FERMENTŲ PANAUDOJIMAS MAISTO PRAMONĖJE

Fermentai yra svarbūs ląstelės komponentai, labai glaudžiai susiję su jos gyvybinėmis funkcijomis. Fermentai – tai biologiniai katalizatoriai. Fermentų katalizuojamų biocheminių reakcijų suma sudaro medžiagų apykaitos pagrindą, visų gyvų organizmų išskirtinę funkciją. Reguliuojant fermentų kiekį ir aktyvumą, reguliuojamas metabolinių reakcijų greitis bei jų kryptis. Fermentai maisto pramonėj naudojami labai plačiai. Jie naudojami pieno, mėsos duonos, konditerijos, gėrimų ir kitose maisto pramonės šakose. Pieno pramonėj naudojami iš vienų produktų sudarant kitus, pavyzdžiui, iš pieno gaminant sūrius; mėsos pramonėj skaidant, brandinant mėsą; duonos, konditerijos ka aip pagalbiniai priedai, gėrimų pramonėj daugiausiai kaip brandinimo medžiagos. Fermentai – paprasti ar sudėtiniai globuliniai baltymai, sudaryti iš vieno ar dviejų komponentų. Dvikomponentinių fermentų baltyminė dalis vadinama apofermentu, nebaltyminė – kofermentu, o visas kompleksas – holofermentu.
Fermentams būdingos specifinės savybės, kurios skiria juos nuo kitų katalizatorių:
 Pagal molekulių cheminę sandarą visi fermentai yra baltymai ir turi pirmine, antrinę,
tretinę sandarą.
 Fermentų veikimo efektyvumas yra daug stipresnis už nebiologinių katalizatorių
veikimo efektyvumą.
 Fermentai pasižymi labai dideliu specifiškumu. Jie pasirinktinai veikia tik tuos
substratus, tas medžiagas, kurių kitimų reakcijas katalizuoja.
 Viena svarbiausių fermentų yp patybių – jų aktyvumo reguliavimas. Reguliuojant
fermentų aktyvumą, ląstelėse reguliuojami bei koordinuojami visi metaboliniai procesai,
palaikomas organizmo vidinės terpės dinaminis pastovumas ir prisitaikoma prie įvairių tos terpės pokyčių.
 Fermentinėms reakcijoms būdingas beveik 100% galutinių produktų kiekis.
 Fermentai pasižymi termolabilumu ir jautrumu terpės jonų pH.
Fermentų išskyrimas ir va

alymas

Fermentų yra visur, kur tik yra gyvybė. Jų yra ir paprasčiausiuose vienaląsčiuose organizmuose ir visų aukštesniųjų gyvulių ir augalų audiniuose, organuose bei skysčiuose. Fermentų prigimčiai ir jų veikimo mechanizmui išaiškinti reikėjo juos išskirti iš organizmo audinių ir biologinių skysčių. Vienas iš paprasčiausių ir labiausiai paplitusių fermentų, išskyrimo metodų yra gyvulinių ir augalinių audinių ekstrahavimas vandeniu, druskų tirpalais, glicerinu ir kai kuriais, kitais tirpikliais. Geriausiai tam tinka glicerinas, nes jame tirpsta daugumas fermentų. Be to, glicerininiai fermentų ekstraktai ilgiau išsilaiko. Kad geriau išsiskirtų fermentai, audiniai susmulkinami ir sutrinami tame skystyje, kuriame jie ekstrahuojami. Audiniai dažniausiai sutrinami su kvarciniu smėliu specialiuose įrengimuose – homogenizatoriuose, —. pilnai suardant ląsteles. Kartais fermentai išskiriami iš ląstelių, panaudojus didelį slėgimą. Kad nesuirtų patys fermentai, audiniai sušaldomi. Išskirti fermentai pa aprastai yra užteršti įvairiomis medžiagomis, kurios gali mažinti jų katalitinį aktyvumą. Norint pašalinti šias medžiagas, fermentų ekstraktai yra atitinkamai gryninami. Plačiausiai paplitęs gryninimo būdas yra dializė. Dializės būdu iš fermentų ekstraktų galima išskirti mažo molekulinio svorio medžiagas (mineralines medžiagas, amino rūgštis, monosacharidus ir t. t.). Didelio molekulinio svorio medžiagos (baltymai, krakmolas ir t. t.) atskiriami kitais metodais: adsorbcijos, elektroforezės, išsūdymo, kristalizacijos ir t. t. Pirmą kartą adsorbcijos metodą fermentams gryninti pritaikė 1862 m. žymus rusų biochemikas A. Danilevskis. Šio metodo esmę su
udaro tai, kad daugelis labai susmulkintų medžiagų gali adsorbuoti kitas medžiagas iš tirpalo ir jas išlaikyti savo paviršiuje. Adsorbcijos intensyvumas priklauso nuo adsorbento ir adsorbuojamos medžiagos savybių. Be to, adsorbcija priklauso ir nuo sąlygų, kuriose ji vyksta. Čia ypač svarbu aplinkos reakcija, temperatūra ir kt. Kiekviename audinyje yra įvairių fermentų. Todėl ekstrakte esti beveik visi tame audinyje buvę fermentai. Norint gauti atskirus fermentus, naudojami įvairūs adsorbentai. Vieni iš jų adsorbuoja vienus fermentus, kiti — kitus. Parinkus atitinkamus adsorbentus ir kiekvienam iš jų sudarius tinkamas adsorbcijos sąlygas, galima fermentus ne tik išgryninti, bet ir atskirti juos vienus nuo kitų. Adsorbentas, dažniausiai lengvai nusėda. Keletą kartų taip adsorbuojant ir atskiriant fermentus nuo adsorbento, pavyksta juos išgryninti ir suskirstyti. Dar geriau fermentai išgryninami ir suskirstomi, naudojant elektroforezę.
Fermentų svarba maisto pramonei

Pagrindinės fermentų savybės — specifinis veikimas, didelis katalitinis aktyvumas, termolabilumas — jau seniai atkreipė technologų dėmesį. Iš kitos pusės, žmonės, dar nieko nežinodami apie fermentus ir jų savybes, nuo neatmenamų laikų praktiškai juos naudojo, gamindami vyną, rūgščius pieno produktus, sūrius, kepdami duoną, ruošdami kavos pupeles ir arbatą ir t. t. Iš esmės, beveik nėra nė vieno maisto produkto, kur pagamintume be kokių nors fermentų. Alaus, spirito, vyno, kai kurių organinių rūgščių gamybos technologiniai procesai yra taip glaudžiai su
usiję su fermentų veikla, kad visos šios maisto pramonės šakos yra sujungtos ir vadinamos fermentacine pramone.
Daugelio maisto produktų gamyboje yra naudojami fermentų preparatai, išskirti iš gyvulinės ir augalinės kilmės žaliavų, .pavyzdžiui, šliužo fermentas, pepsinas — sūrių ir varškės gamyboje. Tačiau dar daugiau maisto produktų yra gaminama, naudojant atitinkamus mikroorganizmus, kurių ląstelėse susidaro įvairūs fermentai, arba šių mikroorganizmų fermentų preparatus. Kaip tik tokie mikroorganizmai yra plačiai naudojami fermentacinėje pramonėje, o taip pat kepant duoną, gaminant rūgščius pieno produktus. Visų maisto produktų gamybai labai svarbūs yra ir perdirbamose žaliavose esantieji fermentai.

Gaminant kai kuriuos maisto produktus, fermentai gali veikti netgi žalingai, ir, norint gauti ilgai negendantį produktą, reikia žaliavose esančius fermentus ir juos gaminančius mikroorganizmus sunaikinti. Pavyzdžiui, tam pasterizuojamas pienas, grietinėlė, konservuojami maisto produktai. Fermentai sunaikinami, gaminant cukrų, konditerijos gaminius ir kt. Savaime suprantama, tuomet reikia gerai žinoti fermentų savybes, jų veikimą, o taip pat sąlygas, kuriose fermentai yra aktyvesni. Svarbu ir tai, kad fermentai mikroorganizmų ląstelėse susidaro priklausomai nuo mikroorganizmų mitybos sąlygų, nuo veikiamo substrato. Tam tikrose sąlygose mikroorganizmai adaptuojasi, t. y. „pripranta” prie to ar kito substrato ir pradeda gaminti fermentus, reikalingus substratui pakeisti. Ši jų įgyta savybė persiduoda ,,iš kartos į kartą”. Daug kur maisto pramonėje yra naudojamos mielės, kurios dabar daugiausia ga
aminamos iš cukraus pramonės atliekos — melasos. Mielių ląstelėse susikaupia daug fermentų, kurie hidrolizina angliavandenius ir sukelia jų rūgimą. Dėl to mielės ir yra naudojamos angliavandeniams rauginti. Gaminant spiritą biocheminiu būdu, gali būti naudojamos įvairios žaliavos: krakmolas (bulvės, grūdai), cukrinės žaliavos (melasa, cukriniai runkeliai) ir inulininės žaliavos (cikorija, topinambai). Gaminant spiritą iš krakmolingų žaliavų, pirmiausia reikia hidrolizinti krakmolą, arba, kaip sakoma, jį sucukrinti. Tam yra naudojami amilolitiniai fermentai, esantieji salykle arba pelėsių grybeliuose. Salyklu vadinami dirbtinėse sąlygose (esant tam tikrai drėgmei ir temperatūrai) sudaiginti grūdai. Dygstant grūdams, juose kaupiasi aktyvūs fermentai: amilolitiniai (α-amilazė, β-amilazė, dekstrinfosfatazė), proteolitiniai, pektinazė ir kt. Šiuo metu salyklas vis dažniau pakeičiamas fermentų preparatais, gaminamais kultivuojant Mucor ir Aspergillus pelėsių grybelius. Pelėsių grybelių preparatuose esti apie 20 įvairių fermentų, jų tarpe ir maltazės. Veikiant amilolitiniams fermentams krakmolą, jis hidrolizuojasi į dekstrinus, maltozę ir gliukozę, kitaip sakant, yra sucukrinamas. Suprantama, gaminant spiritą iš melasos, ją sucukrinti nereikia. Toliau sucukrintas krakmolas rauginamas, ir susidaro alkoholis, Rūgimui sukelti naudojamos mielės, kurių fermentai katalizuoja rūgimo procesą. Alkoholinis rūgimas, iš esmės, vyksta taip pat, kaip ir glikolizės procesai organizmų ląstelėse. Skirtumas tik tas, kad susidariusi pirovynuogių rūgštis Čia dekarboksilinasi ir virsta acetaldehidu, o šis, veikiamas NAD-H2, redukuojasi į etilo alkoholį. Taigi, spirito gamyboje susiduriame su tais fermentais, kurie katalizuoja glikolizės reakcijas. Salykle arba fermentų preparatuose esą proteolitiniai fermentai veikia žaliavos baltymines medžiagas, ir susidaro baltymų skilimo produktai, kurie turi teigiamos įtakos mielių vystymuisi ir dauginimuisi. Tačiau grūdų, bulvių paviršiuje, o taip pat melasoje, gali būti mikroorganizmų, kurie gamina fermentus, katalizuojančius nepageidaujamus spirito gamyboje procesus, pavyzdžiui, sviesto rūgšties, acto rūgšties, pieno rūgšties, kai kurių esterių, aldehidų sintezę. Todėl technologiniai spirito gamybos, o svarbiausia žaliavų paruosimo procesai vykdomi taip, kad šių fermentų įtaka būtų galimai mažesnė.
Gaminant vyną, vaisių arba uogų sultys yra rauginamos. Rūgimui sukelti taip pat naudojamos mielės. Biocheminiai rūgimo procesai daug priklauso nuo sulčių sudėties. Vynuogių sultyse yra angliavandenių (gliukozės, fruktozės, sacharozės, pentozių), pektininių medžiagų, organinių rūgščių ir jų druskų, tanidinių ir dažančių medžiagų, baltymų ir jų hidrolizės produktų, vitaminų, mineralinių medžiagų, eterinių aliejų. Veikiant fermentams, sultys rūgsta ir visos šios medžiagos vienaip ar kitaip kinta. Iš cukrų susidaro alkoholinio rūgimo produktai — alkoholis ir CO2, o taip pat šiek tiek glicerino, acetaldehido, organinių rūgščių (pirovynuogių, acto, gintaro, citrinos, pieno) ir kt. Iš amino rūgščių susidaro kai kurie alkoholiai, šiek tiek gintaro rūgšties, acetaldehido, kuriuos mielės naudoja kaip maisto medžiagas. Rūgstant sultims, pasigamina ir įvairūs esteriai, svarbiausia etilo acetatas. Bendras rūgimo produktų kiekis ir atskirų jų komponentu santykis priklauso nuo naudojamu mielių, o tuo pačiu nuo jose esančiu fermentų sudėties ir nuo rauginimo sąlygų, t. y. temperatūros, cukrinių medžiagų koncentracijos, aeracijos, aplinkos pH. Biocheminiai pakitimai vyksta, ir vyną laikant bei brandinant. Tuomet oksidinasi alkoholiai, aldehidai, taninai ir kitos medžiagos, o kai kurios rūgštys ir aldehidai jungiasi su alkoholiais, ir susidaro esteriai ir acetaliai. Visos šios medžiagos turi įtakos vyno „bukieto” susidarymui.

Duonos gamyba taip pat yra sudėtinga fiziniu, biocheminių ir mikrobiologinių procesų visuma. Svarbiausias technologinio duonos gamybos proceso etapas yra tešlos paruošimas. Jame svarbų vaidmenį vaidina mielių, pienrūgščio rūgimo bakterijų ir miltų fermentai. Katalizuojant amilolitiniams fermentams miltų krakmolo hidrolize, susidaro dekstrinai ir maltozė, kuri, veikiant mielių fermentams, hidrolizinasi ir rūgsta, susidarant alkoholiui ir CO2. Pastarasis išpurena tešlą. Veikiant pienrūgščio rūgimo bakterijų fermentams, susidaro pieno rūgštis ir šiek tiek kitų organinių rūgščių, kas savo ruožtu sudaro optimalią aplinką mielėms vystytis. Rūgščių susikaupimas turi įtakos ne tik duonos skoniui, bet ir proteolitinių fermentų veikimui. Be to, susikaupus rūgštims, susilpnėja α-amilazės veikimas ir todėl pagerėja duonos kokybė. Priešingu atveju susidarytų daug dekstrinų, ir duona butų lipni, supuolusi, neakyta. Katalizuojant proteolitiniams fermentams, peptizuojasi ir kartu brinksta miltų baltymai, todėl tešlos savybės gerėja. Labai svarbus fermentų vaidmuo, belaikant žaliavas. Pavyzdžiui, gerai žinoma, kad iš ką tik sumaltų miltų iškepta duona nėra gera: jos paviršius sutrūkinėja, minkštimas esti neelastingas, blogai išakijęs. Laikant miltus tinkamose sąlygose, žymiai pagerėja iš jų pagamintos duonos savybės. Visų pirma laikomi miltai pašviesėja, nes oksidinasi jų pigmentinės medžiagos. Salia kitų veiksnių, oksidacijai turi įtakos peroksidai, kurie susikaupia, lipoksidazėms veikiant riebiąsias rūgštis. Pastarosios susidaro, lipazei hidrolizinant miltų riebalus. Iš kitos pusės, svarbu, kad lipazės veikimas nebūtų per daug intensyvus, nes tuomet susidarytų daug riebalų skilimo produktų, kuriems toliau bekintant, gali miltai apkarsti. Veikiant proteolitiniams miltų fermentams, šiek tiek pakinta miltų baltyminės medžiagos, kas turi didelę reikšmę jų glitimo savybėms, o tuo pačiu ir duonos kokybei.
Žinant fermentų svarbą įvairiems technologinių procesų etapams, galima patobulinti kai kurių maisto produktų gamybą, pagerinti jų kokybę, sutaupyti žaliavas. Pavyzdžiui, naudojant salyklą krakmolui sucukrinti, reikia daug grūdų salyklui paruošti. Be to, salyklo gamyba yra gana sudėtinga. Pelėsių grybelių (Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Aspergillus niger, Aspergillus usamii, Aspergillus batatae) fermentu preparatai puikiausiai pakeičia salyklą, ir produktų kokybė nepablogėja. Naudojant šiuos fermentų preparatus, krakmolas sucukrinamas greičiau. Todėl pastaruoju metu tokie preparatai yra gana plačiai naudojami spirito gamyboje. Pelėsių grybelių (Aspergillus oryzae ir Aspergillus awamori) fermentų preparatai yra naudojami duonos gamyboje rūgimo procesams suintensyvinti. Be to, jie pilnai pakeičia salyklą, naudojamą plikintai duonai gaminti. Šių fermentų preparatų reikia labai nedaug (0,01% nuo plikinamų miltų masės). Naudojant fermentų preparatus, pagerėja ir duonos kokybė, ji ilgiau nesensta.

Žuvis ir mėsa brandinama, veikiant jų audiniuose esantiems fermentams, bet tai trunka gana ilgai. Brandinimą galima pagreitinti proteolitiniais fermentais, išskirtais iš žuvų arba gyvulių vidaus organų ir esant tam tikroms aplinkos sąlygoms (pH, temperatūrai). Tačiau tokiems fermentams gauti reikėtų perdirbti daug gyvulinės kilmės žaliavų. Dėl šių priežasčių iš gyvūnų organų išskirti proteolitinių fermentų preparatai pramonėje beveik nenaudojami. Nustatyta, kad žymiai lengviau gaunami ir geresnį efektą duoda Aspergillus oryzae ir Aspergillus terricola pelėsių grybelių fermentų preparatai. Pavyzdžiui, pridėjus 0,02 – 0,2% šių preparatų, žuvies sūdymo ir brendimo procesas pagreitėja 6 -10 kartų. Įvairių fermentų preparatų gamyba mūsų šalyje labai plečiama ir sudaro atskirą pramonės šaką.
Fermentai pieno pramonėje
Dalis fermentų į pieną patenka iš pieno liaukų ląstelių, kiti — išskiriami piene esančių mikroorganizmu. Piene yra šie fermentai: lipazė, fosfatazė, β-galaktozidazė (laktazė), α-amilazė, peptidhidrolazės, katalazė, anaerobinės ir aerobinės dehidrogenazės ir kiti. Iš pieno liaukų ląstelių į pieną lipazės patenka labai nedaug. Piene, ypač pieno produktuose, svarbiausias lipazės šaltinis yra kai kurie mikroorganizmai (Micrococcus, Sarcina, Pseudomonas, Alcaligenes, Achrobacter, Bact. fluorescens). Ypač dideliu lipolitiniu aktyvumu pasižymi daugelis pelėsių. Todėl apipelijusiuose pieno produktuose vyksta gana intensyvi riebalų hidrolizė (produktai apkarsta). Lipazė gana stabili temperatūros atžvilgiu, todėl sviesto gamyboje grietinėlę tenka pasterizuoti ne žemesnėje kaip 80—85°C temperatūroje.
Fosfatazėsį pieną patenka iš pieno liaukų. Jos inaktyvuojasi, šildant pieną 75°C temperatūroje 3 minutes arba 60°C temperatūroje 15 minučių. Norint sužinoti, kaip buvo pasterizuotas pienas arba įsitikinti, ar pasterizuotame piene nėra primaišyta nepasterizuoto, kartu su kitais tyrimais atliekamas ir fosfatazės bandinys.
Laktazės yra pieno liaukose. Ją taip pat gamina pienrūgščio rūgimo bakterijos, pieno mielės, pelėsiai ir kiti mikroorganizmai.
Amilazė į pieną patenka beveik vien tik iš pieno liaukų ląstelių. Manoma, kad pieno liaukose sintetinasi laktozė, katalizuojant amilazei. Amilazė labai jautri temperatūrai: šildant pieną 63°C temperatūroje 30 minučių, ji inaktyvuojasi. Jeigu ilgalaike pasterizacija pasterizuotame piene nėra amilazės, tai aišku, kad šis procesas buvo atliktas teisingai.
Proteolitiniai pieno fermentai inaktyvuojasi aukštesnėje kaip 75—80°C temperatūroje, bet gana stabilūs išlieka, ilgesnį laiką šildant iki 70°C temperatūros. Iš pieno liaukų į pieną patenka gana nedaug proteolitinių fermentų. Žymiai svarbesni piene ir ypač sūriuose yra pienrūgščio rūgimo mikroorganizmų išskiriami proteolitiniai fermentai. Atskiri pienrūgščio rūgimo streptokokai išskiria skirtingus proteolitinius fermentus.
K a t a l a z ė organizmo audiniuose suardo kenksmingą vandenilio peroksidą, kuris susidaro, vykstant medžiagų apykaitai. Pieno katalazės veikimo optimali temperatūra yra 37°C, o aplinkos reakcija — neutrali. Į pieną katalazė patenka iš pieno liaukų arba iš bakterijų ląstelių. Daugelis bakterijų, ypač puvimo, išskiria katalazę. Pienrūgščio rūgimo bakterijos katalazės negamina. Todėl iš katalazės kiekio pasterizuotuose pieno produktuose galima spręsti, kiek jie yra užkrėsti pašaliniais mikroorganizmais. Ką tik pamelžtame piene katalazės kiekis atitinka l—4 ml deguonies (15 ml pieno sumaišoma su 5 ml 1% H2O2 tirpalo ir, laikant 25°C temperatūroje, apskaičiuojama, kiek dujų išsiskiria per 2 valandas). Senapienių karvių piene katalazės kiekis atitinka 6—8 ml deguonies. Ypač daug katalazės yra nenormaliame, sergančių gyvulių piene.
Anaerobinės dehidrogenazės (reduktazės) j pieną patenka su mikroorganizmais. Ar jų yra piene, nustatoma su metileno mėlio pagalba (esant fermento, metileno mėlis netenka spalvos). Laikas, per kurį metileno mėlis netenka spalvos, priklauso nuo bakterijų kiekio piene ir pieno kokybės. Atsižvelgiant į tai, pienas skirstomas į 4 klases. Į 20 ml pieno įpilama l ml metileno mėlio tirpalo (5 ml sotaus alkoholinio metileno mėlio tirpalo ir 195 ml vandens). Mišinys mėgintuvėlyje laikomas 40°C temperatūroje ir sekamas spalvos netekimo laikas. Nustatyta, kad ir ką tik pamelžtas pienas redukuoja metileno mėlį (nors ir silpnai). Matyti, šiek tiek anaerobinių dehidrogenazių patenka į pieną ir iš pieno liaukų. Anaerobinės dehidrogenazės inaktyvuojasi, palaikius pieną 5 minutes 75°C temperatūroje. Piene sutinkama ir kitos formos anaerobinių dehidrogenazių — aldehidoksidazė. Ji atima vandenilį iš aldehido hidrato ir perduoda jį akceptoriui, pavyzdžiui, metileno mėliui, kuris redukuojąs! ir nusidažo. Aldehidoksidazės yra gyvulių kepenyse ir kituose audiniuose. Iš čia ji patenka į pieno liaukas ir pieną. Anksčiau buvo manoma, jog; kuo intensyvesnė medžiagų apykaita karvės organizme, tuo daugiau piene bus aldehidoksidazės. Kitaip sakant, fermento kiekis piene rišasi su gyvulių produktyvumu. Tačiau atlikus eksperimentus (A. Emeljanovas ir G. Pisarenko, 1943—1948 m.), ši nuomonė nepasitvirtino. Aldehidoksidazė inaktyvuojasi 80°C temperatūroje.

Yra piene ir ksantinoksidazės, kuri katalizuoja hipoksantino ir ksantino oksidaciją iki šlapimo rūgšties. Ksantinoksidazė adsorbuojama pieno riebalų rutuliukų. Jos izoelektrinis taškas esti, kai pH = 6,2.

Piene yra fermento peroksidazės, kuri katalizuoja kai kurių junginių oksidaciją vandenilio peroksidu arba organiniais peroksidais. Pavyzdžiui, 2KJ + H2O2 ->2KOH + J2 (ši reakcija tinka peroksidazei nustatyti). Nemažai peroksidazės yra karvių, avių ir ožkų piene. Kitų gyvulių piene jos nerasta arba rasta labai mažai. Nustatyta, kad peroksidazės kiekis nepriklauso nuo bakterijų. Peroksidazė gali būti aptinkama, įpylus į pieną para-fenilendiamino tirpalo ir vandenilio peroksido. Šis tirpalas, esant peroksidazės, nudažo pieną mėlynai. Peroksidazė suyra maždaug 80°C temperatūroje arba 72°C per 30 minučių. Peroksidazės bandinys gana plačiai naudojamas pieno pasterizacijai nustatyti. Pieno aerobinės dehidrogenazės dar nėra pakankamai ištirtos. Į pieną jos patenka iš pieno liaukų arba jas išskiria piene esantys mikroorganizmai.

Fermentai sūrių gamyboje
Sūrių gamyboje svarbiausi yra tie biocheminiai procesai, kurie vyksta piene, sutraukoje ir sūrių masėje, veikiant šliužo fermentui ir pienrugščio rūgimo bakterijų išskiriamiems fermentams. Sūriai, gauti, sutraukdinant pieną šliužo fermentu, vadinami fermentiniais. Veikiant šliužo fermentui, iš pieno susidaro sutrauka, į kurią įeina visos sudėtinės pieno dalys. Apdorojant sutrauką, iš jos pašalinama šiek tiek išrūgų. Pašalinamų išrūgų kiekis priklauso nuo gaminamo sūrio rūšies. Išrūgų išsiskyrimui turi įtakos sutraukos savybės. Tyrimais nustatyta, kad, pienui greitai sutrūkstant, susidaro tanki sutrauka. Be to, sutraukos savybėms ir išrūgų išsiskyrimui turi labai (didelę įtaką pridedamas į pieną kalcio druskų kiekis, pieno sutraukdinimo temperatūra, želatinuojančios pieno savybės, pradinis pieno rūgštumas ir t. t. Šliužo fermentas gaunamas, ekstrahuojant parūgštintu natrio chlorido tirpalu išdžiovintus jaunų gyvulių skrandžius. Ekstrakto baltyminės medžiagos, o kartu su jomis ir fermentas, išsūdomos, išdžiovinamos, susmulkinamos ir sumaišomos su sūdomąja druska. Jos dedama tiek, kad šliužo miltelių aktyvumas būtų 100000 (I dalis miltelių per 40 minučių turi sutraukti 100000 dalių pieno, kurio temperatūra 35°C). Šliužo fermentas aktyviausias yra 41—45°C temperatūroje, neutralioje ir silpnai rūgščioje aplinkoje (pH 5,5—7,6). Sūrių brendimas yra labai sudėtingas procesas. Jam vykstant daugiau ar mažiau pakinta visi sūrio komponentai ir susidaro visa eilė naujų junginių. Bręsdama sūrio masė įgyja specifines organoleptines savybes, kurios yra būdingos vienos ar kitos rūšies sūriui. Keičiant brandinimo sąlygas, iš vienodo pieno galima gauti įvairių rūšių sūrius. Sūriams bręstant, pagrindinis vaidmuo priklauso baltyminėms medžiagoms ir jų kitimui. Bręstant sūriams, labai svarbus pienrūgščio rūgimo bakterijų vaidmuo. Jų išskiriami fermentai skaldo ne tik pieno cukrų, bet ir baltymus. Be pienrūgščio rūgimo bakterijų fermentų, šiek tiek svarbus yra ir šliužo fermentas, o taip pat rūgštys, ypač pieno rūgštis. Manoma, kad pieno rūgštis su parakazeinu sudaro parakazeino laktatą, kuris yra labai svarbus baltymų peptonizacijos procesuose. Parakazeino laktatas, kuriame yra daugiau kaip l % pieno rūgšties, tirpus vandenyje. Iš riebalų, baltymų ir laktozės susidariusios riebiosios rūgštys (skruzdžių, acto, propiono, sviesto, valerijono) šiek tiek tirpina sūrio baltymus. Dar geriau baltymai tirpsta, susidarius oksirūgštims (glikolio, oksisviesto rūgščiai). Brendimo procesuose svarbi ir sūdomoji druska. Nuo druskos kiekio sūryje priklauso tų ar kitų mikroorganizmų vystymasis ir fizinė sūrio masės būklė.

Fermentai mėsos brendinime

Jautienos brendimą galima pagreitinti, dirbtiniu būdu paveikus fermentų preparatais: panardinus juose, o taip pat apipurškus ar įšvirkštus prieš skerdimą į kraujagyslių sistemą. Šiuo metu naudojamus fermentus galima suskirstyti į tris grupes. Pirmos grupės fermentai — tai nepatogeninių bakterijų ir pelėsių grybelių fermentai. Tai dažniausiai kelių aktyvių fermentų mišiniai, nepasižymintieji specifiškumu. Tačiau daugiausia jie paveikia raumenų skaidulas, tirpina sarkolemą, suardo branduolius, išnyksta skersinis raumenų ruožuotumas. Jungiamuosius audinius šios grupės fermentai paveikia nežymiai, šiek tiek daugiau suminkštinamas kolagenas, o elastinas išlieka nepakitęs. Antros grupės fermentai gaunami iš tropinių augalų. Geriausiai ištirti papainas (gaunamas iš meliuonmedžio lapų ar sulčių), oficinas (gaunamas iš fygmedžio) ir bromelinas (gaunamas iš ananasų). Šie fermentai intensyviai veikia jungiamuosius audinius ir mažiau — raumenų baltymus. Fermentai — papainas, bromelinas ir ficinas — žymiai intensyviau ardo kolageno, o taip pat ir elastino struktūrą, jei mėsa šildoma. Kadangi paprastai verdant mėsą elastinas mažai tepasikeičia, todėl šie fermentų preparatai yra vertingi ypač daugiau jungiamųjų audinių turinčiai mėsai. Fermentų preparatai veikia elastiną priklausomai nuo laiko. Pamerkus į 5% ficino tirpalą elastino turinčius audinius, po keturių valandų pastebimas žymus elastino plaušelių sutrūkimas, o po dvylikos valandų įvyksta pilna elastino plaušelių destrukcija. Trečios grupės fermentai — tai gyvulinės kilmės proteolitiniai fermentai. Raumenų skaidulas jie paveikia efektyviau, negu jungiamuosius audinius. Tam tikras jų trūkumas yra tas, kad, pavyzdžiui, tripsino ir kitų optimaliam veikimui reikalingas šarminis pH, o tuo tarpu bręstančioje mėsoje yra rūgšti aplinka.

Išvados

Pabaigoje norėčiau pabrėžti, kad fermentai yra labai svarbūs komponentai maisto pramonėje ir daugelis maisto gamybos technologijos procesų yra tiesiog priklausomi nuo fermentų, jų veiklos ir daugiausiai, bet kurioje didesnėje maisto pramonės šakoje sunku apsieiti be šių komponentų. Taip pat žinoma, kad fermentai yra vieni naudingi, o kiti ne tokie naudingi. Tačiau fermentai žmogaus organizmui didelės žalos nedaro, nebent jie netinkamai naudojami, o tinkamai panaudoti fermentai tiesiog yra efektyvūs ir naudingi.

Literatūra:

E.Grinienė, J.Vitkus ,,Techniškoji Biochemija“
http://www.google.lt/search?hl=lt&q=fermentu+panaudojimas

Leave a Comment