Preparate enzimatice și culturi starter utilizate în industria alimentară

PREPARATE ENZIMATICE

Enzime sau sisteme enzimatice, extrase din microorganisme sau din organele plantelor şi animalelor şi utilizate în scopuri utile la procesele tehnologice în care intervin transformări catalizate de enzime.

Se deosebesc:

- preparate enzimatice brute, care, pe lângă enzima sau preaparatul enzimatic dorit, conţin şi alte enzime şi o serie de alte substanţe inerte;

- preparate enzimatice purificate, care conţin numai enzima sau sistemul enzimatic dorit.

Preparatele enzimatice extrase din microorganisme se numesc preparate enzimatice microbiene (fungice, bacteriene). Pentru obţinerea lor se folosesc diverse materii prime ieftine, de regulă, deşeuri, care se corectează cu substanţe nutritive necesare dezvoltării mocroorganismelor şi se sterilizează. Pentru multiplicarea microorganismelor producătoare de enzime se folosesc două procedee: procedeul de suprafaţă şi procedeul submers.

Atât preparatele enzimatice brute, cât şi materiile prime animale şi vegetale sunt supuse unor operaţii de prelucrare, în vederea obţinerii preparatelor enzimatice purificate sau enzimelor cristalizate. În acest scop, se face eliberarea enzimelor din celule prin dezintegrare mecanică, autoliză etc. Se extrag, apoi, enzimele în funcţie de solubilitatea lor, cu apă, soluţii de săruri sau solvenţi organici şi se purifică prin diferite metode: precipitare, cristalizare, adsorbţie, cromatografie etc. Intrucât în multe cazuri în procesele tehnologice intervin mai multe enzime se obţin preparate enzimatice cu activitate complexă: amilazică, proteazică etc. Denumirea lor fiind în funcţie de enzima cu activitatea cea mai ridicată, sau de cea care se exploatează cel mai mult. Preparatele enzimatice se comercializează sub formă de pulberi sau soluţii concentrate, activitatea lor enzimatică fiind standardizată.

Preparatele enzimatice au aplicaţii multiple în industria alimentată. Astfel, prepararele enzimatice amilolitice se folosesc în industria berii, spirtului, glucozei, dextrinei şi panificaţiei. Preparatele enzimatice proteolitice se utilizează la maturarea cărnii şi a unor produse din carne, la obţinerea şi maturarea unor produse lactate, precum şi la stabilizarea coloidală a berii. Preparatele enzimatice pectolitice au multe aplicaţii la obţinerea sucurilor de fructe, a vinurilor şi a altor băuturi. Mai perspective au preparatele enzimatice celulozice care se pot folosi la obţinerea alcoolului carburant, pe cale biotehnologică, din materii prime celulozice.

Preparate enzimatice folosite la coagularea laptelui. Coagularea enzimatică a lptelui s-a realiozat la început exclusiv cu cheag, însă creşterea de brânzeturi pe plan mondial a pus problema unui inlocuitor pentru cheag. Întrucât coagularea laptelui este iniţiată prin scindarea legăturii peptidice dintre fenilalanina 105 şi metionina 106 din k-cazeină, oricare endopeptidază care este capabilă să producă această hidroliză este un înlocuitor potenţiator pentru cheag (chimozina). Această proprietate hidrolitică-coagulantă nu este suficientă, fiind necesar ca preparatul enzimatic respectiv să aibe o activitate proteolitică nespecifică corespunzătoare, în sensul că trebuie evitată degradarea intensă a proteinelor la pH-ul natural al laptelui pentru a nu se distruge zonele de interacţiune pentru agregarea micelelor. De exemplu, tripsina scindează legătura Phe 105 – Met 106, dar nu coagulează laptele, deoarece produce şi o degradare intensă a proteinelor, în special în zonele încărcate electric pozitiv din lanţul polipeptidic.

O activitate electrică întensă determină:

- obţinerea unui coagul moale, friabil, care la prelucrare şi formare se sfărâmiţează;

- creşterea consumului specific, deoarece peptidele eliberate sub acţiunea proteolitică a preparatului enzimatic sunt solubile în zer;

- formarea unor produşi de hidroliză care imprimă gust amar brânzei.

Preparatele enzimatice folosite la coagularea laptelui pot fi clasificate astfel:

- preparate enzimatice de origine animală: cheag sau chimozină, pepsină bovină, pepsină de porc, pepsină de pasăre);

- preparate enzimatice de origine microbiană care pot fi:

- fungice: Renilase (Mucor miehei); Supraren (Endothia parasitica); Meito (Mucor pusilus);

- bacteriene: Milozyme (B. polymixa).

I. Preparate enzimatice de origine vegetală:

1. Cheagul este un preparat enzimatic din stomacul glandular de vitel, de miel, ied sacrificaţi în perioada de alăptare. Se mai numeşte pressure, rennet. Preparatul cheag are ca principiu activ chimozina, însă conţine şi ceva pepsină, raportul masă chimozină activă/masă pepsină activă >1,38.

Cheagul industrial se obţine sub formă lichidă sau pulbere.

Cheagul lichid este un lichid gălbui (brun-deschis), opalescent, fără impurităţi, cu gust acrişor, sărat pH = 3,5-4. Se livrează în sticle brune sau în ambalaje de plastic cu capacitate 0,5-3 l.

Cheagul praf se prezintă ca o pulbere alb-gălbuie, cu miros caracteristic, care se poate dizolva în apă călduţă (30 ... 40oC). Cheagul praf produs în România are maximum 5% apă, minimum 75% NaCl, iar puterea de coagulare este de 1:100 000. Ceagul praf se ambalează în pungi de plastic de 250 – 500 g, care apoi se introduc în cutii din tablă cositorită.

La folosirea cheagului în soluţie apoasă trebuie să aibă în vedere că acesta îşi pierde din activitate dacă:

- concentraţia enzimei în soluţie este mică;

- este prezentă lumina solară sau chiar lumina din încăperi;

- soluţia este puternic agitată cu formare de spumă;

- soluţia are pH = 6,6 – 7,4.

Stabilitatea enzimei este bună între pH = 5,0 şi 6,0.