Autor: Zdravko Šumić dipl. ing.

Pektilitički enzimi se mogu podeliti na depolimerirazcione i deesterifikacione. Depolimerizacioni enzimi katalizuju cepanje lanca pekina, dok deesterifikacioni katalizuju odcepljivanje estarskih grupa sa molekula pektina.

U razgradnji pektina učestvuje veliki broj enzima koji se mogu podeliti na one koji deluju na homogenom delu pektina, koji se sastoji od lanca galaturonske kiseline (na slici 9 prikazan crvenom bojom) i one koji deluju na heterogenom delu pektinskog molekula koji pored galakturonske kiseline sadrži i ramnozu i bočne lance (prikazan crvenom bojom na slici 9).

Pektolitičkih enzimi mogu se klasifikovati na osnovu načina delovanja i supstrata na koji deluju (tabela 4). Enzimi se takođe mogu deliti i prema optimalnim pH vrednostima, inhibiciji ili aktivaciji sa katjonima, stabilnosti i kod egzo-enzima prema napadu sa neredukujućeg ili redukujućeg kraja lanca.

Tabela 4. Klasifikacija pektolitičkih enzima (Yadav i sar., 2009)

Tip			E.C.br.	Supstrat	Način delovanja	Proizvod
Esteraze		PME	3.1.1.11	Pektin	Hidroliza	Pektinska kiselina + metanol
		PAE	3.1.1.6	Pektin	Hidroliza	Pektinska kiselina + etanol
Depolimeraze	Hidrolaze	Endo PG	3.2.1.15	Pektinska kiselina	Hidroliza	Oligogalakturonati
		Egzo PG	3.2.1.67	Pektinska kiselina	Hidroliza	Monogalakturonati
	Liaze	Endo PAL	4.2.2.2	Pektinska kiselina	Transeliminacija	Nezasićeni oligogalakturonati
		Egzo PAL	4.2.2.9	Pektinska kiselina	Transeliminacija	Nezasićeni digalakturonati
		Endo PL	4.2.2.10	Pektin	Transeliminacija	Nezasićeni metiloligogalakturonati

PME – pektin metil esteraza; PAE – pektin acetil esteraza; PG – poligalakturonaza; PAL – pektat liaza; PL – pektin liaza. Prefiksi endo i egzo – označavaju statistički (slučajni) ili terminalni napad.

Depolimerizacioni enzimi
.

Endo-poligalakturonaza

Endo-poligalakturonaza (3.2.1.15) hidrolizuje alfa-1,4 galakturonidnu vezu u pektinskoj kiselini, nasumice, tako da proizvodi seriju oligogalakturonida. Endo-poligalakturonaze cepaju samo galakturonidne veze koje se nalaze pored slobodne karboksilne grupe, pa sa porastom stepena esterifikacije rapidno opada aktivnost (Schobinger, 2001).

Endo-PG je najrasprostranjenija pektin-depolimeraza. Nalazi se u plodovima, stablu i lišću mnogih viših biljaka, a proizvode je i razni mikroorganizmi, biljne patogene i saprofite gljivice (Aspergillus, Penicillium, Monilia, Geotrichum, Rhizopus, Sclerotinia i Coniothvrium). To je jedina pektin-depolimeraza, koju proizvode kvasci, a Erwinia carotovora i Pseudomonas marginalis su dve od nekoliko bakterija koje proizvode ovaj enzim.

Optimalni pH za delovanje endo-poligalakturonaze sa pektinskom kiselinom kao supstratom je između 3,5-5,6 i vrlo je uniforman, čak i kad se radi sa enzimima različitog porekla. Ako se kao supstrat koriste oligomeri, optimum pH za endo-PG je često niži. Temperaturni optimum joj je između 40-45^oC.

Glavni krajnji produkti hidrolize uslovljene katalizom sa endo-PG su mono i digalakturonske kiseline, ali se mogu naći i neki viši oligomeri.

Egzo-poligalaturonaza

Egzo-poligalaturonaza (3.2.1.67) hidrolizuje alfa-1,4-galakturonidne veze u pektinskoj kiselini, terminalnim napadom na supstrat. Egzo-PG je znatno ređa u prirodi od endo-PG.

Egzo-PG nalazi se u mrkvi, kao jedina pektin depolimeraza, zatim u mnogima fungama (Aspergillus niger, Coniothyrium diplodielle, Rhizopus tritici itd).

Optimalni pH za delovanje egzo-PG se kreće između 4,0-5,6 osim enzima iz Erwinia aroideae, koji ima pH optimum 7,5. Sa izuzetkom enzima iz Erwinia aroideae koji kao krajnji produkt daje digalakturonsku kiselinu, sve poznate egzo-PG iz pektinske kiseline proizvode samo galakturonsku kiselinu.

Endo-pektat liaze

Endo-pektat liaze (4.2.2.2) razgrađuju alfa-1,4-galakturonidne veze u pektinskoj kiselini, nasumice, transeliminativnim mehanizmom tako da daju seriju C4-C5 nezasićenih oligogalakturonida (slika 11).

Endo-pektat liazu proizvode pektolitičke bakterije i ona je glavna bakterijska depolimeraza. Endo-pektat liaza je pronađena kod Aeromonas liquefacions, Erwinia carotovorae i Erwinia aroideae.

Sve endo-pektat liaze imaju potrebu sa nekim dvovalentnim katjonima, od kojih su najefikasniji joni kalcijuma i magnezijuma. Endo-pektat liaze imaju optimalnu pH vrednost između 8,0 – 9,5 i zato su od manjeg interesa za proizvodnju sokova (Schobinger, 2001).

Glavni krajnji produkt većine endo-pektat liaza je nezasićena digalakturonska kiselina, a mogu se naći i nezasićene trigalakturonske kiseline i nezasićeni monomer. Sa neredukujućeg kraja pektatnog molekula mogu da se dobiju i manje količine zasićene monogalakturonske i digalakturonske kiseline.

Deesterifikacioni enzimi

Deesterifikacioni enzim (3.1.1.11) je specifična pektin metil esteraza (PME), koja katalizuje cepanje metil estarskih grupa u pektininskim kiselinama, pri čemu nastaju niskoesterifikovane pektininske kiseline (stepen esterifikacije 5 do 10%) ili pektinske kiseline (Schobinger, 2001). PME je veoma specifičan enzim i deluje samo na esterifikovane grupe pektininskih kiselina.

Pektin metil esteraza se nalazi u korenu, stablu, lišću i plodovima mnogih viših biljaka (peršunu, crnim ribizlama, mrkvi, višnjama, flavedu i albedu citrusa, krompiru, paradajzu), a takođe je proizvode i mnogi mikroorganizmi. Kod viših biljaka PME je apsorbovana na ćelijske komponente, nerastvorljive u vodi. PME se nalazi u mnogim komercijalnim pektolitičkim preparatima fungalnog porekla.

PME se inhibiraju niskoesterifikovanim pektinima odnosno pektinskom kiselinom. Pektin esteraza iz mikroorganizama je mnogo otpornija na hemijsku inaktivaciju nego PME iz viših biljaka. Optimalna pH vrednost delovanja PME paradajza i narandže je oko 7,5. PME iz plesni ima pH optimum između 4,5-5,0. Dodatak neutralnih soli povećava aktivnost enzima, naročito blizu pH optimuma (Šulc, 1976).

Neesterifikovane zone nastale cepanjem metila su ekstremno senzitivne prema jonima kalcijuma. Kao efekat mogu se javiti, naročito kod sokova citrusa čije su pektinesteraze termički vrlo stabilne, neželjene posledice (zamućenje) ili poželjne posledice (samobistrenje) (Schobinger, 2001).

.

Literatura

1. Crnčević, V. (1951). Konzervisanje i prerada povrća. Beograd: Naučna knjiga.
2. DSM Nutritional Products. (2009). Preuzeto sa DSM: www.dsm.com
3. Jašić, M. (2007). Tehnologija voća i povrća – I dio. Tuzla: Tehnološki fakultet.
4. Lamikanra, O. (2002). Fresh-cut fruits and vegetables: science, technology, and market. USA: CRC Press.
5. Linden, G., & Lorient, D. (1999). New ingredients in food processing. Cambridge: CRC Press.
6. Lozano, J. E. (2006). Fruit Manufacturing. New York: Springer.
7. Niketić-Aleksić, G. (1982). Tehnologija voća i povrća. Beograd: Poljoprivredni fakultet.
8. Pravilnik o kvalitetu i drugim zahtevima za enzimske preparate za prehrambene proizvode. (Sl. list SRJ, br. 12/2002, 56/2003).
9. Schobinger, U. (2001). Frucht- und Gemüsesäfte. Berlin: Ulmer.
10. Sriamornsak, P. (2003). Chemistry of Pectin and Its Pharmaceutical Uses: A Review. Silpakorn University International Journal, Vol. 3, 1-2 , 206-227.
11. Šulc, D., Ćirić, D., Vujičić, B., Bardić, Ž., Curaković, M., & Gvozdenović, J. (1976). Tehnologija proizsavrevodnje bistrih i kašastih koncentrata od voća i povrća. Novi Sad: Tehnološki fakultet.
12. Vračar, L. (2001). Priručnik za kontrolu kvaliteta svežeg i prerađenog voća, povrća i pečurki i osvežavajućih bezalkoholnih pića. Novi Sad: Tehnološki fakultet.
13. Yadav, S., Yadav, P. K., Yadav, D., & Yadav, K. D. (2009). Pectin lyase: A review. Process Biochemistry 44 , 1-10.