Біотехнологія харчових продуктів застосування ферментів
Протягом декількох тисячоліть люди використовували природні мікроорганізми - бактерії, дріжджі та цвілі - а також ферменти, які вони виробляють, для виробництва таких продуктів, як хліб, сир, пиво та вино. Таким чином, фермент, який використовується у виробництві хліба, а саме амілаза, використовується для розщеплення борошна до розчинних цукрів, які потім перетворюються дріжджами на спирт та вуглекислий газ. Саме це змушує тісто для хліба підніматися.
На сьогоднішній день ферменти мають все більше застосування - випікання, виготовлення сиру, переробка крохмалю та виготовлення фруктових соків та інших напоїв - де вони покращують консистенцію, зовнішній вигляд та цінність, поживні та можуть виробляти бажані аромати та аромати. Харчові ферменти, що використовуються сьогодні, іноді надходять від тварин і рослин (наприклад, амілаза, яка перетравлює крохмаль, отримують із паростків ячменю), але більшість отримують із корисних мікроорганізмів.
При виробництві харчових продуктів ферменти мають ряд переваг:
- у багатьох виробничих процесах вони вигідно замінюють синтетичні хімічні речовини, тим самим роблячи можливим реальний прогрес у скороченні відходів, що утворюються в результаті цих процесів, завдяки біологічній розкладаності та меншому енергоспоживанню;
- оскільки вони мають більш специфічну дію, ніж синтетичні хімічні речовини, процеси, що використовують їх, мають менше побічних реакцій та відходів побічних продуктів, і дають продукти кращої якості, одночасно знижуючи ймовірність забруднення;
- вони дають змогу виконувати певні процедури, які без них були б неможливими. Таким чином, це фермент, пектиназа, що дає змогу виробляти абсолютно прозорий концентрат яблучного соку.
Коли ферменти виробляються з мікроорганізмів (до основних типів належать види Bacillus Aspergillus, Streptomyces та Kluyveromyces), їх вирощують ферментацією у великих резервуарах ємністю до 150 000 літрів, де регулюють температуру, поживні речовини та повітря для сприяння оптимальному розвитку ферментів. Як і в інших точках харчового ланцюга, дотримуються дуже суворі правила гігієни. Після завершення процесу ферментаційний резервуар містить бульйон з ферментами, поживними речовинами та мікробами, який потім пропускається через серію фільтрів для видалення домішок та вилучення ферменту.
Виготовлення кращих продуктів
З початку 1980-х виробники ферментів вдаються до генної інженерії для підвищення врожайності та якості виробництва та для розробки нових продуктів. Це має явні переваги як для промисловості, так і для споживачів, оскільки покращене виробництво ферментів перетворюється на кращі процеси та кращі продукти. Однак прогрес сповільнюється дискусіями, що тривають у Європі, щодо інших більш суперечливих аспектів біотехнології, зокрема генетичних маніпуляцій на тваринах.
На сьогоднішній день сучасна біотехнологія дозволяє досягти низки досягнень у техніці виробництва ферментів:
- Підвищення продуктивності та прибутковості поточних процесів. Оскільки ферменти виробляються ефективніше, кількість сировини, енергії та води, необхідних для виготовлення продукту, можна зменшити вдвічі, переходячи від класичного мікробного штаму до генетично модифікованого штаму.
- Виробники можуть краще адаптувати свої ферменти до потреб покупців щодо продуктів із певними властивостями.
- Виробники можуть поставляти ферменти, які в іншому випадку не могли б бути отримані в достатній кількості, що забезпечує споживачеві доступ до більшої різноманітності продуктів. Прикладом є продукт на основі амілази, який дозволяє хлібу довше залишатися свіжим.
Коротка історія ферментів
2000 р. До н J.C.
Єгиптяни та шумери розвинули бродіння та використовували його для виготовлення пива, хліба та сиру.
800 р. До н J.C.
Для виготовлення сиру використовують телячий живіт та фермент хімозин.
1878 р. Н.е. J.C.
Визначено будівельні блоки дріжджових клітин, що викликають бродіння. Термін "фермент", від грецького в sumê "у заквасці", використовується вперше.
1926 рік
Вперше було показано, що ферменти є білками.
80 років
Ферментні препарати розроблені для поліпшення засвоюваності та доступності поживних речовин у певних кормах для тварин.
1982 рік
Перше застосування продукту генної інженерії, альфа-амілази.
1988 рік
Рекомбінантний хімозин схвалений та запроваджений у Швейцарії. Це одне з перших схвалень продуктів генної інженерії для харчових продуктів.
1990 рік
Схвалено два допоміжні засоби для переробки харчових продуктів, отримані генетично. Це фермент, призначений для виробництва сиру в США та хлібопекарських дріжджів, що використовуються у Великобританії
На сьогоднішній день не зареєстровано жодної алергії через споживання залишків ферментів. Насправді рівні залишкових ферментів, що з’являються в їжі, настільки низькі, що малоймовірно, що вони спричинять алергію. Як і всі білки, ферменти можуть викликати алергічні реакції у людей, які були сенсибілізовані під впливом великої кількості. Саме з цієї причини виробники вживають різні захисні заходи, а деякі ферменти виробляються у вигляді рідин, гранул, капсул або іммобілізованих препаратів, які обмежують вплив персоналу.
Деякі застосування ферментів у виробництві їжі
Комерційні ферменти, вироблені за генною технологією