ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биокатализаторы из "Катализ" Мы рассказали о неорганических катализаторах. А теперь познакомимся с катализаторами органического происхождения, или биокатализаторами (биос по-гречески означает жизнь). Так называются они потому, что образуются в клетках живых организмов и растений. [c.17] Одной из древнейших реакций, известной людям, ко-( , торая протекает с участием биокатализаторов, является уже упомянутый выше процесс брожения. Что представ- ляет собой этот процесс Если в виноградный сок или гО мёд, разбавленный водой, добавить дрожжей, то вся жидкость через некоторое время начнёт пениться и шипеть. Это явление можно наблюдать и без добавления дрожжей. Объясняется это тем, что в сладкую жидкость, оставленную в открытом сосуде, дрожжевые грибки легко попадают из воздуха, или ещё раньше — с кожурой ягод винограда. [c.17] Причина заключается в том, что грибки, составляющие дрожжи, содержат бродильный катализатор—так называемую зимазу, которая сильно ускоряет реакцию расщепления сахара на спирт и углекислый газ. [c.17] Образующийся углекислый газ и вспенивает бродящую жидкость (сусло). [c.17] Изучение ферментов даёт возможность управлять их действием. В настоящее время создана новая отрасль науки—техническая биохимия, занимающаяся производствами, в основе которых лежат ферментативные процессы. Эти производства относятся главным образом к пищевой промышленности таковы хлебопечение, пивоварение, переработка табака и чая, получение витаминов и другие. [c.18] Установлено, что тот или иной фермент ускоряет только одну какую-нибудь реакцию. Пищеварительный фермент пепсин, содержащийся в желудке животных, действует только на белки, превращая их в более простое вещество пептон. Пептон, попадая в тонкие кишки, встречается с ферментом эрепсином, который доводит расщепление белков до их самых простых составных частей — аминокислот. [c.19] Жиры расщепляются на свои составные части — кислоты и сложные спирты (напрймер, на стеариновую кислоту и глицерин)—под действием фермента липазы, который содержи гея в поджелудочной железе. [c.19] Есть ещё более удивительные случаи избирательного. действия ферментов. Всем хорошо известный крахмал, добываемый в большинстве случаев из картофеля, представляет собой очень сложное образование из молекул сахара-глюкозы, которые, соединяясь между собой, образуют длинные цепочки с разветвлениями. На рис. 4 показана частица крахмала. Каждый кружочек, входящий в цепь,— это молекула глюкозы (СбН12 Об). В частице крахмала различают внешние, или периферические, цепочки И внутренние. Внутренние—более короткие, они состоят из 4—5 молекул глюкозы внешние—более длинные— содержат 7—8 молекул глюкозы. [c.19] От соотнощения между бета-амилазой и альфа-амила-зой в муке зависит качество выпекаемого хлеба. [c.20] Познакомимся немного с химией хлебопечения. При добавленгш дрожжей в смесь муки и воды образуется тесто, которое через некоторое время начинает подходить . Это фермент зимаза, содержащийся в дрожжах, начинает действовать — расщеплять сахар, находящийся в муке, на углекислый газ и спирт. [c.21] Наиболее быстро протекает этот процесс расщепления при температуре 35—40°, поэтому хозяйки при выхан ива-нии теста помещают его в тёплое место. Образующийся углекислый газ с трудом выходит из теста наружу поэтому он через некоторое время, распределяясь в тесте в виде бесчисленных маленьких пузырьков, разрыхляет его. [c.21] При нагревании в печи иузырьки газа расширяются и делают хлеб ещё более рыхлым и пышным. [c.21] Для того чтобы тесто поднялось, сахара, содержащегося в муке (около двух процентов), недостаточно. Недостающее его количество доставляет фермент бета-амилаза. Он расщепляет крахмал муки до сахара-мальтозы, которая хорошо сбраживается дрожжами. Если в муке бета-амилазы мало, то тесто разрыхляется недостаточно и хлеб получается низкий, малопористый. [c.21] Активность альфа-амилазы значительно падает, если тесто подкислить. Поэтому, чтобы улучшить качество хлеба, употребляют закваски, содержащие особый род бактерий. перерабатывающих сахар в довольно сильную кислоту, называемую молочной. Такие бактерии встречаются в сыре, квашеной капусте и ряде других продуктов. [c.22] Что же такое ферменты Каков их состав, не живые ли это существа—микроорганизмы Такие вопросы о природе ферментов возникли у учёных уже давно—более ста лет назад. [c.22] Возникла теория об организованных ферментах . Каталитическая способность их приписывалась особой жизненной силе. Эта теория основывалась на опытах с брожением. Ведь для того чтобы сбродить сахарный раствор, необходимы дрожжи. А дрожжи — это живые клетки. Кроме того, было известно, что без микроорганизмов не совершается ни один биохимический процесс. Следовательно, брожение является результатом жизнедеятельности этих клеток. Известный французский учёный Пастер, производя опыты с брожением без доступа воздуха (он погружал сбраживаемые плоды в углекислый газ), назвал брожение жизнью без кислорода . Другими словами, ферментативный процесс — это не просто каталитическая химическая реакция, а процесс физиологический, т. е. процесс, присущий живым организмам. [c.22] Однако наряду с этим были известны ферменты, как, например, пепсин или амилаза, ускоряющее действие которых совершается, когда они находятся вне живой клетки. Поэтому некоторые учёные поддерживали теорию химического действия ферментов. [c.22] Такая двойственность во взглядах на сущность и деятельность ферментов продолжалась в науке до тех пор, пока русскому учёному М. М. Манассеиной не удалось в 1871 году показать прямыми опытами несостоятельность теории об организованных ферментах . [c.22] Добавление к дрожжам химических веществ, убивающих микроорганизмы, например салициловой кислоты, также не уменьшает активности фермента. [c.23] Так было доказано, что процесс брожения вызывается веществом, находящимся внутри дрожжевых клеток. [c.23] Вернуться к основной статье