ГДЗ по химии 10 класс Габриелян — страница 148 (учебник)

   Ферментами являются органические вещества белковой природы, необходимые для протекания многочисленных реакций, обеспечивающих нормальное функционирование клеток и тканей организма.

Механизм действия фермента заключается в последовательности стадий катализа:
   • Взаимодействие субстрата с ферментом в активном комплексе.
   • Химическое превращение субстрата в продукт реакции.
   • Освобождение продукта реакции из активного центра фермента.

Особенности действия ферментов:
   — высокая избирательность действия — каждый фермент способен ускорять определенную реакцию;
   — высокая эффективность — катализируемая реакция многократно ускоряется;
   — высокая чувствительность к рН и температуре.

   Ферменты имеют белковую природу, поэтому при высокой температуре происходит свертывание белков, биологические функции при этом полностью теряются.

Пищеварительные ферменты катализируют реакции, отвечающие за расщепление питательных веществ. Присутствуют во всех узлах пищеварительной системы:
   — ротовая полость — амилаза (расщепление крахмалосодержащих веществ, активен при слабощелочном рН);
   — желудок — пепсин (расщепление белков, активен при сильнокислом рН);
   — кишечник — трипсин (расщепление белков), липаза (расщепление жиров), амилаза (расщепление углеводов).

   Ферменты — это биологические катализаторы, играющие ключевую роль во множестве технологических процессов пищевой, текстильной и других отраслях промышленности. Их использование позволяет ускорять реакции, повышать эффективность производства, улучшать качество конечной продукции и снижать затраты.
   Пищевая промышленность. Здесь ферменты используются наиболее широко. В кондитерском производстве, например, инвертаза (часто получаемая из дрожжей) превращает сахарозу в смесь глюкозы и фруктозы — инвертный сахар. Это предотвращает кристаллизацию сахарозы, что особенно важно в продуктах с высоким содержанием сахара, обеспечивая гладкую и приятную текстуру конфет, джемов и других сладостей. Более того, инвертный сахар обладает большей сладостью, чем сахароза, что позволяет снизить количество используемого сахара без потери вкусовых качеств. Промышленное производство инвертазы осуществляется путем культивирования дрожжей в специальных ферментерах, после чего фермент очищается и стабилизируется для дальнейшего использования.
   Получение глюкозы из крахмала является крупномасштабным процессом, который обычно осуществляется с помощью иммобилизованной амилоглюкозидазы в проточных реакторах. Это позволяет обрабатывать большие объемы сырья непрерывно и эффективно. Различные типы реакторов (например, колонные, каскадные) применяются в зависимости от конкретных требований процесса. Современные технологии позволяют оптимизировать условия реакции, такие как температура, рН и концентрация субстрата, для максимальной эффективности конверсии крахмала в глюкозу.
   В пивоварении амилазы, расщепляющие крахмал до более простых сахаров, играют критическую роль в процессе осахаривания, заменяя или дополняя традиционные источники ферментов, такие как солод. Протеиназы, в том числе папаин (получаемый из папайи), используются для осветления пива, расщепляя белки, которые вызывают помутнение. Иммобилизация папаина на хитине улучшает его стабильность и позволяет многократно использовать фермент.
   В хлебопечении амилазы ускоряют созревание теста, улучшая его структуру и предотвращая преждевременное черствление хлеба. Кроме того, использование липаз, например, кислой липазы, способствует образованию моно- и диглицеридов, которые также обладают античерствеющими свойствами. Механизм действия этих ферментов связан с изменением структуры крахмала, что предотвращает ретроградацию (перекристаллизацию) и, как следствие, черствение хлеба.
   Молочная промышленность. В сыроделии реннин (или его генетически модифицированные аналоги) играет ключевую роль в коагуляции молока, необходимую для образования сгустка. Различные типы реннина используются в зависимости от требований к свойствам сыра. Процесс коагуляции может быть оптимизирован с помощью контроля температуры и pH.
   Другие отрасли. Целлюлазы используются при производстве растворимого кофе для разрушения клеточных стенок кофейных зерен, улучшая экстракцию кофеина и ароматических веществ. В обработке цитрусовых целлюлазы используются для извлечения сока и пектина.
   В кожевенной промышленности протеиназы улучшают качество кожи, уменьшая время обработки.
   В текстильной промышленности пектолитические ферменты облегчают обработку льносоломы, позволяя более эффективно отделять волокна от других компонентов растения.
   Таким образом, применение ферментов в промышленности — это постоянно развивающаяся область, в которой постоянно разрабатываются новые ферментные препараты с улучшенными свойствами и расширяется спектр их применения. Исследования в области генной инженерии позволяют создавать ферменты с улучшенной термостабильностью, активностью и специфичностью, что делает их еще более эффективными в промышленных процессах. Также ведутся разработки по созданию более экологичных и экономически выгодных методов иммобилизации ферментов.

   Лакмусовая бумага темно-голубого цвета, рН 7,5, слабощелочная среда.

   — ротовая полость — амилаза (расщепление крахмалосодержащих веществ, активен при слабощелочном рН);
   — желудок — пепсин (расщепление белков, активен при сильнокислом рН), липаза ( расщепление жиров молока, активен при кислом рН);
   — кишечник — трипсин (расщепление белков), липаза (расщепление жиров), амилаза (расщепление углеводов) расщепление при щелочном рН.