. Гарним джерелом фермента являються гриби роду Aspergillus, Penicillsum,Fuzarium.Серед базидійових грибів β-фруктофуранозидаза виявлена у Cercospora beticola. Фермент також виявлений у Neurospora crassa і у деяких представників нижчих грибів. В якості продуцентів описаний ряд штамів B.subtilis, E.coli, Streptococcus mutans, Actinomyces viscosus і деякі інші. В останній час, беручи до уваги те що Saccharomyces cerevisiae продукує внутрішньоклітинний фермент, а гриби – позаклітинний, намітилась тенденція переважного використання в якості продуцента в промислових умовах мікроскопічних грибів.

Механізм дії і властивості ферменту:

Субстрат. Субстратом для дії β-фруктофуранозидази є сахароза і її похідні – олігосахариди і галактозиди. Фермент відомий під багатьма назвами: сахараза, інвертаза, інвертин, β-h-фруктозидаза. Систематична назва ферменту β-D-фруктофуранозидфруктогідролаза (КФ 3.2.1.26) . фермент гідролітично відщеплює кінцеві неридукуючі β-D-фруктофуранозидні залишки в β-D-фруктофуранозидах. Він володіє високою трансферуючою активністю, тобто властивістю до переносу залишків фруктози на різні акцептори. Гідроліз сахарози на глюкозу і фруктозу може проходити за двома типами реакцій, які притаманні двом різним ферментам:

Фермент типу а проявляє спорідненість до залишку глюкози, тобто до α-глюкопіранозиду, тому він він називається глюкопіранозидазою. Для цього ферменту наявність аглюкону в молекулі субстрату не має суттєвого значення, тому він може гідролізувати не тільки сахарозу, але й інші олігосахариди, в ланцюгу яких кінцевим залишком є α-глюкозил, наприкладкестоза, 1-кестоза. В той же час фермент не може гідролізувати рафінозу, так як α-глюкозил закритий з однієї сторони залишком галактози, а з іншої – залишком фруктози.

За типом б діє фермент, який проявляє спорідненість до β-фруктофуранозилу. Фермент, очевидно, приєднується до субстрату із сторони залишку фруктози. Тільки цей фермент називається β-фруктофуранозидазою. Крім сахарози він може гідролізувати й інші сахариди, які мають вільний   β-фруктофуранозил, наприклад стахіозу, умбеліферозу, неокестозу. При гідролізі сахарози по а і б варіанту накопичується глюкоза в піранозній формі і фруктоза в фуранозній.

Оба типа фермента можуть також переносити відщеплені залишки ні інші з’єднання з утворенням відповідних олігосахаридів. α-глюкопіранозидаза в цій реакції може бути названа α-D-глюкозилтрансферазою. До цієї групи сахараз відноситься інвертаза меду, інвертаза, що виділена із слизистої оболонки кишечника свині, декстрансахараза і сахарофосфорилаза. Фермент що діє діє по типу б, привиконуванні функцій переносу залишків фруктози може бути названий β-D-фруктозилтрансферазою. Він приймає участь в синтезі фруктозидів, наприклад левану:

Механізм дії.

Рис.2.  Гіпотетичний веханізм розриву β-2,1-фруктозидного зв’язку в сахарозі