Enzymy do sera: co to jest i do czego jest potrzebne?

Wzrasta popyt konsumentów na ser wraz z poszukiwaniem produktów o nowych parametrach organoleptycznych, co doprowadziło do szeroko zakrojonych badań nad alternatywnymi koagulantami mlecznymi. Stosunek aktywności proteolitycznej do koagulacji określa wymagania dla enzymów stosowanych w procesie produkcji sera.

Ser to produkt, który zajmuje szczególne miejsce w diecie współczesnych ludzi. Ze względu na zmienność stosowanych komponentów i technologii produkcji istnieje ogromna liczba rodzajów produktów, które różnią się smakiem, zapachem i teksturą. Do tej pory eksperci nie zgadzają się, kiedy próbują klasyfikować ser, od 500 do 5000 sztuk. Ale prawie każdy konsument będzie mógł wybrać produkt do smaku.

Produkcja tego produktu jest jedną z najstarszych gałęzi przemysłu spożywczego. Badanie pozostałości neolitycznej ceramiki na terenie współczesnej Polski umożliwiło uzyskanie dowodów, że już 5 tysięcy lat przed naszą erą e. ludzie przetwarzali mleko. Produkcja sera rozwiązała kilka problemów:

• zachować główne składniki mleka (białka, tłuszcze, witaminy) przez długi czas;
• przetłumaczyć napój na stałą formę, która zapewni wygodniejszy transport (co jest ważne dla ludów wędrownych);
• stworzyć produkt mleczny o niższej zawartości laktozy.

Ser jest fermentowanym produktem spożywczym. Otrzymuje się go, gdy cukier w mleku (laktoza) przekształca się w kwas mlekowy w wyniku działania bakterii. Szczepy bakterii kwasu mlekowego stosowane do zakwaszania napoju są zazwyczaj starannie dobierane i celowo dodawane jako starter. Do tej pory szeroko stosowana pepsyna.

Podstawą produkcji sera jest usuwanie wilgoci z mleka poprzez przekształcenie jej w gęstą masę. Gęsty materiał, który otrzymuje się w wyniku koagulacji białek, stanie się surowy. Jest to twaróg, który można spożywać świeżo, ale w dużej mierze jest on powszechnie stosowany do produkcji serów.

Skrzep jest oddzielany od serwatki podczas procesu produkcyjnego, z kolei jest ważnym i cennym produktem ubocznym. W przypadku odmian różniących się gotową formą z wysoką wilgotnością masa twarogowa po prostu przechodzi w formy, ale w przypadku serów twardych jest prasowana.

Najpopularniejszymi rodzajami dodatków stosowanych w przemysłowym wytwarzaniu sera są zioła, należące do grup cysteiny i seryny. Enzymy, które są oparte na mikroorganizmach wpływających na białko mleka, są szeroko stosowane w produkcji sera ze względu na niskie koszty produkcji i wysokie właściwości organoleptyczne produktu końcowego.

Wykorzystanie roślinnych i mikrobiologicznych enzymów mlecznych jako alternatywy dla enzymów pochodzenia zwierzęcego pozwala nie tylko na dywersyfikację asortymentu serów na rynku, ale także na rozwiązywanie problemów etycznych i ekonomicznych. Ponadto produkty ziołowe i mikrobiologiczne są zgodne z zasadami wegetarianizmu.

Nowoczesna technologia obejmuje następujące kroki:

• gotowanie mleka;
• koagulacja enzymami proteolitycznymi i tworzenie masy serowej;
• oddzielanie surowicy;
• krojenie twarogu;
• ugniatanie;
• układanie pod prasą i dojrzewanie.

Niewielka ilość sera jest konsumowana na świeżo, bezpośrednio po produkcji. Jednak większość odmian musi dojrzewać przed spożyciem, od okresu dwóch tygodni (na przykład Mozzarella) do dwóch lub więcej lat (na przykład Parmigiano Reggiano lub bardzo dojrzałego Cheddaru).

Przypuszczalnie pierwszy ser był wynikiem przechowywania mleka w workach z żołądków przeżuwaczy i mieszania go podczas transportu.Później składniki aktywne w tym procesie zidentyfikowano jako pepsynę i chymozynę, lepiej znane jako „podpuszczka”.

W mleku ponad 95% kazein występuje w postaci dużych cząstek koloidalnych lub miceli, które wytrącają się podczas koagulacji κ-kazeiny. Koagulacja kazeiny jest procesem dwuetapowym: zachodzi enzymatyczne wytwarzanie nierozpuszczalnego para-κ-kazeiny i rozpuszczalnego makropeptydu. Twaróg powstaje w drugim etapie (etap koagulacji) w wyniku uwalniania kazeiny para-κ w temperaturze powyżej 20 °.

Chymozyna inicjuje koagulację mleka podczas cięcia wiązań w cząsteczce κ-kazeiny. Wiązanie to jest znacznie bardziej wrażliwe na kwaśne proteazy niż inne wiązania peptydowe w układzie białka mleka.

Wszystkie enzymy zwierzęce powszechnie stosowane w przemyśle należą do kwaśnych, wykazując maksymalną aktywność w środowisku kwaśnym. Charakteryzują się wysoką zawartością aminokwasów dikarboksylowych i aminokwasów o niskiej zawartości zasad. Najbardziej znanym enzymem jest pepsyna.

Chymozyna jest otrzymywana z jelita i jest tradycyjnie stosowana jako koagulant do produkcji sera. Enzymy koagulujące mleko zawierające chymozynę uzyskuje się od młodych zwierząt różnych gatunków, a każdy z nich ma swoje specyficzne cechy biochemiczne. Innym enzymem pochodzenia zwierzęcego jest pepsyna. Można go znaleźć w składzie soku żołądkowego ssaków, ryb i gadów.

Czynniki etyczne, religijne i ekonomiczne doprowadziły do ​​poszukiwania alternatyw dla zwierzęcych enzymów podpuszczkowych. Koagulanty roślinne stosuje się w produkcji sera oprócz enzymów uzyskiwanych od zwierząt. Pierwsza dokumentalna wzmianka o nich odnosi się do 42 roku. Kwiaty ostu i sok figowy są wymienione jako substancje stymulujące krzepnięcie mleka.

Papaina jest najczęściej stosowanym enzymem proteolitycznym pochodzenia roślinnego. W szczególności w Indonezji papainę stosuje się do produkcji serów półtwardych. Po raz pierwszy został wyizolowany w 1879 roku z lateksu papai. Stosuje się również bromelainę, którą wyizolowano z łodyg i niedojrzałych owoców ananasa. Ostropest jest również często używany jako źródło niezbędnego enzymu.

Najbardziej badane są substancje ekstrahowane z hiszpańskiego karczocha, którego kwiaty są tradycyjnie stosowane w produkcji sera przez ludy regionu śródziemnomorskiego. Przez wieki kwiaty karczocha były wykorzystywane do przygotowywania serów kozich i owczych w Afryce Wschodniej i Europie Południowej. Te produkty serowe mają delikatną kremową konsystencję i wyśmienity smak. Wskaźniki organoleptyczne wynikają z szerokiej specyficzności substratowej enzymów asparaginowych, które rozkładają nie tylko κ-kazeinę, ale α i β-kazeinę. Proteazy z liści i korzeni karczocha wykazywały wysoką aktywność krzepnięcia.

Oprócz uwalniania substancji z materii roślinnej, bardzo interesujące są metody ich wytwarzania przez mikrorozmnażanie. Zastosowanie technologii ma kilka zalet, z których główną jest możliwość uzyskania dużej ilości jednorodnego enzymu, co czyni produkcję opłacalną ekonomicznie.

Zastąpienie podpuszczki może być przeprowadzone nie tylko przez enzymy roślinne, ale także przez substancje podobne do pepsyny pochodzenia mikrobiologicznego. Zalety enzymów mikrobiologicznych:

• niski koszt produkcji;
• spełniają kryteria naturalnego pochodzenia i wymagania wegetariańskie.

Już w 1974 r. Takie substancje były wykorzystywane do produkcji 60% sera w Stanach Zjednoczonych.Grzyby nitkowate, które wytworzyły enzymy, nadal cieszą się największym zainteresowaniem w produkcji sera.

Głównymi światowymi producentami enzymów są:

• Danisco DuPont (Dania);
• Mittal (Indie);
• Clarion Casein LTD (Indie);
• Fonterra (Nowa Zelandia);
• Walkoren (Kanada);
• Makhan Belki Limited (Indie).

Rosyjscy producenci dominują na rynku krajowym:

• „Roślina enzymów endokrynnych”;
• Moskiewska Roślina Enzymów Podpuszczkowych.

W produkcji enzymów mlecznych przedsiębiorstwa te stosują chimozynę, pepsynę wołową i kurczaka w różnych proporcjach. Ponadto na rynku dostępne są komercyjne proteazy roślinne i mikrobiologiczne.

Jak zrobić własne enzymy do sera, zobacz poniższy film.