Fermentų veiklos reguliavimas: svarba, mechanizmai ir pritaikymas

Fermentai yra svarbūs ląstelės komponentai, labai glaudžiai susiję su jos gyvybinėmis funkcijomis. Jie yra biologiniai katalizatoriai, o fermentų katalizuojamų biocheminių reakcijų suma sudaro medžiagų apykaitos pagrindą, visų gyvų organizmų išskirtinę funkciją. Reguliuojant fermentų kiekį ir aktyvumą, reguliuojamas metabolinių reakcijų greitis bei jų kryptis.

Fermentų katalizės schema

Fermentų pritaikymas maisto pramonėje

Fermentai maisto pramonėje naudojami labai plačiai. Jie naudojami pieno, mėsos, duonos, konditerijos, gėrimų ir kitose maisto pramonės šakose. Pieno pramonėje jie naudojami iš vienų produktų sudarant kitus, pavyzdžiui, iš pieno gaminant sūrius; mėsos pramonėje - skaidant, brandinant mėsą; duonos, konditerijos pramonėje - kaip pagalbiniai priedai, o gėrimų pramonėje - daugiausiai kaip brandinimo medžiagos.

Fermentų savybės ir ypatybės

Fermentai - paprasti ar sudėtiniai globuliniai baltymai, sudaryti iš vieno ar dviejų komponentų. Fermentai pasižymi labai dideliu specifiškumu, o viena svarbiausių fermentų ypatybių - jų aktyvumo reguliavimas. Jų yra ir paprasčiausiuose vienaląsčiuose organizmuose, ir visų aukštesniųjų gyvulių bei augalų audiniuose, organuose bei skysčiuose.

Fermentų išskyrimas ir gryninimas

Fermentų prigimčiai ir jų veikimo mechanizmui išaiškinti reikėjo juos išskirti iš organizmo audinių ir biologinių skysčių. Vienas iš paprasčiausių ir labiausiai paplitusių fermentų išskyrimo metodų yra gyvulinių ir augalinių audinių ekstrahavimas vandeniu, druskų tirpalais, glicerinu ir kai kuriais kitais tirpikliais. Geriausiai tam tinka glicerinas, nes jame tirpsta daugumas fermentų. Be to, glicerininiai fermentų ekstraktai ilgiau išsilaiko. Kad geriau išsiskirtų fermentai, audiniai susmulkinami ir sutrinami tame skystyje, kuriame jie ekstrahuojami. Audiniai dažniausiai sutrinami su kvarciniu smėliu specialiuose įrengimuose - homogenizatoriuose, pilnai suardant ląsteles. Kartais fermentai išskiriami iš ląstelių, panaudojus didelį slėgimą. Kad nesuirtų patys fermentai, audiniai sušaldomi.

Išskirti fermentai paprastai yra užteršti įvairiomis medžiagomis, kurios gali mažinti jų katalitinį aktyvumą. Norint pašalinti šias medžiagas, fermentų ekstraktai yra atitinkamai gryninami. Plačiausiai paplitęs gryninimo būdas yra dializė. Dializės būdu iš fermentų ekstraktų galima išskirti mažo molekulinio svorio medžiagas (mineralines medžiagas, amino rūgštis, monosacharidus ir t. t.). Didelio molekulinio svorio medžiagos (baltymai, krakmolas ir t. t.) atskiriami kitais metodais: adsorbcijos, elektroforezės, išsūdymo, kristalizacijos ir t. t.

Adsorbcijos metodas

Pirmą kartą adsorbcijos metodą fermentams gryninti pritaikė 1862 m. žymus rusų biochemikas A. Danilevskis. Šio metodo esmę sudaro tai, kad daugelis labai susmulkintų medžiagų gali adsorbuoti kitas medžiagas iš tirpalo ir jas išlaikyti savo paviršiuje. Adsorbcijos intensyvumas priklauso nuo adsorbento ir adsorbuojamos medžiagos savybių. Be to, adsorbcija priklauso ir nuo sąlygų, kuriose ji vyksta. Čia ypač svarbu aplinkos reakcija, temperatūra ir kt. Kiekviename audinyje yra įvairių fermentų. Todėl ekstrakte esti beveik visi tame audinyje buvę fermentai. Norint gauti atskirus fermentus, naudojami įvairūs adsorbentai. Vieni iš jų adsorbuoja vienus fermentus, kiti - kitus. Parinkus atitinkamus adsorbentus ir kiekvienam iš jų sudarius tinkamas adsorbcijos sąlygas, galima fermentus ne tik išgryninti, bet ir atskirti juos vienus nuo kitų. Adsorbentas dažniausiai lengvai nusėda. Keletą kartų taip adsorbuojant ir atskiriant fermentus nuo adsorbento, pavyksta juos išgryninti ir suskirstyti.

Fermentų vaidmuo maisto produktų gamyboje

Pagrindinės fermentų savybės - specifinis veikimas, didelis katalitinis aktyvumas, termolabilumas - jau seniai atkreipė technologų dėmesį. Iš kitos pusės, žmonės, dar nieko nežinodami apie fermentus ir jų savybes, nuo neatmenamų laikų praktiškai juos naudojo, gamindami vyną, rūgščius pieno produktus, sūrius, kepdami duoną, ruošdami kavos pupeles ir arbatą ir t. t. Iš esmės, beveik nėra nė vieno maisto produkto, kurį pagamintume be kokių nors fermentų.

Daugelio maisto produktų gamyboje yra naudojami fermentų preparatai, išskirti iš gyvulinės ir augalinės kilmės žaliavų, pavyzdžiui, šliužo fermentas, pepsinas - sūrių ir varškės gamyboje. Tačiau dar daugiau maisto produktų yra gaminama, naudojant atitinkamus mikroorganizmus, kurių ląstelėse susidaro įvairūs fermentai, arba šių mikroorganizmų fermentų preparatus. Gaminant kai kuriuos maisto produktus, fermentai gali veikti netgi žalingai, ir, norint gauti ilgai negendantį produktą, reikia žaliavose esančius fermentus ir juos gaminančius mikroorganizmus sunaikinti. Pavyzdžiui, tam pasterizuojamas pienas, grietinėlė, konservuojami maisto produktai. Fermentai sunaikinami, gaminant cukrų, konditerijos gaminius ir kt.

Savaime suprantama, tuomet reikia gerai žinoti fermentų savybes, jų veikimą, o taip pat sąlygas, kuriose fermentai yra aktyvesni. Svarbu ir tai, kad fermentai mikroorganizmų ląstelėse susidaro priklausomai nuo mikroorganizmų mitybos sąlygų, nuo veikiamo substrato. Tam tikrose sąlygose mikroorganizmai adaptuojasi, t. y. „pripranta“ prie to ar kito substrato ir pradeda gaminti fermentus, reikalingus substratui pakeisti. Ši jų įgyta savybė persiduoda ,,iš kartos į kartą“.

Daug kur maisto pramonėje yra naudojamos mielės, kurios dabar daugiausia gaminamos iš cukraus pramonės atliekos - melasos. Mielių ląstelėse susikaupia daug fermentų, kurie hidrolizina angliavandenius ir sukelia jų rūgimą. Dėl to mielės ir yra naudojamos angliavandeniams rauginti.

Spirito gamyba

Gaminant spiritą biocheminiu būdu, gali būti naudojamos įvairios žaliavos: krakmolas (bulvės, grūdai), cukrinės žaliavos (melasa, cukriniai runkeliai) ir inulininės žaliavos (cikorija, topinambai). Gaminant spiritą iš krakmolingų žaliavų, pirmiausia reikia hidrolizinti krakmolą, arba, kaip sakoma, jį sucukrinti. Tam yra naudojami amilolitiniai fermentai, esantieji salykle arba pelėsių grybeliuose. Salyklu vadinami dirbtinėse sąlygose (esant tam tikrai drėgmei ir temperatūrai) sudaiginti grūdai. Dygstant grūdams, juose kaupiasi aktyvūs fermentai: amilolitiniai (α-amilazė, β-amilazė, dekstrinfosfatazė), proteolitiniai, pektinazė ir kt.

Šiuo metu salyklas vis dažniau pakeičiamas fermentų preparatais, gaminamais kultivuojant Mucor ir Aspergillus pelėsių grybelius. Pelėsių grybelių preparatuose esti apie 20 įvairių fermentų, jų tarpe ir maltazės. Veikiant amilolitiniams fermentams krakmolą, jis hidrolizuojasi į dekstrinus, maltozę ir gliukozę, kitaip sakant, yra sucukrinamas. Suprantama, gaminant spiritą iš melasos, ją sucukrinti nereikia. Toliau sucukrintas krakmolas rauginamas, ir susidaro alkoholis. Rūgimui sukelti naudojamos mielės, kurių fermentai katalizuoja rūgimo procesą. Alkoholinis rūgimas, iš esmės, vyksta taip pat, kaip ir glikolizės procesai organizmų ląstelėse. Čia pirogr. rūgštis dekarboksilinasi ir virsta acetaldehidu, o šis, veikiamas NAD-H2, redukuojasi į etilo alkoholį. Taigi, spirito gamyboje susiduriame su tais fermentais, kurie katalizuoja glikolizės reakcijas.

Salykle arba fermentų preparatuose esą proteolitiniai fermentai veikia žaliavos baltymines medžiagas, ir susidaro baltymų skilimo produktai, kurie turi teigiamos įtakos mielių vystymuisi ir dauginimuisi. Tačiau grūdų, bulvių paviršiuje, o taip pat melasoje, gali būti mikroorganizmų, kurie gamina fermentus, katalizuojančius nepageidaujamus spirito gamyboje procesus, pavyzdžiui, sviesto rūgšties, acto rūgšties, pieno rūgšties, kai kurių esterių, aldehidų sintezę.

Vyno gamyba

Gaminant vyną, vaisių arba uogų sultys yra rauginamos. Rūgimui sukelti taip pat naudojamos mielės. Biocheminiai rūgimo procesai daug priklauso nuo sulčių sudėties. Vynuogių sultyse yra angliavandenių (gliukozės, fruktozės, sacharozės, pentozių), pektininių medžiagų, organinių rūgščių ir jų druskų, tanidinių ir dažančių medžiagų, baltymų ir jų hidrolizės produktų, vitaminų, mineralinių medžiagų, eterinių aliejų. Veikiant fermentams, sultys rūgsta ir visos šios medžiagos vienaip ar kitaip kinta.

Iš cukrų susidaro alkoholinio rūgimo produktai - alkoholis ir CO2, o taip pat šiek tiek glicerino, acetaldehido, organinių rūgščių (pirovynuogių, acto, gintaro, citrinos, pieno) ir kt. Iš amino rūgščių susidaro kai kurie alkoholiai, šiek tiek gintaro rūgšties, acetaldehido, kuriuos mielės naudoja kaip maisto medžiagas. Rūgstant sultims, pasigamina ir įvairūs esteriai, svarbiausia etilo acetatas. Bendras rūgimo produktų kiekis ir atskirų jų komponentų santykis priklauso nuo naudojamų mielių, o tuo pačiu nuo jose esančių fermentų sudėties ir nuo rauginimo sąlygų, t. y. temperatūros, cukrinių medžiagų koncentracijos, aeracijos, aplinkos pH.

Biocheminiai pakitimai vyksta, ir vyną laikant bei brandinant. Tuomet oksidinasi alkoholiai, aldehidai, taninai ir kitos medžiagos, o kai kurios rūgštys ir aldehidai jungiasi su alkoholiais, ir susidaro esteriai ir acetaliai.

Duonos gamyba

Duonos gamyba taip pat yra sudėtinga fizinių, biocheminių ir mikrobiologinių procesų visuma. Svarbiausias technologinio duonos gamybos proceso etapas yra tešlos paruošimas. Jame svarbų vaidmenį vaidina mielių, pienrūgščio rūgimo bakterijų ir miltų fermentai. Katalizuojant amilolitiniams fermentams miltų krakmolo hidrolize, susidaro dekstrinai ir maltozė, kuri, veikiant mielių fermentams, hidrolizinasi ir rūgsta, susidarant alkoholiui ir CO2. Pastarasis išpurena tešlą. Veikiant pienrūgščio rūgimo bakterijų fermentams, susidaro pieno rūgštis ir šiek tiek kitų organinių rūgščių, kas savo ruožtu sudaro optimalią aplinką mielėms vystytis. Rūgščių susikaupimas turi įtakos ne tik duonos skoniui, bet ir proteolitinių fermentų veikimui. Be to, susikaupus rūgštims, susilpnėja α-amilazės veikimas ir todėl pagerėja duonos kokybė. Priešingu atveju susidarytų daug dekstrinų, ir duona butų lipni, supuolusi, neakyta.

Katalizuojant proteolitiniams fermentams, peptizuojasi ir kartu brinksta miltų baltymai, todėl tešlos savybės gerėja. Labai svarbus fermentų vaidmuo, belaikant žaliavas. Pavyzdžiui, gerai žinoma, kad iš ką tik sumaltų miltų iškepta duona nėra gera: jos paviršius sutrūkinėja, minkštimas esti neelastingas, blogai išakijęs. Laikant miltus tinkamose sąlygose, žymiai pagerėja iš jų pagamintos duonos savybės. Visų pirma laikomi miltai pašviesėja, nes oksidinasi jų pigmentinės medžiagos. Šalia kitų veiksnių, oksidacijai turi įtakos peroksidai, kurie susikaupia, lipoksidazėms veikiant riebiąsias rūgštis. Pastarosios susidaro, lipazei hidrolizinant miltų riebalus. Iš kitos pusės, svarbu, kad lipazės veikimas nebūtų per daug intensyvus, nes tuomet susidarytų daug riebalų skilimo produktų, kuriems toliau bekintant, gali miltai apkarsti.

Fermentų svarba ir panaudojimo galimybės

Žinant fermentų svarbą įvairiems technologinių procesų etapams, galima patobulinti kai kurių maisto produktų gamybą, pagerinti jų kokybę, sutaupyti žaliavas. Pavyzdžiui, naudojant salyklą krakmolui sucukrinti, reikia daug grūdų salyklui paruošti. Be to, salyklo gamyba yra gana sudėtinga. Pelėsių grybelių (Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Aspergillus niger, Aspergillus usamii, Aspergillus batatae) fermentų preparatai puikiausiai pakeičia salyklą, ir produktų kokybė nepablogėja. Naudojant šiuos fermentų preparatus, krakmolas sucukrinamas greičiau. Todėl pastaruoju metu tokie preparatai yra gana plačiai naudojami spirito gamyboje. Pelėsių grybelių (Aspergillus oryzae ir Aspergillus awamori) fermentų preparatai yra naudojami duonos gamyboje rūgimo procesams suintensyvinti. Be to, jie pilnai pakeičia salyklą, naudojamą plikintai duonai gaminti. Šių fermentų preparatų reikia labai nedaug (0,01% nuo plikinamų miltų masės).

Žuvis ir mėsa brandinama, veikiant jų audiniuose esantiems fermentams, bet tai trunka gana ilgai. Brandinimą galima pagreitinti proteolitiniais fermentais, išskirtais iš žuvų arba gyvulių vidaus organų ir esant tam tikroms aplinkos sąlygoms (pH, temperatūrai). Tačiau tokiems fermentams gauti reikėtų perdirbti daug gyvulinės kilmės žaliavų. Dėl šių priežasčių iš gyvūnų organų išskirti proteolitinių fermentų preparatai pramonėje beveik nenaudojami. Nustatyta, kad žymiai lengviau gaunami ir geresnį efektą duoda Aspergillus oryzae ir Aspergillus terricola pelėsių grybelių fermentų preparatai. Pavyzdžiui, pridėjus 0,02 - 0,2% šių preparatų, žuvies sūdymo ir brendimo procesas pagreitėja 6 -10 kartų.

Dalis fermentų į pieną patenka iš pieno liaukų ląstelių, kiti - išskiriami piene esančių mikroorganizmu. Piene yra šie fermentai: lipazė, fosfatazė, β-galaktozidazė (laktazė), α-amilazė, peptidhidrolazės, katalazė, anaerobinės ir aerobinės dehidrogenazės ir kiti.

Iš pieno liaukų ląstelių į pieną lipazės patenka labai nedaug. Piene, ypač pieno produktuose, svarbiausias lipazės šaltinis yra kai kurie mikroorganizmai (Micrococcus, Sarcina, Pseudomonas, Alcaligenes, Achrobacter, Bact. fluorescens). Ypač dideliu lipolitiniu aktyvumu pasižymi daugelis pelėsių. Todėl apipelijusiuose pieno produktuose vyksta gana intensyvi riebalų hidrolizė (produktai apkarsta). Fosfatazės į pieną patenka iš pieno liaukų. Jos inaktyvuojasi, šildant pieną 75°C temperatūroje 3 minutes arba 60°C temperatūroje 15 minučių. Laktazės yra pieno liaukose. Amilazė į pieną patenka beveik vien tik iš pieno liaukų ląstelių. Manoma, kad pieno liaukose sintetinasi laktozė, katalizuojant amilazei. Amilazė labai jautri temperatūrai: šildant pieną 63°C temperatūroje 30 minučių, ji inaktyvuojasi. Proteolitiniai pieno fermentai inaktyvuojasi aukštesnėje kaip 75-80°C temperatūroje, bet gana stabilūs išlieka, ilgesnį laiką šildant iki 70°C temperatūros.

Iš pieno liaukų į pieną patenka gana nedaug proteolitinių fermentų. Žymiai svarbesni piene ir ypač sūriuose yra pienrūgščio rūgimo mikroorganizmų išskiriami proteolitiniai fermentai.

Katalazė organizmo audiniuose suardo kenksmingą vandenilio peroksidą, kuris susidaro, vykstant medžiagų apykaitai. Pieno katalazės veikimo optimali temperatūra yra 37°C, o aplinkos reakcija - neutrali. Į pieną katalazė patenka iš pieno liaukų arba iš bakterijų ląstelių. Daugelis bakterijų, ypač puvimo, išskiria katalazę. Pienrūgščio rūgimo bakterijos katalazės negamina. Todėl iš katalazės kiekio pasterizuotuose pieno produktuose galima spręsti, kiek jie yra užkrėsti pašaliniais mikroorganizmais.

Ką tik pamelžtame piene katalazės kiekis atitinka 1-4 ml deguonies (15 ml pieno sumaišoma su 5 ml 1% H2O2 tirpalo ir, laikant 25°C temperatūroje, apskaičiuojama, kiek dujų išsiskiria per 2 valandas). Senapienių karvių piene katalazės kiekis atitinka 6-8 ml deguonies.

Anaerobinės dehidrogenazės (reduktazės) į pieną patenka su mikroorganizmais. Ar jų yra piene, nustatoma su metileno mėlio pagalba (esant fermento, metileno mėlis netenka spalvos). Laikas, per kurį metileno mėlis netenka spalvos, priklauso nuo bakterijų kiekio piene ir pieno kokybės. Atsižvelgiant į tai, pienas skirstomas į 4 klases. Į 20 ml pieno įpilama 1 ml metileno mėlio tirpalo (5 ml sotaus alkoholinio metileno mėlio tirpalo ir 195 ml vandens). Mišinys mėgintuvėlyje laikomas 40°C temperatūroje ir sekamas spalvos netekimo laikas. Nustatyta, kad ir ką tik pamelžtas pienas redukuoja metileno mėlį (nors ir silpnai).

Fermentų klasifikacija

Matyti, šiek tiek... Fermentai (lot. fermentum - raugas), enzimai (gr. en - viduje + zymē - raugas), biokatalizatoriai - baltymai, katalizuojantys biochemines reakcijas. Žinoma daugiau kaip 3000 fermentų, išskirtų iš įvairių gyvų organizmų. Daugiausia fermentų yra ląstelėse, kai kurių - audinių skystyje, mitybinėje terpėje. Eukariotų ląstelių organoidai turi jiems būdingus fermentų rinkinius, kai kurių fermentų yra tik tam tikruose audiniuose ar organuose.

Pagal katalizuojamųjų reakcijų tipą skiriamos šešios fermentų klasės:

1. Oksidoreduktazės
2. Transferazės
3. Hidrolazės
4. Liazės
5. Izomerazės
6. Ligazės (sintetazės)

Klasės skirstomos į poklasius, šie - į popoklasius, kuriuose kiekvienam fermentui suteiktas eilės numeris. Pagal šį skirstymą kiekvienas fermentas turi keturių skaitmenų numerį (pvz., alkoholdehidrogenazės numeris 1.1.1.1.). Trivialusis fermentų pavadinimas dažniausiai sudaromas iš substrato (medžiagos ar junginio, kurį veikia fermentas) lotyniško pavadinimo šaknies ir priesagos -azė. Pvz., krakmolą (lot. amylum) skaido fermentas amilazė.

Fermentų veikimo mechanizmas ir reguliavimas

Fermentai padidina katalizuojamųjų cheminių reakcijų greitį sumažindami energijos kiekį, kurio reikia reaguojančioms molekulėms (substratams) aktyvuoti. Fermento aktyvumas priklauso nuo terpės temperatūros, vandenilio jonų koncentracijos (pH), substrato koncentracijos. Optimali daugelio fermentų veikimo temperatūra 37 °C, pH 7. Fermentai yra labai specifiški katalizatoriai: konkretaus fermento molekulės sąveikauja tik su tam tikromis substratų molekulėmis ir katalizuoja tik tam tikro tipo chemines reakcijas. Katalizuojamos reakcijos metu fermento molekulės su reaguojančiomis substratų molekulėmis sudaro tarpinius junginius. Substratai prisijungia fermento aktyviajame centre, kur įvyksta cheminė reakcija.

Fermento aktyvumas ląstelėse yra reguliuojamas alosteriniais reguliatoriais, kovalentinės modifikacijos būdu, prijungiant įvairias chemines grupes (fosfato, acetilo), slopinant arba aktyvinant fermentą koduojančio geno raišką. Daugelio fermentų veiklai reikalingi kofaktoriai - įvairūs kofermentai - vandenyje tirpių vitaminų dariniai, metalų jonai. Organizmuose yra ir izofermentų (skirtingų fermentų molekulių, katalizuojančių tą pačią cheminę reakciją).

Fermentai, išskirti iš gyvųjų organizmų, naudojami įvairiose mokslo ir ūkio šakose: maisto pramonėje - duonai, sūriui, vynui, alui gaminti, medicinoje - įvairių metabolitų (gliukozės, cholesterolio, adenozintrifosfato, arba ATP) kiekiui nustatyti. Fermentų aktyvumo tyrimai svarbūs daugeliui ligų diagnozuoti, kai kurie fermentai yra vaistai (pvz., virškinimo fermentai). Dirvožemio fermentų šaltinis yra augalai, mikroorganizmai, gyvūnai. Fermentai keičia dirvožemio cheminę sudėtį, skatina dirvožemio biologinį aktyvumą, kuris yra dirvožemio derlingumo rodiklis.

Alosterinė reguliacija

Alosterinė reguliacija (gr. allos - kitas, kitoks + stereos - erdvinis) - baltymų veiklos reguliavimas, prisijungiant arba atskylant specifiniams reguliatoriams. Medžiagų apykaitos reakcijų greitis yra reguliuojamas mažėjant arba didėjant alosterinių (reguliacinių) fermentų aktyvumui. Šių fermentų molekulių paviršiuje yra alosteriniai centrai, kuriuose jungiasi specifiniai reguliatoriai, keičiantys fermentų aktyvumą. Specifiniais reguliatoriais būna nukleotidai (AMP, ATP), aminorūgštys ir kiti mažos molekulinės masės junginiai.

Alosterinė reguliacija dažniausiai vyksta grįžtamojo ryšio principu, kai galutinis produktas mažina fermento, katalizuojančio šio proceso pirmąją reakciją, aktyvumą. Baltymų, sudarytų iš subvienetų ir turinčių kelis aktyvius centrus, alosterinė reguliacija vyksta kooperatiniu principu. Prisijungus vienai substrato molekulei arba alosteriniam efektoriui pasikeičia gretimo subvieneto konformacija ir kita substrato molekulė gali lengviau (teigiamas kooperatinis efektas) arba sunkiau (neigiamas) prisijungti prie baltymo molekulės. Teigiamas kooperatinis efektas būna hemoglobino molekulei prijungiant deguonį.

Fermentai dalyvauja įvairiuose procesuose, pavyzdžiui, kvėpuojant, virškinant maistą. Jų veikla tiksliai reguliuojama: jie organizmo sintetinami, kai jų reikia, ir veikia tada, kada reikia. Šie junginiai labai lepūs: yra „darbingi“ tik tam tikroje temperatūroje, daugelis aukštoje temperatūroje suyra, yra jautrūs terpės rūgštingumo pokyčiams. Todėl sergant ar esant sutrikimų organizme pakinta fermentų sintezė. Tada, pavyzdžiui, sutrikus virškinimui, tenka vartoti fermentų preparatus. Fermentai svarbūs ne tik kaip žmogaus organizmo sudedamoji dalis. Žinoma daugiau kaip 3000 fermentų, išskirtų iš įvairių gyvų organizmų. Dar net neįtardamas apie fermentų egzistavimą žmogus įvairiose srityse mokėjo pasinaudoti jų naudingomis savybėmis.

Pirmiausia jie buvo naudingi vyndariams ir aludariams. Keli tūkstantmečiai iki Kristaus žmogus darė vyną ir alų. Šiandien šie gėrimai taip pat gaminami fermentacijos būdu. Duoną lietuviai pradėjo kepti kur kas anksčiau nei gaminti alų, todėl galima numanyti, kad tų laikų šeimininkės buvo pirmosios, kurios stebėjo fermentacijos procesą. XVII a. pabaigoje jau buvo žinoma, kad veikiamas seilių krakmolas skyla, tačiau nebuvo aišku - kodėl. XIX a. prancūzų chemikas Louis Pasteuras iškėlė mintį, kad etanolis fermentacijos metu susidaro dėl mielių ląstelėse esančios jėgos. 1877 m. vokietis Wilhelmas Kuhne aiškindamas fermentacijos procesą pavartojo terminą „enzimai“ - tai graikiškos kilmės žodis, siejamas su raugu. 1926 m. amerikietis Jamesas Sumneris išgrynino fermentą ureazę ir nustatė, kad jis yra baltymas.

Sūrių gamyboje be fermentų irgi neapsieinama. Jie suteikia specifinį skonį ir kvapą. Seniau šeimininkės kaip fermentų šaltinį naudojo išdžiovintą ir sutrintą į miltus veršelių skrandžio gleivinę. Mikroorganizmų fermentai naudojami pieno pramonėje, pavyzdžiui, jogurtui gaminti. Netoleruojantiems laktozės gaminamas jos neturintis pienas - laktozė iš jo pašalinama fermentu laktaze. Fermentai tapo ir restauratorių darbo įrankiu - jais šalinami klijų likučiai.

Štai lentelė, apibendrinanti fermentų pritaikymą įvairiose pramonės šakose:

tags: #kaip #gali #buti #reguliuojama #fermentu #veikla