Сегодня большой ассортимент недорогих ферментов, в том числе высокой чистоты, находит применение более чем в 25 отраслях промышленности, и прежде всего — в лёгкой и пищевой.
Чтобы тесто было пышным, нужен разрыхлитель — углекислый газ. Он выделяется при действии дрожжей на углевод мальтозу. А откуда берётся мальтоза? Она постепенно образуется из крахмала под влиянием амилазы, содержащейся в муке. Обычно собственной амилазы муки недостаточно, и этот фермент добавляют. Протеазы, действующие на клейковину муки, используют, чтобы придать тесту консистенцию, необходимую для удержания углекислого газа. Ведь если он пройдёт сквозь тесто и улетучится, тесто снова опадёт. Добавление ферментов улучшает аромат и вкус хлеба, даёт румяную корку.
И производству алкогольных напитков никак не обойтись без ферментов, содержащихся в дрожжах. Дрожжи с различными ферментными комплексами позволяют получать разные сорта пива. А чтобы напиток не мутнел, в него добавляют протеазы (папаин, пепсин) — они разлагают белковые осадки.
Производство молочных продуктов также немыслимо без ферментов. Простоквашу делают с помощью ферментов молочнокислых бактерий, которые превращают молочный сахар лактозу в молочную кислоту. Для производства кефира берут определённую смесь молочнокислых бактерий и дрожжей, при этом часть содержащейся в молоке лактозы переходит в молочную кислоту, а часть — в спирт. Одновременно идёт также частичный гидролиз белков, поэтому кефир легче усваивается организмом, чем молоко.
Приготовление сыра заключается в створаживании молока протеазами. Белок казеин, содержащийся в молоке, изменяется под их влиянием и выпадает в осадок.
В лёгкой промышленности различные протеазы применяют для обработки кожевенного сырья.
В последнее время протеазы стали добавлять в стиральные порошки для удаления пятен крови, соусов, шоколада за счёт гидролиза белков. Для отстирывания жирных пятен применяют липазы. Порошки с добавкой целлюлазы уничтожают «выбившиеся» волокна и катышки на поверхности ткани. Если пользоваться «умными» порошками, содержащими ферментные комплексы, то стирать надо в умеренно тёплой воде: ведь ферменты не выносят высоких температур.
В медицине протеазы применяют для рассасывания тромбов, заживления ран. Особенно эффективно действуют ферменты, иммобилизованные на тампонах и бинтах. Ферменты «трудятся» также в аппаратах «искусственная почка» и «искусственная печень».
Многие болезни связаны с нарушением активности ферментов: если она недостаточна, требуется введение ферментного препарата. Ну а если активность слишком велика? Некоторые лекарства представляют собой ингибиторы — вещества, подавляющие действие ферментов. Например, каптоприл используют для понижения кровяного давления. А известный всем антибиотик пенициллин является ингибитором фермента, ответственного за синтез клеточных стенок бактерий. Под его действием бактерии теряют способность расти и размножаться.
С помощью ферментов проводят различные клинические анализы. В физиологических жидкостях организма больных содержатся определённые вещества, а фермент, для которого данное вещество является субстратом или, наоборот, подавляет его активность в какой-либо реакции, помогает распознать болезнь. Так, по изменению активности ферментов обнаруживают краснуху, малярию, гепатит В и другие заболевания. Глюкозооксидаза (фермент, окисляющий глюкозу) используется в анализах на содержание сахара в моче и крови. Выпускаются специальные препараты для определения алкоголя в крови водителей, в них входит алкогольдегидрогеназа.
Описанное здесь — лишь малая часть того поля деятельности, которое отвёл ферментам человек. В перспективе оно станет ещё обширнее. В связи с надвигающимся энергетическим кризисом ведутся разработки по применению ферментов для превращения энергии, в частности для преобразования химической энергии в электрическую. С этой целью ферменты, отвечающие за окислительно-восстановительные реакции, присоединяют к проводникам и полупроводниковым материалам.
Препятствия, омрачающие эти радужные перспективы, в основном сводятся к одному: мы вынуждены использовать лишь то, что природа создала для своих нужд. Вот если бы можно было самим сконструировать нужный для конкретной цели фермент! А почему бы и нет?..
Похожие статьи