ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 163
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Нейтральные протеиназы не активируются восстановленным глутатионом или цистеином и поэтому не могут быть отнесены к тиоловым ферментам, в отличие от кислых протеиназ. Нейтральные протеиназы ингибируются хлоридом натрия, фенольными соединениями, ароматическими аминокислотами, продуктами сахаро-аминной реакции (меланоидинами). Хлорид натрия является обязательным компонентом рецептуры и, внесенный в таком количестве, снижает активность нейтральных протеиназ и соответственно интенсивность автолиза на 60 — 70%. В зависимости от качества муки и состояния ее клейковинного комплекса технолог может варьировать время внесения соли и тем самым
319
регулировать интенсивность протеолиза. При переработке слабой муки необходимо как можно раньше вводить соль, тогда как для муки с чрезмерно крепкой клейковиной желательно активизировать протеолиз, и соль следует вносить на более поздних стадиях.
В связи с этим необходимо еще раз подчеркнуть важность изучения собственных эндогенных ферментных систем биологического сырья, факторов, влияющих на их активность с точки зрения их огромной роли в процессах, происходящих при созревании, хранении и переработке пищевого сырья.
Протеазы животного происхождения. Протеазам животного происхождения принадлежит огромная роль в процессах пищеварения. Они были одними из первых ферментов, которые получены в высокоочищенном кристаллическом состоянии и детально изучены. Именно они стали объектами для расшифровки структуры активного центра и механизма каталитической активности. Кроме того, эти ферменты, благодаря своей высокой специфичности, сами явились инструментами для расшифровки первичной структуры белков, изучения регуляторных функций протеаз в метаболизме клетки.
Трипсин (Н.Ф.3.4.21.4). Трипсин — сериновая протеиназа, полученная в кристаллической форме. Молекулярная масса около 23 800 Да. Изо-электрическая точка 10,6; оптимум рН действия находится между 7,0 — 9,0 для белков и синтетических субстратов.
Трипсин проявляет высокую специфичность к определенным пептидным связям. Он осуществляет гидролиз пептидных связей, образованных карбоксильными группами аргинина и лизина. Трипсин секретируется поджелудочной железой в виде зимогена — трипсиногена, неактивного предшественника, и активируется либо энтерокиназой, либо аутокаталитически активным трипсином по механизму ограниченного протеолиза. Превращение трипсиногена (229 аминокислотных остатка и молекулярная масса около 24 000 Да) в трипсин (223 аминокислотных остатка) можно представить следующим образом: разрыв одной-единственной пептидной связи между Лиз — Иле, отщепление N-концевого гексапептида Вал — Асп — Асп — Асп — Асп — Лиз приводит к образованию активной формы фермента.
Высокоочищенный трипсин применяется для медицинских целей. Это одна из главных протеаз поджелудочной железы, которая в виде неочищенного панкреатина находит некоторое применение в пищевой промышленности для производства гидролизатов.
Химотрипсин (Н.Ф.3.4.21.1). Химотрипсин — протеолитический фермент, секретируемый поджелудочной железой в тонкий кишечник в виде неактивного предшественника, называемого химотрипсиногеном. Химотрипсиноген (молекулярная масса около 25 000 Да) представляет собой
320
полипептидную цепь, состоящую из 245 аминокислотных остатков и содержащую пять дисульфидных связей. Он активируется в тонком кишечнике под действием трипсина. При этом происходит гидролиз четырех пептидных связей и отщепление двух дипептидов( 14 — 15 и 147 — 148). В результате образуется активный химотрипсин, состоящий из трех полипептидных цепей, ковалентно связанных двумя дисульфидными мостиками.
В активном центре химотрипсина содержится остаток гистидина (57), аспарагиновой кислоты (102) и остаток серина (195). Молекулярная масса около 22 500 Да. Изоэлектрическая точка 8,3; оптимум рН в пределах 7,0 — 9,0, что согласуется с естественными условиями его действия.
Специфичность химотрипсина заключается в том, что он предпочтительнее гидролизует пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотами: тирозином, триптофаном, фенилаланином.
Этот фермент не применяется в пищевой промышленности как таковой, но является составной частью комплексных препаратов панкреатина.
Пепсин (Н.Ф.3.4.23.1). Пепсин вырабатывается слизистой желудка в виде пепсиногена (молекулярная масса около 42 000 Да). Пепсиноген превращается в активный пепсин под действием НС1 или аутокаталитически путем расщепления одной пептидной связи. Фермент получен в кристаллическом виде, его молекулярная масса 35 000 Да, оптимум рН действия 1,8.
Пепсин является кислой (карбоксильной) протеиназой. Его специфичность выражается в преимущественном гидролизе пептидных связей, образованных аминными группами фенилаланина и тирозина.
Пепсин имеет огромное значение как пищеварительный фермент, он входит в состав лекарственных ферментных препаратов, тонизирующих средств, жевательной резинки. В пищевой промышленности пепсин используют для свертывания казеина молока и для растворения белковой мути в пиве.
Реннин (Н.Ф.3.4.23.4). Этот фермент, имеющий много сходства с пепсином, содержится в соке четвертого отдела желудка телят. Реннин образуется из предшественника — прореннина. Его молекулярная масса около 40 000 Да, изоэлектрическая точка около 4,5. Оптимум рН действия фермента 3,7.
Реннин представляет собой мощную протеазу, осуществляющую свертывание молока; он является основным компонентом неочищенных экстрактов и комплексных промышленных препаратов, используемых для этой цели.
Казеин молока (78% всех азотистых веществ молока) является фос-фопротеидом, содержащим около 6-10% углеводов. Он не осаждается ионами Са+2; действие реннина приводит к образованию макроглико-пептида и парα-х-казеина. Последний осаждается в присутствии ионов Са+2и способствует осаждению других фракций казеина.
321
Микробные протеазы. Число микроорганизмов, продуцирующих протеазы, чрезвычайно велико. Специфичность этих ферментов во многих случаях более широкая, чем специфичность хорошо изученных ферментов животного происхождения, что затрудняет их классификацию.
Микробные протеазы (грибные и бактериальные) находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Среди них есть ферменты, имеющие оптимумы в нейтральной, кислой и щелочной зонах рН; некоторые из них проявляют трипсиноподобное действие, другие являются пепсиноподобными ферментами, третьи — тиоловыми, четвертые имеют пептидазную активность и т. д. Многие из них были выделены в виде высокоочищенных препаратов и подробно охарактеризованы.
Наибольшее применение нашли щелочная сериновая протеаза из Bacillus licheniformis, которая используется в моющих средствах; протеаза из Мусог, которая заменила телячьи сычуги в производстве сыра, а также грибная протеаза из A. oryzae (в комплексе с амилазой), используемая в хлебопечении.
Протеазы — наиболее важные промышленные ферменты. Уровень потребления препаратов микробных протеаз около 40% от всех используемых ферментов (табл. 8.3).
Таблица 8.3. Уровень потребления промышленных препаратов протеаз [Микробные ферменты и биотехнология (под ред. В. М. Фогарти), 1986]
| Фермент | Доля проданных на рынке микробных протеаз, % | |
| Микробные ферменты | Всего ферментов | |
| Бактериальная щелочная протеаза | 37 | 30 |
| Микробный реннин | 7 | 6 |
| Другие микробные протеазы | 4 | 3,5 |
| Животный реннин | — | 11 |
| Другие протеазы животного происхождения | — | 2,5 |
| Растительные протеазы | — | 11 |
| Другие (непротеолитические) микробные ферменты | 52 | 36 |
| Всего | 100 | 100 |
Субтилизин Карлсберга (Н.Ф.3.4.21.14). Кристаллическая форма этого фермента впервые была получена в 1952 г., и с тех пор субтилизин является наиболее важной промышленно используемой микробной протеазой. Он продуцируется В. subtilis и В. licheniformis.
322
Этот фермент состоит из одной полипептидной цепочки (214 аминокислотных остатка), среди аминокислот отсутствует цистеин. Молекулярная масса фермента — 27 277 Да, изоэлектрическая точка 9,4; оптимум рН 8,0 — 9,0. Фермент отличается высокой рН-стабильностью в диапазоне от 5,0 до 11,0.
Субтилизин Карлсберга является сериновой протеиназой, обладает широкой специфичностью, предпочтительнее гидролизует пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотами.
Ренниноподобные кислые протеазы. Наиболее важные с практической точки зрения кислые протеазы, используемые при производстве сыров, образуют культуры Mucor pusillus и Mucor mieher.
Протеазы из Mucor pusillus имеют молекулярную массу 30 000 Да, состоят из одной полипептидной цепочки, оптимум рН действия по казеину 4,5, по гемоглобину 4,0.
Протеазы из Mucor mieher имеют большую молекулярную массу 38 000 Да, содержат около 6% углеводов и проявляют максимальную активность по гемоглобину при рН 4,5.
Нейтральные протеазы аспергилловых грибов. Из культуры A. oryzae были выделены две нейтральные металлопротеиназы. Одна из них имеет оптимум рН 7,0, однако быстро инактивируется при 50°С. Другая обладает более низким оптимумом рН 5,5 — 6,0, но проявляет высокую термостабильность (10 минут, 90°С — остаточная активность 10%).
Протеазы из различных штаммов A. oryzae или из одних штаммов, но растущих при разных условиях, неодинаково влияют на процесс хлебопечения даже в том случае, если доза фермента стандартизирована. Это объясняется тем, что промышленные препараты содержат различные количества протеолитических компонентов из A. oryzae, а также влиянием многообразных внешних и внутренних факторов на протеолиз белков муки.
323
2.Группа условно-патогенных микроорганизмов. Характеристика, условия развития и токсинообразования
Ответ:
2.1. Патогенными или болезнетворными называются микроорганизмы, вызывающие заболевания у людей, животных и растений. Патогенность является видовым признаком микроорганизмов, закрепленным генетически. В различных условиях болезнетворное действие микроорганизмов может проявляться в разной степени. Степень патогенности называют вирулентностью.
Патогенностью обладают микробы – паразиты, а также условно-патогенные микроорганизмы. Условно- патогенными называют микроорганизмы, способные вызывать заболевания в определенных условиях: накопление в больших количествах и снижение защитных сил животного организма. Условно-патогенными являются представители постоянной микрофлоры человека и животных, а также некоторые микроорганизмы внешней среды.
Важнейшим свойством патогенных и условно-патогенных микроорганизмов является способность вырабатывать токсины – микробные яды. Патогенные микроорганизмы выделяют токсины двух видов: экзотоксины и эндотоксины.
Экзотоксины – это очень ядовитые вещества белковой природы, которые выделяются из микробных клеток наружу в окружающую среду. Экзотоксины обладают избирательным действием на определенные органы и ткани, что сопровождается характерными клиническими проявлениями. Экзотоксины относительно малоустойчивы к высоким температурам и при нагревании инактивируются или их токсичность снижается.
Эндотоксины при жизни микроорганизмов не выделятся в окружающую среду и поступают в нее только после их гибели и разрушения клеток. Эндотоксины имеют сложный химический состав, содержат полисахариды и липопротеины. Они менее ядовиты, чем экзотоксины, и не обладают избирательным действием на организм. Действие разных эндотоксинов проявляется похожими симптомами. Эндотоксины более термоустойчивы: выдерживают нагревание до 100°С в течение длительного времени.
2.3. Инфекцией называется совокупность биологических процессов, возникающих в животном организме, при проникновении и развитии в нем патогенных микробов.
Источниками инфекции являются больные организмы, а также микробоносители ( бациллоносители). Ими бывают переболевшие, у которых возбудители остаются в организме некоторое время, а также и не болевшие организмы.
Патогенные микроорганизмы попадают в пищевые продукты непосредственно из больного организма, а также из объектов внешней среды: из почвы, воды, воздуха, от переносчиков, которыми являются насекомые и грызуны.
Характер инфекции определяется вирулентностью микробов – возбудителей, местом проникновения их в организм, а также состоянием защитных сил макроорганизма. Признаки заболевания появляются через некоторое время после заражения. Этот промежуток времени называется инкубационным периодом. Продолжительность инкубационного периода при разных болезнях
различная. Затем проявляются клинические признаки (симптомы), характерные для каждого заболевания.
« Иммунитетом называется способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности» (Р. Петров). Иммунитетом называют также невосприимчивость организмов к патогенным микробам и их ядам.
Различают следующие виды иммунитета: врожденный и приобретенный.