10723 (Технология ферментных препаратов), страница 2

Преимущества иммобилизованных ферментов перед нативными предшественниками:

1. Гетерогенный катализатор легко отделим от реакционной среды, что дает возможность остановить реакцию в любой момент, использовать фермент повторно, а также получать чистый от фермента продукт.

2. Ферментативный процесс с использованием иммобилизованных ферментов можно проводить непрерывно, регулируя скорость катализируемой реакции и выход продукта.

3. Модификация фермента целенаправленно изменяет его свойства, такие как специфичность (особенно в отношении макромолекулярного субстрата), зависимость каталитической активности от рН, ионного состава и других параметров среды, стабильность к денатурирующим воздействиям.

4. Можно регулировать каталитическую активность иммобилизованных ферментов путем изменения свойств носителя действием физических факторов, таких как свет и звук. Иммобилизовать ферменты можно как путем связывания на нерастворимых носителях, так и путем внутримолекулярной или межмолекулярной сшивки белковых молекул низкомолекулярными бифункциональными соединениями, а также путем присоединения к растворимому полимеру.

Широкое применение в нашей стране и за рубежом находят ферментные препараты и продукты, обладающие амилолитической активностью. В нашей стране выпускают следующие амилолитические ферментные препараты: с активной &-амилазой — Амилоризин П10Х, Амилосубтилин Г10Х; глюкоамилазой — Глюкоамилаза очищенная. Кроме того, производятся белый солод и солодовые экстракты с активной &-амилазой, которые вырабатываются из проросшего зерна ржи или ячменя.

Под действием амилолитических ферментов повышается содержание сбраживаемых сахаров в тесте, что приводит к интенсификации процесса созревания полуфабрикатов, увеличению количества декстринов, что способствует сохранению свежести хлеба.

При добавлении ферментных препаратов в оптимальных дозировках увеличивается объем хлебобулочных изделий, улучшается структура их пористости, мякиш становится более нежным, улучшаются вкус и аромат хлеба, корка приобретает более интенсивную окраску и глянец.

В составе Амилоризина П10Х содержится комплекс ферментов амилолитического и протеолитического действия, наибольшее значение из которых имеет &-амилаза. Продуцентом Амилоризина П10Х является плесневой гриб Aspergillus oryzae. Оптимальные условия действия Амилоризина ШОХ-рН 4,7-5,4 и температура 40-45°С.

Амилосубтилин Г10Х представляет собой очищенный ферментный препарат, образуемый Bacillus subtilis. Препарат содержит &-амилазу, (3-глюканазу и протеазу. Оптимальными условиями действия препарата являются рН 6,0-6,3 и температура 50-55°С. Бактериальная ?-амилаза по сравнению с грибной обладает высокой термостабильностью, температура инактивации составляет 63-71°С.

Амилоризин П10Х и Амилосубтилин Г10Х оказывают наиболее эффективное действие при добавлении к муке с упругой, недостаточно эластичной клейковиной, с пониженной и нормальной сахарообразующей способностью (180—250 мг мальтозы на 10 г муки) и автолитической активностью до 30%.

Глюкоамилаза очищенная (оптимальные условия действия: рН 3,0-5,0; температура 55-60°С) — препарат, продуцентом которого являются гриб Aspergollus awamory или штамм дрожжей Endomycopsiz sp. 20-9, находит применение при производстве высокоосахаренных ферментативных полуфабрикатов и жидких дрожжей.

Значительным недостатком применения амилолитических препаратов является наличие в их составе протеазы, что затрудняет их использование при переработке муки с пониженным содержанием клейковины, а также слабой по силе. Хлебные изделия лучшего качества получаются при совместном внесении амилолитических ферментов и улучшителей окислительного действия.

Отечественный цитолитический ферментный препарат, продуцентом которого является культура гриба Trichothecium rozeum, обладает гемицеллюлазной, целлобиазной, пентозаназной активностью. В результате исследований по поиску возможностей использования в хлебопекарной промышленности Цитороземина П10Х, который отличается высокой цитолитической и незначительной амиполитической и протеолитической активностью, было сделано следующее заключение: добавление его в тесто в диапазоне концентраций от 0,01 до 0,1% к массе муки способствует дополнительному обогащению теста редуцирующими сахарами, приводит к значительному накоплению в нем водорастворимых пентозанов, изменению упруго-пластических свойств клейковины, способствует улучшению реологических свойств геста, что приводит к увеличению объемного выхода хлеба.

Зарубежные аналоги ферментных препаратов

Зарубежными фирмами, также выпускаются ферментные препараты, обладающие амилолитической активностью. К ним относятся: Fungamyl BG (Фунгамил BG), приготовленный на основе очищенной грибной амилазы (оптимум рН 4,5-5,0 температуры 53-55°С), Bioferm P, Biobake P conc, Grindamyl A 1000, характеризующиеся низким уровнем амилоглюкозидазной и протеиназной активности, что позволяет применять их при переработке муки с различными хлебопекарными свойствами.

Gungamyl Super AX, Biobake 721 и Grindarmyl100 разработаны для коррекции низкой амилолитической активности муки, а также для улучшения структуры мякиша, повышения объема хлебобулочных изделий и продления срока сохранения свежести.

Препараты Novamyl, Biobake 2000, Grindamyl MAX-LIFE U4 и Grindamyl MAX-LIFE Е5 предназначены для удлинения срока хранения хлеба в свежем состоянии. Ферментный препарат Novamyl проявляет максимальную активность при выпечке тестовых заготовок (оптимумы рН 5,8-6,0, температуры 54-76°С) и способствует более полному протеканию процесса клейстеризации крахмала, что приводит к значительному увеличению срока свежести хлеба.

Grindamyl MAX-LIFE U4 - ферментный комплекс, состоящий из грибной и бактериальной амилаз, разработанный для замедления черствения хлебных изделий, вырабатываемых опарными способами, Кроме того, добавление ферментного препарата Grindamyl MAX-LIFE U4 приводит к улучшению показателя стабильности теста. Препарат Grindamyl MAX-LIFE E5 грибного происхождения целесообразно применять при ускоренных технологиях.

Ферментные препараты с гемицеллюлазной активностью действуют на нерастворимые высокомолекулярные пентозаны, содержащиеся в пшеничном тесте, увеличивают долю низкомолекулярных пентозанов, что способствует образованию более прочного клейковинного каркаса. Внесение препаратов с гемицеллюлазной активностью способствует увеличению доли связанной влаги в тесте. Это приводит к увеличению водопотлотительной способности полуфабрикатов и, следовательно, к улучшению структурно-механических свойств теста.

Из зарубежных ферментных препаратов с гемицеллюлазной активностью применяют препарат Pentopan 500 BG (Пентопан 500 BG), представляющий очищенный препарат фермента, полученного при культивировании Humicola insolens и проявляющего пентозаназную активность (оптимальные условия рН 5—6 и 4°С). Применение этого препарата способствует стабилизации свойств теста, увеличению объема хлеба, улучшению структуры мякиша, продлению срока сохранения свежести готовых изделий.

Протеолитические ферментные препараты, катализирующие гидролитическое расщепление белковых веществ, целесообразно использовать при переработке муки с чрезмерно сильной клейковиной, так как ферменты этой группы, проявляя восстановительную активность, оказывают деструктурирующее действие на клейковину муки и улучшают реологические свойства теста. Крове того, ферментные препараты этой группы применяют при производстве затяжного печенья, крекеров, слоеных изделий из бездрожжевого теста.К протеолитическим ферментным препаратам относятся Прото-субтилин Г10Х или Г20Х, продуцентом которого является Bacillus subtilis, а также Протозим, Neutease (Novo Noelisk).

Ферментные препараты, обладающие липолитической активностью, в качестве основного фермента содержат активную липазу. Фермент липаза осуществляет гидролиз триацилглицеридов с образованием жирных кислот и глицерина. В качестве препарата с липолитической активностью применяют Новозим 677 BG (Novo Noelisk). Применение этого препарата позволяет увеличивать стабильность теста и объем хлеба, улучшать структуру пористости и цвет мякиша.

Список использованной литературы

1. Бирюков, В.В. Основы промышленной биотехнологии / В.В. Бирюков. – М. КолосС, 2004.

2. Варфоломеев С.Д., Гуревич К.Г. Биокинетика: практический курс. - М.: ФАЙР-ПРЕСС, 1999. - 720 с.

3. Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов. – 3-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во “Элевар” 2000. 512с. ил.

4. Грачева, И.М. Технология ферментных препаратов / И.М. Грачева. – М.: Агропромиздат, 1985.

5. Кислухина, О.В. Ферменты в производстве пищи и кормов / О.В.Кислухина. – М.: КолосС, 2002.

6. Манаков, М.Н. Теоретические основы промышленной биотехнологии / М.Н. Манаков, Д.Г. Победимский. – М.: Высшая школа, 1989. – 310 с.