Современные ферменты микробного происхождения: перспективы применения в сыроделии

Наука продолжает искать адекватную замену традиционным сычужным ферментам для производства сыров. Одно из направлений развития этой важной темы — ферменты, выделяемые из микроорганизмов. С обзором данного сегмента рынка — специалисты ВНИИМС — филиала ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем имени В. М. Горбатова» РАН — руководители направления биохимических исследований по сыроделию и маслоделию Дмитрий АБРАМОВ и по прикладной энзимологии Дмитрий МЯГКОНОСОВ.

Строгий отбор

Микробные ферменты изначально вызывали значительный интерес благодаря низкой стоимости, связанной с простотой технологии их производства и возможностью выпуска в любых необходимых количествах. Проблема заключалась в поиске и подборе подходящих микроорганизмов-продуцентов. К микробному ферменту, претендующему на роль молокосвертывающего ферментного препарата (МФП), выдвигался ряд обязательных требований:

расщепление пептидной связи Phe105–Met106 в молекуле каппа-казеина, чувствительной для телячьего сычужного фермента;
минимальная способность к расщеплению иных пептидных связей в молекулах каппа-казеина и других белков молока;
максимальная активность при уровне кислотности молока в процессе производства сыра.

Опираясь на продолжительную практику использования, для производства молокосвертывающих ферментов были отобраны только мицеллярные грибы видов Rhizomucor miehei (старое название — Mucor miehei), Rhizomucor pusillus (Mucor pusillus) и Cryphonectria parasitica (Endothia parasitica). Для получения молокосвертывающего препарата получаемую от микроорганизмов ферментную смесь подвергают очистке от примесных ферментов, выделяемых микробной клеткой (амилазы, липазы и др.), а также модифицируют химическими методами для снижения термоустойчивости. Глубина очистки ферментного препарата в значительной мере сказывается на его стоимости: чем выше очистка, тем дороже получаемый препарат. Малая стоимость является одним из важных конкурентных преимуществ микробных МФП. Для сохранения низкой стоимости некоторые марки МФП подвергаются минимальной очистке без дальнейшей обработки.

____________________________

Читайте по теме:

Молокосвёртывающие ферментные препараты

____________________________

Технологически важные характеристики микробных молокосвертывающих ферментных препаратов

Ассортимент современных микробных МФП представлен разными вариантами исполнения, отличающимися по степени термоустойчивости и уровню очистки.

Отличия МФП:

1. по степени термоустойчивости:

термоустойчивые или термостабильные (thermostable) — сохраняют около 50 % активности после пастеризации при 72 °С в течение 15 с при рН = 6,3 (термическая устойчивость возрастает при снижении рН от 7,0 до 5,2 и менее). Полностью инактивируются после пастеризации при 72 °С в течение 5 мин;
термически неустойчивые или термолабильные (thermolabile) — сохраняют менее 10 % активности после выдержки при 50 °С в течение 60 мин при рН = 6,3. Практически полностью инактивируются после пастеризации при режимах 72 °С, 15 с или 65 °С, 15 мин. Протеиназа Cryphonectria parasitica по своим природным свойствам является термолабильной и в дополнительной модификации для снижения термической стабильности не нуждается. Протеиназа Rhizomucor pusillus менее термически устойчива, чем протеиназа Rhizomucor miehei, но немногим более термоустойчива, чем телячий химозин. Препараты с протеиназой Rhizomucor pusillus дополнительной обработке для снижения термической устойчивости также не подвергаются;

2. по степени очистки:

стандартная: удалена большая часть сопутствующих нежелательных ферментов до уровня, не обнаруживаемого аналитическими методами;
улучшенная: полностью удалены все сопутствующие ферменты, в препарате присутствуют только белковые молекулы молокосвертывающего фермента;

3. по протеолитической специфичности:

неизмененная: микробная протеаза содержится в МФП в неизменном природном виде и сохраняет способность к расщеплению αs1- и β-казеинов, а также большего количества связей в каппа-казеине, чем телячий химозин;
улучшенная: в результате специальной обработки микробная протеаза утрачивает способность к расщеплению большинства пептидных связей в молекулах казеинов, сохраняя активность к расщеплению связи Phe105–Met106 в молекуле каппа-казеина. По своим протеолитическим свойствам такие микробные МФП приближаются к телячьему сычужному ферменту.

Большинство производителей ферментов не маркируют свою продукцию по уровням термоустойчивости и очистки. Однако они указывают ограничения по применению для изготовления отдельных видов сыров. Как правило, степень очистки препарата пропорциональна его цене — чем большей очистке он подвергнут, тем дороже.

Современный ассортимент молокосвертывающих ферментных препаратов микробного происхождения

В табл. 1–3 приведен список наиболее распространенных на рынке МФП микробного происхождения.

В табл. 1 перечислены марки микробных МФП, которые можно назвать эконом-классом. Такие МФП имеют самую низкую стоимость. Дело в том, что дополнительные обработка и очистка микробных МФП приводят к значительной (в два-три раза) потере активности препарата. Поэтому отсутствие очистки, с одной стороны, снижает потребительские свойства препаратов, с другой — дает очень низкую их стоимость. К примеру, фирма Chr. Hansen рекомендует использовать Hannilase L для изготовления сыров в случае, когда не требуется сбор сыворотки для дальнейшей ее переработки.

Несмотря на низкую стоимость, МФП эконом-класса не пользуются популярностью у сыроделов. Основную долю рынка занимают микробные МФП, прошедшие специальные процедуры очистки и снижения термостабильности. Такие препараты можно использовать для производства всех видов сыров. Получаемая при этом подсырная сыворотка имеет высокое качество и пригодна для промышленной переработки. Ассортимент наиболее распространенных микробных МФП, которые можно применять для выработки всех видов сыров, представлен в табл. 2.

Прогресс не стоит на месте, и за последние несколько лет появился ряд новых марок микробных МФП. Внедрение современного оборудования и прогрессивных технологий позволило получить микробные МФП с улучшенными показателями. У новинок, таких как Milase Premium и Microlant Supreme (табл. 3), характеристики показателей соответствуют натуральному сычужному ферменту.

Во ВНИИМС были выполнены практические исследования по возможности применения молокосвертывающих ферментов микробного происхождения в процессе производства созревающих сыров. В рамках исследований проведена выработка сыра «Голландский брусковый» с микробными МФП Fromase типов TL и XLG и препаратом сычужного фермента в качестве контроля. Результаты органолептической оценки показали, что сыры с микробными МФП имели немного большую степень зрелости как в конце срока созревания (60 сут), так и через три месяца хранения — в сравнении с контрольными образцами сыров, произведенными с сычужным ферментом. Достаточная степень зрелости выражалась в большем содержании продуктов протеолиза, в более пластичной конситенции и в чуть большей выраженности сырного вкуса в сравнении с контрольными образцами. Сыры с микробными МФП Fromase получили равную и даже чуть более высокую оценку за вкус и консистенцию, чем контрольные сыры, произведенные с сычужным ферментом.

Обобщая изложенное, следует отметить, что современные марки МФП микробного происхождения, подвергнутые тонкой очистке, могут быть рекомендованы для производства всех видов сычужных сыров без исключения. Марки МФП микробного происхождения эконом-класса, не подвергаемые тонкой очистке, можно рекомендовать только для изготовления свежих сыров или сыров с короткими сроками созревания.

Источник: ПРОДУКТ.BY