Enzime Exogene Utilizate în Industria Laptelui

Industria laptelui utilizează o cantitate importantă de enzime în producerea de brânzeturi,iar bacteriile lactice sub formă de cultură starter stau la baza obţinerii produselor lactate fermentate ,inclusiv a brânzeturilor.La acestea se pot utiliza de asemenea culturi de bacterii propionice şi alte bacterii precum şi drojdii şi mucegaiuri.

Laptele de la animalele domestice şi produsele formate din acesta au fost componente ale dietei omului aproximativ 10 000 de ani.

Unele produse lactate sunt consumate în majoritatea sau în toate regiunile lumii de exemplu : Europa ,America de Nord şi America de Sud şi sunt importante în dietă

Producţia totală de lapte este de aproximativ 530x106 de tone pe an din care 85% provine de la bovine,ovine, caprine,si bivoli de apă.Laptele este o marfă foarte perisabilă şi de aceea nu a existat niciun stimulent mai puternic care să facă produsele din acesta mai stabile.

Clasic laptele a fost conservat prin fermentare ,de obicei cu adiţie de sare (brânzeturi,lapte fermentat,unt).Mai nou conservarea include metode de uscare ,de pasteurizare/sterilizare şi îngheţul.Unele caracteristici ale laptelui de asemena sunt că se face extrem de ascultător la modificarea de enzime şi laptele este un lichid care facilitează adiţia enzimelor.Brânza de producţie este cel mai probabil ,cea mai veche şi este în continuare cea mai mare aplicaţie a enzimelor exogene în prelucrarea produselor alimentare.

Având în vedere că principalele componente ale laptelui sunt :proteine 3.5%, lipide ,6% şi lactoză 4,8% ;o dizaharidă conţinând galactoză şi glucoză principalele enzime folosite în industria produselor lactate sunt :proteazele şi peptidazele ,lipaze şi galactozidaze.Cu toate acestea oxidoreductazele au o aplicabilitate semnificativă.Principalele aplicaţii ale enzimelor în industria lactelor vor fi luate în considerare în această analiză.Revizuiri anterioare includ Fox şi Grufferty(1), Fox(2),Fox şi Stepaniak(3),Brown(4) şi Desmazeaud şi Spinnler(5).

Proteaze

Laptele de bovine conţine 3.5% proteine care pot fi descompuse prin două metode pe baza solubilităţii la pH 4,6 şi 20ºC :cazeinele care sunt insolubile sub aceste condiţii şi reprezintă aproximativ 80% din totalul de proteine ;şi proteinele din zer care sunt solubile.

Fracţiunile cazeinei din laptele de bovine şi din laptele altor specii conţin 4 proteine :αs1-,αs2-,β-,şi k-cazeina care deşi au în comun anumite caractersitici (ca de exemplu insolubilitate la pH=4,6)sunt proteine diferite.

Fracţiunile din proteinele zerului cuprind de asemenea 4 proteine :β-lactoglobulina , α-lactoglobulina ,seralbumina ,imunoglobulina şi alte proteine precum şi 60 de enzime indigene.

Proteinele din lapte pot fi uşor separate de elementele constitutive ale laptelui şi de cazeină şi de proteinele din zer la scară industrială.Cazeinle şi proteinele din zer au proprietăţi funcţionale diferite ;în consecinţă proteinele din lapte sunt de preferat proteine alimentare funcţionale pentru o gamă largă de aplicaţii.Unele proprietăţi funcţionale pot fi îmbunătăţite şi/sau modificate de limitarea proteolizei.Enzimele proteolitice sunt cele mai utilizate enzime pe scară largă în industria lactatelor

Fabricarea brânzei

Fabricarea brânzei de toate soiurile presupune în esenţă concentrarea de proteine şi grăsimi din lapte de la 6 la 12 ori în funcţie de varietate.Concentrarea este realizată de către principalii coagulanţi ai proteinelor adică de cazeină, de tăierea sau ruperea de coagulant şi introducerea în sinerază de acid şi căldură şi separarea zerului şi acidifierea ,presarea şi sărarea brânzei dulci.

Coagularea cazeinei este realizată prin una din cele 3 metode :

1)Limitarea proteolizei de un cheag care este exploatat la fabricarea de brănzeturi proaspete (aproximativ 75% din producţia totală)

2)Precipitare izoelectricăla pH=4,6 pentru obţinerea brânzeturilor proaspete;

3)Acidifierea la pH=5,2 a acidului din zer ,din lapte ,suc de citrice , sau acid acetic la 80-90ºC ;această metodă este folosită pentru a produce un număr relativ mic de soiuri de exemplu Riccota.

Concentrarea coloidalului total din faza de lapte la nivelul prezent în brânză la ultrafiltrare este acum utilizat comercial pentru fabricarea mai multor soiuri de brânză.Adăugări de cheag şi starter la concentrat sunt necesare pentru dezvoltarea texturii şi aromei.

Coagularea enzimatică a laptelui

Principala enzimă gastrică a rumegătoarelor neonatale este chimozina mai degrabă decât pepsina.Chemozina a scăzut în general activitatea proteolitică ,dar a crescut activitatea de coagulare alaptelui.probabil că aceasta Probabil aceasta a evoluat pentru a oagula laptele în stomac şi astfel întârzie descărcarea descărcarea de gestiune în intestn şi creşte eficienţa digeratului.

La scurt timp după domesticirea animalelor lactate omul a învăţat să exploateze capacitatea chimozinei şi a altor proteaze pentru a coagula lapte pentru producţia de brânzeturi care a fost probabil prima cerere de enzime în prelucrarea de produse alimentare

Coagularea laptelui de cheag este un proces care se desfăşoară în două etape :prima fază implică producţia enzimatică de para-cazeină şi glicomacropepeptide ,în timp ce a doua fază implică congelarea de para-cazeină la o temperatură de 30-35ºC.Coagularea enzimatică a laptelui exploatează anumite proprietăţi ale cazeinei.Aşa cum am discutat mai sus cazeina de la bovine este alcătuită din 4 proteine –αs1-,αs2-,β şi k-cazeina în proporţie de 40 :10 :35 :12 şi 1-2 ,moli de P pe mol.In lapte 95 % din cazeină se găseşte în miceliu care conţine aproximativ 94% proteine şi 6% alte specii,în principal Ca2+şi PO43-cu ceva Mg2+şi acid citric.Miceliul este sferic,50-600mm în diametru cu particule late de 108daltoni.