Молочный портал

В молоке, полученном при нормальных условиях от здорового жи­вотного, содержится около 100 ферментов различного происхождения, из которых исследователями выделено и идентифицировано более 20 истинных, или нативных ферментов следующих классов — оксидоре — дуктаз, трансфсраз, гидролаз, л иаз, изомераз и лигаз. Одни из них (лак — топероксидаза, щелочная фосфатаза, ксантиноксидаза, лизоцим и др.) синтезируются непосредственно в секреторных клетках молочной же­лезы, другие (каталаза, плазмитг, липопротеидлипаза, рибонуклеаза, альдолаза и др.) поступают в молоко из крови животного.

Большая часть нативных ферментов молока всех млекопитающих являются нормальными компонентами секреторных клеток, которые участвуют в клеточном метаболизме и синтезе составных частей мо­лока и затем переходят в молоко при повреждении кчеток во время пронессасекрении. Возможно, некоторые гидроли тические фермен­ты (протсиназы, липазы и др.) специально сскретируются клетками молочной железы для оказания помощи новорожденному в усвоении питательных веществ молока, так как последние обладают несовер­шенной пищеварительной системой.

Кроме нативных ферментов в молоке присутствуют многочислен­ные внеклеточные и внутриклеточные ферменты, продуцируемые микрофлорой молока и бактериальных заквасок. Некоторые ферментные препараты (сычужный фермент и его заменители, пеп­син, р-галактозидаза и др.) специально вносят в молоко при изготов­лении молочных продуктов.

Нативные и микробные ферменты, встречающиеся в молоке и мо­лочных продуктах, имеют большое практическое значение. Так, на действии ферментов классов гидролаз. оксидоредуктаз и других ос­новано производство кисломолочных продуктов и сыров. Многие ли — политические, протеолитические и другие ферменты вызывают глу­бокие изменения составных частей молока во время выработки и хра­нения молочных продуктов, что может привести к снижению их пи­щевой ценности и возникновению пороков. Кроме того, по актив­ности некоторых нативных и бактериальных ферментов можно су­дить о санитарно-гигиеническом состоянии сырого молока или эф­фективности его пастеризации.

Активность ферментов выражают в стандартных единицах Е) которые соответствуют количеству фермента, катализирующего превращение субстрата со скоростью 1 мкмоль в 1 мин при стан­дартных условиях. Более новая единица — катал (кат), соответ­ствующая количеству фермента, катализирующего превращение субстрата со скоростью 1 моль в 1 с (1 кат = 6 • 107 Е) (В. П. Шид — ловская).

В табл. 2.9 предстанлены основные иативные ферменты 1-го и 3-го классов, знание свойств которых очень важно для специалистов мо­лочной промышленности.

Таблица 2.9. Основные ферменты, играющие важную роль при производстве молочных продукгои (по Шахени и др.) Шифр Систематическое надмние ТЬимшшое название Оксидоредуктазы 1.2.3.2 Ксантлн: 0,-оксидоредукгаза Ксянтиноксидаза 1.11.1.6 Нр.: НгОг-окскдоредуктаэа Каталаза 1.11.1.7 Донор: Н,02-оксидоредухгаза Лакто пероксидаза Гидрсыазы 3.1.1.3 Три ацил гл кцерол — аиил гчдролаза Липаза 3.1.1.34 Три ацн л (л ицерол — ацил гидролиза Л ипопроге идл и паза 3.1.1-4 Фосфатид-1 аиилгидролаза Фосфолипаза А, 3-1.14 Фосфатид — 2-а цилгидролаза Фосфолипаза \ 3.1.3.1 Фосфо1>щролаза моноэфиров Шслочная фосфатаза Орто фосфорной кислоты 3.1.3 2 или Фосфогидролаза моноэфиров Кислая фосфатаза 3.1.316 Орто фосфорной кислоты 3.1.43 Фосфатид илхолин-холиифосгндролаза Фосфолипаза С 3.1.4.4 Фосфатиднлхоя и н — фосфатид гкдроля зд Фосфолипаза О 3.2.1.1 1,4-а-0-глю>сан-глюканогидралаза А-Амилаза 3.2.1.17 ^-ацетилмурамоилгндролаза Лизоцим (мурамндада) 3.2.1.23 1,4-а-0-гшокозид галаетошдролаза Лаюгаза (Р-галактозидаза) 3.421.5 Псптиднл-псгггидгидролаза Плаз мин 3.4.23.1 Пе1 ггидил — пептщгидролаза Пепсин 3,4.23.4 Пе [ 1ти д ил -1 и; и тидгкд рол аза Химозин

Наряду со свойствами отдельных представителей ферментов этих двух классов, мы рассмотрим также некоторые ферменты других классов.

Оксидоредуктазы. К оксидоредуктазам относятся разнообразные пиридиновые и флавиновые дегидрогеназы, оксидазы, лактоперок - сидаза и каталаза.

Дегидрогеназы. В молоке обнаружено небольшое [количе­ство нативных дегидрогеназ: лактатдегидрогсназа (Н. Ф.1.1 1.27), пи - руватдегидрогеназа (Н. Ф.1.2.4.1). нитохромс-редуктаза (Н. Ф, 1.6.99.3) и др. Они являются компонентами клеток и катализируют дегидри­рование соответствующих субстратов. При этом перенос атомов во­дорода осуществляют пиридиновые (НАД и НАДФ) и флавиновые (ФАД и ФМН) коферменты, например:

ОН О

СООН

/ Лаюатдепщкмеиаза // .

Н3С—С + НАД Н + Н СООН

Многочисленные дегидрогеназы (редуктазы[6]) накапливаются в сыром молоке при размножении в нем бактерий. Они могут вызы­вать ухудшение органолептических свойств молока.

Активность редуктаз и бактериальную обсемененность молока можно определить по продолжительности восстановления (обесцве­чивания) добавленного к молоку метиленового голубого или резазу — рина (редуктазная проба, ГОСТ 9225-84).

Дегидрогеназы, вырабатываемые молочнокислыми бактериями и дрожжами заквасок, принимают активное участие в молочнокислом к спиртовом брожениях Так, образование молочной кислоты из пи — ровиноградной происходит с участием лактатдегидрогеназы, обра­зование спирта из уксусного альдегида — с участием алкогольдегид- рогеназы.

О кс ид а з ы. К оксидазам молока относятся ксантиноксидаза, вырабатываемая клетками молочной железы, а также оксидазы ами­нокислот (дезаминирующие), глкжозооксйдаза и другие ферменты, продуцируемые микрофлорой молока.

Ксантиноксидаза является ФАД-содержащим ферментом, катали­зирует окисление молекулярным кислородом пуриновых основа­ний — гипоксантина и ксантина — до мочевой кислоты, а также раз­личных альдегидов {ацетальдегида и др.) до соответствующих карбо — новых кислот;

Ксантиноксидаза

Ксаш иноксидаэ а

’14′ И и Мочевая кислота

Н2о+о2 н2о>

О

//

Н3с—с \

Он

О // Ксантиноксидаза

Н3С—С

\ Г ч Н н2о+о2 н2о2

Ацеталинегид

Уксус пая кислота

Считают, что в молоке и молочных продуктах ксантиноксидаза быстрее окисляет альдегиды, чем пурины[7]. Образующийся при этом псроксид водорода обладает бактерицидным действием и (или) мо­жет акт ипировать антибактериальную лактонероксидазную систему.

В коровьем молоке фермент находится в оболочках жировых ша­риков (женское молоко не содержит ксантиноксидазу).

Ксантиноксидаза молока выделена в кристаллическом виде, фер­мент содержит железо и молибден, является димером с молекуляр­ной массой около 300 ООО, имеет оптимум рН 5,2…9,0, достаточно термостабилен. Его содержание в коровьем молоке довольно высо­кое и составляет 50..Л60 мг/л. Активность ксантиноксидазы неболь­

шая, но увеличивается к концу периода лактации, после гомогениза­ции и липолиза молока. Некоторые авторы связывают образование окисленного привкуса в молоке с активностью ксантиноксидазы.

Лактопероксидаза. Нативная пероксидаза коровьего моло­ка (лактопероксидаза) синтезируется клетками молочной железы. Не­большая часть пероксидазы (миелонероксиды) может освобождать­ся из лейкоцитов. Лактопероксидаза выделена в кристаллическом виде, фермент является димером, имеет молекулярную массу 82 ООО. оптимум действия при рН 6,8 и температуре 20…25*С; содержится в молоке в больших количествах (30.. Л00 мг/л), имеет высокую актив­ность (около 370 нкат).

Лактопероксидаза устойчива в кислой среде, довольно термоста — бильна, инактивируется при температуре выше 80°С, обладает спо­собностью к реактивации.

Фермент катализирует окисление различных органических соеди­нений пероксидом водорода:

Пероксидаза

AFb + HA——————- А+2Н20

Он может окислять и некоторые неорганическиесоединения, на­пример иодид калия:

2Ю + Н202 —- 2КОН + J,

Данную реакцию используют в молочной промышленности для контроля эффективности высокотемпературной пастеризации моло­ка (проба на пероксидазу, ГОСТ 3623-73}.

Ценным свойством лактопероксидазы является участие в созда­нии антибактериальной системы (ЛП-системы), которая несколько сдерживает рост молочнокислых бактерий заквасок, но подавляет раз­витие грамотринательных бактерий родов Escherichia, Pseudomonas, Salmonella, Shigella и др. (рис. 2.12).

ЛП-система содержит три компонента — лактонероксидазу, Н20-, и тиоцианат. Тиоцианат (SCN") образуется в молоке из тиосульфата и цианида под действием фермента родансзы.

CN- + S2032- —- SCN" + SO,2-

Второй компонент системы (Н2Ог) является продуктом метабо­лизма молочнокислых и других бактерий, а также образуется при дей­ствии ксантиноксидазы.

Е. coli

Lac. Ўactis

А

1 4 Продолжительность выдержки, с

6

Рис. 2.12. Влияние различных концентраций OSCN~ на развитое Е. coli и Lac. Lactis (по Маршеллу и Рейтеру): 1 -0;2 —3 мкМ; 3— 10 мкМ; 4 — 20 мкМ, 5 — 25 мкМ; 6 — 35 мкМ

} L о

2

При взаимодействии всех трех компонентов происходит окисле — ниетиоцианата с образованием ги пот ио г ш а иата (OS CN"), являюще­гося сильным окислителем, который система использует Д1Я атаки бактерий, при этом повреждается их внутренняя мембрана, подавля­ется синтез белков, ДНК. и РНК, а затем наступает лизис клеток.

Лактопероксидала

SCN" + Н202

Тноцианат

OSCN + Н20

Гипотиоцианат

Для увеличения срока хранения сырою (и пастеризованного) молока антибактериальную ЛП-систему можно активировать путем добавления в сырье незначительного количества тиоцианата и пероксида водорода.

К а т а л а з а. Нативная каталаза переходит ? молоко из клеток мо­лочной железы. Фермент также вырабатывают содержащиеся в мо­локе бактерии и лейкоциты, Каталаза являегея димером с молеку­лярной массой около 225 ООО, оптимум действия фермента находит­ся при рН 7…8 и температуре 20…40"С (хотя фермент начинает дей­ствовать уже при 0°С); инактивирование фермента происходит при нагревании молока до 75…80°С в течение 20…25 с.

Количество каталазы в молоке непостоянно. В свежем коровьем молоке, полученном от здоровых животных, каталазы содержится

Мало. В молозиве и в молоке, полученном от больных животных или бактериально загрязненном, ее количество резко увеличивается. По­этому определение активности каталазы используют как метод обна­ружения анормального молока и выявления его обсеменениости психротрофной и гнилостной микрофлорой.

Каталаза катализирует окисление пероксида водорода:

Катал аза

2Н2О2 ———— 2НгО + 02

Контроль активности каталазы молока основан на определении количества кислорода, выделившегося из определенного объема мо­лока пероксидом водорода, или на измерении количества разложив­шегося пероксида водорода ферментом, содержащимся в 1 см3 моло­ка за 1 мин при25′С.

Гидролазы. В молоке обнаружены липазы, лнпопротеидлипаза. фосфолипазы, фосфатазы, Р-галактозидаза, амилазы, лизоцим, про — теазы и некоторые другие гидролитические ферменты.

Липаза и лнпопротеидлипаза. Обе липазы относятся кэстеразам (3.1), катализируют гидролиз триацилглицеринов молоч­ного жира, обладают позиционной специфичностью — катализиру­ют отшепление жирных кислот преимущественно в 1-м и 3-м поло­жениях (с образованием 1,2- и 2,3-диацилглицеринов или моноацил — глицеринон):

Количество нативной липазы и липопротеидлипазы в нормаль­ном молоке незначительно {0,5 мг% и 0,2…0,3 мг% соответственно). Ферменты связаны главным образом с казеином и иммуноглобули­нами (плазменнаялипаза), и лишь небольшая их часгь адсорбирована оболочками шариков жира (мембраннаялипаза).

В результате охлаждения, перекачивания, гомогенизации молока происходит перераспределение липазы с белков на оболочку шарика жира. При этом наступает гидролиз жира, выделяются низкомолеку­лярные жирные кислоты (масляная, капроновая, каприловая и др.) и молоко прогоркает. Гидролиз жира под действием липазы {липолиз) характерен для стародойного и маститного молока.

Молекулярная масса ферментов до конца не выяснена, по-види­мому, они состоят из субъединиц, имеющих молекулярную массу от 7000 до 66000 (например, липопротеидлипазаявляется димером). Оп­тимальный рН для липазы составляет 6..: 10, для липопротеидлипазы — 8,7…9,0; оптимальная температура — 30…37"С. Активаторами ли­пазы являются ионы кальция и нагрия, липопротеидлипазы — бел­ковые компоненты липопротеидов (апопротеиды) сыворотки крови, В качестве ингибиторов выступают соли тяжелых металлов, фосфо — липиды, компонент 3 бывшей фракции протеозо-псптонов.

Нативные липазы (особенно л ипопротеидлипаза) довольно тер­молабильны — инактивируются при температуре 74 и 80′С. Для срав­нен ия — бактериальные липазы более термостабильны. Они разру­шаются при 85…90°С

Липазы, выделяемые посторонней микрофлорой молока и мо­лочных продуктов — бактериями родов Psendomonas, Achromo — bacter, Alcaligenes, Micrococcus, плесневыми грибами родов Pйnicillium, Rhizopus, Aspergillus, отличаются высокой активнос­тью, имеют оптимум рН 8…9, не обладают позиционной специ­фичностью. Они могут вызвать прогорклый вкус молока, масла и других продуктов.

Лилолитические ферменты заквасочных культур (молочнокислых и пропионояокислых бактерий) принимают участие в формировании органолептических показателей молочных продуктов — твердых сы­ров и пр. Их максимальная активность наблюдается при рН 6,3, ми­нимальная — при рН 5. Среди молочнокислых бактерий особенно активны термофильные палочки и стрептококк — Lbm. helveticum, Lbm. lacаs, Str. thermophilic (M. С. Уманский). Пропионовокислые бактерии (P. schermanii и др.) обладают более высокой липазной ак~ тивностью по сравнению с молочнокислыми бактериями. Особенно высокой липазной активностью отличаются плесени рола Pйnicillium (Реп. album. Реп. candidum, Реп. roqueforti и др.) и дрожжи родов Candida, Torulopsis и др.

В некоторых сырах (рокфор, Русский камамбер) липазы микро­скопических грибов обеспечивают образование специфического вку­са и аромата в результате выделения летучих жирных кислот при рас­щеплении жира.

Фосфолипазы Ар Aj, С и D. Катализируют гидролиз фос — фолипидов, например лецитина, с образованием различных про­дуктов:

Фл-С О фл D

Фосфолипаза А, (Фл-1) катализирует гидролитическое отшепле — ниеацильной группы в 1-ом положении. Фосфолипаза А2(Фл-2) от­щепляет вторую ацильную группу. Фосфолипаза С (Фл-3) вызывает гидролиз связи между фосфорной кислотой и глицерином, при этом образуются фосфорилхолин и диацилглицерин. Фосфолипаза D (Фл-4) отшепляет азотистое основание, и продуктом гидролиза ока­зывается фосфатидная кислота.

Нативные фосфолипазы молока имеют незначительную актив­ность, более активны фосфолипазы микробного происхождения, про­дуцируемые бактериями родов Pseudomonas, Bacillus, Clostridium и др. При их развитии молоко может приобрести «окисленный» и «рыб­ный» привкусы.

В настоящее время фосфолиназная активность молочнокислых бактерий заквасок хорошо изучена. Высокая активность характерна для Leu. cremoris, средняя — для Lac. lactis и Lac. diacetylactis; низкая — для Lac, cremoris. Пропионовокислые бактерии обладают сравни­тельно высокой фосфолипазной активностью. Так, около 47,5% всех изученных штаммов, но данным М. С. Уманского, показали высо­

кий уровень активности, 15,3% — средний и 37,2% — низкий. Про­дукты гидролиза фосфолипидов, по-видимому, принимают участие в формировании вкуса сыров.

К группе эстераз относится арилэстераза (Н. Ф.3.1.1.2), которая гидролизует ароматические эфиры карбоновых кислот, но на молоч­ный жир не действует. Карбоксилэстераза (Н. Ф.3.1.1.1) гидролизует ароматические и алифатические эфиры карбоновых кислот, то есть способна гидролизовать молочный жир. Холинэстераза (Н. Ф.3.1.1.8) действует на эфиры холина, ароматические и алифатические эфиры карбоновых кислот. Нормальное молоко содержит мало эстераз. Од­нако большое количество арилэстеразы отмечено в молоке, получен­ном от больных маститом животных.

Ф о с ф а т а з ы. В свежевыдоенном молоке обнаружены щелоч­ная фосфатаза (с оптимум pH 9,6) и незначительное количество кислой фосфатазы (или фосфоиротеидфосфатазы) с оптимумом pH около 5, а также рибонуклеаза, неорганическая пирофосфатаза и АТФаза.

Щелочная фосфатаза попадает в молоко из клеток молочной желе­зы, но может вырабатываться микрофлорой молока (Е. coli, Вас. cereus, Вас. mycoides и др.). Она концентрируется главным образом на обо­лочках шариков жира и частично связана с белками.

Кислая фосфатаза связана в основном с белками и незначитель­но—с оболочками жировых шариков. Активность фермента по срав­нению со щелочной фосфатазой незначительна. Структура щелоч­ной и кислой фосфатаздо конца не выяснена. Оба фермента катали­зируют гидролиз большого числа различных эфиров фосфорной кис­лоты с образованием неорганического фосфата*:

ОН

Фосфата за

Щелочная фосфатаза молока чувствительна к повышенной тем­пературе — полностью инактивируется при нагревании до 63*С в те­чение 30 мин, а также при кратковременной и моментальной пасте­ризации (при 72…85°С), кислая фосфатаза термостабильна. Высокая чувствительность щелочной фосфатазы к нагреванию положена в

‘ Кислая фосфатаза и книгой среде способна кдефосфорилирсванию казеина.

Основу метода контроля эффективности пастеризации молока и сли — DOK (фосфатазная проба, ГОСТ 3623-73).

Известно, что нативная фосфатаза молока может восстанавливать свою активность после кратковременной высокотемпературной па­стеризации. Поэтому в спорных случаях необходимо проводить диф­ференцированное определение реактивированной и остаточной фос — фатазы.

Рибонуклеиза (Н. Ф.ЗЛ.27.5). Фермент катализирует расщепление рибонуклеиновой кислоты на нуклеотиды. Рибонуклеаза А молока по аминокислотному составу и свойствам аналогична рибонуклеаэе поджелудочной железы, фермент попадает в молоко из крови.

Из молока выделен активный фактор роста сосудов — ангиогенин (от греч. angeion — сосуд), имеющий структурную гомологию с пакре — атической рибонуклеазой и обладающий бактерицидным действием.

Гликозидазы (Н. Ф.3.2). К ним относятся Я-галактозидаза, амилазы, лизоцим и др.

Я-Галактозидаза, или лактаза. Я — Галактозидаза катализирует ре­акцию гидролитического расщепления лактозы на моносахариды (га­лактозу и глюкозу). Клетки молочной железы лактазу практически не синтезируют, ее вырабатывают молочнокислые бактерии и неко­торые дрожжи. Фермент имеет оптимум действия при pH 5 и темпе­ратуре 40°С.

В последние годы возрос интерес к ферментативному гидролизу лактозы в молоке и молочной сыворотке. Для обработки сыворотки часто применяют иммобилизованную Я-галактозидазу.

С помощью Я-галактозидазы можно превратить плохо раствори­мый молочный сахар в некристаллиэуемую и хорошо сбраживаемую смесь глюкозы и галактозы. Для этой цели фермент получают при культивировании определенных видов дрожжей, микроскопических грибов (Kluyveiomyces lactis, SacchaTorriyces fragilis, Alternarla tenus и др.) и бактерий (Е. сой, Str. thermophilus и др.).

Фермент применяют при выработке гидролизованного молока, а также молочной сыворотки, используемой в пищевой промышлен­ности (хлебобулочной, кондитерской). В настоящее время во всех странах находит широкое применение способ получения низколак — тозного питьевого молока, кефира, йогурта и других продуктов для детей и взрослых людей, организм которых недостаточно усваивает лактозу. В РФ для этой цели используют препарат «Максилакт» (про­изводитель Нидерланды), представляющий собой дрожже вую лакта — ту, полученную из натуральных молочнокислых дрожжей К1иу\еготу — сез. Гидролиз лактозы; молока осуществляют при рН 6,3…6,7 и темпе­ратуре 35..,40°С (ко препарат может работать при температу ре 4…6"С).

Амилазы. В нормальном молоке содержится в основном а-ами — лаза. (5-амнлаза обнаружена в молоке лишь о тельных животных.

Фермент катализирует расщепление полисахаридных цепей крах­мала, гликогена, полисахаридов. Активность а-амилазы в молоке сравнительно высокая и ее количество повышается при заболевании животных. Фермент связан с лактоглобулиновой фракцией молока, имеет оптимум действия при рН 7,4 и температуре 37*С? инакгиви рустся при всех видах пастеризации.

Лизоцим (мурамидаза). Лизоцим катализирует гидролиз 1,4-р-свя- зей между остатками М-ацетилмурамовой кислоты и Гч-ацетилглю — козамина в полисахаридах клеточных стенок некоторых видов бак­терий, в первую очередь грамположительных (патогенные стафило­кокки, стрептококки и другие возбудители мастита коров). Наряду с другими антибактериальными факторами лизоцим в небольшой сте­пени обусловливает бактерицидные свойства молока. Коровье моло­ко содержит небольшое количество лизоцима — в среднем 13 мкг в 100 см3, женское молоко содержит 10… 100 мг в 100 см-1.

Лизоцим выделен из коровьего молока в чистом виде, он имеет несколько типов, изучены их физико-химические, иммунохимичес — кие свойства и аминокислотный состав. Лизоцим является основным белком (с молекулярной массой около 15 000 и оптимумом действия при рН 7,9), стабилен в кислой срсдс, выдерживает нагревание моло­ка до высоких температур

Протеазы (протеин азы) (Н. Ф.3.4). В молоке содержатся разнообразные нативные и микробные протеазы. Кроме того, для свертывания белков в молоко вносят протеазы животного происхож­дения. Все они относятся главным образом к двум подподклассам: щелочные (сериновые) протеазы (Н. Ф.3.4.21) и кислые (карбоксиль­ные) протеазы (Н. Ф.3 4.23). Они отличаются строением каталитичес­кого центра, оптимумом рН и субстратной специфичностью. Проте­азы катализируют гидролиз пептидных связей в молекулах белков (ка­зеина) молока:

О

Н

Нативные и микробные протеазы молока. К на — тивным протеазам относится щелочная протеаза — плазмин (со­держание второй щелочной протеазы — тромбина в молоке незна­чительно). Микрофлора молока вырабатывает щелочные и кислые протеазы.

Плазмин попадает в молоко из крови, содержится в низких кон­центрациях (около 0,3 мг/л), связан с казеиновыми мицеллами и лишь частично — с оболочками жировых шариков, 11рисутствует в молоке главным образом в виде профермента — ппазминогена, количество которого в 6,..8 раз выше содержания плазмина.

Молекулярная масса плазмина составляет 45 ООО, по видимому, он может находиться также в виде димера с массой около 100 ООО. Фермент проявляет свою активность при рН 6,5…9,0 и температуре 5…55°С.

Плазмин довольно термостабилен. Так,, пастеризация молока при температуре 72°С в течение 15 с снижает активность фермента лишь на 10%, а полная инактивация фермента наступает при нагревании молока до 80°С в течение 10 ..30 мин или после стерилизации при 142′С.

Ингибиторами фермента являются соединения типа ингибитора трипсина, соли тяжелых металлов и, возможно, |3-лактоглобулин. Ак­тиваторами плазмина являются ионы кальция, 2%-й раствор хлори­да натрия и др.

Плазмин проявляет определенную субстратную специфичность по отношению кфракциям казеина, расщепляя пептидные связи, об­разованные карбоксильными группами лизина. Наиболее чувстви­тельны к плаз. мину 3- и с^ — казеин; а. — и к-казеин гидролиз уются много медленнее; {З-лакгоглобулин и а-лактальбумин устойчивы к действию фермента.

Действие плазмина на р-казеин сводится к разрыву пептидных связей Лиз (28)—Лиз (29), Лиз (105)—Гис (106), Лиз (107)—Глу (108) с образованием у,-, уг-, 73-казеинов и фосфопептидов (см. рис. 2.3 па с. 66 и 2.13).

Необратимый распад р-казеина под действием плазмина (а так­же микробных протеаз) происходит при длительном низкотемпе­ратурном хранении сырого молока и сопровождается образовани­ем горьких пептидов и других продуктов, придающих сырью посто­ронний вкус. Кроме того, снижается сыропригодность молока, а также выход сыра и других белковых продуктов, так как образую-

Рис. 2.13. Электрофорез 2%-го 0-казеипа после инкубации с раствором протеазы молока (активностью 2,5 — 10-3ед. плазм и — на) при 37°С (по Сноерину и Рилю):

1-0,2- 1ч; 3- 1.5 м; ч; 5-2,5 ч; 6-3 ч; 7- 4ч

Щийся у-казеин не свертывается сы­чужным ферментом и «теряется» с сывороткой.

Микрофлора молока, особенно психротрофные бактерии (бактерии родов Pseudomonas, Fнavobacterium, A leal ige nйs и др.), выдел я ют акти вные термостабильиые протеазы, относя­щиеся к щелочным, кислым и другим вшам протеолитических ферментов. Они действуют при pH 6,8…8,0,, более активны по отношению к к — и Я-казеину, чем к ots — казеину. Они могут ухудшить технологические свойства молока и вызвать различ­ные пороки вкуса.

Молочнокислые бактерии заквасок продуцируют кислые проте­азы, способные гидролизе вать казеин, проявляя специфичность к Я-казеину. Молочнокислые стрептококки обладают более низкой иро — теолитической активностью по сравнению с молочнокислыми палоч­ками, особенно термофильными лактобактериями.

Протеазы животного происхождения и их заме­нители. При производстве творога и сыров для свертывания бел­ков молока применяют кислые протеазы — химозин и пепсин. Обе протеазы содержат в активном центре карбоксильные группы аспа — рагиновой кислоты, обладают молокосвертывающей, протеолитичес­кой и пептидазной активностью.

Химозин, илиреннин содержится в сычуге телят, ягнят и козлят мо­лочного возраста. Химозин образуется из предшественника — про — химозина. Его молекулярная масса составляет около 30 ООО, опти­мум pH действия фермента равен 4 (фермент проявляет стабильность при pH 5,3…6,3). Химозин обладает высокой молокосвсртывающей активностью и низкой протеолитической активностью.

Пепсин вырабатывается слизистой желудка взрослых животных (а также свиней и птиц) в виде пепсиногена, переходящего в активный

фермент под действием НС1. Фермент получен в кристаллическом виде, его молекулярная масса раина 35 ООО. он имеет оптимум рН дей­ствия ферментов 1…2,2 и стабилен при рН 3,0…4,5.

Главный недостаток пепсинов — высокая чувствительность к рН. Так, говяжий пепсин теряет активность при рН выше 6,7, свиной — уже при рН 6,6. Все пепсины обладают меньшей молокосвертываю — щек активностью по сравнению с химозином, но более высокой про — теолитической активностью, так как разрывают в белках большее ко­личество пептидных связей.

Для свертывания казеина в сыроделии используют молокосвср — тывающий препарат, называемый сычужным ферментом (сычужным порошком), который содержит оба компонента сычугов крупного ро­гатого скота молочного возраста — химозин и пепсин.

Сычужный фермент имеет различное соотношение химозина и пеп­сина — чем ниже возраст теленка, тем выше содержание химозина в препарате. Отечественный сычужный порошок содержит 60…70% хи­мозина и примесь 30…40% пепсина, имеет активность 100 000 усл. ед., оптимальную активность при рН 6,2 и температуре 404С. Из-за рубе­жа поступает сычужный порошок с содержанием химозина 75… 100% и активностью 150 000 усл. ед. и выше.

Для экономии сычужного фермента в РФ выпускают смесевые композиции сычужного фермента и говяжьего пепсина (препараты ФП-ВНИИМС, ФП-2), содержащие 50 и 25% химозина, или компо­зиции сычужного фермента, говяжьего и куриного пепсинов («Алта — зим»). а гакже композиции говяжьего и куриного пепсинов (ФП-6, ФП-6 «ИТ» и др.).

С ростом объемов мирового производства сыра сычужный фер­мент стал дефицитом, поэтому делаются попытки его замены бо­лее дешевыми микробными коагулянтами. Предложено много раз­личных заменителей сычужного фермента, как у нас, так и за ру­бежом — «Руссилин», «Рснниномукорин», «Мейто» (Япония), «Фромаза» (Франция), «Супарен» (США) и др. Однако большин­ство выпускаемых ферментных препаратов, наряду с молокосверты — ваюшей способностью, обладают высокой п роте ол ити чес кой актив­ностью. Они вызывают глубокий гидролиз казеина, что приводит к появлению в сыре горечи.

Сейчас на наш рынок поступают улучшенные микробные коагу­лянты плесневого и дрожжевого происхождения — «Супарен», «Фро­маза» и «Максирен».

Ферментный препарат ъСупаренъ получен из плесеней Mucor pussillus и Endothia parasitica и рекомендуется для производства сы­ров с высокой температурой второго нагревания, так как имеет до­вольно высокую протеолитическую активность, но отличается тер — мол а б и л ьн ость ю.

«Фромаза», являющаяся кислой протеазой штамма Mucor michei, обладает меньшей протеолитической активностью и по свойствам бо­лее похож на фермент животного происхождения.

По действию на белки молока наиболее близок к сычужному фер­менту препарат «Максиренпредставляющий собой 100%-ный чис­тый химозин.

Ферменты других классов. Кроме оксидуредуктаз и гидролаз в мо­локе обнаружены ферменты других классов — трансферазы, лиазы, изомеразы. Они переходят в молоко из клеток молочной железы или вырабатываются микрофлорой молока.

К ним относятся нативные и бактериальные амино-, фоефо-, гли — козил — и другие трансферазы — ананинамино — и аспартамаминотран — сфераза, аиетаткиназа, гексокиназа, лактозосинтаза, роданеза и др. Они играют важную роль в обмене веществ в клетках молочной же­лезы, а также принимают участие при выработке и созревании сыров и других молочных продуктов.

Различные лиазы (альдолаза, пируватдекарбоксилаза, аекарбок — силазы аминокислот и др.) осуществляют расщепление фруктозоди- фосфата и нировдноградной кислоты при молочнокислом и спирто­вом брожениях, а также декарбоксилирование валина, лизина и дру­гих аминокислот с образованием аминов — при созревании сыров.

Ферменты класса изомераз (триозофосфат-, глюкозофосфатизо- мераза и др.) участвуют в обмене веществ в клетках молочной железы и при брожении лактозы.