1 Ферменти як біологічні каталізатори. Класифікація, основні властивості.

Ферменти– це специфічні білки, які виконують в організмі роль біологічних каталізаторів. Являючись білками, ферменти мають первинну, вторинну, третинну і багато з них – четвертинну структуру.

При гідролізі ферментів утворюється суміш амінокислот. Відомо більше, як 20 різних амінокислот, які входять в склад білків.

Ферменти мають загальні з білками фізично-хімічні властивості: при гідролізі розщеплюються на амінокислоти; мають високу молекулярну масу; утворюють високу молекулярну масу; створюють колоїдні розчини; погано кристалізуються; дуже нестійкі до високих температур солей, важких металів, кислот, лугів і т. п; мають антигенні властивості.

Молекулярна маса ферментів має широку варіацію – від декілька десятків тисяч до декілька мільйонів.

Ферменти відрізняються по своїй структурі. Їх поділяють на 2 групи – прості і складні. Прості, або однокомпонентні; - ферменти складаються тільки із амінокислот. До них відносяться невелика кількість ферментів (рибонуклеаза, амілаза, альдолаза, уреаза, пепсин та ін.). Але більшість ферментів складається з двох компонентів: небілкової частини, або простетичної групи, і білкової – апофермент. Ці дві частини ферменту окремо не мають сили, але тільки в комплексі одне з іншим вони проявляють каталітичну здатність.

Небілковий компонент розпаду ферментів називається кофермент.

Багато коферментів являються вітамінами або їх похідними. В даний час нам відомо понад 300 окремих ферментів (а, може набагато більше, бо наука не стоїть на місці), в склад яких входять в якості коферментів вітаміни або їх похідні. Як наслідок, при авітамінозах спостерігається розпад діяльності всіх ферментних систем.

Для визначення механізму дії ферменту було запропоновано немало теорій. Але перемогла та, в якій мова йде про те, що каталізатори лише скорочують час, необхідний для досягнення рівноваги хімічної реакції. Більшість хімічних реакцій потребує “запуску”, що і виконують ферменти.

В основі життєдіяльності організму лежать хімічні перетворення різних речовин, швидкість яких визначають ферменти – біологічні каталізатори. Травлення, використання всіх корисних речовин, які надійшли в організм, ріст, зсідання крові, м’язові скорочення і багато інших фізіологічних процесів – все це побудовано на чіткій, послідовній роботі ферментних систем.

Найважливішою ознакою ферментів є не тільки їх властивість прискорювати хід хімічних реакцій, але вибірково каталізувати лише визначений шлях перетворення даного субстракту. Це одна з основних властивостей ферментів порівняно з небіологічними каталізаторами.

Зворотність ферментативних реакцій полягає в здатності ферментів каталізувати пряму і зворотну реакцію. Так, наприклад, ліпаза може при певних умовах розчепити жир до гліцерину і жирних кислот, а також каталізувати його синтез із продуктів розпаду. Здатність ферментів прискорювати хімічні процеси в сторону синтезу, так і розпаду, має велике значення, так як створює можливість переключення цих процесів з одного на інший, чим забезпечує тісний взаємозв’язок катаболізму і анаболізму, гнучкість і пристосованість обміну речовин під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів.

За типом реакцій, що каталізують ферменти, їх ділять на 6 класів згідно ієрархічної класифікації ферментів:

• оксидоредуктази, що каталізують окислення або відновлення. Приклад: каталаза, алкогольдегидрогеназа

• трансферази, що каталізують перенесення хімічних груп з однієї молекули субстрату на іншу. Серед трансфераз особливо виділяють кінази, що переносять фосфатну групу, як правило, з молекули АТФ.

• гідролази, каталізують гідроліз хімічних зв'язків. Приклад: естерази, пепсин, трипсин, амілаза, ліпопротеїнліпазу

• ліази, каталізують розрив хімічних зв'язків без гідролізу з утворенням подвійного зв'язку в одному з продуктів.

• ізомерази, каталізують структурні або геометричні зміни в молекулі субстрату.

• лігази, що каталізують утворення хімічних зв'язків між субстратами за рахунок гідролізу АТФ. Приклад: ДНК-полімераза

Будучи каталізаторами, ферменти прискорюють як пряму, так і зворотну реакцію, тому, наприклад, ліази здатні каталізувати і зворотну реакцію - приєднання по подвійних зв'язків.

Ферменти дуже чутливі до зміни pH середовища, в якому вони діють. Кожний фермент має оптимум pH, при якому він найбільш активний.

Для більшості ферментів оптимальне середовище близьке до нейтрального (pH біля 7,0), так як максимальна активність ферментів проявляється при фізіологічних значеннях pH, а в кислому або лужному середовищі їх активність знижується. З цього правила є винятки, і їх немало. Наприклад, пепсин, який знаходиться в шлунковому соці, активний лише в дуже кислому середовищі (pH 1,5 – 2,5).

Ферменти дуже чутливі до температури. При підвищенні температури до 40-500 ºС підвищується активність більшості ферментів, що відповідає загальновідомому закону прискорення хімічних реакцій з підвищенням температури. Встановлено, що підвищення температури на кожних 100 збільшує швидкість ферментативної реакції в 1,5 – 2 рази. І тому необхідно дотримуватись температурного режиму при проведенні проб на ферменти.

Перетворення ферментів відбувається подібно з іншим обміном білків організму. Ферменти постійно оновлюються, синтезуються і розпадаються, що забезпечує їх належний рівень в тканинах.

2. Вимоги до маркування харчових продуктів.

Перш за все маркування продукту повинно містити інформацію на державній - українській мові. Згідно з вимогами технічного регламенту, серед переліку обов’язкової інформації, яка повинна вказуватись на етикетці харчового продукту:

• його назва та склад;

• кількість харчового продукту у встановлених одиницях виміру;

• часові характеристики придатності;

• умови зберігання;

• умови та рекомендації використання, якщо харчовий продукт потребує особливих умов використання;

• назва та повна адреса і номер телефону виробника, фактична адреса знаходження (об’єкту) виробництва, а для імпортованих харчових продуктів назва та повна адреса і номер телефону імпортера, а також контактні дані підприємства, яке здійснює функції щодо прийняття претензій від споживача, у разі якщо цим підприємством не є виробник;

• номер партії виробництва;

• інформація про наявність чи відсутність у складі харчового продукту генетично модифікованих організмів;

• інформація щодо місця походження для харчових продуктів, які лише упаковані або розфасовані в Україні;

• поживна (харчова) цінність із позначенням кількості білків, вуглеводів та жирів у встановлених одиницях виміру на 100 г (100 мл) харчового продукту та енергетичної цінності (калорійності) вираженої в кДж та/або ккал на 100 г (100 мл) харчового продукту;

• застереження щодо споживання харчового продукту певними категоріями споживачів (дітьми, вагітними жінками, літніми людьми, спортсменами та алергіками), якщо такий продукт може негативно впливати на їх здоров’я при його споживанні;

• позначення знаку для товарів і послуг, за яким харчовий продукт реалізується (за наявності);

• позначення нормативного документа, згідно з яким виготовлений харчовий продукт вітчизняного виробництва.

Щодо переліку інгредієнтів, то їх повинні зазначати у порядку зменшення їхньої масової частки, яка була використана в процесі виробництва або приготування харчового продукту.

Зазначення складу харчового продукту в маркуванні є необов’язковим для харчових продуктів, що складаються виключно з одного інгредієнта, у разі, якщо назва продукту співпадає з назвою інгредієнта або якщо назва продукту дозволяє однозначно визначити цей інгредієнт.

Маркування харчових продуктів має містити детальну інформацію про наявність у складі підсолоджувачів.

Обов’язково зазначають в маркуванні харчового продукту інгредієнти, назва яких зазначена у назві чи на малюнку, чи на зображенні паковання. Кількість окремого інгредієнта (класу інгредієнтів), виражена у відсотках, має відповідати його кількості, яка використана під час виробництва або приготування харчового продукту (зокрема, «Майонез 67%»; «Масло вершкове 72,5%»; «Молоко коров‘яче питне 2,5%»; «Спред солодковершковий 40%»).

Інформацію щодо часових характеристик придатності виробник може подавати вказуючи дату випуску та кінцеву дату споживання, або дату випуску та строк придатності. Однак, зазначення інформації про часові характеристики придатності харчового продукту у його маркуванні не є необхідним для:

• свіжих фруктів, ягід і овочів, картоплі, які не очищені від шкірки, не нарізані або не оброблені жодним способом (за винятком зародків насіння і стручкових плодів (наприклад, пагонів бобових);

• оцту;

• кухонної солі, окрім йодованої;

• цукру у твердій формі;

• кондитерських виробів, що складаються майже цілком з ароматизованого цукру та цукру, обробленого за допомогою барвників, які постачаються виключно закладам ресторанного господарства;

• м’якого морозива, яке виготовляється у закладах ресторанного господарства і одразу ж реалізується.

Водночас повинні зазначатися умови зберігання харчового продукту, за яких він зберігає свої властивості впродовж строку придатності. В маркуванні харчових продуктів, які можуть змінювати свої властивості після відкривання герметичного паковання, повинен вказуватись термін зберігання після відкривання герметичного паковання.

Ще одним важливим моментом, коли йдеться про харчові продукти, є рекомендації з вживання або приготування харчових продуктів. Адже харчова продукція повинна містити інформацію щодо правильного застосування цього продукту так, щоб цей харчовий продукт був використаний його споживачем за призначенням.

Шрифт, яким подається інформація на етикетці, відповідно до вимог ТР не повинен бути меншим ніж 1,8 мм. Якщо ж маркування неможливо виконати шрифтом такого розміру, то допускається 0,8 мм.

Якщо на пакованні харчових продуктів невеликих розмірів (площа однієї сторони не перевищує 10 см2) неможливо нанести повністю необхідний текст інформації щодо продукту, тоді інформацію, що характеризує харчовий продукт необхідно розташовувати на листку-вкладиші, який додають до кожної індивідуальної або групової одиниці паковання.

Окрім цього технічного регламенту, який визначає загальні вимоги до маркування (етикетування) розфасованих харчових продуктів, діє національний стандарт ДСТУ 4518:2008 "Продукти харчові. Маркування для споживачів. Загальні правила", який повинен бути переглянутим.