Харчові ферменти У процесі виробництва генна інженерія стає стандартною - їжа
Ферменти? Вони не входять до списку інгредієнтів, і навряд чи хтось знає, що вони відіграють важливу роль у численних продуктах харчування. Сир, булочки, фруктовий сік чи солодощі - навряд чи щось працює без ферментів. Харчові технології цінують їх як точний біохімічний інструмент. Ферменти, що використовуються сьогодні, виробляються за допомогою мікроорганізмів - і вони часто генетично модифіковані.
хліб і булочки. Ферменти забезпечують стабільну кірку і хороші властивості тіста. Вони також допомагають хлібобулочним виробам довше залишатися свіжими.
сир. Фермент хімозин робить молоко густим, так що воно стає сиром. Раніше воно надходило зі шлунку теляти, сьогодні в основному виробляється з генетично модифікованими мікроорганізмами.
Солодощі - це не завжди цукор: З багатьма продуктами солодкість їм надає вже не класичний цукор (виготовлений із цукрових буряків або очерету), а цукор, виготовлений з рослинного крохмалю. Таке «оцукрювання крохмалю» неможливе без ферментів.
Молочні продукти: Без лактози з ферментами
Ферменти в повсякденних продуктах. Технічне застосування у фармацевтичному секторі, біопаливо та корми для тварин не перераховані. (після січня 2016 р.)
Ферменти є активними інгредієнтами живих клітин і беруть участь майже у всіх метаболічних процесах. Як біологічні каталізатори вони прискорюють ледь помітні біохімічні реакції багато мільйонів разів - і все це в умовах, сприятливих для життя, без високих температур або агресивних хімічних речовин.
Кількість природних ферментів гігантська. У звичайних бактеріях кишкової палички вже активно 500 різних ферментів. Структура та спосіб дії детально відомі приблизно для 5000 ферментів. Загалом ферментів повинно бути більше 100 000. Особливою перевагою ферментів є їх специфічність: вони працюють дуже точно і зазвичай без "побічних ефектів". Певний фермент лише коли-небудь здійснює певну реакцію, наприклад, розриває великий молекулярний ланцюг у даній точці.
У виробництві та переробці їжі ферменти використовуються як щадні цілеспрямовані біохімічні засоби. Ферменти мають великі здібності: вони модифікують крохмаль, оптимізують жири та білки, роблять хлібні булочки хрусткими, стабілізують піну або «прилипають» шматки м’яса. Ферменти контролюють процеси дозрівання, роблять молоко для виробництва сиру густим і освітлюють яблучні соки. Вони допомагають отримати аромати та фруктові екстракти та гарантують, що кукурудзяні пластівці стійкі до укусу. А також із вином та пивом - якщо їх не варити відповідно до німецького закону про чистоту - вони грають стриману роль.
Ферменти також є придатними засобами для видалення небажаних речовин або речовин, несумісних для певних груп людей: Вони можуть розщеплювати молочний цукор (лактозу) з метою отримання безлактозних молочних продуктів; вони можуть зменшити вміст клейковини в злакових продуктах або забезпечити утворення меншої кількості акриламідів під час випікання або смаження у фритюрі.
У період з 2010 по 2016 рік продажі ферментів для харчової та напойної промисловості зросли майже вдвічі (з 1,2 до 2,1 млрд доларів США).
Біотехнології та генна інженерія: подолання природного дефіциту
Довгий час дефіцит природних ресурсів обмежував економічне використання ізольованих ферментів. Їх хімічний синтез навряд чи можливий через складну молекулярну структуру. Крім того, ферменти зазвичай утворюються лише в низьких концентраціях у природних умовах. Тому протягом тривалого часу ферменти були надто дорогими для широкого застосування в масових продуктах.
Але вузьке місце дефіцитної доступності вже давно подолано. Зараз за допомогою біотехнології отримують велику кількість ферментів. Для вивільнення великої кількості ферментів, необхідних для власного метаболізму, були виведені різні мікроорганізми - бактерії, дріжджі, цвілі. Мікроорганізми, що використовуються для цього, часто генетично модифіковані. У багатьох випадках це єдиний спосіб виробляти необхідні ферменти недорого і в достатній кількості.
Тим часом у розпорядженні біотехнологів є інші потужні процеси для спеціальної розробки мікроорганізмів, які можуть виробляти певний фермент з точно визначеними властивостями та незмінною якістю. На початку, у перші роки промислового використання генної інженерії, був переданий відповідний ген із «інструкціями щодо побудови» ферменту або «зміцнений» існуючий ген, і, отже, збільшилися утворені кількості. Сьогодні ви можете оптимізувати або навіть переробити цілі метаболічні шляхи, що ведуть до ферменту (дизайн білка, еволюція страв, синтетична біологія). Як і в селекції рослин, межі між класичною генною інженерією та іншими молекулярно-біологічними процесами є плинніми.
Наприклад…
Сир: При виробництві сиру сичуг з телячого шлунку традиційно використовується для згортання молока. Сьогодні основна діюча речовина сичугу - фермент хімозин - виробляється за допомогою генетично модифікованих мікроорганізмів.
Хліб та булочки: Ферменти особливо необхідні у дедалі популярніших заморожених шматочках тіста, які випікають у хлібобулочних крамницях та супермаркетах: вони забезпечують об’єм та рівномірну щільність, компенсують природні відмінності у якості зерна та скорочують час підйому тіста. У готовому хлібі ферменти роблять скоринку більш хрусткою, а колір інтенсивнішим, не охолоджені хлібобулочні вироби не стають твердими і сухими так швидко. (наприклад, амілази, ксиланази)
Фруктовий сік: Особливо з ягодами ферменти (пектинази) покращують виділення кольорових та смакових речовин. У деяких випадках вони освітлюють каламутні від природи соки. Застосування ферментів поширене у соках з ягід, тропічних фруктів, яблук та груш.
Зацукровування декстрози та крохмалю: Ферменти розщеплюють крохмаль - наприклад, з кукурудзи - на основні компоненти цукру. Цей процес, відомий як оцукрювання крохмалю, в даний час здійснюється в промислових масштабах. З нього отримують багато харчових інгредієнтів та добавок, таких як виноградний цукор, глюкозний сироп, ізоглюкоза або фруктозо-глюкозний сироп) або різні цукрозамінники, такі як сорбіт. Ферменти, що використовуються для оцукрювання крохмалю, отримують переважно за допомогою генетично модифікованих мікроорганізмів.
Харчові ферменти в ЄС: схвалення, але відсутність маркування
За оцінками, у Європі на ринку представлено 1800 ферментних препаратів. Довгий час у більшості країн ЄС для цього не існувало спеціальних правил. Зараз це змінилося для харчових ферментів: в ЄС вони тепер повинні пройти процедуру дозволу, в якій також оцінюється безпека. Вимоги однакові для всіх ферментів, незалежно від процесу виробництва. Якщо мова йде про «генну інженерію», відповідний ферментний препарат не повинен містити залишків виробничих організмів, а нещодавно введена ДНК не повинна бути виявлена. На сьогодні близько 40 відсотків ферментних препаратів, поданих на затвердження, виготовляються з генетично модифікованими мікроорганізмами, і приблизно стільки ж із звичайними. Решта отримана з рослин та тварин (станом на кінець 2015 року).
Ферменти повинні входити до списку інгредієнтів харчового продукту, лише якщо вони виконують технологічну функцію в кінцевому продукті. Але це буває рідко. Незалежно від того, генно-інженерні вони чи ні - ферменти, як правило, не декларуються.