Химические процессы, протекающие при производстве пищевых продуктов и их хранении, связаны с действием собственных ферментов сырья либо с действием ферментов, вырабатываемых микробами и применяемых в виде ферментных препаратов (ФП).
В промышленных условиях ФП растительного происхождения приобретают из таких растений, как папайя, инжир и ананас. На мясоперерабатывающих фирмах ферменты и ФП приобретают из тканей и органов животных. Но, самый обширно ФП приобретают из культур микроорганизмов.
Источником получения биомассы микроорганизмов, применяемой для выделения ферментов, являются культуры плесневых грибов, бактерий, дрожжей и актиномицетов. Микробы дают намного больше биомассы, из которой несложнее и экономичнее выделить этот фермент, чем из тканей высших животных и растений. Так, ?-амилазу приобретают из плесневых грибов (Aspergillus niger, A. oryzae и др.) и бактерий (Bacillus subtilis), глюкоамилазу — значительно чаще из плесневого гриба Aspergillus awamori, пектолитические ферменты — из грибов Aspergillus, к примеру, A. awamori, протеиназы — из бактерий и грибов, относящихся к родам Bacillus, Aspergillus, Penicillium и др.
В намерено созданных условиях микробы способны синтезировать огромное количество разнообразных ферментов. Микробы неприхотливы к составу питательной среды, легко переключаются с синтеза одного фермента на другой и имеют относительно маленький цикл роста (16-100 ч).
Культивирование микроорганизмов возможно вести двумя методами: поверхностным и глубинным. Поверхностным методом возможно вырастить лишь аэробную культуру микроорганизма на жёсткой сыпучей питательной среде; глубинным методом выращивают микробы в жидкой питательной среде. Этим методом возможно вырастить как аэробные, так и анаэробные микробы. Глубинный метод имеет последовательность преимуществ если сравнивать с поверхностным: не требует громадных производственных площадей, упрощает механизацию производства, разрешает рациональнее применять питательные вещества сред и приобретать ФП с меньшим содержанием примесей.
Ферментные препараты отличаются от ферментов тем, что кроме активного белка содержат балластные вещества. Подавляющее количество ФП являются комплексными, содержащими не считая главного еще большое количество сопутствующих ферментов, не смотря на то, что существуют ФП, в состав которых входит лишь один фермент. В комплексном препарате главной фермент преобладает и имеет громаднейшую активность.
Наименование ФП складывается из сокращенного заглавия главного фермента, суффикса и видового названия продуцента «ин». К примеру, амилолитические препараты, приобретаемые из культур Aspergillus oryzae и Bacillus subtilis, именуются соответственно ами-лоризином и амилосубтилином. Протеолитический препарат, приобретаемый из культуры Bacillus subtilis, именуется протосубтилином. В заглавии препарата отражается метод культивирования микроорганизмов: при глубинном методе по окончании заглавия ставится буква Г, а при поверхностном — буква П; потом направляться обозначение 2х, 3х, 10х, 15х либо 20х, отражающее возрастающую степень очистки препарата от балластных веществ. Индексами 15, 18, 20 обозначают препараты, частично высвобожденные не только от балластных веществ, но и от сопутствующих ферментов. Неочищенный ФП является культурой микроорганизма вместе с остатками питательной среды, высушенную при мягком режиме до влажности не более 8-12%. В заглавии для того чтобы ФП присутствует лишь буква х.
В пищевой индустрии (в хлебопечении, пивоварении, виноделии, крахмалопаточном, консервном, пищеконцентратном производствах) употребляются очищенные ФП, частично или полностью высвобожденные от балластных веществ. Они смогут быть взяты в виде порошков либо жидких концентратов.
Часто необходимо применения не только какого-либо конкретного фермента, но и их определенного сочетания, где учитывались бы все свойства ферментов, нужных для конкретной области применения. Эти препараты взяли название мультиэнзимных комплексов (МЭК).
При применении ФП направляться учитывать то влияние, которое смогут оказать сопутствующие ферменты на технологический процесс. Создавая оптимальные условия для действия главного фермента, возможно в значительной мере ослабить активность вторых нежелательных ферментов. К примеру, присутствие активной протеиназы вместе с ?-амилазой в препаратах для хлебопечения нежелательно, и напротив, при осахаривании крахмала и зерна в спиртовой индустрии нужно одновременное действие этих двух ферментов.
При применении ФП довольно часто фермент по окончании однократного применения инактивируется, наряду с этим обрабатываемый материал загрязняется препаратом, поскольку ферменты тяжело отделить от продуктов реакции. На данный момент выпускаются ФП многократного применения, так именуемые иммобилизованные ФП. Иммобилизация ферментов — это прикрепление фермента в активной форме к водонерастворимой базе либо заключение его в полупроницаемую мембрану. Такие ФП именуют еще связанными, сшитыми, прикрепленными, матрицированными.
Иммобилизованные ФП складываются из фермента, носителя и связующего их звена. Носители смогут иметь зернистую структуру и быть выполнены в виде волокон, мембран и плёнок. В качестве носителей используют органические полимерные природные и неорганические вещества и синтетические соединения. В качестве базы для носителей смогут быть использованы целлюлоза, декстрин, губчатый крахмал, кремнеземные сорбенты, разные виды глин, керамика, силикагели, металлы, их оксиды и т.д.
Фермент, входящий в ферментный препарат, прикрепляется к базе (носителю) за счет химических связей либо методом механического включения фермента в органический либо неорганический гель.
Главные методы получения иммобилизованных ФП:
- ковалентное присоединение молекул ферментов к водонерастворимому носителю;
- ковалентная сшивка молекул ферментов между собой либо с инертными белками без носителя;
- захват фермента в сетку геля либо полимера;
- адсорбция ферментов на водонерастворимых носителях;
- микрокапсулирование в полупроницаемые оболочки.
Иммобилизованные ФП отличаются от нативных по своим особенностям, поскольку при их получении изменяется пространственная структура протеиновой молекулы. Они характеризуются стабильностью фермента в более широкой территории рН и температуры, устойчивостью к действию ингибиторов, что принципиально важно при долгом их применении.
Использование ФП в пищевой индустрии разрешает интенсифицировать технологические процессы, улучшить уровень качества готовой продукции, расширить ее выход, улучшить условия труда, экономить полезное пищевое сырье. В случае если прежде главным источником активных ферментов был солод, приобретаемый из ячменя, других зерновых и ржи культур, то, используя ФП, возможно отказаться от зерна и применять его на другие цели.
Здоровье. Ферментные препараты: оказывают помощь либо нет? 17.02.2019
