Амилолитические ферменты как катализаторы

Гидролиз - Особенности ферментативного гидролиза крахмала


В отличие от кислот амилолитические ферменты действуют на крахмал специфично. а-Амилаза [(Н. ф. 3.2.1.1)—а-1,4-О-глюкан-4-глюканогидролаза)] действует только на а-1,4-глюкозидные связи крахмала, разрывая их в любом месте, но преимущественно в середине цепей амилопектина и амилозы (рис. 120). В результате амило-лиза образуются низкомолекулярные декстрины и небольшое количество мальтозы.

Р-Амилаза [Н.ф. (3.2.1.2)—а-1,4-глюкан — мальтогидролаза)] гидролизует также только а-1,4-глюкозидные связи крахмала, последовательно отщепляя с нередуцирующих концов цепей по два остатка глюкозы (мальтозу). Она не может обойти в амилопектине места разветвления молекулы (а-1,6-глюкозидиые связи) и поэтому прекращает расщепление на предпоследней а-1,4-глюкозидной связи. Конечными продуктами гидролиза являются мальтоза и высокомолекулярные (остаточные) декстрины.

Глюкоамилаза (ГА), называемая также экзо-1,4-а-глюкозидазой [Н. ф. (3.2.1.3)—1,4-а-О-глюкан - глюкогидролаза], гидролизует а-1,4 и а-1,6 — глюкозидные связи. Она последовательно отщепляет от нередуцирующих концов цепей по одному остатку глюкозы; е.-1,6-связи гидролизуются с меньшей скоростью. Конечные продукты гидролиза — глюкоза и очень небольшое количество олигосахаридов. Глюкоамилаза способна вызывать полимеризацию глюкозы (реверсию), причем, чем выше исходная концентрация крахмала, тем больше образуется продуктов реверсии. Однако количество их значительно меньше, чем при кислотном гидролизе крахмала.

Недостаточно очищенные препараты глюкоамилазы всегда содержат трансферазные ферменты, катализирующие перенос глюкозильных групп (остатков глюкозы, не содержащих кислорода, образующего глюкозидную связь в сахаридах) с сахаридов большей молекулярной массы на глюкозу. Например, трансглюкозидаза Aspergillus niger при действии на мальтотриозу разрывает глюкозидные связи, ближайшие к нередуцирующим концам, и переносит глюкозильные остатки на глюкозу, синтезируя новые углеводы — трисахарид панозу и тетрасахарид б-а-Р-глюкозилмальтотриозу.

B результате действия трансглюкозидазы на мальтозу синтезируются изомальтоза и паноза, снижающие выход глюкозы.

В последнее время для получения глюкозо-фруктозных сиропов из растворов глюкозы широкое применение нашли изомеризующие ферменты — глюкозоизомеразы. В промышленности применяется D-ксилозо-кето— изомераза (Н. ф., 5.3.1.5), которая обычно закрепляется на инертном пористом материале (смолах, пористое стекле и т. д.), т. е. используется в иммобилизованном виде.