אנזימי גבינה: מה הם ולמה הם נחוצים?

חלה עלייה בדרישת הצרכנים לגבינה יחד עם החיפוש אחר מוצרים בעלי פרמטרים אורגנולפטיים חדשים, מה שהוביל למחקר מקיף על קרישי חלב אלטרנטיביים. היחס בין פעילות פרוטאוליטית לקרישה קובע את הדרישות לאנזימים המשמשים בתהליך ייצור הגבינה.

גבינה היא מוצר שתופס מקום מיוחד בתזונה של אנשים מודרניים. בשל השונות של הרכיבים המשמשים וטכנולוגיית הייצור, ישנם מספר עצום של סוגי מוצרים הנבדלים זה מזה בטעם, בריח ובמרקם. עד כה, מומחים חלוקים בדעתם כאשר מנסים לסווג גבינה, נתונה מ-500 ל-5000 פריטים. אבל כמעט כל צרכן יוכל לבחור מוצר לטעום.

הייצור של מוצר זה הוא אחד הענפים הוותיקים ביותר של תעשיית המזון. חקר שרידי החרס הניאוליתי בשטחה של פולין המודרנית איפשר להשיג ראיות לכך שכבר באלף החמישי לפני הספירה. ה. אנשים מעובדים חלב. ייצור גבינה פתר מספר בעיות:

• לשמר את המרכיבים העיקריים של חלב (חלבונים, שומנים, ויטמינים) במשך זמן רב;
• להמיר את המשקה לצורה מוצקה, שסיפקה תחבורה נוחה יותר (שחשובה לעמים נוודים);
• ליצור מוצר חלב עם תכולת לקטוז נמוכה יותר.

גבינה היא מוצר מזון מותסס. הוא מיוצר כאשר הסוכר בחלב (לקטוז) הופך לחומצה לקטית על ידי חיידקים. זני חיידקי חומצת החלב המשמשים להחמצת המשקה נבחרים בדרך כלל בקפידה ומוסיפים בכוונה כמחמצת. כיום, פפסין נמצא בשימוש נרחב.

הבסיס לייצור גבינה הוא סילוק הלחות מהחלב על ידי הפיכתו למסה עבה. החומר הצפוף הנובע מקיפול החלבון יהפוך אז לגבינה. זוהי גבינת קוטג', אותה ניתן לצרוך טרי, אך במידה רבה יותר נעשה בה שימוש נרחב ליצירת גבינות.

הגלידה מופרדת ממי גבינה במהלך תהליך הייצור, אשר בתורו מהווה תוצר לוואי חשוב ובעל ערך. עבור זנים הנבדלים בצורתם המוגמרת על ידי לחות גבוהה, מסת הקצפת פשוט מוזגת לתבניות, אבל לגבינות קשות היא נלחצת.

סוגי התוספים הפופולריים ביותר המשמשים בייצור גבינה תעשייתית הם תוספים צמחיים השייכים לקבוצות הציסטאין והסרין. אנזימים, המבוססים על פעולתם של מיקרואורגניזמים על חלבון חלב, נמצאים בשימוש נרחב בייצור גבינות בשל עלויות ייצור נמוכות ומאפיינים אורגנולפטיים גבוהים של המוצר הסופי.

השימוש בתסיסה לקטית צמחית ומיקרוביאלית כחלופה לאלה שמקורן מן החי מאפשר לא רק לגוון את מגוון הגבינות בשוק, אלא גם לפתור בעיות אתיות וכלכליות. בנוסף, תכשירים צמחיים ומיקרוביאליים עונים על עקרונות הצמחונות.

הטכנולוגיה המודרנית כוללת את השלבים הבאים:

• הכנת חלב;
• קרישה על ידי אנזימים פרוטאוליטיים והיווצרות מסה של גבשושית;
• תא סרום;
• חיתוך גבינת קוטג';
• לִישָׁה;
• הנחת תחת העיתונות והתבגרות.

כמות קטנה של גבינה נצרכת טרייה, מיד לאחר הייצור. עם זאת, יש להבשיל את רוב הזנים לפני הצריכה, החל משבועיים (למשל מוצרלה) ועד שנתיים או יותר (למשל Parmigiano-Reggiano או צ'דר בשל במיוחד).

יש להניח שהגבינה הראשונה הייתה תוצאה של אחסון חלב בשקים שנעשו מקיבה של מעלי גירה וחיבתו במהלך ההובלה. מאוחר יותר, המרכיבים הפעילים בתהליך זה זוהו כפפסין וכימוזין, הידוע יותר בשם רנט.

בחלב, יותר מ-95% מהקזאין מוצגים בצורה של חלקיקים קולואידים גדולים או מיצלים, המשקעים במהלך קרישה של κ-קזאין. קרישת קזאין היא תהליך דו-שלבי: מתרחש ייצור אנזימטי של para-κ-קזאין בלתי מסיס ומקרופפטיד מסיס. הגלידה נוצרת בשלב השני (שלב הקרישה) כתוצאה משחרור של para-k-casein בטמפרטורה מעל 20°.

כימוזין יוזם את קרישת החלב על ידי שבירת הקשרים במולקולת κ-קזאין. קשר זה רגיש הרבה יותר לפרוטאזות חומציות מאשר קשרים פפטידים אחרים במערכת חלבוני החלב.

כל האנזימים של בעלי חיים בשימוש נרחב בתעשייה הם חומציים, המראים פעילות מרבית בסביבה חומצית.הם מאופיינים בתכולה גבוהה של חומצות אמינו דיקרבוקסיליות ובתכולה נמוכה של חומצות אמינו חיוניות. האנזים המפורסם ביותר הוא פפסין.

הכימוזין מופק מהמעי ומשמש באופן מסורתי כחומר קרישה בייצור גבינה. אנזימים מקרישים לקטית המכילים כימוזין מתקבלים מבעלי חיים צעירים ממינים שונים ולכל אחד מהם מאפיינים ביוכימיים ספציפיים משלו. אנזים נוסף ממקור מן החי הוא פפסין. ניתן למצוא אותו במיצי קיבה של יונקים, דגים וזוחלים.

גורמים אתיים, דתיים וכלכליים הובילו לחיפוש אחר חלופה לחמין החי. חומרי קרישה ירקות משמשים בייצור גבינות בנוסף לאנזימים שמקורם בבעלי חיים. האזכור התיעודי הראשון שלהם מתייחס לשנת 42. פרחי גדילן מצוי ומיץ עץ תאנה מופיעים כחומרים המעוררים קרישת חלב.

פפאין הוא האנזים הפרוטאוליטי שמקורו בצמחים הנפוצים ביותר. בפרט, באינדונזיה משתמשים בפפאין לייצור גבינות חצי קשות. הוא בודד לראשונה בשנת 1879 מלטקס פפאיה. בשימוש גם ברומלין, שבודד מהגבעולים והפרי הבוסר של האננס. גדילן חלב משמש לעתים קרובות גם כמקור לאנזים חיוני.

הנחקרים ביותר הם חומרים המופקים מהארטישוק הספרדי, שפרחיו משמשים באופן מסורתי בייצור גבינות על ידי עמי אזור הים התיכון. במשך מאות שנים, פרחי ארטישוק שימשו בגבינות עיזים וכבשים במזרח אפריקה ובדרום אירופה. למוצרי גבינה אלו מרקם קרמי עדין וטעם מעולה.מאפיינים אורגנולפטיים נובעים מספציפיות המצע הרחבה של אנזימים אספרטיים, אשר מבקעים לא רק κ-קזאין, אלא גם α- ו-β-קזאין. פרוטאזות מעלי ושורשי ארטישוק הראו פעילות קרישה גבוהה.

בנוסף לבידוד של חומרים מחומר צמחי, יש עניין רב בשיטות להשגתם על ידי מיקרו-ריבוי. לשימוש בטכנולוגיה יש מספר יתרונות, שהעיקרי שבהם הוא האפשרות להשיג כמות גדולה של אנזים הומוגני, מה שהופך את הייצור לכדאי מבחינה כלכלית.

ניתן להחליף את הרנט לא רק באנזימים צמחיים, אלא גם בחומרים דמויי פפסין ממקור חיידקי. היתרונות של אנזימים מיקרוביאליים:

• עלות ייצור נמוכה;
• עומד בקריטריונים של מקור טבעי ודרישות צמחוניות.

כבר ב-1974 נעשה שימוש בחומרים כאלה לייצור 60% מהגבינה בארצות הברית. הפטריות החוטות שייצרו את האנזימים הן עדיין בעלות העניין הגדול ביותר בייצור גבינה.

היצרנים העיקריים של אנזימים בעולם הם:

• "דניסקו דופונט" (דנמרק);
• "מיטל" (הודו);
• Clarion Casein LTD (הודו);
• פונטרה (ניו זילנד);
• "וולקורן" (קנדה);
• מאהן בלקי מוגבלת (הודו).

השוק המקומי נשלט על ידי יצרנים רוסים:

• "צמח של אנזימים אנדוקריניים";
• "מפעל רנט במוסקבה".

בייצור תסיסה לקטית, מפעלים אלה משתמשים בכימוזין, בשר בקר ועוף בפרופורציות שונות. בנוסף, קיימים בשוק פרוטאזות צמחיות ומיקרוביאליות מסחריות.

כדי ללמוד כיצד להכין אנזימי גבינה בעצמך, ראה את הסרטון הבא.