Мы не приводим здесь подробных данных, поскольку их можно найти в многочисленных обзорных работах [25, 60, 81, 91].

Липазы (ацилглицерин-ацил гидролазы, ЕС 3.1.1.3) в три-, ди- и моноацилглицеринах гидролизуют эфирные связи, высвобождая свободные жирные кислоты. Некоторые из них обладают более широкой специфичностью и гидролизуют также и другие эфирные связи. Липазы играют важную роль в мобилизации резервных триацилглицеридов, например, в семенах масличных культур и в жировой ткани. Липопротеинлипаза присутствует в молоке и для своей активации нуждается в апопротеине.

Фосфолипазы можно условно разделить на две группы: ацилгидролазы (фосфолипазы А и В) и фосфодиэстеразы (фосфолипазы С и D):

• фосфолипаза А 1 (PLA1, ЕС 3.1.1.32) гидролизует ацильную группу, присоединенную к sn-1 атому углерода фосфолипида;
• фосфолипаза А 2 (PLA2, ЕС 3.1.1.4) селективно расщепляет эфирную связь sn-2 атома углерода фосфоглицеридов;
• фосфолипаза В (PLB, ЕС 3.1.1.5) действует на лизофосфолипиды (моноацилфосфолипиды);
• PLA1 и PLA2 присутствуют в мясе и рыбе; некоторые из них являются Са2+-зависимыми;
• фосфолипаза С (PLC, ЕС 3.1.4.3) гидролизует глицерофосфорную связь, образуя диацилглицерид;
• фосфолипаза D (PLD, ЕС 3.1.4.4) воздействует на эфирную фосфорно-азотную группировку, образуя фосфатидную кислоту и терминальную половину фосфолипида – например, холин, этаноламин и т. д.

PLD играет важную роль в метаболизме растений и развитии семян, a PLC встречается в растительном пищевом сырье. Другие интересующие нас ацилгидролазы достаточно широко распространены в природе – например, те, которые действуют на гликолипиды, сульфолипиды, ди- и моноацилглицериды. Примером таких ацилгидролаз могут служить «галактолипазы» растений. Наиболее типичными фосфолипидами (ФЛ) являются фосфатидилхолин (ФХ) и фосфатидилэтаноламин (ФЗ). Галактолипиды преобладают в хлоропластовых мембранах растений.

Липазы отличаются необычным поведением – они проявляют повышенную активность, когда липидные субстраты агрегируют и образуют межфазный водно-липидный слой [115]. Это явление «межфазной активации» обычно сопровождается аллостерическим изменением фермента, наблюдаемым также у фосфолипаз [25].

Для активации связывания водно-липидного слоя некоторые липазы и фосфолипазы нуждаются во втором компоненте (ко-липазе или активаторе). Например, липопротеинлипазы молока активны только в том случае, если триацилглицеридный субстрат образует комплекс с липопротеиновым компонентом сыворотки [67]. Последствием такого объединения субстратов является создание двухмерной поверхности липидов (более высокой концентрации доступного субстрата по сравнению с его трехмерным объемом) [14]. Это означает, что лип иды, накопленные, например, в масляных тельцах семян или в жировых тканях животных, имеют относительно малую площадь активной поверхности по сравнению с фосфолипидами, входящими в состав мембранного бислоя. Это важно для оценки скорости реакций, поскольку низкая доступность субстрата ограничивает скорость реакции. Это не относится к кинетике липолиза при пониженных температурах – в условиях снижения скорости протекающих процессов нельзя недооценивать роль гидролиза накопленных липидов в формировании вкуса и запаха прогорклости. Этот аспект очень важен для многих пищевых продуктов, хранящихся при температурах охлаждения или замораживания.

В формировании прогорклости решающее значение имеет степень ненасыщенности жирных кислот, входящих в состав липидов [69]. Как правило, чем больше фрагментов ненасыщенных молекул, тем выше их чувствительность к окислению. В природе полиненасыщенные жирные кислоты с двумя и более двойными связями имеют тенденцию быть связанными с sn-2 атомами углерода – как в триацилглицеридах, так и в фосфолипидах. Предполагают, что такое расположение жирных кислот придает триацилглицеридам повышенную стабильность к самоокислению [89]. Ферменты, действующие на sn-2 эфирную связь, способствуют образованию окислительной прогорклости в большей степени, поскольку обеспечивают образование свободных жирных кислот, являющихся ненасыщенными. Обычно полиненасыщенные жирные кислоты более чувствительны к окислению, если они находятся в свободной, а не в этерифицированной форме. Это объясняет ключевую разрушительную роль гидролиза липидов или липолиза.

В молекулах фосфолипидов степень ненасыщенности жирных кислот влияет на целый ряд свойств, определяющих целостность мембран, а значит, и стабильность натурального пищевого сырья.

Мембранные фосфолипиды, имеющие высокий процент ненасыщенных ацильных радикалов (например, фосфолипиды рыб), не способны к плотной упаковке вследствие стерических препятствий, создаваемых двойными связями и наличием крупных заместителей в цис-конфигурации. Это влияет на вязкость и температуру плавления липидов, а также на диффузию катализатора или фермента в пограничный слой липидов [1, 6, 112].

Выше температуры плавления липиды текучи и находятся в жидкокристаллическом состоянии, а ниже – в гелеобразном и твердом состояниях. Резкое понижение температуры ниже точки фазового перехода может привести к утрате избирательности проницаемости мембран [104]. Это происходит также в поврежденных тканях и приводит к активации ферментов, в том числе кальций-зависимой фосфолипазы, с последующим автолизом мембран. При нарушении их целостности происходит «протекание» различных фракций, что приводит к смешиванию ферментов и их кофакторов с субстратами [97, 51].

Фосфолипидные мембраны с высокой степенью ненасыщенности в условиях низких температур остаются жидкими. Это является важным фактором при хранении или замораживании пищевого сырья с неповрежденной тканевой структурой (то есть в случае, когда присутствующие ферменты не были предварительно инактивированы с помощью тепловой обработки).

Протекающее затем окисление оказывает обратное действие на динамику агрегатного состояния мембран, то есть оно снижает их текучесть [17]. В работе [3] на примере липидных монослоев было показано, что свободные жирные кислоты (СЖК) «расширяют» окисление. При применении давления окисленные липиды в основном выдавливаются. Хорошо известно, что окисленные жирные кислоты более растворимы, чем неокисленные. Эти факты свидетельствуют о том, что данное явление имеет место благодаря чисто физико-химическим свойствам монослоя. Представляет интерес, насколько это объясняет (хотя бы отчасти) окислительное поведение жирных кислот в животных и растительных системах, когда жирные кислоты, окисляющиеся в мембранах in situ, удаляются избирательно [8, 36, 99, 112, 118].

Так как реакции, катализируемые липазами и фосфолипазами, включают межфазную адсорбцию и последующий катализ, эти физико-химические явления должны иметь некоторое отношение к липолизу в пищевых материалах. Следует отметить, что при пониженном давлении, когда монослой находится в расширенном состоянии, окисление усиливается [1, 6], но это происходит уже после липолиза, что помогает понять согласованность липолиза и липидного окисления [1]. Таким образом, наряду с собственно свойствами вовлеченных ферментов важно учитывать физико-химические свойства липидного окружения.

В случае натуральных продуктов (рыбы, мяса или овощей) вполне уместным может оказаться исследование активности липолитических ферментов в их обычной физиологической среде, так как некоторые из них находятся либо под гормональным или сигнально-опосредованном контролем, либо вовлечены в защитные механизмы, которые заканчиваются быстрой мобилизацией липидов и их последующим метаболизмом.