Ферментные препараты и их применение в пищевой промышленности

 

     Однако  существуют препараты и индивидуальных ферментов. Название ферментного препарата  включает название основного фермента и название микроорганизма-продуцента, с окончанием "-ин". Например: амилоризин — основной фермент — амилаза, продуцент Aspergillus oryzae.

    Применение  ферментных препаратов в отраслях пищевой  промышленности позволяет интенсифицировать  технологические процессы, улучшать качество готовой продукции, увеличивать  ее выход, а также сэкономить ценное пищевое сырье. Ферментные препараты  должны удовлетворять требованиям, предъявляемым конкретными технологиями не только по типу катализируемой реакции, но и в отношении условий их действия: рН, температуры, стабильности, присутствия активаторов и ингибиторов, т. е. тех факторов, которые обуславливают эффективность действия препарата в данной среде и позволяют правильно определить технологические режимы его применения. В зависимости от цели применения к ферментным препаратам предъявляются определенные требования не только в отношении состава ферментов и оптимальных условий их действия, но и в отношении степени очистки, применяемых наполнителей, стоимости и ряда других параметров.

    Очень важным моментом является оценка безопасности ферментных препаратов, и в первую очередь это касается микробных  ферментных препаратов, которые требуют  тщательного химического, микробиологического  и токсикологического контроля. Особое место занимают ферментные препараты, получаемые из генетически модифицированных микроорганизмов. Основными ферментными  препаратами, полученными методами генной инженерии и разрешенными к применению в пищевой промышленности, являются: α-амилаза из В. Stearothermophilys.

    В настоящее время в мире производится большое количество ферментных препаратов для разных отраслей пищевой промышленности, применяемых на различных стадиях  технологического процесса. Различные  фирмы выпускают ферментные препараты  под разными коммерческими (торговыми) названиями. Однако работа по поиску новых продуцентов, созданию новых препаратов пролонгированного действия, очистке ферментных препаратов, повышению их стабильности и т. п. ведется весьма интенсивно.  

ПРОИЗВОДСТВО  МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ.

     В пищевой промышленности ферментацию  применяют главным образом для  получения молочных продуктов. В  сквашивании молока обычно принимают  участие стрептококки и молочнокислые  бактерии; лактоза при этом превращается в молочную кислоту. Свойства конечного  продукта будь это сыр, творог, йогурт, сметана или национальные кисломолочные  продукты, зависят при этом от характера  и интенсивности реакций ферментации. В молоке при ферментации (сквашивание) могут протекать шесть основных реакций, в результате которых образуется молочная, пикриновая, лимонная кислоты, спирт, масляная кислота или же происходит бурный рост кишечной палочки (E. coli), сопровождающийся усиленным газообразованием. Главная из этих реакций – образование молочной кислоты. На ней основаны все способы ферментации молока. Лактоза молока гидролизуется при этом с образованием глюкозы и галактозы. Обычно галактоза превращается в глюкозу еще до сквашивания. Имеющиеся в молоке бактерии преобразуют глюкозу в молочную кислоту. Образование сгустка казеина происходит в изоэлектрической точке этого белка (pH 4,6) под действием молочной кислоты. Этот процесс лежит в основе получения творога и сыров.

    При производстве швейцарского сыра ключевую роль играет маслянокислое брожение с образованием углекислого газа. Именно оно обуславливает своеобразный вкус (букет) этих сыров и образование глазков. Характерный вкус пахты, сметаны сливочного сыра формируется в результате лимоннокислого брожения. Он складывается из составляющих вкусов диацетила, пропионовой и уксусной кислот и других, близких к ним соединений.

    На  основе спиртового брожения получают такие молочные продукты, как кефир  и кумыс, но при производстве других продуктов оно считается нежелательным, и рост вызывающих его дрожжей (Torula) стараются продать. Нежелательны также маслянокислое брожение и колиформное газообразование.

    Различные процессы ферментации молока проводят сегодня в контролируемых условиях. В течение многих прошедших тысячелетий  эти процессы осуществлялись при  участии бактерий, исходно присутствующих в молоке. В наше время для этого  используют разнообразные закваски, позволяющие получать молочные продукты нужного качества и типа. Применяющиеся  при этом культуры живых бактерий могут представлять либо один штамм  определенного вида, либо смешанные  культуры. Коммерческие культуры - закваски состоят из бактерий, образующих молочную кислоту и определенные вкусовые вещества. Выбор и состав используемых комбинаций из этих штаммов и видов бактерий определяются желаемыми свойствами и условиями получения продуктов, например скоростью образования молочной кислоты. 

СЫРОВАРЕНИЕ.

    Сыроварение - один из древнейших процессов, основанных на ферментации. Считается, что сыроварение  зародилось в Юго – Западной Азии около 8 тыс.назад. В Римской империи произошло усовершенствование технологии получения сыра, были созданы новые сорта, и между 60 г. до н.э. и 300 г. н.э. сыроварение распространилось в Европе. Всего лишь несколько сортов сыра было получено «по плану», большинство же – результат счастливой случайности.

    Существуют  самые разнообразные сыры – от очень мягких до твердых: все мягкие сыры содержат 50-60% воды; а твердые – 13-34%. Еще сыры можно разделить на свежие и созревающие. Свежие получают из молока, свернувшегося под действием кислоты или нагревания, и их употребляют в пищу сразу после приготовления; такие сыры не хранятся. Это ,например, домашний сыр, сливочный сыр моццарелла.

    Технология по получению сыра из молока не изменилась за много лет. Кратко говоря: производство сыра - сырная масса отделяется от сыворотки. Для этого молоко ставят на некоторое время в тёплое место, для его сгущения и окисления. Данный процесс происходит благодаря молочнокислым бактериям. Для ускорения процесса свёртывания, а так же для влияния на вкус сыра, в молоко добавляют так называемую стартерную культуру. Это может быть или йогурт, или слегка подкисшее «вчерашнее» молоко. Но независимо от этого, важнейшим средством закваски молока при изготовлении сыра остаётся сычужный фермент. Который позволяет получить не только разнообразные сорта сыра, но и увеличить его срок хранения.

Сычужный фермент - это энзим, который находиться в желудках сосущих козлят, телят или ягнят. Данный фермент помогает превратить содержащийся в молоке казеин в твёрдое вещество и сделать его удобоваримым.

    Помимо  данного фермента существуют и растительные средства свёртывания молока - это  заквасочная трава и сок инжира. 
Однако не всё так просто. Уже в процессе сепарирования (отделения сырной массы от сыворотки) существует много тонкостей, от которых непосредственно зависит конечный результат - вид получаемого сыра.

    Например, для одних сортов  молоко подогревается, а другие готовятся при комнатной температуре. После отделения сыворотки сырная масса подвергается следующей обработке. Её солят, придают форму, сушат, моют и только потом выдерживают определенный период времени. И для каждого сыра - своя особая процедура. Изысканность и особенность вкусов сыров в деталях этого процесса меняется: одни сыры начиняют плесневыми грибками, а другие моют в рассоле или прессуют. И только в процессе обработки и вызревания каждый из видов и сортов сыра начинают приобретать свой особый вкус. Вряд ли сыр обходиться без выдержки. Выдержка сыров в определённых случаях может занять и годы.

Например, твёрдый сыр Пармезан нуждается  в достаточно долгом хранении.

Ферменты  для производства сыров.

    Ферменты  для производства сыра (молокосвёртывающие ферменты) - это вещества, которые сворачивают молоко. Фермент расщепляет белок молока на фрагменты и дает этим фрагментам объединиться вокруг ионов кальция в микросгустки, которые соединяясь между собой, дают общий сгусток или сырную массу.

Ферменты  для изготовления сыра в обиходе  называют обычно "сычужный фермент" или "пепсин".

    Пепсин - незаменимый компонент для приготовления твёрдого сыра. Да и при изготовлении мягких сыров способствует значительной экономии времени и трудозатрат.

    Словосочетание  "сычужный фермент" произошло от слово "сычуг", или "сычужок" - засоленный и высушенный кусочек желудка молодых млекопитающих. Но по своему аминокислотному составу все имеющиеся ферменты примерно одинаковы, а "сычужным сыром" сейчас называют сыр, изготовленный с применением любых молокосвёртывающих ферментов.

    Сычужный  фермент играет важную роль в производстве сыра, он являлся одним из первых ферментов, которые начали использоваться в пищевой промышленности, около 100 лет он был единственным коагулянтом, известным в молочной промышленности.

    Сычужный  фермент осуществляет две функции  в производстве сыра, он разрушает  казеин, тем самым начиная коагуляцию молока, инициирует каскад реакций, приводящих к гидролизу молочного белка  и развитию вкуса в сыре.

Недостатки  сычужного фермента:

• Фермент производится из животных компонентов, что несколько отрицательно сказывается на сроке хранения и составе как самого фермента, так и производимого с его помощью сыра.
• Некоторые сыроделы утверждают, что при передозировке фермента сыр начинает горчить.
• Капризность к условиям хранения и меньший срок хранения по сравнению с химическими и растительными ферментами.

    Kalase - натуральный сычужный фермент

    Производитель - CSK food enrichment. Приготовлен, экстракцией из желудков телят (возрастом 26 недель), которые питались только молоком матери. Экстракт фермента очищается фильтрацией от механических и микробиальных загрязнений, все процессы проводятся в асептических условиях. Сычужный фермент имеет два активных компонента: химозин и пепсин, соотношение между ними обеспечивается качеством телячьих желудков.

    Milase - микробиальный коагулянт

    Производитель: CSK food enrichment. Произведен, посредством ферментации Rhizomucor miehei (не генетически модифицированные грибы).

Milase, содержит молокосвертывающие ферментные системы, представляющие собой специфические протеазы, по своему аминокислотному составу сравнимые с телячьим ферментом.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

    Ферменты  (энзимы) — биологические катализаторы белковой природы, способные во много раз ускорять химические реакции, протекающие в животном и растительном мире. Наиболее известным видом модификации ферментов является химическая модификация.

    Ферментные  препараты (ФП) отличаются от ферментов тем, что помимо активного белка содержат балластные вещества. Подавляющее количество препаратов являются комплексными, содержащими, помимо основного, еще значительное количество сопутствующих ферментов, хотя существуют ферментные препараты, в состав которых входит какой-либо один фермент. В комплексном препарате один фермент может преобладать и иметь наибольшую активность.

    Велико  значение ферментов в пищевой  промышленности. Сыроварение, виноделие, производство кисломолочных продуктов, пивоварение, производство колбасных продуктов, хлебопечение, производство животных жиров, чая, уксуса, лимонной кислоты – всё это и многое другое – технологические процессы пищевой промышленности, в которых главным действующим лицом являются ферменты.

    Ферменты  играют важную роль в организме, в  науке, в хозяйственной деятельности человека. Открытие разнообразных наук позволяет шире использовать ферменты. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Т.А. Егорова, С.М. Клунова, Е. А. Живухина. – Основы биотехнологии: учеб. пособие для высш. Пед. Учеб. заведений. – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия»,2008.– 208 с.
2. Л. А. Сарафанова – Применение пищевых добавок.; Технические рекомендации 6 – е издание, исправленное и дополненное Санкт- Петербургом., 2005 г.
3. Л.В. Капрельянц. «Ферменты в пищевых технологиях: вчера, сегодня, завтра.», 1997 г. – 345 с.
4. Бегунов В.А. книга о сыре. «Пищевая промышленность» - 1974 г.- 278 с.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПРИЛОЖЕНИЕ.

Пищевые добавки.

     Как искусственные ингредиенты влияют на наше здоровье – вот главный  вопрос, который волнует современных  потребителей.

     Существует  целый список солидных международных  и российских организаций, которые  занимаются исследованием влияния  пищевых добавок на организм человека.

     Их  безвредность контролируется Объединенным комитетом экспертов по пищевым  добавкам (JECFA) ФАО-ВОЗ. Без одобрения  этого комитета использование пищевых  добавок Е в промышленности не допускается. С 1991 года ВОЗ утвердил специальную систему их экспертизы.

     В России государственный контроль за качеством пищевых добавок осуществляется органами Госсанэпиднадзора РФ. Безопасность их использования регламентируется документами Госсанэпиднадзора Минздрава России.

Классификация пищевых добавок.