Коагулација на млеко со протеази од зеленчук - Весник на специјалисти во месната и млечната индустрија
(Автор: проф. Д-р инже. Марија Туртои-универзитет Долен Дунав од Галати)
Коагулацијата на млекото со растителни протеази или како сурови екстракти или во прочистена форма е позната со векови во многу делови на земјината топка. Овие ензими се алтернатива на тромбот што има ограничена достапност и висока цена. Ги има во скоро сите видови на растителни ткива и може да се добијат од природни извори или одгледување ин витро. Скоро сите ензими кои се користат за коагулација на млеко припаѓаат на аспартична протеаза, но има и други ензими со капацитет на коагулант, под соодветни услови, како што се цистеин и серински протеази. Употребата на растителни протеази во правењето сирење е ограничена поради пониско производство на сирење, горчливи вкусови и дефекти на текстурата.
Коагулација на млеко со растителни протеази
Коагулацијата на млеко со растителни протеази или како сурови екстракти или прочистена форма е позната со векови во многу делови на светот. Овие протеази се алтернатива на ренето теле, со ограничена достапност и висока цена. Тие се наоѓаат буквално во сите видови растителни ткива и може да се добијат од природни извори или ин витро култура. Скоро сите ензими кои се користат за згрутчување на млекото припаѓаат на аспартична протеаза, но има и други ензими како што се цистеин и серински протеази кои можат да го згрутчат млекото под соодветни услови. Употребата на растителни протеази во производството на сирење е ограничена поради помали приноси на сирење, горчлив вкус и дефекти во текстурата.
Протеазите се оние ензими кои вршат протеолиза, иницирајќи протеински катаболизам со хидролиза на пептидните врски помеѓу аминокиселините во структурата на полипептидниот ланец што го сочинуваат протеинот. Со текот на времето, тие еволуирале неколку пати, така што истата реакција може да се изврши од различни класи на протеази со сосема различни катализаторски механизми. Тие се класифицирани, според каталитичкиот остаток, во следниве групи: серински протеази, треонински протеази, цистеин протеази, аспартатни протеази, глутамински киселини протеази и металопротеази.
Протеазите се наоѓаат во сите организми, од прокариоти до еукариоти и вируси. Овие ензими се мултифункционални, имаат многу физиолошки функции кај растенијата и животните. Така, тие се вклучени во разни физиолошки реакции, од едноставното варење на протеините во храната до екстремно добро регулираните реакции на каскадата, како што е згрутчување на крвта или апоптоза. Тие исто така се вклучени во ртење, биолошко стареење, воспалителни процеси, итн.
Протеазите дејствуваат или со целосно распаѓање на пептид во аминокиселини (неограничена протеолиза) или со распаѓање на специфични пептидни врски (ограничена протеолиза) во зависност од низата аминокиселини што го сочинуваат протеинот. Активноста може да биде деструктивна промена како што е сузбивање на функцијата на протеин или варење на протеинот во аминокиселини или може да биде активирање на функција, односно сигнал во сигналната патека.
Некои ензими имаат хетерогена и нарушена протеолитичка активност, со што можат да хидролизираат широк спектар на протеински подлоги. Такви се ензимите за варење, на пример трипсин, кој мора да може да ја разгради количината на протеини во храната проголтана во помали фрагменти на пептиди. Спротивно на тоа, другите протеази имаат висока специфичност и расцепуваат подлоги кои содржат само одредена низа. Ова е тромбин, пептид вклучен во згрутчување на крвта.
Протеазите играат важна комерцијална улога во индустријата за преработка на храна, текстил и кожа. Тие претставуваат повеќе од 60% од вкупните ензими на пазарот.
Коагулацијата на млекото е главната фаза во производството на сирење. Направен е со коагулациони ензими кои ги подготвуваат протеолитички ензими, ова е најстарата примена на ензими, позната со илјадници години. Историски гледано, тромбот извлечен од стомакот на преживари е најшироко користен извор на ензими во правењето сирење, иако постојат докази за рана употреба на коагулациони ензими во микроорганизми и растенија.
Урдата е комплекс на ензими произведени во желудникот на кој било цицач, вклучително и протеази кои го коагулираат млекото, произведувајќи го неговото раздвојување во цврст дел (урда) и течен дел (сурутка). Присуството на овие ензими е многу важно во стомакот на млади цицачи за варење на мајчиното млеко со кое се дојат. Главниот активен ензим во тромбот се нарекува химозин или ренин (EC 3.4.23.4), заедно со пепсин и липаза.
Природната телешка урда се извлекува од внатрешната мукоза на четвртата комора на желудникот на млади, неизбришани телиња. Урдата извлечена од старечки телиња, хранети со трева или житни култури, содржи помалку или нема химозин, но повеќе пепсин.
Оваа урда може да се користи само за некои специјални видови млеко и сирење. Секој вид преживари произведува посебен вид на ситница за варење на млекото од сопствените видови, така што има, на пример, козјо тромб за згрутчување на козјо млеко или јагнешко тромб за згрутчување на овчо млеко.
Алтернативи за тромб
Производството на сирење е зголемено околу 3,5 пати од 1961 година, додека достапноста на урда е намалена поради намаленото колење на одвикнати телиња, а земјоделците претпочитаат да ги одгледуваат за да обезбедат месо за консумирање. Кон ова се додаваат високата цена на тромб, религиозни ограничувања и етнички регулативи за употреба на животински секрети во храната (на пр. Во јудаизмот и исламот), вегетаријанска исхрана или забрана за употреба на рекомбинантен тромб од теле (во Франција, Германија и Холандија). . Сите овие фактори придонеле за потрага по други извори на ензими со потенцијал за коагулација на млеко отколку оние веќе познати.
Постојат многу алтернативни извори на коагулирачки ензими, растенија и микроорганизми кои можат да го заменат тромбот на животните. Хемозин произведен со ферментација (произведена ферментација химозин, FPC) главно се користи во производството на сирења во Северна Америка и Европа бидејќи е поевтино и има подобар квалитет од животинската урда. Ензимите произведени од микроорганизми се соодветни како замени на тромб, но има голем интерес за ензимите за коагулација извлечени од растенијата.
Овие ензими се присутни во скоро сите видови на растителни ткива и се чини дека сите протеолитички ензими имаат можност да го коагулираат млекото под соодветни услови. Скоро сите ензими кои се користат за коагулација на млеко припаѓаат на аспартична протеаза, но исто така се користат и ензими од други групи како што се цистеин и серински протеази.
Растителни екстракти се користеле уште од античко време за коагулација на млеко за да се добие сирење, особено во медитеранските земји, Западна Африка и јужна Европа.
Така, Хомер предложи, во Илијада и Одисеја, дека Грците коагулирале млеко со екстракт од смоква. Шпанија и Португалија имаат најголема разновидност на сирења направени од ензими за коагулација на трн (Артишок sp.): Лос Педрочес, Ла Серена, Торта дел Касар (овчо млеко), Лос Иборес (козјо млеко) и Флуор де Гуја (мешавина од овчо и кравјо млеко) во Шпанија и сирења Сера и Серпа во Португалија. Екстракти од јаболко Содом (Calotropis procera) се користеле во производството на сирење во западноафриканските земји како што се Нигерија и Република Бенин.
Истражувањата во последниве децении го проширија списокот на растенија или делови од растенија кои содржат ензими со својства на коагулација на млеко: фитинска киселина добиена од нездравена соја, алое (Алое вера), ананас (Ананас комос), плевелот на змијата (Еуфорбија хирта), краставица (Cucumis sativus), трн (семејство Asteraceae, Cynara cardunculus), тиква (Максимална кукурбита), лисја од коприва (Уртика диоика), лисја или цвеќиња од јаболкото Содом (Calotropis procera), суви каперси (Капарис спиноза), Европски полу-водни невен (Ranunculus ligua), џуџест бршлен (Глехома хедерацеа), сушен латекс од папаја (Вчитајте папаја), киселица (француски киселица, Rumex scutatus, обична киселица, Румекс ацетоза или киселицата на овците, Румекс ацетосела), слезово (Althaea officinalis), диња зима (Benincasa cerifere), сонце-јајца (Дрозера ротондифолија), санзиен (Галиум верум), семе од моринка (Moringa oleifera), семе од рицинус (Ricinis communis), обична смоква (Ficus carica), витанија (Витанија коагуланс или Витанија сомнифера) итн.
Табела 1 претставува неколку примери на растенија од кои се извлекуваат протеази за кои се познати активноста на коагулација на млеко и активноста на протеазата во единици/ml.
Сирења произведени со кој било од овие ензими се погодни за лакто-вегетаријанци. Растителни протеази може да се користат и за производство на кошер и халал сирења, иако во моментов скоро сите кошер сирења се добиваат ширум светот или со микробни протеази или тромб произведен со ферментација. Комерцијалните препарати обично содржат протеази синтетизирани од Мукор миехеи.
Табела 1. Содржина на протеини, активност на коагулација и активност на протеаза кај некои растенија
Активноста на коагулација на млеко, единици/ml
Активност на протеазата, единици/ml