Exempel på enzymer som används i mejeribranschen

På bioteknikområdet finns det många industriella applikationer som resulterar i bioteknikprodukter som vi använder varje dag hemma. Några av dessa är matvetenskapliga applikationer som använder enzymer för att producera eller förbättra kvaliteten på olika livsmedel. I mejeribranschen krävs vissa enzymer för produktion av ostar, yoghurt och andra mejeriprodukter, medan andra används på ett mer specialiserat sätt för att förbättra textur eller smak.

Fem av de vanligaste typerna av enzymer och deras roll inom mejeriindustrin beskrivs nedan.

Rennet

Mjölk innehåller proteiner, specifikt kaseiner, som upprätthåller sin flytande form. Proteaser är enzymer som tillsätts till mjölk under ostproduktion, för att hydrolysera kaseiner, specifikt kappakasein, vilket stabiliserar micellbildning som förhindrar koagulering. Rennet och rennin är allmänna termer för något enzym som används för att koagulera mjölk. Tekniskt rennet är också termen för beklädnaden av en kalfs fjärde mage.

Det vanligaste enzymet isolerat från löpning är chymosin. Chymosin kan också erhållas från flera andra djur, mikrobiella eller vegetabiliska källor, men inhemskt mikrobiellt chymosin (från svampar eller bakterier) är ineffektivt för att göra cheddar och andra hårda ostar.

Begränsade leveranser av kalvslingor har lett till genteknik av mikrobiell chymosin genom kloning av kalv-prochymosingener i bakterier.

Bioenginerad chymosin kan vara involverad i produktionen av upp till 70% av ostprodukter. Medan användningen av bioengineered enzymer sparar kalvarnas liv presenterar den etiska problem för dem som motsätter sig att äta mat som framställts med GEMs.

Övriga proteiner

Mjölk innehåller ett antal olika typer av proteiner, förutom kaseinema.

Ko mjölk innehåller också vassleproteiner som laktalbumin och laktoglobulin. Denatureringen av dessa vassleproteiner, med användning av proteaser, resulterar i en krämigare yoghurtprodukt. Destruktion av vassleproteiner är också avgörande för ostproduktionen.

Under produktion av mjuka ostar separeras vassle från mjölken efter krämning och kan säljas som ett näringstillskott för kroppsbyggnad, viktminskning och sänkning av blodtrycket bland annat. Det har till och med varit rapporter om dietisk vassle för cancerterapier och har en roll i induktionen av insulinproduktion för de som har typ 2-diabetes. Proteaser används för framställning av hydrolyserat valleprotein, vilket är vassleprotein uppdelat i kortare polypeptidsekvenser. Hydrolyserad vassle är mindre sannolikt att orsaka allergiska reaktioner och används för att förbereda tillskott för spädbarnsformuleringar och medicinska användningsområden.

Laktas

Laktas är ett glykosidhydrolasenzym som skär laktos i dess ingående sockerarter, galaktos och glukos.Utan tillräcklig produktion av laktasenzym i tunntarmen blir människor laktosintoleranta, vilket leder till obehag (kramper, gas och diarré) i matsmältningsorganet vid intag av mjölkprodukter. Laktas användes kommersiellt för framställning av laktosfria produkter, särskilt mjölk, för sådana individer.

Den används också vid framställning av glass för att göra en mjukare och sötare smakprovning. Laktas framställs vanligtvis från Kluyveromyces sp. av jäst och Aspergillus sp. av svampar.

Catalase

Enzymet Catalase har funnit begränsad användning i ett särskilt område av ostproduktion. Väteperoxid är en potent oxidator och giftig för celler. Den används istället för pastörisering, när man gör vissa ostar som schweiziska, för att bevara naturliga mjölk enzymer som är fördelaktiga för ostens slutprodukt och smakutveckling.

Dessa enzymer skulle förstöras av den höga värmen av pastörisering. Rester av väteperoxid i mjölken hämmar emellertid bakteriekulturerna som krävs för den faktiska ostproduktionen, så alla spår av det måste avlägsnas. Katalasenzymer erhålls typiskt från bovinlever eller mikrobiella källor och tillsätts för att omvandla väteperoxiden till vatten och molekylärt syre.

Lipaser

Lipaser används för att bryta ner mjölkfett och ge karakteristiska smaker till ostar. Starkare smaksatta ostar, till exempel italiensk ost, Romano, framställs med hjälp av lipaser. Smaken kommer från de fria fettsyror som produceras när mjölkfett hydrolyseras. Animal lipaser erhålls från barn, kalv och lamm, medan mikrobiellt lipas härrör från fermentering med svamparterna Mucor meihei .

Även om mikrobiella lipaser är tillgängliga för osttillverkning är de mindre specifika i vilka fetter de hydrolyserar, medan djurens enzymer är mer partiella till fett med korta och medelstora fetter. Hydrolys av de kortare fetterna föredras eftersom det resulterar i den önskvärda smaken hos många ostar. Hydrolys av långkedjiga fettsyror kan resultera i antingen soapiness eller ingen smak alls.