Молокосвертывающие ферментные препараты, используемые в сыроделии

Все более широкое применение получают препараты рекомбинантного химозина, получаемые с помощью микроорганизмов. Химический состав, степень использования белка и жира молока, органолептические показатели сыров, вырабатываемых с препаратами обычного и микробиального химозина из Кіиуѵегошусез Іасгіз, Е. соіі и Азр. пі§егѵаг. а\ѵатогі, идентичны.

Молокосвертывающие энзимы в ме

ждународной классификации энзимов помещены в одну группу ЕС 3.4.23, хотя плесневые протеазы сильно отличаются от молокосвертывающих энзимов животного происхождения по специфичности и структуре/2/.

Классификации МФП по природе происхождения ферментов, то есть сырье, из которого они производятся.По природе происхождения (используемому сырью) можно выделить следующие группы:

1. Ферменты животного происхождения;

2. Ферменты микробного происхождения;

3. Ферменты растительного происхождения /3/.

Следующим признаком может являться технология получения ферментов из исходного сырья. По этому признаку можно выделить следующие группы:

1. Технология экстракции или автолиза ферментов из сырья;

2. Технология контролируемой ферментации;

3. Технология рекомбинационной (геннонаправленной) ферментации. Третьим признаком должна быть методика нормализации молоко-свертывающих препаратов до товарного продукта по:

1. Ферментному составу;

2. Молокосвертывающей активности;

3. Наполнителям;

4. Консервантам и прочим добавкам/4/.

2 СВОЙСТВА МОЛОКОСВЕРТЫВАЮЩИХ ЭНЗИМОВ

Все молокосвертывающие энзимы, достаточно широко используемые и сыроделии, принадлежат к кислым протеазам, проявляющим максимальную активность в кислой среде. Они характеризуются высоким содержанием дикарбоновых аминокислот, низким содержанием основных аминокислот . Их еще называют аспарагиновыми протеазами, потому что в их активном центре имеются два остатка аспартата .Кислые протеазы содержат 325-360 аминокислотных остатков; молекулярная масса их находится в пределах 33000-38000. Молекулярные массы говяжьего химозина и свиного пепсина равны 35600 и 34600 соответственно.

Молокосвертывающие энзимы животного происхождения выделяются в виде проферментов, которые превращаются в активные энзимы путем отщепления от N-терминального конца ингибитора, содержащего около 45 аминокислотных остатков. Плесневые кислые протеазы образуются в активной форме. Активизацию проферментов инициируют водородные ионы. Активизация - процесс автокаталитический, протекает при рН 2,0-4,6. На молочные заводы препараты молокосвертывающих энзимов поступают в активной форме и концентрированном виде.

В природе нет энзимов, катализирующих разрыв только связи Феню5-Метюб в χ -казеине, но молокосвертывающие энзимы должны расщеплять эту связь во много раз быстрее, чем другие связи в протеинах молока, так как весь χ-казеин должен быть гидролизован молокосвертывающими энзимами во время выработки сыра, иначе не произойдет коагуляция казеина или значительная часть казеина останется в сыворотке. Любая другая протеолитическая активность молокосвертывающих энзимов во время выработки сыра нежелательна, так как растворимые продукты протеолиза остаются в сыворотке, что снижает выход сыра. По-видимому, теряется для сыра и макропептид, отделяемый от х-казеина в результате гидролиза молокосвертывающими энзимами, но с этим нужно мириться, так как без гидролиза χ-казеина сычужный сыр выработать нельзя.

Способность быстро гидролизовать χ-казеин - общее свойство молокосвертывающих энзимов, применяемых в сыроделии, - называют молокосвертывающей активностью, в отличие от способности расщеплять другие связи в белках, получившей название общей протеолитической активности. Общая протеолитическая активность молокосвертывающих энзимов по отношению к молокосвертывающей должна быть как можно более низкой.

Одна часть кристаллического химозина может свернуть 72 млн. частей молока при 35° С. Химозин гидролизует в χ-казеине связь Фен105 -Метюб в 200 раз быстрее, чем другие связи. Это обусловлено составом и последовательностью расположенных рядом с ней аминокислот. χ-Казеины женского и свиного молока вообще не содержат этой связи, но оба гидролизуются говяжьим химозином, хотя и медленнее, чем χ-казеин коровьего молока. По данным Foltmfn с соавт., говяжий химозин свертывает коровье молоко в два раза быстрее, чем свиное, а свиной химозин свертывает свиное молоко в шесть раз быстрее, чем коровье.

Молокосвертывающие энзимы существенно различаются по отношению общей протеолитической активности к молокосвертывающей. При оптимальном для каждого фермента рН и равной молокосвертывающей активности соотношение общей протеолитической активности (по гемоглобину) говяжьего химозина, говяжьего и свиного пепсина составило 1:3:6. На рис.1 показан гидролиз казеина некоторыми молокосвертывающими препаратами при рН 5,5, близком к рН созревающих сыров и содержимому желудка телят в молочный период. Неспецифический протеолиз (избыточный по отношению к химозину) после 3-часовой инкубации составил для свиного пепсина 0,275 мг, для говяжьего -0,10 мг, для смеси химозин + говяжий пепсин - 0,05 мг, что соответствовало 87,9; 30 и 12% к протеолизу под действием химозина. Химозин обладает самой низкой общей протеолитической активностью по отношению к молокосвертывающей активности.

Рисунок 1. Сравнительиые данные по гидролизу казеина прирН 5,5 (/ -рентш; 2 -реннин + бычий пепсин (1:1); 3 - бычий пепсин-4 - решшн + свиной пепсин (!: 1); 5 - свиной пепсин)

Характер протеолиза в результате совместного действия молокосвертывающих энзимов и Lc. lactis svbsp. lactis зависит от вида энзима: если содержание растворимого белка, пептидов и свободных аминокислот в обезжиренном молоке с сычужным порошком после роста молочного лактококка принять за 100%, то оно будет равно соответственно: в молоке со свиным пепсином 41,1; 105,5; 22,8%; с куриным пепсином 45,2; 125 и 17,7%). При замене сычужного порошка пепсинами содержание растворимых белков и свободных аминокислот в результате кооперативного протеолиза уменьшилось, а содержание пептидов увеличилось. Появление горечи в сырах связано с накоплением в них специфических пептидов.

Следует отметить более высокую общую протеолитическую активность промышленных препаратов сычужного порошка по сравнению с кристаллическим химозином (рис. 2), что обусловлено наличием в первых не только химозина, но и пепсинов. После расщепления χ-казеина и свертывания молока кристаллическим химозином содержание продуктов протеолиза практически не увеличивается, тогда как при использовании сычужного порошка их накопление идет интенсивнее до свертывания и продолжается после свертывания.

Рисунок 2

Более низкая общая протеолитическая активность химозина по сравнению с пепсинами имеет важное физиологическое значение, поскольку новорожденные в первый период жизни не имеют собственных защитных систем и нуждаются в нативных иммуноглобулинах молозива для защиты от инфекций.

 Скачать реферат