Амилолитические ферменты в промышленной переработке крахмала

Основной полисахарид растительного происхождения – крахмал – образован двумя формами – амилозой и амилопектином. Амилоза состоит из длинных неразветвленных цепей, в которых все D-глюкопиранозы соединены α(1→4)-связью. Амилопектин – разветвленный полисахарид, в нем присутствует помимо α(1→4)-связей, около 5 % α(1→6)-гликозидных связей.

В тканях животныхв значительных количествах накапливается другой полисахарид – гликоген, который также встречается у некоторых микроорганизмов, прежде всего у дрожжей. Он близок по строению к амилопектину, но отличается большей разветвленностью. Амилоза, амилопектин, гликоген – нередуцирующие сахара.

В основе промышленной переработки крахмала лежит его превращение в моносахара и декстрины. Ферментативный гидролиз крахмала осуществляется с помощью ферментов – амилаз, каждая из которых отличается специфичностью действия на молекулу крахмала как субстрата. В природе найдено несколько видов амилаз.

α-Амилаза (α-1,4-глюкан-4-глюканогидролаза) ускоряет гидролиз α(1→4)-гликозидных связей в молекуле крахмала без какого-либо определенного порядка (рис. 7). Действие α-амилазы на крахмал сопровождается быстрым снижением вязкости раствора крахмала вследствие уменьшения молекулярной массы олигосахаридов как продуктов гидролиза крахмала. В результате чего сначала образуются олигосахариды, содержащие три или более остатков α-D-глюкозы.

Гидролиз амилозы

Рисунок 7 – Действие α-амилазы на амилозу и амилопектин 1 – мальтоза; 2 – глюкоза; 3 – нормальный α-декстрин; 4 – разветвленный декстрин; * – редуцирующий конец; – действие α-амилазы

α-Амилаза является эндоферментом, так как она атакует внутренние гликозидные связи в молекуле крахмала, и для ее действия не имеет значения близость или удаленность нередуцирующих концевых остатков. Предварительно разваренный (клейстеризированный) крахмал подвергается гидролизу α-амилазой с образованием неокрашиваемых йодом продуктов – в основном, низкомолекулярных декстринов (флаво- и мальтодекстринов), α‑мальтозы и небольшого количества глюкозы: