Схема прогнозирования направленности

ферментативного гидролиза белкового комплекса

субстрата при модификации его состава

Шмалько Н.А.

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический

университет», Краснодар, Россия, na-shmalko@rambler.ru

Белковый комплекс субстрата – мучного хлебопекарного полуфабриката представляет собой сложный комплекс, определяемый его составом и структурой, входящими в него белками, пептидами и аминокислотами, обуславливающими его пространственную форму со специфическим распределением зарядов, гидрофильных и гидрофобных групп. Сама белковая макромолекула представляется как четырехмерное сооружение с молекулярной массой от нескольких десятков до миллионов Дальтон, которое стабилизировано сотнями и более различных по уровню связей.

При замесе хлебопекарного полуфабриката взаимодействие белков муки с водой вследствие действия электростатических сил притяжения, развивающихся между ионогенными и полярными группами белковых глобул и диполей воды на лиофильных учатках формируется гидратная оболочка. В результате постоянного снижения энергии связи макромолекулы белка с растворителем по мере удаления от этой макромолекулы гидратный слой приобретает все более и более диффузный характер, но основная энергия взаимодействия сосредоточена в первом молекулярном слое.

Вследствие большой разницы в скорости диффузии молекул белков и низкомолекулярного растворителя на первой стадии процесса растворения наблюдается проникновение малых молекул растворителя в пространство между полипептидными цепями. Объем макромолекул увеличивается за счет раздвигания субъединиц, при этом лиофильные по природе белки переходят в раствор.

Вследствие чего, формируется клейковинный каркас, представляющий собой трехмерный каркас со сложной сетчатой структурой, внутри которого находятся иммобилизированные молекулы воды, образуя природный гель. Совокупность процессов гидролитической диссоциации, набухания и растворения изменяют прочность такой структуры, облегчая тем самым протекание ферментативного гидролиза. При внесении в субстрат обогатителей, отличных от традиционных компонентов, могут привносить существенные изменения в процессы структурного преобразования белкового комплекса.

В ходе ферментативных преобразований белкового субстрата раствор белка четвертичной структуры под воздействием комплекса протеолитических ферментов муки и бродильной микрофлоры взаимообратимо трансформируется на составляющие, начиная от растворов третичной структуры белковых фракций до полипептидов, аминокислот с последующим распадом кето-, альдегидо- и оксикислот с выделением углекислого газа и аммиака. Наряду с процессами распада имеет место быть синтез фосфатидных кислот из альдегидокислот, являющихся поставщиками в систему макроэргической фосфатной связи (Р ~ 0), расходуемых в биосинтезе представителей бродильной микрофлоры.

Предполагается, что введение амарантовой полножирной муки, являющейся носителем преимущественно водорастворимых белковых фракций, повысит доступность протеолизу белковой системы в целом, увеличивая степень пептизации и накапливая большее количество продуктов распада белков, улучшая состав питательной среды субстрата.

С другой стороны, липиды, содержащие в амарантовой полножирной муке, в виде фракций жирных кислот, три-, ди- и моноацилглицеринов, фосфолипидов, также могут быть вовлечены в процессы ферментативных преобразований белкового комплекса. Жирные кислоты гидролизуются до многоатомного спирта – глицерина и остатков ацилглицеринов, участвующих в построении липопротеидов, белокподобных образований третичной структуры, входящих в состав клейковинного комплекса. Конечным результатом ферментного гидролиза жирных кислот является накопление карбо-новых кислот, альдегидов и кетонов, обуславливающих формирование определенного вкуса и аромата хлеба.

Таким образом, приведенная структурная схема ферментативных преобразований белкового комплекса субстрата позволяет прогнозировать их ориентировочную направленность при созревании мучных полуфабрикатов, в том числе в случае внесения обогатителей, с учетом активности ферментов эндо- и экзогенного происхождения, их качественного состава и количественного соотношения для целенаправленного управления заданными направлениями биохимических процессов.