Процесс затирания - это ферментативный гидролиз составных веществ несоложеных зернопродуктов посредством ферментов солода или культур плесневых грибов. Основным процессом при этом является гидролиз крахмала.
Ферментативный гидролиз крахмала. В солоде содержатся амилолитические ферменты а-амилаза (глобулин) и В-амилаза (альбумин). Функциональными группами (активными центрами), проявляющими амилолитическую активность, являются: в a-амилазе сульфгидрильные (-SH) группы, группы остатков цистеина, е-NH2-группы остатков лизина; в B-амилазе- сульфгидрильные, карбоксильные (-СООН) и имидазольный цикл остатков гистидина.
В ферментативных реакциях участвуют некоторые неорганические ионы. В состав а-амилазы входит кальций. Ион кальция служит активатором, связующим звеном между субстратом и ферментом; он как-то изменяет свойства субстрата и фермента в нужном для реакции направлении.
Ферментативный гидролиз крахмала заключается в разрыве глюкозидных связей амилазы и амилопектпна и в присоединении по месту разрыва молекулы воды. Он происходит при одновременном действии на крахмал а- и В-амилаз солода. Такое расщепление крахмала приводит к образованию Сахаров, и поэтому этот процесс называют осахариванием.
В химическое взаимодействие вступают только активные молекулы, обладающие определенной избыточной энергией по сравнению со средней энергией всех молекул. Эту избыточную энергию называют энергией активации [Е] и выражают ее в кал/моль.
Молекулы наиболее эффективно активируются при снижении энергии активации; ферменты снижают энергию активации на 16 000-18 000 кал/моль, в чем и состоит суть их каталитического действия.
Механизм ферментативного действия представляется в виде такой схемы:
фермент + субстрат = комплекс = продукт (ы) + фермент.
Сначала образуется очень лабильный ферментсубстратный комплекс, который распадается с освобождением неизменного фермента, способного к дальнейшему действию, и нового вещества, полученного из субстрата.
Рис. 90. Действие а-амилазы на амилозу крахмала.
Как а-амилаза, так и В-амилаза катализирует только расщепление а-1,4-глюкозидных связей. Они не могут гидролизовать а-1,6-глюкозидные связи цепей, но в их действии имеется существенное различие.
а-Амилаза разрывает а-1,4-глюкозидные связи в любом месте, но преимущественно в середине цепей амилозы и амилопектина (рис. 90 и 91). Макромолекула амилозы сначала распадается на декстрины среднего размера со степенями полимеризации 6-10 (а-декстрины); затем они расщепляются на более мелкие декстрины и мальтозу. При беспорядочном действии фермента на амилозу может иметь место отрыв одного, двух или трех глюкозных остатков. Таким образом, при длительном действии а-амилазы на амилозу она почти полностью превращает ее в мальтозу, мальтотриозу и небольшое количество глюкозы.
Рис. 91. Действие а-амилазы на амилопектин крахмала.