Encimi, ki se uporabljajo v mlečni industriji

Na področju biotehnologije obstaja veliko industrijskih aplikacij, ki povzročajo biotehnološke izdelke, ki jih vsak dan uporabljamo doma. Nekatere od teh so aplikacije za prehrano, ki uporabljajo encime za proizvodnjo ali izboljšanje kakovosti različnih živil. V mlekarski industriji so potrebni nekateri encimi za proizvodnjo sirov, jogurta in drugih mlečnih izdelkov, drugi pa se uporabljajo bolj na poseben način za izboljšanje teksture ali okusa.

V nadaljevanju so opisane pet najpogostejših vrst encimov in njihova vloga v mlekarski industriji.

Rennet

Mleko vsebuje beljakovine, posebej kazeine, ki ohranjajo svojo tekočino. Proteaze so encimi, ki se dodajajo mleku med proizvodnjo sira, da hidrolizirajo kazeine, zlasti kappa kazein, ki stabilizira tvorbo micel, ki preprečuje koagulacijo. Rennet in rennin sta splošni izrazi za katerikoli encim, ki se uporablja za koagulacijo mleka. Tehnično sirilo je tudi izraz za podlogo četrtega želodca.

Najpogostejši encim, izoliran iz sirila, je chymosin. Chymosin lahko dobimo tudi iz več drugih živalskih, mikrobnih ali rastlinskih virov, vendar domači mikrobni chymosin (iz gliv ali bakterij) je neučinkovit za izdelavo cheddar in drugih trdih sirov.

Omejene zaloge telečjega sirila so spodbudile genetsko inženirstvo mikrobnega chymosina s kloniranjem genov prochymosin v bakterije.

Bioinženirani chymosin je lahko vključen v proizvodnjo do 70% sirnih izdelkov. Medtem ko uporaba bioenginiranih encimov varuje življenja telet, predstavlja etična vprašanja tistim, ki nasprotujejo jedenju hrane, pripravljene z GEM.

Druge proteaze

Mleko poleg kazeinov vsebuje tudi vrsto različnih vrst beljakovin.

Kravje mleko vsebuje tudi beljakovine iz sirotke, kot so laktalbumin in laktoglobulin. Denaturacija teh proteinov iz sirotke z uporabo proteaz rezultira v izdelavi kremnejšega jogurta. Uničenje beljakovin sirotke je prav tako bistveno za proizvodnjo sira.

Med proizvodnjo mehkih sirov je sirotka ločena od mleka po sesanju in se med drugim lahko prodaja kot hranilni dodatek za bodybuilding, izgubo telesne teže in znižanje krvnega tlaka. Poročali so o prehranski sirotki za terapije raka in imajo vlogo pri indukciji proizvodnje insulina pri tistih s sladkorno boleznijo tipa 2. Proteaze se uporabljajo za proizvodnjo hidrolizirane beljakovine sirotke, ki je sirotka beljakovina, razčlenjena na krajše polipeptidne sekvence. Hidrolizirana sirotka je manj verjetno povzročila alergijske reakcije in se uporablja za pripravo dodatkov za formule za dojenčke in za uporabo v medicini.

Laktaza

Laktaza je encim za glikozid hidrolazo, ki rezi laktozo v sestavine sladkorjev, galaktozo in glukozo. Brez zadostne proizvodnje encima laktaze v tankem črevesu postanejo ljudje nestrpni za laktozo, kar povzroča neugodje (krči, plin in drisko) v prebavnem traktu ob zaužitju mlečnih izdelkov. Laktazo se komercialno uporablja za pripravo izdelkov brez laktoze, zlasti mleka, za take posameznike.

Uporablja se tudi pri pripravi sladoleda, da naredi bolj kremast in sladek degustacijski izdelek. Laktazo običajno pripravimo iz Kluyveromyces sp. kvasovk in Aspergillus sp. gliv.

Katalaza

Encim Catalase je našel omejeno uporabo na določenem področju proizvodnje sira. Vodikov peroksid je močan oksidant in strupen za celice. Uporablja namesto pasterizacije pri izdelavi določenih sirov, kot je švicarski, da bi ohranili naravne mlečne encime, ki so koristni za končni izdelek in razvoj okusa sira.

Te encime bi uničila velika toplota pasterizacije. Vendar bodo ostanki vodikovega peroksida v mleku zavirali bakterijske kulture, ki so potrebne za dejansko proizvodnjo sira, zato je treba odstraniti vse sledove. Katalazni encimi se običajno pridobivajo iz govejih jeter ali mikrobnih virov in se doda za pretvorbo vodikovega peroksida v vodo in molekularni kisik.

Lipaze

Lipaze se uporabljajo za razgradnjo mlečnih maščob in dajejo značilnim okusom sirom. Močnejši aromatizirani siri, na primer italijanski sir, Romano, so pripravljeni z lipazami. Aroma izvira iz prostih maščobnih kislin, ki nastanejo, ko se mlečne maščobe hidrolizirajo. Lipaze živali se pridobivajo od otroka, teleta in jagnjeta, medtem ko se mikrobna lipaza pridobiva s fermentacijo z glivično vrsto Mucor meihei .

Čeprav so mikrobiološke lipaze na voljo za izdelavo sira, so manj specifične pri katerih maščobah hidrolizirajo, medtem ko so živalski encimi bolj delni za kratke in srednje dolge maščobe. Hidroliza krajših maščob je prednostna, ker ima zaželeni okus mnogih sirov. Hidroliza maščobnih kislin z daljšo verigo lahko povzroči milo ali aromo.