Ферменти в харчовій промисловості

Вступ

Ферменти грають ключову роль в структурі і функціональності харчових продуктів за рахунок модифікації макромолекул у поживних речовинах.

Важливими є як ендогенні ферменти з сировини, так і екзогенні ферменти, що додані як допоміжні засоби для обробки.

У цій главі, насамперед, описується дія екзогенних ферментів, хоча дія ендогенних ферментів також обговорюється, якщо це допомагає зрозуміти дію доданих ферментів. Ферменти мають безліч різних впливів на текстуру і функціональність харчових продуктів. Описуються ефекти, коли додавання ферментів призводить до зміни або збільшення макромолекулярної взаємодії, а не ефекти, які ґрунтуються на зменшенні взаємодії. Наприклад, використання пектинолітичних ферментів для отримання прозорого яблучного соку не розглядається, оскільки пектинолітичні ферменти додаються для того, щоб забезпечити значне зниження макромолекулярної взаємодії.

Цей розділ в першу чергу описує приклади, де ферменти застосовуються безпосередньо в харчовому процесі, а не приклади, де ферменти використовуються для виробництва інгредієнтів з функціональними властивостями, наприклад, виробництва модифікованого крохмалю.

Важливість екзогенних ферментів у модифікації макромолекулярної взаємодії в різних харчових зонах істотно змінюється і залежить від ступеня переробки і структури продуктів. Використання доданих ферментів, очевидно, залежить від деякого ступеня обробки.

Крім того, додані ферменти в основному використовуються для модифікації макромолекулярних взаємодій, де такі взаємодії вже відіграють важливу роль у якості та функціональності немодифікованих продуктів. Хліб і молочні продукти, такі як сир і йогурт, дають набагато кращі можливості для ферментативної модифікації макромолекулярної взаємодії, ніж застосування напоїв, де в більшості випадків застосовуються ферменти для збільшення врожайності і полегшення обробки.

Випічка

Структура і функціональність хлібобулочних виробів полягає в макромолекулярній взаємодії, в якій важливу роль відіграють всі основні класи макромолекул, крохмалю, арабіноксилану, ліпідів і білка. Тому не дивно, що амілолітичні, ксиланолітичні, ліполітичні та білково-модифікуючі ферменти використовуються для поліпшення процесів тіста та якості хліба. Ферменти або додають у борошно перед випічкою, або додають разом з іншими інгредієнтами під час замісу тіста.

Амілолітичні ферменти і черствіння

Хліб поступово стає твердішим, сухішим і менш еластичним з часом. Щоб зрозуміти процес старіння, який називається черствіння, важливо спочатку подивитися на процеси, які відбуваються при желатинування крохмалю під час випічки. Амілоза і амілопектин гідратуються і втрачають кристалічність під час желатинування. Амілопектин, являє собою розгалужену амілоглюканову структуру в якій бічні гілки вирівнюються паралельно в нежелатинізованому крохмалі, втрачає це вирівнювання в менш організованому гідратованому желатинізованому крохмалі. Механізм черствіння добре описаний і викликаний, в першу чергу, послідовною агрегацією, що прогресує до кристалізації амілози і, що більше важливо, амілопектину, при якій бічні гілки амілопектину вирівнюються відносно основи. Крім того, в процесі старіння хліба відіграють роль зміни у клейковині, а також взаємодії крохмалю з іншими основними компонентами борошна (глютеном, арабіноксиланом і ліпідами).

Амілази використовуються для боротьби з черствінням протягом багатьох років. Амілази повинні бути відносно термостійкими, тому що крохмаль повинен желатинізувати, перш ніж ферменти зможуть модифікувати крохмаль. Желатинізація відбувається від 65 до 85°С при нормальних умовах випічки. Типові ендоамілази руйнують як амілозу, так і амілопектин, щоб хліб залишався