Eksempler på enzymer brukt i meieriindustrien

På bioteknologiområdet er det mange industrielle applikasjoner som resulterer i bioteknologiske produkter som vi bruker hver dag hjemme. Noen av disse er matvitenskapsapplikasjoner som bruker enzymer til å produsere eller gjøre forbedringer i kvaliteten på forskjellige matvarer. I meieriindustrien er det nødvendig med noen enzymer for produksjon av oster, yoghurt og andre meieriprodukter, mens andre brukes på mer spesialisert måte for å forbedre tekstur eller smak.

Fem av de vanligste typene enzymer og deres rolle i meieriindustrien er beskrevet nedenfor.

Rennet

Melk inneholder proteiner, spesielt kaseiner, som opprettholder sin flytende form. Proteaser er enzymer som legges til melk under osteproduksjon, for å hydrolysere kaseiner, spesielt kappakasein, som stabiliserer micellformasjon som forhindrer koagulasjon. Rennet og rennin er generelle vilkår for ethvert enzym som brukes til å koagulere melk. Teknisk rennet er også betegnelsen for en kalvs fjerde mage.

Det vanligste enzymet isolert fra rennet er chymosin. Chymosin kan også fås fra flere andre dyr, mikrobielle eller vegetabilske kilder, men innfødt mikrobielt chymosin (fra sopp eller bakterier) er ineffektivt for å lage cheddar og andre harde oster.

Begrensede forsyninger av kalvløp har ført til genetisk konstruksjon av mikrobiell chymosin ved kloning av kalv-prochymosin-gener til bakterier.

Bioengineret chymosin kan være involvert i produksjonen av opptil 70% av osteprodukter. Mens bruken av bioengineerte enzymer sparer livene til kalver, presenterer det etikkproblemer for de som er imot matvarer tilberedt med GEMs.

Andre proteiner

Melk inneholder en rekke forskjellige typer proteiner, i tillegg til kaseinene.

Kulmelk inneholder også myseproteiner som laktalbumin og laktoglobulin. Denatureringen av disse myseproteiner, ved hjelp av proteaser, resulterer i et kremere yoghurtprodukt. Destruksjon av myseproteiner er også viktig for osteproduksjon.

Under produksjon av myke oster blir whey skilt fra melk etter curdling og kan selges som næringsstofftilskudd for kroppsbygging, vekttap og senking av blodtrykk blant annet. Det har til og med vært rapporter om kostholdig myse for kreftbehandlinger, og har en rolle i induksjonen av insulinproduksjon for de med type 2 diabetes. Proteaser brukes til å fremstille hydrolysert myseprotein, som er myseprotein brutt ned i kortere polypeptidsekvenser. Hydrolysert myse er mindre sannsynlig å forårsake allergiske reaksjoner og brukes til å tilberede kosttilskudd til spedbarnsformler og medisinsk bruk.

Laktase

Laktase er et glykosidhydrolase enzym som kutter laktose i dets bestanddel sukker, galaktose og glukose.Uten tilstrekkelig produksjon av laktasenzym i tynntarmen blir mennesker laktoseintolerante, noe som resulterer i ubehag (kramper, gass og diaré) i fordøyelseskanalen ved inntak av melkeprodukter. Laktase brukes kommersielt til å fremstille laktosefrie produkter, spesielt melk, for slike individer.

Den brukes også til å lage iskrem for å lage et kremere og søtere smaksprøveprodukt. Laktase fremstilles vanligvis fra Kluyveromyces sp. av gjær og Aspergillus sp. av sopp.

Catalase

Enzymet Catalase har funnet begrenset bruk i et bestemt område av osteproduksjon. Hydrogenperoksid er en potent oksidasjonsmiddel og giftig for celler. Den brukes i stedet for pasteurisering, når du lager visse oster som sveitsiske, for å bevare naturlige melkzymer som er gunstige for sluttproduktet og smakutviklingen av osten.

Disse enzymene ville bli ødelagt av den høye varmen av pasteurisering. Imidlertid vil rester av hydrogenperoksid i melken hemme bakteriekulturer som kreves for den faktiske osteproduksjonen, så alle spor av den må fjernes. Katalase-enzymer oppnås typisk fra bovinlevere eller mikrobielle kilder og tilsettes for å omdanne hydrogenperoksidet til vann og molekylært oksygen.

Lipaser

Lipaser brukes til å bryte ned melkfett og gi karakteristiske smaker til oster. Sterkere flavored oster, for eksempel den italienske osten, Romano, er fremstilt ved hjelp av lipaser. Smaken kommer fra de frie fettsyrene som produseres når melkfett hydrolyseres. Animal lipaser er oppnådd fra barn, kalv og lam, mens mikrobiell lipase er avledet ved gjæring med soppartene Mucor meihei .

Selv om mikrobielle lipaser er tilgjengelige for ostfremstilling, er de mindre spesifikt i hvilke fett de hydrolyserer, mens dyrenzymer er mer partielle til korte og mellomstore fettstoffer. Hydrolyse av de kortere fettene er foretrukket fordi det resulterer i den ønskelige smaken av mange oster. Hydrolyse av de lengre kjedefettsyrene kan resultere i enten soapiness eller ingen smak i det hele tatt.