Příklady enzymů používaných v mlékárenském průmyslu

V oblasti biotechnologie existuje mnoho průmyslových aplikací, které vedou k biotechnologickým výrobkům, které denně používáme doma. Některé z nich jsou aplikace pro potravinářské vědy, které využívají enzymy k výrobě nebo zlepšení kvality různých potravin. V mlékárenském průmyslu jsou pro výrobu sýrů, jogurtu a jiných mléčných výrobků vyžadovány některé enzymy, zatímco jiné se používají ve specializovanějším způsobu ke zlepšení struktury nebo chuti.

Pět nejběžnějších typů enzymů a jejich role v mlékárenském průmyslu jsou popsány níže.

Rennet

Mléko obsahuje bílkoviny, konkrétně kaseiny, které udržují její kapalnou formu. Proteázy jsou enzymy, které se přidávají do mléka při výrobě sýrů, k hydrolyzování kaseinů, konkrétně kapa kaseinu, které stabilizují tvorbu michel zabraňující koagulaci. Rennet a rennin jsou obecné pojmy pro všechny enzymy používané k koagulaci mléka. Technicky syřidlo je také výrazem pro výstelku čtvrtého žaludku lýtka.

Nejběžnějším enzymem izolovaným ze syřidla je chymosin. Chymosin lze také získat z několika jiných živočišných, mikrobiálních nebo rostlinných zdrojů, ale domácí mikrobiální chymosin (z hub nebo bakterií) je neúčinný pro výrobu cheddaru a jiných tvrdých sýrů.

Omezené dodávky telecího syřidla vyvolaly genetické inženýrství mikrobiálního chymosinu klonováním genů prochymo-zinů do bakterií.

Bioheminerovaný chymosin může být zapojen do výroby až 70% sýrových produktů. Zatímco používání bioinženýrovaných enzymů šetří životy telat, představuje etické otázky pro ty, kteří jsou proti jídlu připravenému s GEM.

Jiné proteázy

Mléko obsahuje vedle kaseinů řadu různých typů bílkovin.

Kravské mléko obsahuje také srvátkové bílkoviny, jako je laktalbumin a laktoglobulin. Denaturace těchto syrovátkových proteinů s použitím proteáz má za následek produkci krémového jogurtu. Zničení syrovátkových proteinů je také důležité pro výrobu sýrů.

Při výrobě měkkých sýrů je srst oddělena od mléka po srážení a může být mimo jiné prodávána jako výživový doplněk pro kulturistiku, úbytek hmotnosti a snížení krevního tlaku. Existují dokonce zprávy o syrovátkové stravě pro léčbu rakoviny a mají úlohu při indukci produkce inzulínu u pacientů s diabetem typu 2. Proteázy se používají k výrobě hydrolyzovaného syrovátkového proteinu, což je srvátkový protein rozdělen na kratší polypeptidové sekvence. Hydrolyzovaná syrovátka je méně pravděpodobné, že způsobí alergické reakce a používá se k přípravě doplňků pro kojeneckou výživu a lékařské použití.

Laktáza

Laktáza je enzym glykosid hydrolázy, který snižuje laktózu na své cukry, galaktózu a glukózu.Bez dostatečné produkce enzymu laktázy v tenkém střevě se lidé stávají netolerovatelnými na laktosu, což vede k nepohodlí (křeče, plyn a průjmy) v zažívacím traktu při požití mléčných výrobků. Laktáza se komerčně používá k přípravě produktů bez laktózy, zejména mléka, pro takovéto jedince.

Používá se také při přípravě zmrzliny, čímž se vyrábí krémovější a sladší chuťový produkt. Laktáza se obvykle připravuje z Kluyveromyces sp. kvasnic a Aspergillus sp. hub.

Kataláza

Enzym Catalase zjistil, že v určité oblasti produkce sýra je omezené použití. Peroxid vodíku je silný oxidant a je toxický pro buňky. Používá se místo pasterizace při výrobě některých sýrů, jako je švýcarský, s cílem zachovat přírodní mléčné enzymy, které jsou přínosem pro konečný produkt a vývoj chuti sýra.

Tyto enzymy by byly zničeny vysokým teplem pasterizace. Nicméně zbytky peroxidu vodíku v mléku budou inhibovat bakteriální kultury, které jsou nutné pro vlastní produkci sýra, takže všechny stopy z ní musí být odstraněny. Katalázové enzymy se typicky získávají z jater skotu nebo z mikrobiálních zdrojů a přidávají se k přeměně peroxidu vodíku na vodu a molekulární kyslík.

Lipasy

Lipasy se používají k rozkládání mléčných tuků a poskytují sýrům charakteristické příchutě. Silnější ochucené sýry, například italský sýr, Romano, se připravují za použití lipáz. Chuť pochází z volných mastných kyselin produkovaných při hydrolyzování mléčných tuků. Zvířecí lipázy se získávají od kluku, tele a jehněčí, zatímco mikrobiální lipáza pochází z fermentace s houbovým druhem Mucor meihei .

Přestože jsou k výrobě sýrů dostupné mikrobiální lipázy, jsou méně specifické v tom, jaký obsah tuků hydrolyzují, zatímco živočišné enzymy jsou částečné k krátkodobým a středně dlouhým tukům. Hydrolýza kratších tuků je výhodná, protože má za následek žádoucí chuť mnoha sýrů. Hydrolýza mastných kyselin s delším řetězcem může mít za následek buď mýdlování, nebo vůbec vůni.