Липолитические ферменты играют определенную роль в мобилизации запасов масла в семенах при их проращивании и последующем росте. Это впоследствии оказывает влияние на срок хранения используемых в пищу семян, например, зерновых и бобовых культур, которые занимают значительное место в рационе питания. Липолиз также играет немаловажную роль в пожелтении листовых овощей и других частей растений, используемых в качестве пищевых продуктов.
В зерне злаковых культур содержится 2-10% липидов, в основном в форме трна-цплглицсрпдов, из которых 80-90% содержат жирные кислоты C18 : 2 и C18 : 1 [60]. Кслп обойная фракция или отруби перемалываются в муку, то в выпеченном из нее продукте могут присутствовать нежелательные привкусы и мука характеризуется сниженными хлебопекарными свойствами из-за присутствия метаболпзирующих лини/ид ферментов в компонентах отрубей и зародыша [42]. Проявление этого дефекта зависит от условий храпения сырья. Липаза триацилглпцеридов отрубей активна даже в условиях низкой активности воды, поэтому в сухой непросеянной муке в течение нескольких педель происходит медленное накопление свободных полине-насыщенпых жирных кислот. При добавлении воды они быстро (в течение нескольких минут) окисляются присутствующими в зародыше липоксигеиазами.
Лппо.тптическая стадия окисления, по-видимому, лимитирует скорость всего процесса, так как лппокспгеназа зародыша катализирует окисление свободных жирных кислот и является основным фактором вариативности привкуса прогорклости, а также влияет на хлебопекарные свойства муки и текстуру мякоти изделия [43, 107].
Липазную активность можно использовать в качестве значимого показателя при прогнозировании скорости ухудшения характеристик непросеянной (обойной) муки, тогда как по количеству поглощенного кислорода можно получить информацию об истории хранения и степени ухудшения свойств муки. Влияние липидов на хлебопекарное качество муки связано со способностью жирных кислот «связывать» не-липпдпые компоненты в ходе замеса теста. Эта способность может быть восстановлена путем внесения добавок жира (триацилглицеридов) и эмульгаторов.
Липаза зерен пшеницы проявляет стабильность при температурах вплоть до 80° С в течение не менее 7 сут [44]. Для некоторых процессов зерпопереработки важна температура инактивации липазы. Это касается, например, производства пищевых продуктов из овса, поскольку послеуборочная обработка и хранение зерна, а также его последующая переработка вызывают повреждение тканей. Для инактивации фермента необходима высокая температура образца и его высокая теплопро-водящая способность [34]. В случае рисовых отрубей, в которых во время храпения может развиться прогорклость [58], эффективным оказался нагрев токами сверхвысокой частоты (СВЧ) [90].
Некоторые зерновые, например, кукуруза, рисовые отруби, пшеничные зародыши, используются в промышленном производстве масла. Зачастую для инактивации фермента и предотвращения гидролиза масла зерна злаковых сначала нагревают и сушат. Масло хорошего качества характеризуется присутствием токоферолов и натуральных антиоксиданов (например, эфиров феруловой кислоты, характерных для рисовых отрубей) [84].
Согласно расчетам, произведенным в 1992 г., промышленные потери, вызванные деятельностью липаз в пшенице, составили около 5% от всего использованного количества непросеянной муки. С присутствием липаз в ячмене также связывают формирование посторонних привкусов при производстве солода и пива [83]. В пивоварении лизофосфолипазы, присутствующие в эндосперме ячменя, участвуют в высвобождении лизофосфолипидов из крахмала в процессе солодоращения [60].
Из других липолитичсских ферментов, способных оказывать влияние на срок хранения пищевых продуктов растительного происхождения, следует упомянуть D-фосфолипазу (PLD) и так называемая «галактолипазу». D-фосфолипаза участвует в гидролизе мембранных липидов в нескольких происходящих в растениях физиологических процессах (старении и стрессовых реакциях на повреждения), а также в мобилизации липидов во время прорастания семян [28]. Она также вовлечена в процесс расщепления фосфолипидов при повреждении растительных клеток при замораживании [ 119]. Этот фермент обнаружен в целом ряде растений — горохе, бобах, моркови, листьях шпината, в брюссельской и кочанной капусте и т. д. [2, 70,116]. В работе [78] различные растительные ткани сравнивались по содержанию этого фермента. Больше всего 2>фосфолипазы обнаружено в быстро растущих тканях (например, в запасающих тканях и семенах). При механизированной уборке характеристики гороха и бобов быстро ухудшаются вследствие тканевых повреждения.
0-1- -
Растительная D-фосфолипаза определенно нуждается в Са [82], и поэтому фазовые изменения в мембранах, приводящие к утечке растворенных веществ и потере клетками целостности, могут вызвать быструю активацию D-фосфолппазы не только в месте повреждения, но и в неповрежденных частях ткани [96].
Фосфатидная кислота, образующая при катализируемом jQ-фосфолипазой гидролизе, при участии своей фосфотазы далее разлагается до диацилглицсридов. Последние, в свою очередь, гидролизуются с помощью ацилгидролазы, после чего ли-иоксигеназы деоксигенируют высвободившиеся свободные жирные кислоты с образованием гидропероксидов. Это, в конечном счете, приводит к образованию летучих низкомолекулярных альдегидов и спиртов. В результате кроме желаемых ароматов возникают и нежелательные побочные привкус и запах, что становится фактором, лимитирующим качество многих фруктов и овощей [35, 59, 73, 85, 93]. Горох и бобы, характеризующиеся высоким содержанием липоксигеназнои активрюстыо и часто повреждающиеся при механизированной уборке, перед замораживанием обычно бланшируют для инактивации ферментов, что стабилизирует их для длительного хранения.
Соевые бобы, которые хранятся длительное время перед переработкой или производством соевого масла, характеризуются повышенным содержанием фосфатид-ной и лизофосфатидпой кислот. С этим связаны проблемы качества, если хранение осуществляется в неподходящих условиях. Бобы растрескиваются, повреждаются насекомыми или в результате болезней [105]. Эффективно инактивирует D-фосфо-липазу нагрев соевых бобов и хлопьев из них токами сверхвысокой частоты и острым паром [71].
Липоксигеназы зачастую считают основными виновниками окислительной порчи овощей, однако поскольку они преимущественно воздействуют на свободные жирные кислоты [108], то общая скорость окисления определяется, по-видимому, липолптической стадией этого процесса. Тем не менее, некоторые данные свидетельствуют о том, что растительная микросомная D-фосфолипаза предпочитает фосфатидилхолин с окисленной (кислородсодержащей) ацилыюй группой, хотя такая избирательность меняется в зависимости от вида растений [8] и предположительно от стадии их развития. Поэтому при некоторых обстоятельствах липоксигеназы играют определенную роль на ранних стадиях процесса окисления.
Пожелтение листовых овощей, происходящее после уборки урожая и являющееся ключевым фактором потери их качества, также приписывают действию ли-полптических ферментов. В данном случае это обусловлено в основном деацилиро-ванием гликолипидов [117, 120]. Действующий фермент часто называют «галакто-лнпазой», хотя по свой природе он скорее всего неспецифичен и способен гидролизовать фосфолипиды или другие ацильные молекулы, но не трпацилглице-рпды. В растениях может присутствовать несколько ферментов с отличающийся субстратной специфичностью (например, у гороха в случае Phaseolus muliifloris и P. vulgans) [20, 21, 41, 80J.
В зеленых листьях основными липидными компонентами хлоропласта являются галакто- и сульфолипиды. При 25 °С галактолипиды, главным образом в форме моногалактозилдиглицерида и дигалактозилдиглицерида, в значительной степени теряются, как и фосфатидилглицерип. Эти хлоропластные липиды характеризуются высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот [48]. Деградация хло-ропластных тилакоидов вызывает разложение хлорофилла и пожелтение тканей листьев, а также других зеленых частей растения (например, бутонов брокколи) [120].
Моногалактозилдиглицерид также подвержен гидролизу в клубнях картофеля, при хранении которых нарушение целостности мембран является обычным явлением [40, 68]. В клубнях картофеля липндиая ацилгидролаза (патанин) составляет 20-40% от общего содержания растворимого белка (2% от сухой массы клубней) [87, 88]. Патанин также гидролизует фосфолипиды и моноацилглицериды, но для трна-циглицеридов он неэффективен [5, 40]. В растительном пищевом сырье обнаружена также D-фосфолипаза (в частности, в корнях сельдерея и овса [61, 75]), однако она исследована пока недостаточно.