Эти ферменты катализируют реакцию гидролиза сложных соединений на более простые. Это обширный класс ферментов, который может быть подразделен на ряд подгрупп: эстеразы, протеазы, пептидазы, карбогидразы, β-фруктофуронозидаза и др.
В винограде из гидролаз наиболее активны эстеразы. Ферменты, катализирующие гидролиз пектиновых веществ, разделяются на две группы: пектинметилэстеразы, катализирующие разрыв эфирных связей в молекуле метоксилированных пектинов, и полигалактуроназы, которые расщепляют а-1,4-d-галактуроновые связи, соединяющие остатки галактуроновой кислоты.
Согласно существующей номенклатуре ферментов, пектинэстераза (ПЭ) называется пектингидролаза (3.1.1.11), а полигалактуроназа (ПГ) —полигалактуронидглюканогидролаза (3.2.1.15).
В начале действий протопектиназы происходит расщепление связи между метоксилированной полигалактуроновой кислотой и связанным с ней арабаном. При этом образуется свободная метоксилированная полигалактуроновая кислота, так называемый растворимый пектин.
Под действием пектинметилэстеразы происходит гидролитическое отщепление метоксильных групп от растворимого пектина с образованием полигалактуроновой кислоты и метилового спирта.
Схема строения растворимого пектина и его ферментативного гидролиза приведена ниже.
До настоящего времени не была выделена в чистом виде, поэтому она не входит в классификацию ферментов.
Действием протопектиназы на арабан образуется метоксилированная полигалактуроновая кислота, которая под действием пектинметилэстеразы гидролизуется на метанол и полигалактуроновую кислоту. Последняя под действием полигалактуроназы расщепляется на остатки d-галактуроновой кислоты.
Механизм действия этих пектин-расщепляющих ферментов подробно изучен А. Демейном и X. Фаффбм, И. Блуемом и И. Барте, Л. Уссельо-Томассом и С. Тарантола, Е. Негре и Г. Марто и др.
Пектолитические ферменты имеют большое, значение в виноделии, благодаря их действию выход сусла при прессовании винограда значительно увеличивается, ускоряется его осветление, улучшается фильтрация вина.
В винограде содержатся пектолитические ферменты, но для усиления гидролиза пектиновых веществ в практике применяют ферментные препараты, получаемые из различных плесневых грибов.
β-Фруктофуранозидаза [(β-d-фруктофуранозидфруктогидрола- за, 3.2.1.26), ранее ее называли инвертазой, или сахарозой] катализирует расщепление сахарозы на глюкозу и фруктозу, при этом разрывается связь, находящаяся у β-глюкозидного углеродного атома остатка фруктозы.
Наличие этого фермента в винограде было доказано исследованиями Η. М. Сисакяна, И. А. Егорова, Б. Л. Африкян еще в 1948 г.
Наряду с гидролитической функцией β-фруктбфуранозидаза обладает и синтетическим действием. Так, А. И. Опарин [66] установил, что этот фермент способен синтезировать из фруктозы и этилового спирта этилфруктозид. С. X. Абдуразакова [1] также определила, что β-фруктофуранозидаза способна образовывать гликозиды не только с этанолом, но и с другими спиртами. Ею и сотрудниками были получены следующие алкилфруктозиды: бутил, изобутил, амил, изоамилфруктозид, которые, как они считают, играют роль в формировании букета вина [1].
К гидролизам относится карбоксилэстераза (гидролаза эфиров карбоновых кислот, ЕС 3.1.1.1)· катализирующая гидролиз сложных эфиров карбоксильных кислот до спирта и кислоты, а также осуществляющая и их синтез. Этот фермент широко распространен в микроорганизмах, в частности в дрожжах . и в растениях. Наибольшей синтезирующей способностью обладает ацетатэстераза, которая содержится в активном состоянии в уксусных бактериях и дрожжах.
β-d-Γлюκoзидглюκoгидpoлaзa (3.2.1.21) гидролизует p-d-гликозиды на d-глюкозу и спирт. Она найдена в винограде и вине, содержится также и в дрожжах.
К гидролитическим ферментам относятся также протеолитические ферменты, которые гидролизуют пептидные связи. В винограде эти ферменты не очень активны. Активность несколько возрастает в вине за счет выделения этих ферментов из дрожжей при выдержке. Обычно протеолитические ферменты делят на протеиназы, гидролизующие белок до пептидов, и пептидазы, расщепляющие пептиды до аминокислот. Дрожжи содержат карбоксипептидазу (3.4.2.3), катализирующую пептиды с С-концевыми остатками глицина или лейцина. В своей молекуле карбоксипептидаза содержит Zn2+ и является металлсодержащим ферментом.
Протеолитические ферменты имеют большое значение в виноделии, так как гидролизуют белки и предотвращают белковые помутнения. Учитывая это, для удаления белковых веществ вина необходимо обрабатывать протеолитическими ферментами при нагревании до 40°С.
Исследования М. В. Гернета, В. Л. Яровенко, З. Н. Кишковского и Н. А. Мехузла (1967 г.) показали, что для гидролиза белковых веществ лучше применять кислую протеиназу из Aspergillus flavus, так как она эффективно снижает содержание белка в вине при pH 2—3.
Недавно Е. Н. Датунашвили и сотрудники [25] нашли в ягодах винограда р-1,4-эндоглюконазу. Действие этого фермента, по- видимому, связано с метаболической подвижностью глюкана.
За последнее время в винограде были найдены также карбамоилфосфат [l-орнитинкарбамоилтрансфераза (2.1.3.3), l-аргинин-
уреогидролаза (3.5.3.1)]; Z-цитруллин [l-аспартатлигаза (6.3.45)] и пектаттрансэлиминаза (4.2.99.3) [159, 160]. Последний фермент относится к классу лиаз, он разрывает α-1,4-связи в молекуле пектина не гидролитическим путем.
