Ознакомительная версия. Доступно 5 страниц из 25
добавленному сахару, иначе проблем не избежать. Как обычно, все хорошо в меру.
Улучшение вкуса грейпфрутового сока с помощью ферментов
Помните вкус свежевыжатого грейпфрутового сока? Что приходит первым на ум? Конечно, яркая горчинка. Есть настоящие ценители, но чаще всего среднестатистический потребитель отдаст предпочтение продуктам с более мягким вкусом. Как же сделать сок более подходящим для широких масс?
Конечно, внимательно посмотреть на химический состав сока. Оказывается, в его составе есть вещество нарингин. Именно он отвечает за характерную горечь, стало быть, надо его расщепить.
Для расщепления нарингина используется ферментный комплекс – альфа-L-рамнозидаза и бета-D-глюконаза. В природе они действуют вместе, буквально «мы с Тамарой ходим парой», и ученые, не сразу поняв, что это два отдельных белка, назвали весь комплекс нарингиназой.
На самом деле альфа-L-рамнозидаза отвечает за первый этап расщепления нарингина, при котором образуется моносахарид рамноза и прунин. На втором этапе уже бета-D-глюконаза расщепляет прунин на нарингинин и глюкозу. Так что сок получается даже немного слаще, чем был от природы.
Когда речь идет о ферментных комплексах, иммобилизация становится особенно значимой. Нельзя допустить «провисаний», когда часть субстрата останется на стадии промежуточного продукта. Для нарингиназы используется очень широкий выбор носителей: от стандартных полимерных шариков до гелей из альгинатов (тех самых, из водорослей) и даже магнитных частиц.
Осветление фруктовых соков с помощью пектина
Представьте себе, что у вас на даче невероятно уродились яблоки. Деревья ломятся от плодов, и столько в сыром виде, конечно, не съесть – придется заготавливать повидло, пастилу или же сок.
Вы очищаете яблоки, делите на дольки, вычищаете семечки… Бесконечно работает соковыжималка. И когда наконец домашние пробуют сок, то вместо восторга и восхищения вы получаете фразу: «А он не такой, как из магазина». «Пить не буду», – заявляет подросток и уходит к себе.
А что случилось? Почему яблочный сок из пакета так сильно отличается от сока, который сделали дома с помощью обычной соковыжималки? Кто-то скажет, что все дело в мякоти – но не только.
Дело в том, что у растительной клетки (и у яблока в том числе) есть клеточная стенка, состоящая из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Чаще мы называем их просто пектинами. При разрушении клетки в сок попадают все эти вещества, а также лигнин, крахмал, некоторые белки. Но преимущественно за «облачка» мутности – коллоидные образования в соках – отвечает именно пектин.
Пектин затрудняет и отделение сока, и прохождение его через фильтры.
Под пектином мы в общем смысле понимаем группу кислых полисахаридов. Основная полимерная цепочка должна состоять из остатков метил-D-галактуроновой кислоты, соединенных гликозидными связями. В ответвлениях иногда встречаются и другие остатки моносахаридов: арабинозы, ксилозы или даже галактозы.
Как хорошо, что для расщепления пектина у нас есть ферментный комплекс – пектиназа!
Чаще всего коммерчески доступные пектиназы представляют собой смесь как минимум двух ферментов – эндо-α1,4‑полигаклактуроназы и экзо-α1,4‑полигалактуроназа. «Эндо» разрезает молекулы пектина где-то в середине, в то время как «экзо» откусывает по одному остатку с конца. У нас уже была такое деление ферментов на эндо– и экзо-, когда мы обсуждали пищеварительные протеазы, и вот – природа вновь повторяется, распространяя удачный опыт на широкий круг субстратов.
Также в пектиназный комплекс могут входить пектатлиаза, экзопектатлиаза, пектинлиаза и пектинэстераза. Чаще всего в промышленности используют пектиназы, выделенные из плесневых грибков. Как именно и в каких пропорциях сочетать ферменты в конкретном препарате – выбор за исследователем и типом сырья, с которым ему приходится работать.
Ферментативный синтез аспартама
Красиво жить не запретишь! А также сладко. Но последствия излишнего dolce в нашей vita негативно сказываются на показаниях весов. У пищевой промышленности быстро нашлось решение, как снизить калорийность десертов. Ответ – в использовании сахарозаменителей.
Сахарозаменители – это вещества, которые обладают сладким вкусом, но имеют меньшую калорийность по сравнению с сахаром. Часто либо их сладость настолько высока, что нужна буквально щепотка на весь торт, либо они практически не имеют калорийности.
Сахарозаменители очень активно используются в продуктах питания и напитках, ведь индустрия низкокалорийных продуктов развивается колоссальными темпами. Очень востребованы подсластители с минимальной калорийностью для создания десертов, вписывающихся в суточный калораж для спортсменов и людей, придерживающихся низкокалорийной диеты.
Индустрия сахарозаменителей включает в себя различные виды заменителей сахара:
• сахарин;
• сукралоза;
• стевиозид
и др.
Например, одним из самых коммерчески успешных сахарозаменителей была сукралоза. Она в 600 раз слаще сахара! С химической точки зрения сукралоза похожа на обычную сахарозу, но содержит два атома хлора в составе. Использование в пищевых продуктах сукралозы одобрено крупнейшими регуляторами, такими как FDA и Европейским агентством по безопасности продуктов питания
Стевиозид же – это натуральный сахарозаменитель, получаемый из растения Stevia rebaudiana. Это довольно крупная молекула, и для человека она примерно в 300 раз слаще сахара!
А нас здесь интересует еще один подсластитель – аспартам. А все потому, что для его производства необходимо использовать ферменты.
С химической точки зрения аспартам – это метиловый эфир дипептида, то есть продукт реакции двух аминокислот. Аспартам состоит из остатков аспарагиновой кислоты и фенилаланина, так что это действительно небольшая молекула.
Открытие аспартама как подсластителя было совершенно случайным. Химик, который его впервые получил в лаборатории, Джеймс Шлаттер, в нарушение всех правил безопасности зачем-то лизнул перчатку, в которой работал… И ощутил сладкий вкус. Помните, мы в начале говорили, что многие ученые – как дети? Вот он, пожалуй, лучший пример.
Ни одному квалифицированному химику не приходит в голову облизывать руки в процессе органического синтеза – а вот Шлаттер рискнул и выиграл.
Аспартам по калорийности близок к сахарозе, но есть нюанс – он в 200 раз более сладкий для человека на вкус. Так что там, где обычно в пирог кладут стакан сахара, можно обойтись буквально щепоткой подсластителя.
Синтез аспартама в лабораторных условиях – дело затруднительное. Оно требует многих этапов работы, чтобы получить именно целевую молекулу, да еще и без токсичных побочных продуктов.
В реальной практике создания аспартама используют ферментативный синтез. Примечателен аспартам еще и тем, что и исходные вещества для его получения (а именно L-аспарагиновая кислота и фенилаланин) получают тоже с помощью биотехнологии!
Начнем по порядку.
L-аспарагиновая кислота является одной из двадцати природных аминокислот. Поскольку она очень распространена в живых организмах, при должном старании ее можно выделить из практически любого белкового сырья – вплоть до рогов и копыт, но это процесс небыстрый и энергозатратный.
Удобнее наладить биотехнологический синтез L-аспарагиновой кислоты
Ознакомительная версия. Доступно 5 страниц из 25
