Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования «МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРОДОВОЛЬСТВИЯ»
Кафедра технологии молока и молочных продуктов
МОЛОКОСВЕРТЫВАЮЩИЕ ФЕРМЕНТНЫЕ ПРЕПАРАТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СЫРОДЕЛИИ
Специальность 1-49 01 02 «Технология хранения и переработки животного сырья»
Специализация 1-49 01 02 02 «Технология молока и молочных продуктов»
МОГИЛЕВ 2007
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Номенклатура. Классификация ферментов
2 Свойства молокосвертывающих энзимов
3 Молокосвертывающие ферменты растительного происхожденя
4 Описание марок молокосвертывающих ферментных препаратов.Сычужные препараты
5 Описание марок молокосвертывающих ферментных препаратов. Пепсин
6 Разработкякомпании «Даниско»
7 Роль в сыроделии ферментных препаратов
8 Ферментные препараты «КЛЕРИЧИ»
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Молокосвертывающие ферменты растительного и животного происхождения известны человечеству очень давно, а в последние годы получили распространение бактериальные и грибковые препараты. Однако на заре сыроделия для получения сгустков из молока использовался преимущественно натуральный коагулянт — сычуг, полученный из желудков млекопитающих.
Следует отметить, что для приготовления сырных сгустков наряду с коровьим молоком используют молоко козы, овцы, буйвола, северного оленя, яка и ламы; востребованным оказывается также молоко нежвачных млекопитающих (верблюдицы, кобылы и ослицы). Эти виды молока для некоторых народов имеют большое питательное и экономическое значение. Несмотря на пригодность для производства не-ферментированных молочных продуктов молока верблюдицы, кобылы, ослицы, верблюжье молоко коагулирует под действием сычуга.
Тип образованного коагулята зависит от используемого фермента, баланса солей молока, рН, содержания в молоке других ингредиентов (жира, белков сыворотки) и состава самого казеина. Казеин, предварительно подвергнутый воздействию ферментов, не может формировать такой однородный сгусток, как нативный казеин. Сгусток, полученный при низком рН (4,6-5,0), характеризуется зернистой, колющейся и неэластичной структурой вследствие осаждения казеина в изоэлектрической точке растворимости или около нее. Коагулят, образующийся с помощью фермента при высоком рН (5,8-6,6), — более мягкий, гладкий, связанный и эластичный по сравнению с кислыми сгустками.
Несмотря на то что взаимодействия между отдельными компонентами молока достаточно сложны, субстратом, на который действует коагулирующий фермент (при наличии ионов кальция) с получением нерастворимого коагулята, включающего остальные компоненты молока (воду, жир, соли, белки), является казеин. Коагулят можно использовать как «сычужный сгусток молока», часто подслащенный и ароматизированный, но чтобы он стал сырной массой, из него следует удалить влагу/1/.
В настоящее время, в связи с дефицитом сычужного фермента из-за нецелесообразности забоя молодняка в молочный период жизни и снижения количества скота при резком возрастании его продуктивности, широко используются другие ферменты, близкие по действию к сычужному: пепсины, энзимы, продуцируемые некоторыми микроорганизмами.
Разработаны методы генной инженерии, позволяющие включать гены, осуществляющие синтез сычужного фермента, в геномы микроорганизмов, и тем самым осуществлять синтез сычужного энзима микроорганизмами. Сычужный фермент, полученный методами генной инженерии, уже вырабатывается и применяется в промышленных масштабах/2/.
1 НОМЕНКЛАТУРА .КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ
Для сыроделия пригодны энзимы, быстро разрывающие связь между гидрофобной и гидрофильной частями х-казеина и не оказывающие отрицательного влияния на выход и органолептические показатели сыров. Энзимы, удовлетворяющие этим требованиям, называются «молокосвертывающими ферментами», хотя слово «ферменты» не совсем удобно, поскольку на французском и английском языках оно означает «закваска», «дрожжи» или глагол «бродить». Ферменты в нашем понимании за рубежом называются энзимами.
Перечень нашедших достаточно широкое применение в сыроделии молокосвертывающих энзимов приведен в таблице 1.
Таблица 1 — Номенклатура и источники молокосвертывающих ферментов
| Название | Название (МКФ)* | Другие названия | Источники |
| Пепсии | Пепсин А (ЕС 3.4.23.1) | Пепсин II | Жвачные, цыплята, свиньи |
| Гастриксин** | Пепсин С (ЕС 3.4.23.3) | Пепсин IПарапепсин IIПепсинВ | Жвачные, свиньи |
| Химозин | Химозин (ЕС 3.4.23.4) | Реннин | Жвачные |
| М.mieheiпротеиназа(ММР) | (ЕС 3.4.23.6) | Реннилаза (Nоѵd), Ха-нилаза(Сhr. Наnserі), Фромаза (Wa11еrstеm), Марзим (Міlеs) | Мисоrmіеhеі |
| М рusillusпротеиназа(МРР) | (ЕС 3.4.23.6) | Емпораз(Dairуlаnd), Мейто(Меіtо Sаngо), Ноури (Ѵіtех) | Мucor рusillusѵаr. Lіndt. |
| К.раrasitica протеиназа (ЕРР) | (ЕС 3.4.23.6) | Супарен (Рfizer) Сур Курд | Еndothia раrаsitіса |
* МКФ - Международная классификация энзимов (ферментов).
* * Гастриксин отличается от других пепсинов и химозина, поэтому он помещен в отдельную группу.
Молокосвертывающий энзим, доминирующий в четвертом отеле желудка телят в возрасте до 14 дней, до недавнего времени занимал господствующее положение в сыроделии. Он получил название «химозин» от греческого слова «сhуmе», означающего «желудочный сок». На английском языке его называют «реннин» (от «реннет» - сычуг). Международная номенклатура энзимов рекомендует для него название «химозин», потому что реннин легко спутать с названием другого энзима - «ренин», образующегося в почках.
В коммерческих экстрактах из сычугов молодняка млекопитающих, именуемых «сычужным ферментом», или, что правильнее, «сычужным порошком», кроме химозина содержатся другие энзимы, главным образом пепсины. В английском языке эти препараты называют «реннет». В соответствии с техническими условиями доля молокосвертывающей активности сычужного порошка за счет пепсинов не должна превышать 30% от его общей молокосвертывающей активности. Доля химозина в экстрактах из сычуга уменыыается с возрастом: в экстрактах сычугов коровы его содержится в семь раз меныпе, чем в экстрактах сычугов телят.
В связи с недостатком сычужного порошка в сыроделии начали широко применять другие препараты, которые можно разделить на две группы: пепсины — желудочные протеазы жвачных и некоторых других животных - и кислые протеазы микробиального происхождения. Из первой группы наиболыпее распространение получили говяжий, свиной и куриный пепсины. Пепсины чаще всего используют в, виде смесей друг с другом или с сычужным порошком. Из микробиальных молокосвертывающих энзимов получили достаточно широкое применение только некоторые протеазы (ММР, МРР и ЕРР), образуемые плесневыми грибами (табл. 1).
Все более широкое применение получают препараты рекомбинантного химозина, получаемые с помощью микроорганизмов. Химический состав, степень использования белка и жира молока, органолептические показатели сыров, вырабатываемых с препаратами обычного и микробиального химозина из Кіиуѵегошусез Іасгіз, Е. соіі и Азр. пі§егѵаг. а\ѵатогі, идентичны.
Молокосвертывающие энзимы в международной классификации энзимов помещены в одну группу ЕС 3.4.23, хотя плесневые протеазы сильно отличаются от молокосвертывающих энзимов животного происхождения по специфичности и структуре/2/.
Классификации МФП по природе происхождения ферментов, то есть сырье, из которого они производятся.По природе происхождения (используемому сырью) можно выделить следующие группы:
1. Ферменты животного происхождения;
2. Ферменты микробного происхождения;
3. Ферменты растительного происхождения /3/.
Следующим признаком может являться технология получения ферментов из исходного сырья. По этому признаку можно выделить следующие группы:
1. Технология экстракции или автолиза ферментов из сырья;
2. Технология контролируемой ферментации;
3. Технология рекомбинационной (геннонаправленной) ферментации. Третьим признаком должна быть методика нормализации молоко-свертывающих препаратов до товарного продукта по:
1. Ферментному составу;
2. Молокосвертывающей активности;
3. Наполнителям;
4. Консервантам и прочим добавкам/4/.
2 СВОЙСТВА МОЛОКОСВЕРТЫВАЮЩИХ ЭНЗИМОВ
Все молокосвертывающие энзимы, достаточно широко используемые и сыроделии, принадлежат к кислым протеазам, проявляющим максимальную активность в кислой среде. Они характеризуются высоким содержанием дикарбоновых аминокислот, низким содержанием основных аминокислот . Их еще называют аспарагиновыми протеазами, потому что в их активном центре имеются два остатка аспартата .Кислые протеазы содержат 325-360 аминокислотных остатков; молекулярная масса их находится в пределах 33000-38000. Молекулярные массы говяжьего химозина и свиного пепсина равны 35600 и 34600 соответственно.
Молокосвертывающие энзимы животного происхождения выделяются в виде проферментов, которые превращаются в активные энзимы путем отщепления от N-терминального конца ингибитора, содержащего около 45 аминокислотных остатков. Плесневые кислые протеазы образуются в активной форме. Активизацию проферментов инициируют водородные ионы. Активизация - процесс автокаталитический, протекает при рН 2,0-4,6. На молочные заводы препараты молокосвертывающих энзимов поступают в активной форме и концентрированном виде.
В природе нет энзимов, катализирующих разрыв только связи Феню5-Метюб в χ -казеине, но молокосвертывающие энзимы должны расщеплять эту связь во много раз быстрее, чем другие связи в протеинах молока, так как весь χ-казеин должен быть гидролизован молокосвертывающими энзимами во время выработки сыра, иначе не произойдет коагуляция казеина или значительная часть казеина останется в сыворотке. Любая другая протеолитическая активность молокосвертывающих энзимов во время выработки сыра нежелательна, так как растворимые продукты протеолиза остаются в сыворотке, что снижает выход сыра. По-видимому, теряется для сыра и макропептид, отделяемый от х-казеина в результате гидролиза молокосвертывающими энзимами, но с этим нужно мириться, так как без гидролиза χ-казеина сычужный сыр выработать нельзя.