Ферменты, действующие на пектиновые вещества, разделяют на две группы: деэтерифицирующие и деполимеризующие.
Деэтерифицирующие пектолитиче-ские ферменты. Это эстеразы, которые катализируют деметоксилирование пектинов и их превращение в пектиновую кислоту. Их называют пектинметилэстеразами (ПМЭ) или пектинэстеразами (ПЭ).
Деметоксилирующую активность пектинметилэстераз чаще всего исследовали путем количественного анализа высвобожденного метанола. При точно определенных условиях (40°С, в течение 1 ч, при рН 5,0) эти эстеразы очень специфичны по отношению к сложным метиловым эфирам и обычно высвобождают метиловые группы одна за другой в определенной последовательности, начиная чаще всего с конца цепи (см. рис. 2.22).
Деполимеризующие пектолитические ферменты. Эти энзимы принадлежат к двум категориям: гидролазы и трансэлиминазы, или лиазы. Гидролазы включают полиметилгалактуроназу (ПМГ), основным субстратом которой является пектин, и полигалактуроназу (ПГ), субстратом которой является пектиновая кислота. Приставки «эндо» и «экзо» позволяют классифицировать эти ферменты в зависимости от того, действуют ли они беспорядочно внутри цепей (эндо) или последовательно с конца цепей (экзо), следовательно, первые производят более эффективное деполимеризующее действие, чем последние. Они вызывают разрыв гликозидной связи 1—4 при простом гидролизе.
Трансэлиминазы включают также пектинтрансэлиминазы (ПТЭ), субстратом которых является преимущественно пектин, и трансэлиминазпекти-новую кислоту (ТЭПК), субстратом которой является пектиновая кислота. Приставки «эндо» и «экзо» также применимы к этим ферментам, как и к гнд-ролазам. Они вызывают разрыв гликозидной связи 1—4 путем трансэлиминации, т. е. этот разрыв между полуацетальным кислородом и углеродом 4 сопровождается удалением водорода, расположенного в транспозиции на углероде 5, в результате чего образуется двойная связь между этими двумя углеродамн (Альберсхайм и сотрудники, 1960). Эти ферменты, часто встречающиеся в микроорганизмах, очень редко обнаруживают в растениях.
Активность деполимеризующих ферментов измеряют по уменьшению вязкости, что позволяет учитывать активности эндо- и экзоферментом. Дело в том, что с эндоферментом вязкость уменьшается наполовину, поскольку при этом разрывается только от 2 до 3% гликозндных связей, тогда как с экзоэнзимом такое же снижение вязкости наблюдается только после разрыва более 40% этих связей.
Эти два типа ферментов, несомненно, существуют в винограде, и в частности пектннметнлэстераза (Марто 1967а).
Активность, протопектиназы все еще является предметом горячей дискуссии, в отношении винограда (Марто, 1967b) она может быть простым выражением активностей типа эндополигалактуроназы или эндополиметилгалак-туроназы под действием других ферментов— гемицеллюлаз и целлюлаз.
Факторы, влияющие на активность этих ферментов
Среди различных физических и химических факторов, влияющих на активность перечисленных выше ферментов, наиболее важным является температура. Во всех случаях максимум активности констатируют в зоне 35— 50°С. При температуре ниже 10°С активность очень . мала, а между 10 и 35°С она примерно удваивается при повышении температуры на 7°С; с другой стороны, при температурах выше 65°С активность уменьшается и полностью прекращается при температурах выше 70°С.
рН также играет важную роль. Обычно оптимальные значения его заключаются между 4 и 5 для ПМЭ и между 2,5 и 5 для ПМГ. Это показывает, что рН сусла (который всегда находится в пределах, оптимальной зоны) не влияет на деполимеризующне ферменты, тогда как активность ПМЭ при более низких рН (менее 3,0) значительно уменьшается.
Сернистый ангидрид, действие которого на большинство ферментов очень четко выражено, не оказывает какого-либо значительного влияния на пектолитические ферменты. Содержание сернистого ангидрида примерно 100 мг/л или менее не оказывает никакого действия на ферментативную активность и только при концентрации 300 мг/л можно рассчитать на снижение пектолитнческой активности примерно на 20%.
Бентонит частично адсорбирует эти ферменты и понижает их активность в более или менее значительной степени. Содержание спирта до 15% об. также практически не оказывает влияния, замедление ферментативной активности наблюдают при более высокой спиртуозности.
Технологическое значение пектолитических ферментов
Эти ферменты участвуют в спонтанном осветлении сусел (во время очистки сусла отстаиванием) и вин (во время хранения). Следовательно, их нужно всемерно сохранять и избегать разрушения их нагреванием дробленого (или целого) винограда или сусла. В случае, когда природные ферменты находятся в недостаточном количестве или разрушены, можно поправить дело добавлением промышленных препаратов, на применение которых только что дано официальное разрешение.
