Beispiele für in der Milchindustrie verwendete Enzyme

Im Bereich der Biotechnologie gibt es viele industrielle Anwendungen, die zu biotechnologischen Produkten führen, die wir täglich zu Hause verwenden. Einige davon sind Anwendungen in der Lebensmittelwissenschaft, die Enzyme nutzen, um die Qualität verschiedener Lebensmittel zu verbessern. In der Milchindustrie werden einige Enzyme für die Herstellung von Käse, Joghurt und anderen Milchprodukten benötigt, während andere in einer spezielleren Weise zur Verbesserung der Textur oder des Geschmacks verwendet werden.

Fünf der häufigsten Arten von Enzymen und ihre Rolle in der Milchindustrie werden nachstehend beschrieben.

Labet

Milch enthält Proteine, insbesondere Kaseine, die ihre flüssige Form behalten. Proteasen sind Enzyme, die der Milch während der Käseproduktion zugesetzt werden, um Kasine, insbesondere Kappa-Casein, zu hydrolysieren, was die Micellenbildung stabilisiert und eine Koagulation verhindert. Lab und Rennin sind allgemeine Begriffe für jedes Enzym, das zur Koagulation von Milch verwendet wird. Technisch ist Lab das Wort für die Auskleidung des vierten Magens eines Kalbes.

Das häufigste Enzym, das aus Lab isoliert wird, ist Chymosin. Chymosin kann auch aus verschiedenen anderen tierischen, mikrobiellen oder pflanzlichen Quellen erhalten werden, aber einheimisches mikrobielles Chymosin (aus Pilzen oder Bakterien) ist für die Herstellung von Cheddar und anderen Hartkäsen unwirksam.

Begrenzte Vorräte an Kälberlab bewirkten die genetische Manipulation von mikrobiellem Chymosin durch Klonierung von Kälber-Prochymosin-Genen in Bakterien.

Bioengineering Chymosin kann an der Produktion von bis zu 70% der Käseprodukte beteiligt sein. Während die Verwendung von biotechnologisch hergestellten Enzymen das Leben von Kälbern verschont, stellt sie Ethikprobleme für diejenigen dar, die sich mit dem Verzehr von Nahrungsmitteln, die mit GEMs zubereitet werden, widersetzt.

Andere Proteasen

Milch enthält neben den Caseinen eine Reihe verschiedener Proteine.

Kuhmilch enthält auch Molkenproteine ​​wie Lactalbumin und Lactoglobulin. Die Denaturierung dieser Molkeproteine ​​unter Verwendung von Proteasen führt zu einem cremigeren Joghurtprodukt. Die Zerstörung von Molkeproteinen ist auch für die Käseherstellung wesentlich.

Während der Herstellung von Weichkäse wird Molke nach der Gerinnung von der Milch getrennt und kann unter anderem als Nährstoffzusatz für Bodybuilding, Gewichtsreduktion und Senkung des Blutdrucks verkauft werden. Es gab sogar Berichte über diätetische Molke für Krebstherapien und eine Rolle bei der Induktion der Insulinproduktion bei Patienten mit Typ-2-Diabetes. Proteasen werden verwendet, um hydrolysiertes Molkeprotein herzustellen, bei dem es sich um Molkenprotein handelt, das in kürzere Polypeptidsequenzen zerlegt ist. Hydrolysierte Molke verursacht weniger allergische Reaktionen und wird zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln für Säuglingsnahrung und medizinische Zwecke verwendet.

Lactase

Lactase ist ein Glykosid-Hydrolase-Enzym, das Lactose in seine Zuckerbestandteile, Galaktose und Glukose, zerlegt.Ohne eine ausreichende Produktion von Lactase-Enzym im Dünndarm wird der Mensch laktoseintolerant, was zu Beschwerden (Krämpfen, Gas und Diarrhoe) im Verdauungstrakt bei Einnahme von Milchprodukten führt. Lactase wird kommerziell verwendet, um laktosefreie Produkte, insbesondere Milch, für solche Individuen herzustellen.

Es wird auch bei der Zubereitung von Eiscreme verwendet, um ein cremigeres und süßer schmeckendes Produkt herzustellen. Lactase wird üblicherweise aus Kluyveromyces sp. Hergestellt. von Hefe und Aspergillus sp. von Pilzen.

Katalase

Das Enzym Katalase hat in einem bestimmten Bereich der Käseherstellung nur begrenzte Verwendung gefunden. Wasserstoffperoxid ist ein starkes Oxidationsmittel und toxisch für Zellen. Es wird anstelle von Pasteurisierung verwendet, wenn bestimmte Käsesorten wie Schweizer hergestellt werden, um natürliche Milchenzyme zu erhalten, die für das Endprodukt und die Geschmacksentwicklung des Käses vorteilhaft sind.

Diese Enzyme würden durch die hohe Pasteurisierungswärme zerstört. Jedoch werden Rückstände von Wasserstoffperoxid in der Milch die Bakterienkulturen hemmen, die für die tatsächliche Käseherstellung erforderlich sind, so dass alle Spuren davon entfernt werden müssen. Katalaseenzyme werden typischerweise aus Rinderlebern oder mikrobiellen Quellen erhalten und werden zugegeben, um das Wasserstoffperoxid in Wasser und molekularen Sauerstoff umzuwandeln.

Lipasen

Lipasen werden verwendet, um Milchfette abzubauen und Käse charakteristische Aromen zu verleihen. Stärker aromatisierte Käse, zum Beispiel der italienische Käse Romano, werden unter Verwendung von Lipasen hergestellt. Der Geschmack kommt von den freien Fettsäuren, die bei der Hydrolyse von Milchfetten entstehen. Tierische Lipasen werden von Zicklein, Kalb und Lamm erhalten, während mikrobielle Lipase durch Fermentation mit der Pilzart Mucor meihei gewonnen wird.

Obwohl mikrobielle Lipasen für die Käseherstellung zur Verfügung stehen, sind sie weniger spezifisch in Bezug auf die Fette, die sie hydrolysieren, während die tierischen Enzyme eher Teil von kurzen und mittellangen Fetten sind. Die Hydrolyse der kürzeren Fette ist bevorzugt, da dies den erwünschten Geschmack vieler Käsesorten ergibt. Die Hydrolyse der längerkettigen Fettsäuren kann entweder zu Seifigkeit oder überhaupt zu keinem Geschmack führen.