загрузка...
Биохимия вина  |  Цитохромоксидаза
Биохимия вина

Анаэробные дегидрогеназы

К этой группе относятся ферменты, которые не способны непосредственно передавать водород кислороду, а отдают водород какому-нибудь промежуточному переносчику, как, например, НАД, НАДФ или другим.

Анаэробные дегидрогеназы являются двухкомпонентными ферментами и легко диссоциируют при диализе, распадаясь на более активные коферменты. Коферментами являются никотинамидаде-ниндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Эти коферменты очень реакционноспособны в окислительно-восстановительных системах. Они играют важную роль в процессе алкогольного брожения.

В процессе последнего этапа алкогольного брожения в результате декарбоксилирования пировиноградной кислоты и образования уксусного альдегида под действием алкогольдегидрогеназы в уксусный альдегид передается водород от НАДН2 и образуется этиловый спирт.

Пиридиновые дегидрогеназы, содержащие в качестве кофер-ментов НАД и НАДФ, дегидрируют яблочную, молочную, изоли-монную кислоты, глюкозу, различные спирты и другие соединения.

А. К. Родопуло показал, что в ягодах винограда содержатся активные дегидрогеназы яблочной, янтарной, лимонной и винной кислот. В винограде действуют две ферментативные системы, которые приводят к синтезу и превращению яблочной кислоты. В зеленых ягодах винограда содержится более активный маликоэнзим (ЕС 1.1.1.40), синтезирующий яблочную кислоту из пировиноградной и углекислоты. В более зрелых ягодах превалирует дегидрогеназа яблочной кислоты, которая дегидрирует эту кислоту в щавелевоуксусную. В ягодах винограда также содержатся декарбоксилаза пировиноградной и щавелевоуксусной кислот.

Еще в 1962 г. мы показали, что в процессе созревания винограда яблочная кислота дегидрируется в щавелевоуксусную в присутствии дегидрогеназы яблочной кислоты. Затем щавелевоуксус-ная кислота декарбоксилируется в пировиноградную. Последняя в виде фосфорных соединений превращается в углеводы.

Более глубокие исследования в этом направлении были проведены А. Лаксо и В. Клиевером и А. Руффнером и др. , которые также показали, что в ягодах винограда содержатся два фермента: фосфоэнолпируваткарбоксилаза (ЕС. 4.1.1.31) и фосфоэнолпируваткарбоксикиназа (ЕС. 4.1.1.32). Активность первой сравнительно высока в течение всего периода созревания винограда и достигает максимума через месяц после завязывания ягод. Причем активность фосфоэнолпируваткарбоксилазы в 3— 4 раза выше, чем у фосфоэнолпируваткарбоксикиназы. Последняя участвует в превращении щавелевоуксусной и пировиноградной кислот в глюкозу и фруктозу.

Гидролазы

Эти ферменты катализируют реакцию гидролиза сложных соединений на более простые. Это обширный класс ферментов, который может быть подразделен на ряд подгрупп: эстеразы, про-теазы, пептидазы, карбогидразы, р-фруктофуронозидаза и др. В винограде из гидролаз наиболее активны эстеразы. Ферменты, катализирующие гидролиз пектиновых веществ, разделяются на две группы: пектинметилэстеразы, катализирующие разрыв эфирных связей в молекуле метоксилированных пектинов, и полигалая-туроназы, которые расщепляют а-1,4-d-галактуроновые связи, соединяющие остатки галактуроновой кислоты.

Согласно существующей номенклатуре ферментов, пектинэсте-раза (ПЭ) называется пектингидролаза (3.1.1.11), а полигалак-туроназа (ПГ)—полигалактуронидглюканогидролаза (3.2.1.15).

В начале действий протопектиназы * происходит расщепление связи между метоксилированной полигалактуроновой кислотой и связанным с ней арабаном. При этом образуется свободная мето-ксилированная полигалактуроновая кислота, так называемый растворимый пектин.

Под действием пектинметилэстеразы происходит гидролитическое отщепление метоксильных групп от растворимого пектина с образованием полигалактуроновой кислоты и метилового спирта.

Схема строения растворимого пектина и его ферментативного гидролиза приведена ниже.

Действием протопектиназы на арабан образуется метоксилиро-ванная полигалактуроновая кислота, которая под действием пектинметилэстеразы гидролизуется на метанол и полигалактуроновую кислоту. Последняя под действием полигалактуроназы расщепляется на остатки d-галактуроновой кислоты.

Механизм действия этих пектинрасщепляющих ферментов подробно изучен А. Демейном и X. Фаффом, И. Блуемом и И. Барте, Л. Уссельо-Томассом и С. Тарантола, Е. Негре и Г. Марто и др.

Пектолитические ферменты имеют большое, значение в виноделии, благодаря их действию выход сусла при прессовании винограда значительно увеличивается, ускоряется его осветление^ улучшается фильтрация вина.

В винограде содержатся пектолитические ферменты, но для усиления гидролиза пектиновых веществ в практике применяют ферментные препараты, получаемые из различных плесневых грибов.

загрузка...

Р-Фруктофуранозидаза [ (B-d-фруктофуранозидфруктогидрола-за, 3.2.1.26), ранее ее называли инвертазой, или сахарозой] катализирует расщепление сахарозы на глюкозу и фруктозу, при этом разрывается связь, находящаяся у B-глюкозидного углеродного атома остатка фруктозы.

Наличие этого фермента в винограде было доказано исследованиями Н. М. Сисакяна, И. А. Егорова, Б. Л. Африкян еще в 1948 г.

Наряду с гидролитической функцией B-фруктофуранозидаза обладает и синтетическим действием. Так, А. И. Опарин установил, что этот фермент способен синтезировать из фруктозы и этилового спирта этилфруктозид. С. X. Абдуразакова также определила, что р-фруктофуранозидаза способна образовывать гликозиды не только с этанолом, но и с другими спиртами. Ею и сотрудниками были получены следующие алкилфруктозиды: бутил, изобутил, амил, изоамилфруктозид, которые, как они считают, играют роль в формировании букета вина.

К гидролазам относится карбоксилэстераза (гидролаза эфиров карбоновых кислот, ЕС 3.1.1.1), катализирующая гидролиз сложных эфиров карбоксильных кислот до спирта и кислоты, а также-осуществляющая и их синтез. Этот фермент широко распространен в микроорганизмах, в частности в дрожжах и в растениях. Наибольшей синтезирующей способностью обладает ацетатэстера-за, которая содержится в активном состоянии в уксусных бактериях и дрожжах.

И-d-Глюкозидглюкогидролаза (3.2.1.21) гидролизует B-d-глико-зиды на d-глюкозу и спирт. Она найдена в винограде и вине, содержится также и в дрожжах.

К гидролитическим ферментам относятся также протеолитиче-ские ферменты, которые гидролизуют пептидные связи. В винограде эти ферменты не очень активны. Активность несколько возрастает в вине за счет выделения этих ферментов из дрожжей при выдержке. Обычно протеолитические ферменты делят на про-теиназы, гидролизующие белок до пептидов, и пептидазы, расщепляющие пептиды .до аминокислот. Дрожжи содержат карбо-ксипептидазу (3.4.2.3), катализирующую пептиды с С-концевыми остатками глицина или лейцина. В своей молекуле карбоксипеп-тидаза содержит Zn2+ и является металлсодержащим ферментом.

Протеолитические ферменты имеют большое значение в виноделии, так как гидролизуют белки и предотвращают белковые помутнения. Учитывая это, для удаления белковых веществ вина необходимо обрабатывать протеолитическими ферментами при нагревании до 40°С.

Исследования М. В. Гернета, В. Л. Яровенко, 3. Н. Кишков-ского и Н. А. Мехузла (1967 г.) показали, что для гидролиза белковых веществ лучше применять кислую протеиназу из Aspergillus flavus, так как она эффективно снижает содержание белка в вине при рН 2—3.

Недавно Е. Н. Датунашвили и сотрудники [25] нашли в ягодах винограда B-1,4-эндоглюконазу. Действие этого фермента, по-видимому, связано с метаболитической подвижностью глюкана.

За последнее время в винограде были найдены также карба-моилфосфат [l-орнитинкарбамоилтрансфераза (2.1.3.3), l-аргинин-уреогидролаза (3.5.3.1)]; l-цитруллин [7-аспартатлигаза (6.3.45)] и пектаттрансэлиминаза (4.2.99.3) [159, 160]. Последний фермент относится к классу лиаз, он разрывает а-1,4-связи в молекуле пектина не гидролитическим путем.

  • Реклама