Կաթնամթերքի արդյունաբերության մեջ օգտագործվող ֆերմենտները

Կենսատեխնոլոգիայի ոլորտում կան բազմաթիվ արդյունաբերական ծրագրեր, որոնք առաջացնում են կենսատեխնոլոգիական արտադրանք, որոնք մենք ամեն օր օգտագործում ենք տանը: Նրանցից մի քանիսը սննդամթերքի գիտելիքներ են, որոնք օգտագործում են ֆերմենտներ արտադրելու կամ բարելավել տարբեր կերակուրների որակը: Կաթնամթերքի արդյունաբերության մեջ որոշ պզուկների, մածունի եւ այլ կաթնամթերքի արտադրության համար անհրաժեշտ են որոշ ֆերմենտներ, իսկ մյուսները, ավելի մասնագիտացված ձեւով, օգտագործվում են հյուսվածքների կամ բույրերի բարելավման համար:

Ստորեւ նկարագրված են ֆերմենտների առավել տարածված տեսակների հինգը եւ կաթնամթերքի ոլորտում դրանց դերը:

Ռենետա

Կաթը պարունակում է սպիտակուցներ, մասնավորապես, սպիտակուցներ, որոնք պահպանում են իր հեղուկ ձեւը: Proteases են ֆերմենտները, որոնք կաթի ավելացվում են պանրի արտադրության ժամանակ, հիդրոդոլիզի դեպքերում, հատկապես kappa kazein- ում, որը կայունացնում է միկել ձեւավորումը `կանխելով կոագուլյացիան: Rennet եւ rennin ընդհանուր պայմաններ են ցանկացած ֆերմենտի համար, որն օգտագործվում է կաթնաղբյուրի համար: Տեխնիկապես գույնը նաեւ հորթի չորրորդ ստամոքսի ծածկման ժամկետն է:

Rennet- ից մեկուսացած ամենատարածված ֆերմենտը քիմոզինն է: Chymosin- ը կարելի է ձեռք բերել նաեւ մի քանի այլ կենդանական, մանրէաբանական կամ բանջարեղենի աղբյուրներից, սակայն բնիկ մանրէաբանական քիմոզին (սնկից կամ մանրէներից) անարդյունավետ է ցորենի եւ այլ ծանր պանրերի պատրաստման համար:

Հորթի գեղձերի սահմանափակ մատակարարումները հուշում են մանրէաբանական քիմոզինի գենետիկական ճարտարագիտությունը `հորթի պրչիմոսինի գեների կլոնավորումը` բակտերիաների մեջ:

Bioengineered chymosin- ը կարող է ներգրավվել մինչեւ 70% պանրի արտադրանքի արտադրության մեջ: Թեեւ կենսազանգված ֆերմենտների օգտագործումը խորտակում է հորթերի կյանքը, այն ներկայացնում է էթիկայի հիմնահարցեր GEMs- ով պատրաստված սննդի ուտելու հակառակորդների համար:

Այլ պրոբլեմներ

Կաթը պարունակում է մի շարք տարբեր սպիտակուցներ, բացի սպիտակուցներից:

Կովի կաթը պարունակում է նաեւ շիճուկային սպիտակուցներ, ինչպիսիք են լակտաբլուբինը եւ լակտոգլոբուլինը: Այս շիճուկի պրոտեինների դինատրումը, օգտագործելով proteases, բերում է սերուցքային յոգուրտ արտադրանք: Շիճուկի սպիտակուցների ոչնչացումը նույնպես կարեւոր է պանրի արտադրության համար:

Փափուկ պանրի արտադրության ժամանակ շիճուկը կախված է կաթից հետո եւ կարող է վաճառվել որպես բեղմնավորման, քաշի կորստի եւ արյան ճնշման սննդարար հավելված: Կա նույնիսկ քաղցկեղի բուժման դիետիկ շիճուկի մասին զեկույցներ եւ դերակատարություն ունեցող դիաբետի 2-րդ տիպի շագանակագեղձի համար ինսուլինի արտադրության ներդիրում: Proteases օգտագործվում են արտադրել hydrolyzed շիճուկ սպիտակուցը, որը շիճուկի սպիտակուցը կոտրված ներքեւ մեջ կարճ պոլիպրպիտիդ sequences. Հիդրոթեզավորված շիճուկը ավելի քիչ հավանական է ալերգիկ ռեակցիաներ առաջացնելու համար եւ օգտագործվում է նորածին բանաձեւերի եւ բժշկական օգտագործման համար լրացումներ պատրաստելու համար:

Lactase

Lactase- ը glycoside hydrolase enzyme- ն է, որը կրճատում է քաղցկեղը իր բաղադրիչ շաքարի, գալակտոզի եւ գլյուկոզայի մեջ: Առանց լիտաուսի ֆերմենտի ոչ բավարար արտադրությունը փոքր աղիքում, մարդիկ դառնում են քաղցկեղային անհանդուրժող, արդյունքում անհանգստություն են առաջանում (ցավազրկում, գազ, եւ լուծ) մարսողական տրակտում, կաթնամթերքի մշակումից հետո: Lactase- ն օգտագործվում է առեւտրային կերպով, այնպիսի անհատների համար, ինչպիսիք են կաթնաշաքարային արտադրանքները, մասնավորապես, կաթը պատրաստելը:

Այն նաեւ օգտագործվում է պաղպաղակի պատրաստման համար, սերուցքային եւ քաղցր համտեսելու համար: Lactase սովորաբար պատրաստվում է Kluyveromyces sp. խմորիչ եւ Aspergillus sp. սնկերի.

Catalase

Catalase- ի ֆերմենտը սահմանափակ կիրառություն է գտել պանրի արտադրության որոշակի տարածքում: Ջրածին պերօքսիդը ուժեղ թթվածնիչ է եւ թունավոր է բջիջների համար: Այն օգտագործվում է պաստերիզացիայի փոխարեն, երբ որոշ շիճուկներ, ինչպիսիք են շվեյցարացիները, որպեսզի պահպանեն բնական կաթի ֆերմենտները, որոնք օգտակար են պանրի վերջնական արտադրանքի եւ բուրավետության զարգացման համար:

Այս ֆերմենտները կկործանվեն պաստերիզացիայի բարձր ջերմությամբ: Այնուամենայնիվ, կաթի մեջ ջրածնի պերօքսիդի մնացորդները կխոչընդոտեն բակտերիալ մշակույթները, որոնք պահանջվում են իրական պանրի արտադրության համար, ուստի դրա բոլոր հետքերը պետք է հեռացվեն: Catalase enzymes սովորաբար ստացվում են խոշոր եղջերավոր անասունների կամ մանրէաբանական աղբյուրներից եւ ավելացվում են ջրի եւ մոլեկուլային թթվածին ջրածնի պերօքսիդի փոխակերպման համար:

Lipases

Lipases օգտագործվում են կոտրել կաթնային ճարպեր եւ տալ բնորոշ բուրմունք են պանրի. Ավելի խիստ բուրավետ շերտեր, օրինակ, իտալական պանիր, ռոմոո, պատրաստվում են շուրթերի օգտագործմամբ: Բաղադրությունը գալիս է ազատ ճարպաթթուներից, երբ արտադրվում են կաթնային ճարպեր: Animal lipases- ից ստանում են երեխայից, հորթից եւ գառից, մինչդեռ մանրէաբանական լիպազազը ստացվում է ֆերմենտացման միջոցով, Mucor meihei- ի սունկի տեսակների հետ:

Թեեւ մանրէաբանական լիպազազները պանրի արտադրության համար մատչելի են, սակայն դրանք ավելի պակաս են կոնկրետ այն ճառագայթներում, որոնք հիդրոֆիլիզացնում են, իսկ կենդանական ֆերմենտները մասնակի են կարճ եւ միջին ճարպերի համար: Ավելի կարճ ճարպերի հիդրոիզացումը նախընտրելի է, քանի որ այն բերում է բազմաթիվ պանրի ցանկալի ճաշակի: Ավելի երկար շղթայական ճարպաթթուների հիդրոիզացումը կարող է հանգեցնել այնպես, ինչպես սնուցումը կամ ոչ մի բույր: