Dərslik Azərbaycan Respublikası Təhsil Nazirliyi tərəfindən tarixli saylı əmri ilə dərc olunması üçün qrif verilmişdir
Yüklə 2,64 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Oksidoreduktazalar (FT-1)
- Hidrolazalar
- Fermentlərin texnoloji əhəmiyyəti
Fəsil 6. FERMENTLƏR Bütün canlı orqanizmlərdə gedən maddələr mübadiləsi prosesi fermentlərin iştirakı ilə gedir. Fermentin adı “ferveo” sözündən götürülmüş və latınca “qıcqırdan” deməkdir. Fermentativ proseslər insanlara çox qədimdən məlum olmuşdur. Çörəyin, pivənin, pendirin, şərabın və başqa qida məhsullarının istehsalı fermentlərin təsiri ilə baş verir. Fotosintez, tənəffüs, qıcqırma, qida maddələrinin mənimsənilməsi prosesləri, habelə zülalların, yağların, karbohidratların və başqalarının biosintezi canlı hüceyrələrdə fermentlərin iştirakı ilə gedir. Üzüm şirəsinin qıcqırması, şərabın əmələ gəlməsi, yetişməsi və sair prosesləri fermentlərin təsiri ilə baş verir. Bütün canlıların həyat fəaliyyəti, onların yaşaması fermentsiz mümkün deyildir. Fermentlər insan orqanizmində gedən metabolizm prosesini tənzimləyir. Fermentləri dünya şöhrətli azərbaycanlı alim Lütfi-zadənin kəşf etdiyi “Qeyri-səlis məntiq nəzəriyyəsi”nə bənzətmək olar. Belə ki, insan orqanizminə qəbul olunan müxtəlif çeşiddə (xaotik) qida məhsulları fermentlərin iştirakı ilə tənzimlənir. Fermentlər zülal təbiətli maddələr olub, kolloid hissəciklərdir. Kimyəvi təbiətinə görə fermentlər iki qrupa bölünür:
Birkomponentli fermentlər yalnız sadə zülallardan, ikikomponentli fermentlər isə sadə zülalla yanaşı, həm də qeyri-zülal təbiətli maddələrdən təşkil olunmuşdur. Qeyri-zülal təbiətli maddələrdən fermentlərin tərkibində sadə zülaldan əlavə vitaminlər (B1, B2, B6, PP və s.), müxtəlif metallar (mis, dəmir, kobalt və s.) yağlar, karbohidratlar və başqa komponentlər olur. Birkomponentli fermentlər hidroliz olunduqda yalnız aminturşulara ayrılırlar. İkikomponentli fermentlər hidroliz olunduqda isə sadə zülalla yanaşı, həm də qeyd olunan qeyri-zülal təbiətli maddələrə ayrılırlar. Birkomponentli fermentlərə - apoferment, ikikomponentli fermentlərə isə koferment deyilir. Bunların birlikdə aktiv ferment kompleksinə xoloferment deyilir. Fermentləri təmiz halda kristallik formada almaq, onların aminturşu tərkibini müəyyən etmək, polipeptid zəncirində aminturşuların düzülmə ardıcıllığını öyrənmək çox çətindir. Təmiz halda alınmış fermentlər (kokarboksilaza, streptokinaza, ATF-aza, lidaza, insulin və s.) insanlarda müxtəlif xəstəliklərin müalicə olunmasında geniş istifadə olunur. İnsulini təmiz halda aldığına görə 1956-cı ildə ingilis alimi F.Sengerə Nobel mükafatı verilmişdir. Bütün fermentlər spesifik xüsusiyyətə malikdirlər. Fermentlər spesifik olmaqla yalnız bir maddənin əmələ gəlməsini və ya parçalanmasını kataliz edirlər. Spesifikliyinə görə fermentlər üç qrupa bölünürlər.
Mütləq spesifikliyə malik fermentlər yalnız bir maddəni kataliz edirlər. Məsələn, saxaraza fermenti yalnız saxarozanın qlükozaya və fruktozaya ayrılmasını kataliz edir. Qrup spesifikliyinə malik fermentlər müxtəlif qrupların köçürülməsinə təsir göstərirlər. Sterokimyəvi spesifikliyə malik fermentlər isə bir maddənin iki optik izomerindən yalnız birinə təsir göstərirlər. Fermentlərin aktivliyinə təsir edən amillər də mövcuddur. Fermentlərin aktivliyinə mühitin temperaturu, hidrogen ionlarının qatılığı və başqa faktorlar təsir göstərir. Fermentin aktivliyinin artması biokimyəvi reaksiyaların gedişini sürətləndirir. Fermentlərin fəaliyyəti 30-400C-də daha aktiv olur. Temperatur 500C-dən yuxarı qalxdıqda fermentlərin aktivliyi, onların təsir mexanizmi zəifləyir, 70-800C-də isə onların əksəriyyəti inaktivləşir, daha doğrusu reaksiyanın gedişinə təsir göstərə bilmir. Qida məhsullarının keyfiyyəti fermentlərin aktivliyindən çox asılıdır. Fermentin aktivliyi artdıqca qida maddələrinin tərkibini təşkil edən üzvi və qeyri-üzvi maddələrin parçalanması sürətlənir. Ona görə də bitki və heyvan mənşəli qida maddələri aşağı temperaturda saxlanılır ki, onun tərkibindəki fermentlər aktivləşməsin. Fermentlərin aktivliyinin dəyişməsi şərabın keyfiyyətinə də təsir göstərir. Belə ki, keyfiyyətli şərab istehsal etmək üçün onu bütün il ərzində eyni temperatur rejimində saxlamaq lazımdır. Fermentlərin aktivliyinə təsir edən ən əsas göstəricilərdən biri də qeyd olunduğu kimi mühitin pH-dır. Bitki fermentlərinin əksəriyyəti pH-ı 4,5÷7,0 arasında olduqda daha fəal olurlar. Fermentlərin aktivliyinə bəzi metallar, xörək duzu, SO2 və sair faktorlar da təsir göstərir. Üzüm şirəsinin və şərabın fermentləri SO2-nin təsirindən aktivliyini azaldırlar. Bir qrup fermentlər də vardır ki, onlar kompleks şəkildə ardıcıl olaraq mühitə təsir göstərirlər. Belə fermentlərə multiferment kompleksi deyilir. Hal-hazırda 3000-dən artıq fermentin olması müəyyən edilmişdir. Lakin onlardan yalnız 300-ə yaxını təmiz halda, kristallik formada alınmışdır. Beynəlxalq təsnifata görə fermentlər 6 sinfə bölünür.
Fermentləri adlandırmaq üçün onun təsir etdiyi substratın adına uyğun olaraq “aza” şəkilçisi əlavə olunması qəbul olunmuşdur. Hər bir fermentin iki hərfdən (FT) və dörd rəqəmdən ibarət şifri olur. Birinci rəqəm fermentin hansı sinfə aid olduğunu göstərir. İkinci rəqəm yarımsinfi, üçüncü rəqəm yarım-yarımsinfi, dördüncü rəqəm isə fermentin yarım-yarımqrupdakı sıra nömrəsini göstərir. Bu prosesi amilaza timsalında sxematik olaraq aşağıdakı kimi göstərmək olar. α-amilaza FT 3 2 1 1 
Hidrolazalar Yarımsinif karbohidrolazalar Yarım-yarımsinif qlikonazalar Yarım-yarımsinifdəki sıra nömrəsi Üzümdə və şərabda bütün siniflərə aid fermentlərə rast gəlinir. Ancaq üzümdə və şərabda I və III siniflərə aid bir çox fermentlərin bioloji rolu, aktivliyi, izoformaları və s. təsir mexanizmləri daha geniş öyrənilmişdir. Bəzi fermentlərin bioloji rolu haqqında qısa məlumat aşağıdakı kimidir. Oksidoreduktazalar (FT-1) Bu sinif fermentlər 21 yarımsinfə bölünürlər. Bunlardan aşağıda qeyd olunan 6 yarımsinfin təsir mexanizmi üzümdə və şərabda daha yaxşı öyrənilmişdir. FT
1  .1 –CH–
1.2 >C–OH 1.3 –CH2–CH2– 1.4 –CH–NH2 1.5 –CH–NH
Oksidoreduktazaların 500-dən artıq nümayəndəsi mövcuddur. Bu sinif fermentlər dehidrogenazalara və peroksidazalara ayrılırlar. Dehidrogenazalar özləri də iki yerə bölünürlər.
Aerob dehidrogenazalar (o-difenoloksidaza, askorbatoksidaza, laktatdehidrogenaza və s.) oksidləşən maddələrdə (karbohidratlar, yağlar, zülallar və s.) hidrogeni alıb, oksigenə verir. Anaerob dehidrogenazalar (alkoldehidrogenaza, malatdehidrogenaza, suksinatdehidrogenaza və s.) isə oksidləşən maddələrdən hidrogeni alıb, oksigenə yox başqa maddələrə, o cümlədən fermentlərə verir. Anaerob dehidrogenazaların kataliz etdikləri reaksiyalarda oksigen iştirak etmir. Aerob və anaerob dehidrogenazaların üzümdə və şərabda rolu böyükdür. Üzümün və şərabın keyfiyyəti dehidrogenazalardan çox asılıdır. Üzümdə və şərabda dehidrogenazalardan o-difenoloksidaza, askorbatoksidaza, alkoldehidrogenaza, malatdehidrogenaza, laktatdehidrogenaza, suksinatdehidrogenaza və qeyriləri daha yaxşı öyrənilmişdir. Bəzi aerob dehidrogenazalarla tanış olaq. Aerob dehidrogenazalara oksidazalar da deyilir. Üzümdə və şərabda aerob dehidrogenazalardan ən geniş öyrənilən ferment o-difenoloksidazadır (FT.1.14.18.2). Bu ferment orto və para difenolların orto-xinona çevrilməsini kataliz edir.
OH +½ O2 HC C=O + H2 O HC CH CH
O-difenoloksidaza fermenti üzümdə və şərabda ğeniş yayılmışdır. Bu fermentin üzümdə və şərabda izoformaları da müəyyən edilmişdir. Üzümün və şərabın rənginin dəyişməsi, tündləşməsi bu fermentin aktivliyinin artmasından asılıdır. Üzümün emalı və şərabın hazırlanması proseslərində elə rejim seçilməlidir ki, bu ferment aktiv olmasın, əks halda məhsulun rənginin dəyişməsinə və keyfiyyətinin aşağı düşməsinə şərait yaranacaqdır. Bu ferment kimyəvi təbiətinə görə metalloproteidlərə aiddir. Onun tərkibində aktiv qrup kimi 0,2-0,3% mis vardır. Üzümdə və şərabda aerob dehidrogenazalardan ən çox bioloji rolu olan fermentlərdən biri də askorbatoksidazadır. Askorbatoksidaza (FT.1.10.3.3) fermentinin təsiri ilə askorbin turşusu D-hidroL-askorbin turşusuna çevrilir. Qida məhsullarında, o cümlədən üzümdə və şərabda askorbin turşusunu və ya C vitamininin miqdarca azalması askor-batoksidaza fermentinin aktivliyinin artması ilə əlaqədardır. Şərabı elə temperatur rejimində saxlamaq lazımdır ki, onun tərkibindəki ferment askorbatoksidaza aktiv formaya keçməsin. Aerob dehidrogenazalardan laktatdehidrogenaza fermenti üzüm şirəsinin qıcqırması prosesində daha aktiv formada olur. Şərabda sirkə turşusunun əmələ gəlməsində əsas səbəblərdən biri də laktatdehidrogenaza fermentidir. Bu fermentin aktivliyinin artması nəticəsində şərabda sirkə turşusu əmələ gəlir. Laktatdehidrogenaza (FT.1.1.1.27) fermenti süd turşusunun sirkə turşusuna çevrilməsini kataliz edir. LDG
süd turşusu sirkə turşusu Anaerob dehidrogenazalar. Bu qrup fermentlər reaksiyanın gedişini oksigensiz mühitdə kataliz edirlər. Üzümdə və şərabda anaerob dehidrogenazalardan alkoldehidrogenaza, malatdehidrogenaza, suksinatdehidrogenaza və qeyriləri daha geniş öyrənilmişdir. Anaerob dehidrogenazalar əsasən ikikomponentli fermentlərdir. Onların əksəriyyətinin aktiv qrupları NAD (nikotinamidadenindinukleotid) və NADP (nikotinamidadenindinukleotidfosfat)-dır. Bu fermentlərin aktiv qruplarının tərkibində PP vitamini olur. Üzümdə PP vitamini az olduqda bu qrup fermentlərin sintezi pozulur. Bu da qıcqırma prosesinin normal getməsinə pis təsir göstərir. Anaerob dehidrogenazalar spirt qıcqırması prosesində mühüm rol oynayırlar. Spirt qıcqır-masında ən aktiv fermentlərdən biri alkoldehidrogenazadır–(FT.1.1.1.1). Bu fermentin təsiri ilə qıcqırma prosesində əmələ gələn etil spirti sirkə aldehidinə çevrilir.  O
CH3CH2OH + NADP → CH3C + NADP + H+ etil spirti H sirkə aldehidi Malatdehidrogenaza (FT.1.1.1.37) fermenti də anaerob dehidrogenazalara aiddir. Bu ferment üzüm şirəsinin qıcqırması zamanı alma turşusunun quzuqulaq sirkə turşusuna çevrilməsini kataliz edir. COOH–CH2–CHOH–COOH + NAD → alma turşusu → COOH–CH2–CO–COOH + NAD·H2 quzuqulaq sirkə turşusu Anaerob dehidrogenazaların üzümdə və şərabda ən çox təsadüf olunan fermentlərindən biri də suksinatdehidrogenazadır. Bu fermentin aktiv qrupu flavinmononukleotid (FMN) və flavinadenindinukleotiddir (FAD). Suksinatdehidrogenaza fermentinin aktiv qrupunun tərkibində B2 vitamini və ya riboflavin də vardır. Ona görə də bu fermentə flavin fermenti də deyilir. Suksinatdehidrogenaza fermenti qıcqırma prosesində fəal iştirak edərək kəhrəba turşusunun fumar turşusuna çevrilməsini kataliz edir. + FAD
C  OOH–CH2–CH2–COOH COOH–CH=CH–COOH +
kəhrəba turşusu fumar turşusu + FAD·H2 Üzümdə və şərabda peroksidaza fermentinin bioloji rolu geniş öyrənilmişdir. Hətta peroksidaza fermentinin bir neçə molekulyar formaları da üzümdə və şərabda müəyyən edilmişdir. Peroksidaza (FT 1.11.1.7) anaerobdehidrogenazalara aid olub, hidrogen peroksidin təsiri ilə bioloji oksidləşməni sürətləndirən fermentdir. Bu ferment üzüm şirəsinin qıcqırması zamanı polifenolların və bir sıra aromatik aminlərin hidrogen peroksidin iştirakı ilə oksidləşməsini kataliz edir. peroksidaza A katalaza
2  H2O2 2H2O + O2
Katalaza fermentinin katalizi nəticəsində canlı hüceyrələr, o cümlədən insanlar hidrogen peroksidin zərərli (toksiki) təsirindən qorunur. Fermentlər hüceyrənin müxtəlif orqanoidlərində olur. Məsələn, elə fermentlər vardır ki, onlar xloroplastlarda, elələri də vardır ki, mitoxondriyalarda lokalizə olunmuşlar. Multifermentlər isə hüceyrədə bir-birinə yaxın yerlərdə olurlar. Üzümün tərkibində olan oksidoreduktazalar onun qabığında və lətində şirəsinə nisbətən daha aktiv olurlar. Üzüm tam yetişdikdə fermentlərin aktivliyi zəifləyir. Ancaq üzümün yetişmə müddəti ötdükdə isə demək olar ki, bütün fermentlərin, o cümlədən oksidoreduktazaların aktivliyi artır. Fermentlərin aktivliyinin artması üzümün tərkibindəki qida maddələrinin parçalanmasına və onların tənəffüs prosesinə sərf olunması sürətlənir. Fermentin fəaliyyətinin artması şərabın keyfiyyətinə pis təsir göstərməklə həm də şərabda qeyri-şəffaflıq əmələ gətirir. Odur ki, şərab istehsalı zamanı üzümün yetişmə dərəcəsinə xüsusi olaraq fikir vermək lazımdır. Üzüm şirəsinə SO2 əlavə olunduqda oksidləşdirici fermentlərin, o cümlədən o-difenoloksidazanın aktivliyi azalır. Bu da üzüm şirəsinin rənginin dəyişməsinə səbəb olur. Üzüm şirəsini və ya şərabı bentanitlə işlədikdə oksidoreduktaz fermentlərinin aktivliyi xeyli dərəcədə azalır. Ancaq üzüm şirəsinin qıcqırması zamanı fermentlər üçün optimal temperatur şəraiti yarandığına görə bütün fermentlər, həmçinin oksidoreduktazalar aktivləşirlər. Qıcqırma qurtardıqdan sonra fermentlərin aktivliyi zəifləyir. Onların xeyli hissəsi maya ilə birlikdə qabın dibinə çökürlər. Əgər şərab istehsalı zamanı I köçürmə gecikdirilərsə, daha doğrusu avtoliz prosesi (mayanın bir hissəsi yenidən şəraba qayıtdıqda) baş verdikdə şəraba xeyli miqdarda fermentlər keçir. Avtoliz prosesi zamanı şəraba keçmiş fermentlər aktivləşərək, biokimyəvi reaksiyaların gedişini sürətləndirirlər. Nəticədə şərabda bulanlıqlıq əmələ gəlməklə yanaşı, həm də qida maddələrinin parçalanması prosesi baş verir. Şərabın saxlanması zamanı və şərabı yapışqan maddələri ilə işlədikdə fermentlərin aktivliyi azalır, hətta bəzilərinin aktivliyi isə sıfra bərabər olur. Bir sözlə, yüksək keyfiyyətli şərab hazırlamaq üçün elə şərait yaratmaq lazımdır ki, fermentlər aktiv vəziyyətdə olmasınlar. Hidrolazalar Hidrolazalar bir neçə yarımsiniflərə bölünürlər. 1. Mürəkkəb efirlərin parçalanmasını kataliz edən fermentlər. Bu ferment sisteminə esterazalar deyilir. Bunlara misal olaraq lipazaları göstərmək olar. Lipazalar yağların suyun iştirakı ilə qliserinə və müvafiq yağ turşularına parçalanmasını kataliz edir.
CHOCOR2 + H2O CHOH + R2COOH CH2OCOR3 CH2OH R3COOH Qarışıq yağ Qliserin Yağ turşuları R1, R2, R3 – müxtəlif yağ turşularını göstərir. 2. Karbohidrolazalar. Bu yarımsinfə aid fermentlər mono, di və polisaxaridlərin parçalanmasını kataliz edirlər. Qida məhsullarında, o cümlədən üzümdə və şərabda karbohidrolazaların mühüm bioloji əhəmiyyəti vardır. Üzümdə və şərabda bu yarımsinfə aid fermentlərdən α və β-amilaza (FT 3.2.1.1; FT 3.2.1.2), α-qlükozidaza (FT 3.2.1.20), β-qalaktozidaza (FT 3.2.1.23), β-fruktofuranozidaza (FT 3.2.1.26) və ya invertaza (saxaraza) və pektin fermentlərini göstərmək olar. Amilaza fermenti nişastanı çoxlu sayda qlükozaya, α-qlükozidaza maltozanı–iki molekul qlükozaya, β-qalaktozidaza–laktozanı (süd şəkərini) qalaktozaya və qlükozaya, β-fruktofuranozidaza isə saxarozanı qlükozaya və fruktozaya parçalanmasını kataliz edir. Bu yarımsinfə aid pektin fermentlərinin bioloji və texnoloji xüsusiyyətləri son zamanlar şərabçılıq sənayesində daha geniş öyrənilmişdir. Pektin fermentləri bitkilərdə, o cümlədən üzümdə geniş yayılmışdır. Şərabın keyfiyyəti xeyli dərəcədə pektin fermentlərindən də asılıdır. Bu fermentlərdən üzümdə və şərabda ən çox protopektinazaya (PP), pektinesterazaya və ya pektazaya (PE), poliqalakturonaza və ya pektinazaya (PQ), polimetilqalakturonazaya (PMQ), pektat-transeliminazaya (PTE), transeliminazapolimetilqalakturonazaya (TEPMQ), transeliminazapoliqalakturonazaya (TEPQ) rast gəlinir. Protopektinaza ən çox yetişməmiş üzümün tərkibində daha aktiv formada olur. Üzüm yetişdikcə bu ferment protopektini həll olmuş pektinə (yəni metoksilləşmiş poliqalakturon turşusuna) və həmçinin arabanlara, qalaktanlara parçalanmasını kataliz edir. Bu ferment aktivləşdikcə üzümün yetişməsi prosesi tezləşir. Üzüm yetişdikcə protopektin miqdarca azalmağa başlayır. Nəticədə yetişməmiş üzüm gilələri yetişərək nisbətən elastikləşir. Protopektinaza fermentini hələlik təmiz halda almaq mümkün olmamışdır. Ona görə də bu ferment hələlik fermentlərə aid beynəlxalq təsnifatda qeydiyyata alınmamışdır. Pektinesteraza fermenti pektini və ya metoksilləşmiş poliqalakturon turşusunu metil spirtinə və poliqalakturon turşusuna çevrilməsini kataliz edir. Poliqalakturonazanın fermenti isə poliqalakturon turşusunu çoxlu sayda sadə qalakturon turşularına ayırır. Polimetilqalakturonazanın endo və ekzo formaları mövcuddur. Endopolimetilqalakturonaza fermenti metoksilləşmiş poliqalakturon turşularının uc hissəsində yerləşən 1-4rabitəsinə təsir göstərir. Ekzopolimetilqalakturonaza fermenti isə metoksilləşmiş poliqalakturon turşularının orta hissəsində olan 1-4 rabitələrinin parçalanmasını kataliz edir. Pektattranseliminaza fermentlərinin təsiri ilə də pektin maddələrinin parçalanması prosesi baş verir və kataliz prosesini suyun iştirakı olmadan yerinə yetirir. Ona görə də bu ferment hidrolazalara aid olmayıb, liazalar sinfinə aiddir. Pektattranseliminaza fermentlərindən üzümdə və şərabda qeyd olunduğu kimi TEPMQ və TEPQ fermentlərinə rast gəlinir. Bu fermentlərin bioloji və texnoloji xüsusiyyətləri üzümdə və şərabda yaxşı öyrənilməmişdir. Üzümdə və şərabda pektin fermentlərindən pektinesteraza daha çox fəallığa malikdir. Poliqalakturonaza və pektattranseliminaza fermentləri isə nisbətən zəif aktivliyə malikdirlər. Üzüm yetişdikcə pektin fermentlərinin aktivliyi artmağa başlayır. Bu zaman ən aktiv ferment pektinesterazadır. Onun təsiri nəticəsində yetişmə müddəti ötmüş, yumşalmış üzüm gilələrində pektin turşusu və sərbəst metil spirti əmələ gəlir. Əmələ gəlmiş metil spirti üzüm giləsinin hüceyrə quruluşunu pozur və nəticədə üzüm giləsi yumşalır. Bu cür üzüm gilələri keyfiyyətsiz olmaqla yanaşı, pis dada malik olurlar. Belə üzüm gilələrindən keyfiyyətli şərab hazırlamaq mümkün deyildir. Hətta müəyyən olunmuşdur ki, yetişmə müddəti ötmüş, yumşalmış üzüm gilələrində 100 mq/dm3-a qədər, bəzən də daha çox metil spirti olur. Az miqdarda kükürd anhidridi (100-150mq/dm3) pektin fermentlərinin aktivliyini azaltmır. Fenol maddələri isə üzümün pektin fermentlərinin aktivliyini zəiflədir. Ona görə də qırmızı üzüm sortlarından alınmış şirələrdə pektin fermentlərinin aktivliyi ağ üzüm sortlarına nisbətən aşağı olur. Bunun nəticəsi kimi qırmızı şərablarda pektin maddələri çox, ağ şərablarda isə az miqdarda olur. Pektin fermentləri üçün optimal temperatur rejimi 35-500C hesab edilir. Bu tem-peraturda pektin fermentləri daha aktiv fəaliyyət göstərərək, pektin maddələrinin parçalanmasını daha sürətlə kataliz edirlər. Ona görə də əzintini və ya üzüm şirəsini isti üsulla (45-550C) emal etdikdə pektin fermentləri yüksək aktivliyə malik olurlar. Üzüm şirəsinin qıcqırması prosesində pektin fermentlərinin aktivliyi get-gedə zəifləyir. Üzümdə və şərabda mühüm bioloji əhəmiyyətə malik olan hidrolazalardan biri də β-D-fruktofuranozidaza fermentidir. Bu ferment suyun iştirakı ilə disaxarid olan saxarozanı qlükozaya və fruktozaya inversiya edir. ferment
s axaroza + H2O qlükoza + fruktoza
Üzüm yetişdikcə β-D-fruktofuranozidaza fermentinin aktivliyi artır, üzüm tam yetişdikdə onun aktivliyi daha yüksək həddə çatır. Üzümün yetişmə müddəti ötdükdə isə bu ferment daha aktiv olaraq üzümün tərkibindəki saxarozanın qlükozaya və fruktozaya çevrilməsini sürətlə kataliz edir. Bu fermentin aktivliyi üzüm sortunun xüsusiyyətindən də asılıdır. Üzümdə β-D-fruktofuranozidazanın bir neçə izoformaları da müəyyən edilmişdir. Bəzi üzüm sortlarında bu fermentin az aktivliyə malik olması üzümün tərkibində saxarozanın nisbətən çox olması ilə izah olunur. Üzüm şirəsinin sulfitləşdirilməsi (100-120mq/dm3) β-D-fruktofuranozidaza fermentinin aktivliyinə təsir göstərmir. Üzüm şirəsinin qıcqırması prosesi zamanı mayalar özünün təbii invertaza fermentini sintez edirlər. Bu fermentlərin ən böyük praktik əhəmiyyəti şampan şərabı istehsalı zamanıdır. Belə ki, şampan şərabı süfrə şərabının (şampan şərab materialının) ikinci dəfə qıcqırmasından alınan məhsula deyilir. Şampan şərab materialını ikinci dəfə qıcqırtmaq üçün şəraba mədəni maya ilə yanaşı saxarozanın şərbətli məhlulu əlavə edilir. Sonra mədəni mayaların fəaliyyəti üçün qıcqırma prosesinin mütəşəkkil getməsi məqsədilə optimal temperatur rejimi yaradılmalıdır. Qıcqırma prosesinin başlanması üçün mədəni mayaların tərkibindəki, həmçinin onların sintez etdikləri invertaza və ya saxaraza fermenti ilk əvvəl saxarozanı qlükozaya və fruktozaya inversiya edir. İnversiya zamanı əmələ gəlmiş qlükoza və fruktoza qıcqırmaya məruz qalır. Qıcqırma prosesi zamanı spirt və CO2 ilə yanaşı həm də ikinci dərəcəli məhsullar da sintez olunur. Bu məhsullar da şampanlaşma prosesində iştirak edirlər. Süfrə şərablarının tərkibində demək olar ki, saxaroza olmur. Ancaq spirtləşdirilmiş şərablarda müəyyən dərəcədə saxaroza olur. Şərabın saxlanması prosesində invertaza və ya β-D-fruktofuranozidaza fermenti daim inaktivləşməyə meyl göstərir. Şərabı bentanitlə, jelatinlə, sarı qan duzu ilə və başqa yapışqan maddələri ilə işlədikdə bu fermentin aktivliyi ingibitorlaşır. 3. Proteazalar. Üzümdə və şərabda proteazalardan papainə, pepsinə, tripsinə, ximotripsinə və başqalarına rast gəlinir. Proteazalar suyun iştirakı ilə zülallarda mövcud olan peptid tipli (CO–NH) rabitənin hidrolizini sürətləndirirlər. Bu zaman zülallar aminturşularına qədər parçalanırlar. Bu da şərabın qida maddələri ilə zənginləşməsinə şərait yaradır. Hal-hazırda şərab və şirə istehsalında proteaza ferment preparatlarından geniş istifadə edilir. Bu preparatlar şirənin və şərabın şəffaflaşmasına çox yaxşı təsir göstərirlər. Məlumdur ki, zülallar əsasən kolloid hissəciklərdir. Proteaza ferment preparatları şərabda olan zülalları parçalamaqla şərabın şəffaflaşmasına şərait yaradır. Şərabı uzun müddət maya ilə birlikdə saxladıqda bu fermentlərin şərabda miqdarı artır. 4. Dezaminazalar. Bu yarımsinfə aid fermentlər üzümdə və şərabda olan aminturşularının, nukleozidlərin, nukleotidlərin və başqa birləşmələrin suyun iştirakı ilə aminsizləşməsini kataliz edirlər. Bu reaksiyalar əsasən üzüm şirəsinin qıcqırması prosesi zamanı aşağıdakı sxem üzrə gedir. ferment R 5.Dezamidazalar. Bu yarımsinfə mənsub olan fermentlər üzümdə və şərabda müxtəlif amidlərin suyun iştirakı ilə aminsizləşməsini kataliz edirlər. Bu reaksiya sxematik olaraq aşağıdakı kimi gedir: ferment R Üzümdə və şərabda dezamidazalardan ureaza, asparaginaza, qlütaminaza fermentlərinə daha çox təsadüf olunur. Ureaza (FT 3.5.1.5) fermenti suyun iştirakı ilə sidik cövhərini (karbamid) hidroliz edir. ureaza
C O(NH2)2 + H2O CO2 + NH3
Bu ferment ilk dəfə təmiz halda, kristal formada 1926-cı ildə amerikan alimi D.Samner tərəfindən alınmışdır. Alimin bu kəşfinə görə ona Nobel mükafatı verilmişdir. Asparaginaza (FT 3.5.1.1) və qlütaminaza (FT 3.5.1.2) fermentləri isə üzümdə və şərabda asparagin və qlütamin amidlərinin amidsizləşməsini kataliz edirlər. asparaginaza H asparagin amid → HOOC–CH2–CHNH2–COOH + NH3 asparagin turşusu qlütaminaza H qlütamin amid → HOOC–CH2–CH2–CHNH2–COOH + NH3 qlütamin turşusu
Üzümün əzilməsi prosesində artıq oksidoreduktaz fermentlərindən o-difenoloksidaza və peroksidaza fermentləri fəaliyyət göstərməyə başlayırlar. Üzümün əzilməsi prosesində şirənin rənginin dəyişməsi o-difenoloksidaza və peroksidaza fermentlərinin aktivləşməsi ilə əlaqədardır. İstehsal olunacaq şərabın növündən asılı olaraq texnoloq qeyd olunan fermentlərin aktivliyini tənzimləməlidir. Üzüm şirəsində oksidləşdirici fermentlərin fəaliyyətini nizamlamaq üçün texnoloq şirəni sulfitləşdirməli və ya bentanitlə işləməli, hətta lazım olarsa pasterizasiya əməliyyatı aparmalıdır. Üzüm şirəsinin qıcqırması prosesində fermentlərin mühüm texnoloji əhəmiyyəti vardır. Belə ki, qıcqırma prosesi zamanı əsas məhsul kimi əmələ gəlmiş etil spirti və karbon qazından başqa, mayalar tərəfindən sintez olunan fermentlər ikinci dərəcəli məhsulların alınmasında xüsusi rol oynayırlar. Əmələ gəlmiş ikinci dərəcəli məhsullar şərabın keyfiyyət göstəricilərinin formalaşmasında, şərabın özünəməxsus ətrinin yaranmasında mühüm əhəmiyyət kəsb edirlər. Şampan və xeres şərabları istehsalında fermentativ proseslərin (eterifikasiya, oksidləşmə və reduksiyalaşma, karboksilsizləşmə və s.) çox böyük rolu vardır. Müxtəlif növ şərabların özünəməxsus ətrinin, dadının əmələ gəlməsi fermentlərlə sıx əlaqədardır. Butulka üsulu ilə şampan istehsalı zamanı tiraj olunmuş butulkaların saxlanmasında mürəkkəb biokimyəvi proseslər baş verir. Bu proseslər bilavasitə fermentlərin iştirakı ilə gedir. Son zamanlar qida sənayesində, o cümlədən şərabçılıqda ferment preparatlarından geniş istifadə edilir. Bu məqsədlə pektolitik ferment preparatları geniş tətbiq sahəsinə malikdir. Dünya ölkələri kommersiya məqsədi ilə müxtəlif anlarda pektolitik ferment preparatları istehsal edirlər. Məsələn, Fransada pektolitik ferment preparatları “Pektinaza-PP”, Yaponiyada “Maserozim”, ABŞ-da “Klerzim”, Rusiyada “Pektavamarin”, “Pektofoetidin” adları ilə istehsal olunur. Sənaye üsulu ilə istehsal olunan pektolitik fermentlərin pH=4-5 arasında tərəddüd edir. Onların optimal təsir mexanizmi üçün temperatur 35-450C arasında olur. Ona görə də əzintiyə, şirəyə və şəraba pektolitik ferment preparatlarını 35-450C temperatura qədər isitməklə əlavə etmək daha məqsədəuyğundur. Pektolitik ferment preparatları ümumi şirə çıxımını 1-2%, o cümlədən öz axımı ilə alınan şirəni 10%, şirənin şəffaflaşmasını isə 2-3 dəfə tezləşdirir. Əzintini pektolitik ferment preparatı ilə qarışdırıb (kombinə etmək), sonra 45-500C temperatura qədər isidib 3-4 saat saxlamaqla ekstraktiv maddələrlə zəngin olan yüksək keyfiyyətli şərab istehsal etmək mümkündür. Şərabı pektolitik ferment preparatı ilə işlədikdə onun tərkibində ekstraktiv maddələrin miqdarı artır. Bu məqsədlə ağ şərablarda 2,5-10%, qırmızı şərablarda isə 10-15% ekstraktiv maddələrin artması müşahidə olunmuşdur. Şərabları pektolitik ferment preparatları ilə işlədikdə 10-20% metil spirti də miqdarca artır ki, bu da xoşagələn hal deyildir. Bu zaman şərabda metil spirtinin miqdarca artmasına səbəb pektinesteraza fermentinin aktiv formada olmasıdır. Buna baxmayaraq şərabda metil spirtinin miqdarı təyin olunmuş sanitar normadan (0,05%) çox olmur. Hal-hazırda elə pektolitik ferment preparatları əldə olunmalıdır ki, onların tərkibindəki pektinesteraza fermentinin aktivliyi daim aşağı olsun. Şərabçılıq sənayesində pektolitik ferment preparatı ilə yanaşı həm də sitolitik, proteolitik ferment preparatlarından və qlükooksidazadan da istifadə olunur. Sitolitik ferment preparatları. Bunlar kompleks fermentlər olub, hemisellülozadan, sellülozadan, sellibiazadan təşkil olunmuşdur. Sitolitik ferment preparatların tərkibində qeyd edilən fermentlərdən əlavə pektolitik və proteolitik fermentlərə də rast gəlinir. Hemisellüloza, sellüloza və sellibioza şərabda özlərinə məxsus bulanlıqlıq əmələ gətirirlər. Kimyəvi təbiətinə görə hemisellüloza və sellüloza polisaxarid, sellibioza isə disaxariddir. Onlar ən çox üzümün qabığında, darağında, toxumun üst qatında, üzümün lətli hissəsində, az miqdarda isə şirəsində olur. Əzintinin və ya darağın şirə ilə birlikdə qıcqırdılmasından alınan şərablarda qeyd olunan karbohidratlar çoxluq təşkil edir. Onlar da şirədə və şərabda müəyyən bulanlıqlıq əmələ gətirirlər. Şərabda bulanlıqlığı aradan götürmək üçün şərabı şəffaflaşdırmaq məqsədi ilə sitolitik ferment preparatlarından istifadə olunur. Sitolitik ferment preparatlarını əzintiyə əlavə etdikdə şirə çıxımı çoxalmaqla yanaşı, həm də şirədə ekstraktiv maddələrin miqdarı da artır. Adından göründüyü kimi hemisellülaza fermenti hemisellülozanı, sellülaza sellülozanı, sellibiaza isə disaxarid olan sellibiozanı polimer formadan monomer formaya keçməsini kataliz edir. Bu ferment preparatı 400C temperaturda daha aktiv olur. Əzintini sitolitik ferment preparatı ilə 400C temperatura qədər isitdikdən sonra qıcqırtdıqda daha yaxşı effekt alınır. Bu zaman polisaxaridlərin hidrolizinin tezləşməsi nəticəsində şirədə şəkərlərin (monosaxaridlərin–qlükoza, fruktoza və s.) miqdarı artır, şirənin şəffaflaşması tezləşir.
Şərabda zülali bulanmanı aradan götürmək üçün ferment preparatını şərabla birlikdə isitməklə (40-500C) əlavə etmək daha effektli nəticə verir. Qlükozooksidaza. Bu ferment şərabçılıq sənayesində son zamanlar daha geniş istifadə olunur və şərabı oksidləşmədən qoruyur. Qlükozooksidaza fermenti mühitdən oksigeni çıxartmaq qabiliyyətinə malikdir. Bu fermentin köməyi ilə qlükoza qlükon turşusuna çevrilir. Son zamanlar şərabda turşuluğu artırmaq üçün qlükozooksidaza fermentindən istifadə olunur. Fermentin katalizi nəticəsində əmələ gəlmiş hidrogen peroksid katalaza fermentinin təsiri ilə parçalanır. Ona görə də üzüm şirəsinə, əzintiyə və ya şəraba qlükozooksidaza fermenti katalaza ilə birlikdə əlavə olunması daha yaxşı effekt verir. Hal-hazırda şərab mayalarından alınmış kompleks fermentlər şərabçılıq sənayesində daha uğurla istifadə olunur. Bu fermentlər əsasən süfrə şərabı istehsalı zamanı birinci köçürmədən ayrılmış maya qalıqlarından istifadə etməklə alınır. Son zamanlar şərabçılıq sənayesində Lizoqrizein (Г1OX), Sitorozemin (ПX və П1OX), Selloviridin (ГЗX) ferment preparatlarından geniş istifadə olunur. Hal-hazırda şərabçılıq sənayesində poliferment preparatlarından istifadə olunması yaxşı effekt verir. Poliferment kompleksinə multienzimlər də deyilir. Poliferment kompleksinin tərkibində α-amilaza, lipaza, endo və ekzopeptidazalar, sellobiohidrolaza, β-qlükanaza, β-qlükozidaza, ekzo və endopoliqalakturonaza, pektinesteraza, fosfataza və digər fermentlərə də rast gəlinir. Poliferment preparatları şirə çıxımının artmasına, şərabın şəffaflaşmasına, onun ekstraktiv maddələrlə zəngin olmasına, uzun müddət sabitliyinin saxlanmasına, ətirli maddələrlə zənginləşməsinə köməklik göstərir. Qırmızı süfrə şərabı istehsalında multienzim (MEK-1) kompleksinin istifadə olunması, əzintinin yaxşı ekstraksiya olunmasına, şərabın şəffaflığına, onun rəng maddələri ilə daha zəngin olmasına şərait yaradır. Yüklə 2,64 Mb. Dostları ilə paylaş:
|
OH C=O
H2 + H2O2 A + 2H2O
lipaza