Ензими в хранителната промишленост

Ензимите са протеини с мощна каталитична функция. Имат редица отличителни предимства пред конвенционалните химични катализатори:

• висока производителност и каталитична ефективност;
• Активни в ниски концентрации;
• висока специфичност – способна да различава структурно подобни молекули, например оптични изомери (стереоспецифичност). Тяхното действие върху хранителните компоненти, различни от техните субстрати, е незначително, което води до образуването на по-чисти продукти с по-последователни свойства;

Те са по-щадящи околната среда и произвеждат по-малко остатъци (или преработващи отпадъци, които трябва да се изхвърлят с високи разходи) в сравнение с традиционните химически катализатори.

Катализират реакциите при „меки’’ условия температура, налягане и рН. Те помага да се запази целостта на топлинно лабилните основни хранителни вещества. Възможен е контрол на ензимната активност и скоростта на реакцията. Повечето от тях са доста лабилни при нагряване и следователно могат лесно да бъдат дезактивирани чрез леки топлинни обработки, след като са били използвани за постигане на желаната трансформация в храните

Те са естествени и относително безвредни компоненти на храните, които се считат за „безопасни“ за храна и други нехранителни цели.

Неблагоприятните ефекти на ензимите

Ензимите като протеази, липази и такива хидролизиращи въглехидратите могат да разградат биологичните молекули (протеини, мазнини и въглехидрати), които, ако не се контролират, могат да окажат неблагоприятно въздействие върху вкуса, структурата, цялостното качество на продукта. Декарбоксилази и деаминази разграждат биомолекули (например свободни аминокиселини, пептиди и протеини), за да образуват нежелани и / или токсични компоненти, например биогенни амини в храни. Полифенолоксидазите (PPO) и липоксигеназите (LOX) стимулират окислението и нежеланите обезцветявания и / или загуба на цвят в пресни зеленчуци и плодове.

Оксидазата на аскорбиновата киселина причинява разрушаване на основните компоненти (вит. С) в храните.

Източници на хранителни ензими (растителни, животински, микробни и рекомбинантни). Ензимите са използвани несъзнателно или умишлено в преработването на храната от древни времена за производство на различни хранителни продукти, като: хляб, ферментирали алкохолни напитки, рибни сосове, сирена.

Индустриалните ензими традиционно се извличат от: Растения: α-амилаза, β-амилаза, бромелаин, β-глюканаза, фицин, папаин, химопапаин и липоксигеназа Животни: трипсини, пепсини, химотрипсини, каталаза, панкреатична амилаза, панкреатична липаза и ренин (химозин) Микроорганизми: α-амилаза, β-амилаза, глюкозоизомераза, пулуланаза, целулаза, каталаза, лактаза, пектинази, пектин-лиаза, инвертаза, рафиноза, микробни липази и протеази.

Предимства на микроорганизмите като източник за производство на ензими

• Лесно и бързо нарастват.
• Заемат малко пространство за култивиране.
• Тяхната употреба като източник на ензими не се влияе от сезонните промени и климатичните условия и по този начин са постоянни.
• Възможност за строг контрол на условията на култивиране.
• Тяхното използване като източник на ензими не се влияе от различни политически и селскостопански политики или решения, които регулират клането на животни или изсичането на дървета или растения.
• Въпреки че се всички класове ензими се продуцират от всички или повечето микроорганизми, на практика, мнозинството от промишлените микробни ензими използвани в хранителната индустрия са получени само от много малко GRAS (общопризнати като безопасни) видове.

Преобладаващите  микроорганизми, използвани за промишлено производство на ензими за хранителни цели, са:

• Aspergillus species,
• Видове Bacillus,
• Kluyveromyces видове.

Ограничената  употреба се  дължи  на съвместно производство на вредни токсини.