• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
883
Раздел: Физиология

Зачем нужны зубы, или Влияние механического воздействия на ферментативные процессы

Слово «реакция» обычно ассоциируется со стеклянными колбами и ретортами, заполненными разноцветными жидкостями. Однако химическая реакция может проходить не только в жидкой или газообразной фазе, но и в твердой, при различных механических воздействиях. При этом одной из ключевых проблем современной химии твердого тела является проблема управления реакционной способностью твердых веществ.

В случае углеводородсодержащего сырья речь идет о процессах, предусматривающих предварительную активацию субстрата и его последующий ферментативный гидролиз. Технологии, разработанные новосибирскими исследователями для «механохимической разборки» супрамолекулярных структур, намного повышают эффективность производства таких полезных продуктов, как биотопливо, экологически чистые антибиотики и лечебно-профилактическое питание из доступного и дешевого растительного сырья

Механохимией называют раздел химии твердого тела, изучающий превращения твердых веществ и их смесей, их физико-химические превращения при механических воздействиях (деформировании, трении, ударном сжатии). Частным случаем таких превращений являются механоферментативные процессы, предусматривающие предварительную активацию субстрата и его последующий ферментативный гидролиз.

Хочется добавить, что хотя активным изучением подобных процессов ученые занялись сравнительно недавно, большинство животных, не исключая человека, осуществляет механоферментативный гидролиз изо дня в день на протяжении всей жизни. Речь идет о пищеварении, точнее, об активации переваривания компонентов пищи благодаря предварительной механической обработке зубами.

Изучением механоферментативных процессов и созданием соответствующих технологий, только с использованием уже специальных механических устройств, в течение ряда лет занимаются исследователи лаборатории химии твердого тела Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (Новосибирск).

Если бы у сахара были зубы,он бы сам себя съел *

Для начала определимся, в чем же состоит польза механоферментативного гидролиза природных полимеров – белков и углеводов? Известно, что в пространственной организации структуры таких молекул можно выделить несколько уровней: от простой цепочки последовательно соединенных мономеров до сложных агрегатов из нескольких макромолекул. В ряде случаев полимеры различной природы даже могут взаимодействовать друг с другом, образуя сложные супрамолекулярные комплексы.

Механическая активация кардинальным образом меняет морфологию растительного сырья. Исходная биомасса кукурузной соломы, измельченной на обычной ножевой мельнице, представляет собой частицы размерами 0,3—1,0 мм с четкой морфологией, свойственной различным тканям растения (а). В процессе механической активации частицы сначала измельчаются и спрессовываются в плотные слоистые агрегаты (б), которые затем разрушаются. Из активатора выходит гомогенный продукт со средним размером частиц около 16 мкм (в). Сканирующая электронная микроскопия. Фото А. Бычкова

Возьмем, к примеру, клетки растений, которые в отличие от клеток животных покрыты особой прочной оболочкой. Растительная стенка состоит из своего рода лигнин-гемицеллюлозного «бетона», армированного целлюлозными волокнами. Иногда такая структура дополнительно упрочняется диоксидом кремния, особенно в покровных и проводящих тканях. Супрамолекулярную архитектуру клеточных стенок дрожжей, относящихся уже к грибам, составляет...

comments powered by HyperComments