Все многообразие химических реакций, происходящих в живых организмах,
связано с работой белковых катализаторов— ферментов. Ферменты позволяют
этим реакциям протекать с огромными скоростями в условиях обычных
температур и давлений.
Для образования ферментов организму необходимы в ничтожно малых
количествах органические вещества — витамины.
Витамины. Имеют разнообразное химическое строение.
Характерной особенностью для всех витаминов является то, что они
синтезируются растениями и в организм человека поступают только с пищей;
витамины необходимы для всех жизненных процессов. Недостаток или
отсутствие их в питании приводит к тяжелым заболеваниям. Главным
источником витаминов для человека является растительная пища, однако
животные гоже способны накапливать витамины в отдельных тканях и
органах. Поэтому продукты животного происхождения также могут служить
источниками витаминов.
Витамины классифицируют по их растворимости в воде и жирах. Витамины,
растворимые в воде, называются водорастворимые, к ним относятся витамины
группы В, витамины С, РР и некоторые другие. Витамины, растворимые в
жире,— жирорастворимые, к ним относятся витамины A, D, К и Е.
Суточная потребность человека в витаминах различна п составляет от 0,01
до 100 мг.
Пшеничная мука (особенно высоких сортов) и изделия из нес содержат
количество витаминов, недостаточное для удовлетворения потребности
человека в них. Поэтому для изготовления мучных изделий, в частности
макаронных, целесообразно использовать муку с добавлением витаминов.
Ферменты. Они являются биологическими катализаторами белковой природы и
отличаются от неорганических исключительно высокой активностью, во много
раз сильнее ускоряют ход реакций. Кроме того, в отличие от
неорганических катализаторов ферменты обладают исключительной
специфичностью действия: каждый фермент катализирует лишь реакции с
участием определенных веществ.
Отличительной особенностью ферментов является то, что действие их
зависит от температуры и реакции среды (pH). Оптимальной температурой
действия ферментов является обычно 40—50 °С. При более низких
температурах скорость ферментативной реакции замедляется, а при
температурах, близких к 0 °С, вовсе прекращается. При температурах выше
оптимальной активность ферментов также снижается ввиду их денатурации (инактивации).
На активность ферментов оказывает влияние также реакция среды: одни
действуют в щелочной среде, другие в кислой.
Значение ферментов в жизни любого организма исключительно велико. Без
присутствия тех или иных ферментов немыслимо протекание многочисленных
химических превращений в живой клетке, немыслима жизнь организма.
Большую роль играют ферменты и во многих технологических процессах
производства пищевых продуктов. Например, технологические процессы таких
отраслей пищевой промышленности, как виноделие, пивоварение, спиртовая,
микробиологическая, полностью строятся на ферментативных процессах.
Технология производства продукции других отраслей — хлебопекарной,
макаронной, сахарной, крахмало-паточной и др.— также в большей или
меньшей степени связана с участием ферментов.
Основное влияние оказывают ферменты и на процессы, происходящие при
хранении пищевого сырья: зерна, муки, сахарной свеклы и т. д. В каждой
клетке идет процесс дыхания, причем в отличие от животного организма в
растительных организмах этот процесс может происходить и в отсутствие
кислорода. Дыхание растений, их семян, плодов — очень сложный процесс,
идущий при участии большого ряда ферментов и связанный с разложением
углеводов и выделением свободной энергии в виде теплоты. Следовательно,
при хранении сырья неизбежна потеря части сухого вещества и тем в
большей степени, чем более благоприятные условия созданы для действия
ферментов — повышенная влажность, температура 30— 40 °С. Поэтому для
снижения потерь сырье необходимо хранить в сухих помещениях при
пониженных температурах.
В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые
классифицируются па шесть классов в зависимости от характера их
действия. В технологии макаронного производства важное значение имеют
два фермента, относящихся к классу окислительных ферментов.
Первый из них — липоксигеназа — участвует в процессе разложения жиров с
образованием перекисей и гидроперекисей, т. е. веществ, окисляющих жиры
с образованием неприятных на вкус и запах веществ. Происходит
прогоркание жиров. Перекиси и гидроперекиси могут также окислять желтые
пигменты муки — каротиноиды. Поэтому мука при хранении даже в темных, но
влажных и теплых помещениях светлеет, что неблагоприятно сказывается при
производстве макаронных изделий.
Второй фермент — полифеполоксидаза — окисляет аминокислоту тирозин с
образованием темноокрашенпых продуктов. Тирозин и полифенолоксидаза (тирозиназа)
всегда имеются в пшеничной муке, причем чем ниже сорт муки, тем больше
содержится в ней этих ферментов. Этим и объясняется потемнение
макаронных изделий во время их высушивания. Особенно темными (серого или
коричневого цвета) получаются изделия из муки I сорта.