Enzime alimentare În producție, ingineria genetică devine standard - alimentele
Enzime? Nu apar pe lista ingredientelor și aproape nimeni nu știe că joacă un rol important în numeroase alimente. Fie că este vorba de brânză, chifle, suc de fructe sau dulciuri - aproape nimic nu funcționează fără enzime. Tehnologii alimentari le apreciază ca instrumente biochimice precise. Enzimele utilizate astăzi sunt produse cu ajutorul microorganismelor - și sunt adesea modificate genetic.
pâine și chifle. Enzimele asigură o crustă stabilă și proprietăți bune de aluat. De asemenea, ajută produsele de panificație să rămână proaspete mai mult timp.
brânză. Enzima chimozină face ca laptele să fie gros, astfel încât să devină brânză. Înainte venea din stomacul vițelului, astăzi este produs în principal cu microorganisme modificate genetic.
Dulciurile nu sunt întotdeauna zahăr: Cu multe produse, nu mai este zahărul clasic (făcut din sfeclă de zahăr sau trestie de zahăr) care le conferă dulceața lor, ci mai degrabă zahăr din amidon vegetal. Această „zaharificare a amidonului” nu este posibilă fără enzime.
Lactate: Fără lactoză cu enzime
Enzime în produsele de zi cu zi. Aplicațiile tehnice din sectorul farmaceutic, biocombustibilii și hrana pentru animale nu sunt listate. (după Ianuarie 2016)
Enzimele sunt ingredientele active ale celulelor vii și sunt implicate în aproape toate procesele metabolice. Ca catalizatori biologici, aceștia accelerează reacțiile biochimice abia vizibile de multe milioane de ori - și toate acestea în condiții favorabile vieții, fără temperaturi ridicate sau substanțe chimice agresive.
Numărul de enzime naturale este gigantic. 500 de enzime diferite sunt deja active în bacteriile obișnuite E. coli. Structura și modul de acțiune sunt cunoscute în detaliu pentru aproximativ 5000 de enzime. În total ar trebui să existe mai mult de 100.000 de enzime. Avantajul particular al enzimelor este specificitatea lor: funcționează foarte precis și, de obicei, fără „efecte secundare”. O anumită enzimă efectuează doar o anumită reacție, cum ar fi ruperea unui lanț molecular mare într-un punct dat.
În producția și prelucrarea alimentelor, enzimele sunt folosite ca instrumente biochimice ușoare și direcționate. Enzimele au abilități mari: modifică amidonul, optimizează grăsimile și proteinele, fac rulourile crocante, stabilizează spumele sau „lipesc” bucăți de carne. Enzimele controlează procesele de coacere, îngroșează laptele pentru producția de brânză și clarifică sucurile de mere. Acestea ajută la obținerea de arome și extracte de fructe și se asigură că fulgii de porumb sunt fermi pentru mușcătură. Și, de asemenea, cu vin și bere - dacă nu sunt preparate în conformitate cu legea purității germane - joacă un rol discret.
Enzimele sunt, de asemenea, instrumente adecvate pentru îndepărtarea substanțelor nedorite sau a substanțelor incompatibile cu anumite grupuri de persoane: pot descompune zahărul din lapte (lactoză) pentru a obține produse lactate fără lactoză; pot reduce conținutul de gluten din produsele din cereale sau se pot asigura că se formează mai puține acrilamide în timpul coacerii sau prăjirii.
Între 2010 și 2016, vânzările de enzime pentru industria alimentară și a băuturilor aproape s-au dublat (de la 1,2 la 2,1 miliarde de dolari SUA).
Biotehnologie și inginerie genetică: depășirea deficitului natural
Pentru o lungă perioadă de timp, lipsa resurselor naturale a limitat utilizarea economică a enzimelor izolate. Sinteza lor chimică este greu posibilă din cauza structurii moleculare complicate. În plus, enzimele se formează de obicei numai în concentrații scăzute în condiții naturale. Pentru o lungă perioadă de timp, enzimele au fost, prin urmare, mult prea scumpe pentru o aplicare largă în produse de masă.
Dar blocajul disponibilității rare a fost depășit de mult. Un număr mare de enzime sunt acum obținute folosind biotehnologie. Diferite microorganisme - bacterii, drojdii, mucegaiuri - au fost crescute pentru a elibera cantități mari de enzime necesare pentru propriul lor metabolism. Microorganismele utilizate pentru aceasta sunt adesea modificate genetic. În multe cazuri, aceasta este singura modalitate de a produce enzimele necesare ieftin și în cantități suficiente.
Între timp, biotehnologii au la dispoziție alte procese puternice pentru a dezvolta în mod specific microorganisme care pot produce o anumită enzimă cu proprietăți definite cu precizie și cu o calitate consecventă. La început, în primii ani de utilizare industrială a ingineriei genetice, o genă adecvată cu „instrucțiunile de construcție” pentru enzimă a fost transferată sau o genă existentă a fost „întărită” și astfel cantitățile formate au fost crescute. Astăzi se poate optimiza sau chiar reconstrui căile metabolice întregi care conduc la o enzimă (proiectarea proteinelor, evoluția vaselor, biologia sintetică). La fel ca în reproducerea plantelor, granițele dintre ingineria genetică clasică și alte procese biologice moleculare sunt fluide.
De exemplu…
Brânză: În producția de brânză, cheagul din stomacul de vițel este folosit în mod tradițional pentru a coagula laptele. Astăzi, principalul ingredient activ al cheagului, enzima chimozină, este produs cu ajutorul microorganismelor modificate genetic.
Pâine și chifle: Enzimele sunt deosebit de indispensabile în bucățile de aluat congelate din ce în ce mai populare, care sunt gata coapte în panificații și supermarketuri: asigură volum și densitate uniformă, compensează diferențele naturale în calitatea bobului și scurtează timpul de creștere a aluatului. În pâinea finită, enzimele fac crusta mai crocantă și culoarea mai intensă, produsele de patiserie neîncălzite nu devin tari și uscate la fel de repede. (de exemplu, amilaze, xilanaze)
Suc de fructe: Mai ales în cazul fructelor de pădure, enzimele (pectinazele) îmbunătățesc extracția culorii și a substanțelor aromatizante. În unele cazuri, clarifică sucurile natural tulbure. Utilizarea enzimelor este o practică obișnuită în sucurile din fructe de pădure, fructe tropicale, mere și pere.
Dextroză și zaharificare a amidonului: Enzimele descompun amidonul - de exemplu din porumb - în componentele sale de zahăr de bază. Acest proces, cunoscut sub numele de zaharificare a amidonului, se desfășoară acum la scară industrială. Multe ingrediente alimentare și aditivi provin din acesta, cum ar fi zahărul din struguri, siropul de glucoză, izoglucoza sau siropul fructoză-glucoză) sau diverși înlocuitori ai zahărului, cum ar fi sorbitolul. Enzimele utilizate în zaharificarea amidonului sunt acum obținute predominant cu ajutorul microorganismelor modificate genetic.
Enzime alimentare în UE: aprobare, dar fără etichetare
Există aproximativ 1.800 de preparate enzimatice pe piață în Europa. Pentru o lungă perioadă de timp nu au existat reglementări speciale pentru acest lucru în majoritatea țărilor UE. Acest lucru s-a schimbat acum pentru enzimele alimentare: în UE, acestea trebuie acum să treacă printr-o procedură de autorizare în care este evaluată și siguranța. Cerințele sunt aceleași pentru toate enzimele, indiferent de procesul de fabricație. Dacă este „cu inginerie genetică”, preparatul enzimatic în cauză nu trebuie să conțină reziduuri ale organismelor de producție, iar ADN-ul nou introdus nu trebuie să fie detectabil. Aproximativ 40 la sută din preparatele enzimatice prezentate pentru procesul de aprobare până acum sunt realizate cu microorganisme modificate genetic și aproximativ la fel de multe cu cele convenționale. Restul se obțin de la plante și animale (de la sfârșitul anului 2015).
Enzimele trebuie să fie listate în lista ingredientelor unui aliment numai dacă îndeplinesc o funcție tehnologică în produsul final. Dar acest lucru este foarte rar cazul. Indiferent dacă sunt sau nu modificate genetic - enzimele nu sunt în general declarate.