Enzime și culturi de microorganisme în industria alimentară

Capitolul I.Enzime

I.1. Generalități

Conform DEX: enzimă sf [At: ENC. ROM. / S și: (înv) ~zym~ / Pl: ~me / E: fr enzyme] Compus organic de natură proteică, prezent în celule vii, care dirijează procesele de sinteză și de degradare din organismele animalelor, plantelor și microorganismelor, producând și păstrând energie Si: diastază, ferment.

Enzimele sunt substanțe chimice complexe de natură organică-proteine coloidale solubile - elaborate de plante, animale și microorganisme,capabile să mărească viteza reacțiilor chimice ce se desfășoară însistemele biologice, fără să se consume în cursul lor. Sunt deci, o clasă specială de proteine dotate cu activitate catalitică; se mai numesc și biocatalizatori.

Dr. Edward Howell, medic și pioner în cercetarea enzimelor, numea enzimele “scânteia vieții”.

I.2.Istoric

Termenul de enzimă a fost introdus de Kühne în 1878 și înseamnă în drojdie , ceea ce arată că activitatea enzimelor catalizatori ai reacțiilor biochimice nu este legată de viața celulei de drojdie . Denumirea de enzime a fost dată de către Kuhne (1878) și provine de la expresia "en zima = în levură" (în 1. greacă), pornind de la faptul că din drojdii s-au extras pentru prima dată enzime.Enzima a existat din cele mai vechi timpuri , dezvoltându-se pe baze empirice, pe experiența câștigată de generații .

Procese enzimatice, cum sunt fermentația vinului, dospirea pâinii,acidifierea laptelui etc. sunt cunoscute din cea mai îndepărtată antichitate. Dar cunoștințe sistematice în acest domeniu s-au obținut începând cu identificarea primelor enzime: amilaza din malț (Kirchoff,1814), amilaza salivară (Leuchs, 1831) și pepsina (Schwann, 1836).Ulterior, progrese importante s-au realizat prin lucrările privind cataliza și biocataliza ale lui Berzelius și Liebig, prin studiile asupra cineticii ale lui Michaelis și Menten (1912), prin obținerea enzimelor în stare cristalizată(Sunner, 1926).

În ultimii ani enzimologia s-a dezvoltat exploziv, pe baza unor cercetări ample privind structura enzimelor , mecanisme de reacții studiate la nivel electronic si cuantic , integrarea și reglarea proceselor enzimatice în cadrul metabolismului intermediar . Sinteza chimică a unor enzime reprezintă una din marile performanțe ale enzimologiei moderne - ce deschide calea unor importante posibilități de aplicabilitate teoretică și practică . S-au obținut preparate enzimatice înalt purificate (proteaza, pectinaze, amilaze, ribonucleaze, celulaze etc.) în stare liberă sau imobilizate pe suporturi solide , care deschid perspectiva obținerii unor complexe multienzimatice , utilizate ca medicamente, ca senzori enzimatici pentru poluare , în microbiologie , în industria alimentară , în industria medico-farmaceutică , în menaj.

Printre factorii care determină calitatea alimentelor , gustul și mirosul joacă un rol important . Complexul de senzații compus din gust și miros formează arma. Substanțele aromate pot exista ca atare în legume și fructe sau se formează după recoltare sub influența activității diferitelor enzime al căror substrat poate fi aminoacizi , zaharide , derivați , lipide , acizi grași sau alte substanțe numite precursori aromatici . În general substanțele aromatizante sunt ușor volatile și în timpul conservării se pierd . Produsul conservat își pierde de cele mai multe ori aroma de produs natural proaspăt și capătă în schimb alte caractere organoleptice . Cercetătorii au constatat că prin sterilizare termică se distrug pe lângă alte enzime și enzimele ce caracterizează formarea substanțelor aromatizante dar nu se distrug precursorii substanțelor aromatizante . Dacă la procesul alimentar conservat se adaugă preparate enzimatice extrase din produsul natural (sau din altă plantă din aceeași familie), alimentul conservat redobândește gustul și mirosul specific aprodusului crud.

Gustul amar al grepfruturilor și al produselor fabricate din acesta (sucuri, gemuri, marmelade ) se datorează unui glicozid naringina care se găsește în cantitate mare în albedo ( partea albă a cojii). Prezența naringinei în concentrație mare în sucurile de grepfrut le face dezagreabile. Aceste neajunsuri pot fi înlăturate prin hidroliza naringinei rezultând substanțe ce nu sunt amare. Enzima naringinaza, ce catalizează această reacție, a fost identificată în semințele de țelină în cantități mici în regiunea dintre flavedă și albedo din grepfruturi.

Îmbrumarea enzimatică a fructelor și legumelor se datorează faptului că sunt oxidați compușii fenolici cu formare de chinone apomelanine - substanțe de culoare închisă - procese ce implică enzime din categoria fenoloxidazelor, tirozinazelor. Acest fenomen este dependent de lumină și căldură, de aceea fructele și legumele care primesc mai multă lumină au o valoare mai intensă decât cele umbrite.