Ферменты - пивовары, пекари и ткачи

Сегодня в мире ежегодно производится 700 млн. гектолитров пива. А оно было "изобретено" еще шумерами, которые за 5000 лет до н.э. пили пиво. Однако в древности для получения пива сбраживали подкисшие хлебные лепешки с водой, имбирем, корицей и лавровым листом. Три тысячи лет спустя жители Вавилона заменили хлеб рожью.

Ферментативные процессы, лежащие в основе варки пива, и сегодня те же, что и 2000 лет назад: крахмал злаков расщепляется до Сахаров, которые затем подвергаются спиртовому брожению. Крахмал - важное запасное вещество растений. Он относится также к важнейшим продуктам питания человека и животных. Это полисахарид, полностью состоящий только из остатков глюкозы. Ферменты, расщепляющие крахмал (амилазы), различным образом разрывают связи между молекулами глюкозы, высвобождая при этом части молекул разного размера. По-видимому, ранее пиво варили на основе ржи (добавляли хмель), поскольку известен указ герцога Вильгельма IV Баварского, изданный в 1515 г., который гласил, что для получения пива нельзя использовать ничего, кроме ржи, хмеля и воды. В настоящее время в большинстве стран экономически более выгодно вместо солода полностью или частично использовать непроросшие злаки, кукурузу или рис. Поскольку эти заменители практически не имеют собственных ферментов, к ним в качестве "ферментов пивоварения" добавляют технические ферментативные препараты, содержащие амилазы, глюканазы^* и протеазы из плесневых грибов или бактерий. При этом не нужны складские помещения для хранения солода, управлять процессом становится легче и за счет экономии солода существенно снижаются расходы на все производство.

^* (Глюканазы расщепляют глюканы-каучукоподобные полисахариды ржи, которые в противном случае "забили" бы фильтры.)

В отличие от пивоварения при производстве спирта крахмал надо по возможности полнее расщепить до глюкозы. Для этого, как и при варке пива, используются солод и дополнительно препараты ферментов из микроорганизмов (а-амилаза, глюканазы и протеазы). В производстве спирта из крахмала для технических нужд, а также для приготовления крепких напитков солод практически полностью вытеснили ферменты микробного происхождения (а-амилаза, глюканазы и протеазы). Годовое производство спирта с помощью этих ферментов составляет 25 млн. гектолитров.

При получении виноградного сахара также желательно, чтобы картофельный или кукурузный крахмал был полностью расщеплен до глюкозы. Раньше этого добивались путем гидролитической кислотной обработки крахмала при повышенной температуре. Однако в последние 15 лет для этих целей все шире используются амилазы. Под действием кислоты или α-амилазы крахмал сначала разжижается, а затем под действием глюкоамилазы происходит полное "осахаривание" фрагментов крахмала. Из продукта получают затем кристаллическую глюкозу.

Ферментативные добавки используются и при выпечке мучных изделий. За счет расщепления крахмала с помощью амилаз в тесте повышается содержание сахара и благодаря этому ускоряется процесс брожения. В текстильной промышленности для шлихтования^* хлопковой и льняной основы используют крахмал. При этом нити не склеиваются друг с другом, становятся более упругими при растяжении и износостойкими. Крахмал затем удаляется из готовой ткани. Первоначально для расшлихтовки использовали амилазы солода и поджелудочной железы. Позднее стали использовать амилазы бактерий. Они относительно термостабильны, что позволяет работать при высоких температурах и значительно ускоряет процесс.

^* (Шлихтование-пропитывание нитей кипящим раствором (шлихтой), в состав которого входят крахмал, синтетические препараты и т. д.- Прим. перев.)