Enzymy hrají v mlékárenské výrobě klíčovou roli – od srážení mléka při výrobě sýrů přes optimalizaci zrání až po zlepšení stravitelnosti mléčných produktů. V tomto článku se zaměříme na nejnovější poznatky o využití enzymů v mlékárenství a jejich vlivu na senzorické vlastnosti, efektivitu výroby a snížení nákladů. Představíme inovativní enzym Accelerzyme CPG, který urychluje zrání sýrů a eliminuje hořkou chuť, a enzym laktázu Maxilact, umožňující výrobu produktů bez laktózy se zlepšenou texturou a sladivostí.
Technologie řízené enzymatické aktivity otevírají nové možnosti pro mlékárenské výrobce, ať už jde o zkrácení doby zrání, úpravu chuti nebo rozšíření nabídky o produkty pro zákazníky s intolerancí laktózy. Jak tyto enzymy fungují v praxi a jak je optimálně aplikovat ve výrobním procesu? To se dozvíte v následujících kapitolách:
Enzymy, neboli bílkovinné makromolekuly jsou biokatalyzátory, které urychlují a řídí biochemické reakce, určují jejich směr a specifičnost. Enzymy mohou být rostlinného, živočišného nebo mikrobiálního původu. Může se jednat i o enzymy záměrně přidávané do potravin, aby se zlepšily jejich organoleptické vlastnosti, zamezilo se degradaci výrobku během skladování. Enzymatickou aktivitu lze ovlivnit změnou podmínek prostředí (například teplotou) nebo přidáním inhibitorů enzymů.
V potravinách se enzymy vyskytují přirozeně nebo jsou přidávány v rámci technologických úprav. Přítomnost enzymů v potravinách může být pro výslednou kvalitu výrobku významná (např. dozrávání ovoce, změny v mase během zrání, mléčné kvašení aj.). V určité fázi je obvykle nutné enzymovou aktivitu potlačit, aby nedošlo k dalšímu nežádoucímu rozkladu potraviny. Většina enzymů je prospěšná pro lidský organismus a pokud zůstane aktivita přijatých enzymů v trávicím traktu zachována, přispívá k procesu trávení a doplňuje účinky trávicích enzymů. Enzymy přidávané do potravin jsou považovány za potravinářské přídatné látky vyžadující zvláštní souhlas příslušného orgánu zabývajícího se kvalitou potravin a musí být uvedeny na obalu.
ENZYMY V MLÉKÁRENSTVÍ
Enzymy mají v mlékárenství hned několik uplatnění. Asi nejznámější použití enzymů je při srážení mléka pro výrobu sýrů. Ale enzymy nacházejí své uplatnění i v jiných biotechnologických procesech v mlékárenském průmyslu jako například redukce obsahu laktózy ve finálním produktu, řízené zrání sýrů nebo ochrana před nežádoucí mikroflórou.
1. ZRACÍ ENZYMY PRO VÝROBU SÝRŮ
Během zrání dochází ve zrajících sýrech k mnoha biochemickým změnám. Zjednodušeně se jedná o enzymatický rozklad jednotlivých složek. Na rozkladu bílkovin, tuku a laktózy, částečně přeměněné na kyselinu mléčnou, se podílejí enzymy přirozeně se vyskytující v mléce, enzymy ze syřidel a enzymy mikroorganismů, které jsou přítomny v těstě sýra. Enzymy — proteázy způsobují rozklad bílkovin, který má vliv zejména na výslednou kvalitu sýra. Tvorbu chuti a vznik aroma ovlivňují hlavně enzymy rozkládající tuky — lipázy.
Některé typy sýrů vyžadují pro zrání delší čas a uskladnění v podmínkách pro zrání vhodných, což může být velmi nákladné. Urychlením zrání lze tyto náklady redukovat a tím zefektivnit výrobní proces. Enzymatické urychlení zrání sýrů tak rozvine jejich chuťové vlastnosti jako by zrály několik měsíců tím, že hydrolyzuje krátké řetězce — peptidy — navíc přispívá ke snížení hořkosti sýrů.
PROTEOLÝZA
Proteolýza je nejdůležitějším metabolickým procesem při tvorbě vůně, chuti a struktury sýru. Je katalyzovaná proteázami a peptidázami pocházejícími z bakterií mléčného kvašení, ze zbytkové aktivity syřidla (chymosin), mléka (zejména plasmin) či jiné mikrobiální kultury. Dochází k degradaci para-κ-kaseinu na polypeptidy, které jsou dále štěpeny pomocí enzymů peptidáz a proteáz na volné aminokyseliny. Vzniklé aminokyseliny mohou následně podléhat sekundárním změnám za vzniku dalších aromaticky aktivních látek důležitých pro vývoj výsledné charakteristické chuti sýra.
V průběhu proteolýzy vznikají rozkladem bílkovin a vysokomolekulárních peptidů hořké peptidy. Jejich tvorba v sýrech souvisí s proteolytickou aktivitou syřidel v rovnováze s peptidázovou aktivitou mikrobiálních enzymů mlékařských kultur. Hořká chuť pak vzniká při disproporci mezi tvorbou a odbouráváním hořkých peptidů zvýšením jejich koncentrace nad prahovou hodnotu vnímání. Do jaké míry ovlivní hořké peptidy celkovou chuť sýra tak závisí na rovnováze mezi jejich vznikem a rozpadem na nehořké nižší peptidy a aminokyseliny. Pouze dokonale vyvážený proces proteolýzy umožňuje vznik jakostního vyzrálého sýra s charakteristickou chutí a vůní.
Jedním z přípravků, které se komerčně využívají k řízení proteolýzy, je například enzym proteáza. Enzym se přirozeně tvoří při buněčném dělení mikroorganismů kultur, které se přidávají do surovin, aby vznikl požadovaný výrobek.
ACCELERZYME CPG — ENZYM VYSOKÉ ČISTOTY PRO URYCHLENÍ ZRÁNÍ SÝRŮ A ELIMINACI HOŘKÉ CHUTI
Urychlení zrání a zlepšení senzorických vlastností sýrů je žádaný efekt, který zrychluje výrobu sýrů s delším zráním, a tak redukuje náklady na prostory nutné pro výrobu. Accelerzyme CPG svou proteolytickou činností urychluje zrání sýrů a pomáhá odbourávat hořké peptidy vznikající jako meziprodukt zrání sýrů. V sýrech s modrou plísní v těstě urychluje vývoj ušlechtilé plísně, může také zlepšovat texturu měkkých sýrů. Pasterací syrovátky se jeho zbytková aktivita eliminuje.
Accelerzyme CPG je enzym typu karboxypeptidáza získaný fermentací vybraného kmene Aspergillus niger se širokým spektrem aktivit odstraňující aminokyseliny na C-konci proteinů a peptidů. Nejvyšší aktivitu vykazuje na aminokyseliny phenylalanin, isoleucin a leucin v rozsahu od 2 do 6 pH. Při sýření, kdy je pH vyšší, vykazuje velmi nízkou aktivitu, ale při poklesu pod pH 5,5 aktivita vzrůstá. Teplotně je možná aplikace od 10 do 50 °C. |
| Enzym, který se přidává do mléka před sýřením, je v tekuté formě a proto je jeho aplikace jednoduchá. Obvyklé dávkování je 2—30 ml/100 I, nicméně optimální dávku je nutné experimentálně nastavit podle dané aplikace. |
2. ENZYM LAKTÁZA PRO VÝROBU DELAKTÓZOVANÝCH VÝROBKŮ
Výrobky bez laktózy jsou inovativní a lukrativní mlékárenské produkty s přidanou hodnotou. Jsou stále více vyžadované zákazníky, především těmi, kteří mají problémy s trávením laktózy nebo vyhledávají výrobky s lepší stravitelností.
Produkci takových výrobků umožňuje enzym laktáza Maxilact, který hydrolyzuje laktózu a přeměňuje ji na lehce stravitelné cukry, glukózu a galaktózu. Jednoduchou aplikací tak lze získat výrobek bez zvláštních nároků na technologická zařízení. Odbouráním laktózy vznikají cukry s vyšší sladivostí, je tudíž možné použitím tohoto enzymu přirozeně snížit celkový obsah cukrů o 1,5—2 %.
ŘADA MAXILACT — CHROMATOGRAFICKY ČISTÁ LAKTÁZA PRO VÝROBKY BEZ LAKTÓZY
Je známo, že díky nízké laktázové aktivitě trávicího ústrojí nejsou všichni lidé schopni bez problémů trávit laktózu obsaženou v mléce. Tato indispozice přináší trávicí potíže. Ošetření mléka nebo mléčných výrobků pomocí laktáz z řady Maxilact zabrání výše uvedeným problémům.
Rozsah hydrolýzy laktózy je možné řídit podle požadavků zákazníka nebo místní legislativy, obvykle na hodnoty méně než 1 %, 0,1 %, nebo 0,01 %. |
Podle míry hydrolýzy laktózy bude mít takto ošetřený výrobek mírně nasládlou chuť, která je způsobená vyšší sladivostí glukózy a galaktózy v porovnání s laktózou. Tuto vlastnost je možno využít pro snížení přídavku dalších cukrů u slazených výrobků. Hydrolýza laktózy je používána nejen pro zlepšení stravitelnosti mlékárenských produktů pro konzumenty s laktózovou intolerancí, ale pomáhá zlepšovat texturu zahuštěného slazeného mléka a mražených krémů zabráněním krystalizace laktózy.
Maxilact je čistý laktázový přípravek získaný fermentací vybraného kmene mlékárenské kvasinky Kluyveromyces lactis. Enzymatická reakce probíhá za běžných podmínek, které jsou kompatibilní s výrobními procesy v mlékárenském průmyslu. Do reakce vstupuje jedna molekula vody, která se váže na molekulu laktózy. Podmínky reakce tj. teplota, pH, délka hydrolýzy, koncentrace laktózy a enzymu jsou určujícími faktory její rychlosti a mají vliv na konečnou koncentraci laktózy ve finálním výrobku.
Maxilact je produktem mléčných kvasinek, proto jsou optimální podmínky pro jeho působení blízké pH 6,6—6,8 a teplotě 35—40 °C. Aktivita enzymu klesá se snižující se hodnotou pH, enzym je nenávratně deaktivován kyselostí prostředí při pH pod 5,5. |
Maxilact je méně, ale přesto aktivní i při nižších teplotách, a to dokonce i při teplotách kolem 6 °C. Tato vlastnost je obzvláště důležitá, neboť růst bakterií je při těchto nízkých teplotách velmi malý a aktivita laktázy dostatečná k hydrolýze např. během nočního skladování. Potřebnou dávku Maxilactu je třeba nastavit podle koncentrace laktózy ve směsi, teploty, pH, dostupného výrobního času a požadovaného stupně hydrolýzy.
Maxilact může být aplikován při výrobě delaktózovaného mléka, jogurtů, kysaných výrobků, zmrzlin, dezertů, hydrolyzovaných syrovátkových sirupů aj. Enzymovou před-hydrolýzu směsi je možno použít před dalším technologickým zpracováním (pasterací, zakysáním), případně nastavit podmínky tak, aby odbourávání laktózy probíhalo společně s kysacím procesem.
Speciální Maxilact typu LAGX je připraven ve sterilní formě a používá se pro následnou hydrolýzu mléka po tepelném ošetření. Dávkování se provádí aseptickým dávkovacím zařízením (např. Flex Dos).
ZÁVĚREM
Jsme společnost s oficiálním zástoupením firmy dsm-firmenich v České republice pro sortiment ingrediencí a přídatných látek. Nabízíme široké portfolio pro mlékárenskou výrobu, tj. syřidla, kultury, enzymy pro odbourání laktózy, přípravky pro povrchové ošetření sýrů či kaseinové známky.
S naší více než 30-letou zkušeností s řešeními v oblasti kontroly kvality mléka jako vstupní suroviny, meziproduktů i konečných výrobků tekuté či pevné konzistence nabízíme široký sortiment přístrojů a ingrediencí.
Naši specialisté vám poskytnou technologickou podporu a doporučí na základě vašich požadavků optimální řešení, kontaktujte nás.
Veškeré informace o našich mlékárenských ingrediencích si můžete přečíst na našich stránkách:
Podívejte se i na nabídku v našem e-shopu:.jpeg)
O.K. SERVIS BioPro, s.r.o.