Ферменты растительного происхождения

Министерство образования  и науки РФ

Федеральное бюджетное государственное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Ивановский государственный  химико-технологический университет

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Ферменты растительного  происхождения.

 

 

Выполнил

Студент группы 2/29

Трошкова Р.В.

 

 

 

2013

 

Содержание

1.Введение

2.Основные источники растительных ферментов

3.Применение ферментов в различных областях промышленности

4. 5.Заключение

6.Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Все жизненные процессы в человеческом организме связаны  с тысячами химических реакций. Эти  реакции протекают в каждой клетке, в мягких условиях - при нормальной температуре и давлении, - но в  то же время быстро и эффективно, а окисление участвующих в  них веществ является источником энергии и строительных материалов для клеток. Быстрота и эффективность  метаболических процессов в живом  организме, в том числе переваривания  пищи, обеспечивается присутствием в  каждой клетке особых веществ - катализаторов  биохимических реакций, или ферментов.

Ферменты - это "рабочая  сила", которая выстраивает наш  организм подобно тому, как строители  строят дома. У нас могут быть все необходимые строительные материалы, но чтобы построить дом, нам будут  нужны рабочие, которыми и являются ферменты. Прекрасным сырьем для получения ферментов или  энзимов являются зеленые растения, их структурные компоненты, корни  и плоды. Растительные ферменты используются в различных областях промышленности: в пищевой, косметической, лекарственной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные источники  для получения растительных ферментов.

Источником ферментов  может быть пророщенное зерно  различных злаков (солод). В тропических  и субтропических странах в качестве сырья для промышленного производства протеиназ используют латекс дынного  дерева, латекс растений, относящихся  к виду фикусовых, например листья, побеги инжира, сок зеленой массы  ананаса. Особенно богаты ферментами: хрен, чеснок, авокадо, киви, папайя, бананы, манго, соевый соус - это натуральный продукт ферментации соевых бобов с морской солью, используемый в качестве добавки в суп, каши, овощи. Такая крупа, как перловка, и овощи — брокколи, капуста белокочанная, брюссельская, цветная, трава пшеницы, содержащая хлорофилл, и большинство зеленых овощей содержат естественную, натуральную форму фермента, необходимого для нормальной работы организма.

Особо часто используются для получения растительных энзимов  зерна злаков, богатые запасными  веществами, которые используются в  энергетическом и конструктивном метаболизме  при прорастании зерна. Превращение  крахмала, крахмальных полисахаридов, белка, липидов начинается с их гидролитического расщепления. Продукты расщепления  используются в циклах дыхания и  биосинтеза структурных элементов  растения. В покоящемся зерне имеются  ферменты, необходимые для гидролиза  всех видов полимеров. Значительная часть гидролитических ферментов  находится в связанном, неактивном состоянии. Активность свободных форм гидролаз не проявляется из-за отсутствия свободной воды, необходимой для  протекания реакций гидролиза. В  зерне имеются ингибиторы протеолитических ферментов и α-амилазы. Ингибиторы протеаз превращают протеолитический процессинг связанных ферментов и их переход в свободные, активные формы.

При соответствующей температуре  и влажности зерно набухает и  прорастает. Процесс прорастания  сопровождается увеличением активности большинства ферментов. Ингибиторы протеаз – белки низкой молекулярной массы – диффундируют во внешнюю  среду, что создает условия для  проявления активности протеаз. Под  действием протеаз активируются связанные формы ферментов. Параллельно  происходит новообразование ферментов.

Ферментативный комплекс солода включает: амилолитические ферменты (α-амилазу, β-амилазу, α-глюкозидазу, пуллуланазу, предельную декстриназу), β-фруктофуранозидазу, целлюлолитические ферменты (эндо- и экзоглюканазы, целлобиазу), гемицеллюлазы (эндо-β-1,3-глюканазу, ламинарибиазу, эндо- и экзосиланазы, ксилобиазу, арабинозидазу), протеазы эндо- и экзо-типов, липазы, фосфотазы, окислительно-восстановительные ферменты (каталазу, пероксидазу, о-дифенолоксидазу).

Рациональная технология солода обеспечивает получение максимальной активности гидролитических ферментов  при минимальных затратах массы  зерна на дыхание. Активность ферментов  в процессе прорастания изменяется в зависимости от влажности зерна, температуры среды, продолжительности  выращивания, способа аэрации.

Так же активно перерабатывается для получения ферментов виноград. Он являются хорошим источников различных ферментов. Так же ферментативная деятельность протекает активно и в самом растении.  Наивысшая интенсивность накопления сахарозы в листьях винограда наблюдается в полуденные часы. Вечером и ночью гидролиз сахарозы резко преобладает над синтезом, что способствует более полному освобождению листьев от продуктов фотосинтеза. Каждый вид и сорт винограда обладает определенным соотношением синтезирующего и гидролизирующего действия ферментов. Скороспелым сортам обычно свойственна более высокая активность гидролитических ферментов. Установлено некоторое преобладание, особенно в листьях и побегах, оксидоредуктаз, что связано с наличием большого количества органических кислот, фенолов и др. Исследования активности ферментов и их множественных форм у винограда в основном касаются изменчивости углеводного и азотного обменов, окислительно - восстановительных процессов, связанных с зимостойкостью растений. Установлена корреляция между активностью амилаз, протеаз, ряда оксидоредуктаз (пероксидаза, каталаза и др.) в тканях побегов, зимостойкостью и действием морозов.

 

 

Так же, некоторые источники, ферментов приведены в следующей  таблице:                 

Применение и  функции растительных ферментов  в различных сферах промышленности.

Ферменты растительного  происхождения очень важны для  жизнедеятельности человека. Эволюционно сложилось, что лучший путь пополнения «ферментного запаса» включает в себя потребление свежих фруктов, овощей и зерновых культур в нашем ежедневном питании. Исследования в области нутрициологии свидетельствуют о том, что в сутки мы должны съедать 3-5 порций свежих овощей от суточного рациона и 2-3 порции — свежих фруктов, являющиеся источником ферментов, витаминов и минералов. А сколько съедаете вы? В США меньше 10% из опрошенных придерживаются данных рекомендаций. Около 50% — не употребляют свежих овощей; 70% — не употребляют свежих фруктов и овощей, богатых витамином С и почти 80% — не употребляют фрукты и овощи, богатые каротиноидами. Однако, по мимо непосредственных источников необходимых ферментов, можно  использовать биологически активные комплексы, выпускаемые медицинской промышленностью.  Такие комплексы включают в себя большое количество необходимых ферментов, выполняющих жизненноважные функции в организме.

Например, протеазы расщепляют белки до аминокислот. Сюда входят истинные протеазы, которые гидролизуют природные протеины, и пептидаза, расщепляющие ди- и полипептиды.

Бромелайн представляют собой концентрированную смесь протеолитических ферментов (протеазы, пептидазы), экстрагированных из свежих плодов ананаса и его ветвей. Бромелайн эффективен в широком диапазоне рН, обладает активностью как в слабокислой, так и в нейтральной, слабощелочной среде, что имеет важное значение. Так, например, пепсин желудка активен только в кислой среде и при пониженной кислотности (у лиц пожилого возраста) уже теряет свою активность.

Амилазы, ферменты, катализирующие гидролиз крахмала, гликогена и родственных  им полисахаридов путем расщепления  глюкозидных связей между 1-м и 4-м атомами углерода. Различают три типа амилазы: альфа-амилаза встречается у животных, растений и микроорганизмов, в реакциях с её участием образуются главным образом декстрины. Бета-амилаза типична для высших растений, катализирует образование мальтозы и крупномолекулярных декстринов. Гамма-амилаза содержится в крови животных, плесневых грибах, бактериях, катализирует образование глюкозы и декстринов. Инвертаза разлагает (инвертирует) тростниковый сахар на d-глюкозу и d-фруктозу.

Мальтаза — фермент растительного происхождения под влиянием которой мальтоза распадается на 2 молекулы глюкозы. Мальтаза находится как в растительном, так и в животном царстве и всегда сопровождает амилазные ферменты.

Лактаза — фермент, который переводит молочный сахар (лактозу) в d-глюкозу и d-галактозу. Липаза участвует в расщеплении жиров, которые являются сложными эфирами глицерина с высшими жирными кислотами. Липаза растительного происхождения содержится преимущественно в семенах, плодах, клубнях, корневищах злаковых (кукуруза, овес и др.), в семенах крестоцветных (горчичное семя), в особенности в семенах бобовых (фасоль, горох), а также и в подсолнечном семени. 

Гемицеллюлаза и целлюлаза  — способствуют расщеплению полисахаридов  растительного происхождения, уменьшают  газообразование.

Так же ферменты растительного  происхождения применяют не только в медицинской отрасли, но и в  следующих:

Отрасль	Этапы технологических  процессов и технологические  цели применения ферментов
Технология переработки зерна	Повышение выхода муки и  круп, улучшение качества клейковины, производство модифицированной муки зернобобовых
Хлебопечение	Сокращение расхода муки, улучшение теста, замедление черстеения изделий, улучшение цвета корочки, производство охлажденного и замороженного теста
Пивоварение	Использование неосоложенного сырья, разжижение, усиление ферментируемое™, улучшение фильтрации, контроль содержания ззота, получение низкокалорийного пива, стабилизация пива
Технология молочных продуктов	Коагуляция молока, замена сычужного фермента в производстве сыра, модификация молочного белка, создание сырного аромата, получение  ферментативно модифицированных сыров, удаление перекиси водорода, получение молочного сахара
Производство вина, фруктовых  соков, газированных напитков, консервов	Осветление, мацерация сырья, удаление крахмала из сока, увеличение выхода, получение сладких ликеров, стабилизация вин и соков, производство соков с мякотью и пюре
Переработка крахмала	Увеличение выхода, модификация  крахмала, разжижение, осахаривание, получение глюкозо-фруктовых и зерновых сиропов
Спиртовая промышленность	Конверсия сырья, разжижение крахмала, осахаривание, улучшение роста дрожжей, увеличение выхода спирта
Производство кофе	Сепарация зерен, контроль вязкости экстрактов, улучшение вкуса и аромата
Производство белков	Гидролиз белков и полисахаридов, снижение вязкости, производство модифицированных пептидов и белков
Производство сахара	Удаление крахмала, белков и полисахаридов
Производство ароматизаторов	Синтез тонких ароматов, получение натуральных ароматических  эфиров и т.д.
Производство масел и жиров	Увеличение выхода, модификация  жиров, экстракция масла, получение  биологически активных веществ (лецитина, токоферолов, каротинов и др.)
Технология мясопродуктов	Увеличение выхода, тендеризация мыса, получение мясных экстрактов, текстуризация белков, продление сроков хранения
Производство растительных экстрактов	Увеличение экстрактивности, сокращение длительности экстракции, улучшение фильтрации, повышение выхода пигментов, производство чая и чайных экстрактов, сокращение времени экстракции, усиление аромата и цвета
Производство пектина	Упрощение технологии, увеличение выхода, регулирование степени этерификации

 

Отдельно хотелось бы выделить такую медицинскую составляющую функций растительных ферментов, как  препараты для регулирования  работы кишечно-желудочного тракта. На сегодняшний день очень много  препаратов именно ферментативного  предназначения. В состав всех лекарственных  средств, представленных в этой категории, входят именно растительные ферменты, которые легко усваиваются пищеварительной  системой человека.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 Как мы видим, растительные ферменты играют большую роль в жизни человека, в промышленности, в медицине. Самое важное назначение ферментов – это его каталитические функции в человеческом организме. Поэтому, нужно стараться больше употреблять в пищу продуктов, содержащих активные ферменты. Но если у вас нет никакой возможности употреблять сырую пищу хотя бы в ограниченном количестве, то пейте соки овощей, только сразу 5 видов (в одном стакане), можете принимать ферменты 1—3 раза в день во время еды в виде диетических добавок. Пищевые ферменты помогают сохранять энергию нашим органам, мышцам, тканям. Они превращают диетический фосфор в костную ткань; выводят токсические вещества из кишечника, печени, почек, легких, кожи; концентрируют железо в крови; защищают кровь от нежелательных продуктов, превращая их в субстанции, легко выделяемые из организма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

1. Егоров Н.С., Олескин А.В., Самуилов В.Д. Биотехнология. - М.: Высшая школа, 1987. 159 с.
2. Интернет-журнал Планета здоровья. // http://www.fit-leader.com/ (дата обращения 12.10.13, 13:50)
3. Инернет журнал  Коммерческая биотехнология: Биотехнология на охране здоровья// диагностика.- http://cbio.ru/page/51/id/2704/ (дата обращения 20.09.2013, 00:00)
4. Интернет  ресурс  http://food-chem.ru/ (дата обращения 15.10.13, 18:57)
5. Интернет ресурс   http://vitatest-nn.ru/fermenty.html (дата обращения 20.10.13, 19:44)
6. Кустова Т.П., Кочетова Л.Б., Введение в биотехнологию: Учеб.пособие / Т.П. Кустова, Л.Б. Кочетова. – Иваново: Иван.гос. ун-т, 2007. – 140 с.: ил.