Enzimele de brânză: ce sunt și de ce sunt necesare?

S-a înregistrat o creștere a cererii consumatorilor pentru brânză, împreună cu căutarea de produse cu parametri organoleptici noi, ceea ce a condus la cercetări ample privind coagulanții alternativi ai laptelui. Raportul dintre activitatea proteolitică și coagulare determină cerințele pentru enzimele utilizate în procesul de producție a brânzei.

Brânza este un produs care ocupă un loc special în alimentația oamenilor moderni. Datorită variabilității componentelor utilizate și a tehnologiei de fabricație, există un număr mare de tipuri de produse care diferă ca gust, miros și textură. Până în prezent, experții nu sunt de acord atunci când încearcă să clasifice brânza, dată de la 500 la 5000 de articole. Dar aproape fiecare consumator va putea alege un produs pe care să îl guste.

Producția acestui produs este una dintre cele mai vechi ramuri ale industriei alimentare. Studiul rămășițelor ceramicii neolitice de pe teritoriul Poloniei moderne a făcut posibilă obținerea dovezilor că deja în mileniul al V-lea î.Hr. e. oamenii procesau laptele. Producția de brânzeturi a rezolvat mai multe probleme:

• păstrează pentru o lungă perioadă de timp principalele componente ale laptelui (proteine, grăsimi, vitamine);
• convertiți băutura într-o formă solidă, ceea ce a asigurat un transport mai convenabil (care este important pentru popoarele nomade);
• creați un produs lactat cu un conținut mai scăzut de lactoză.

Brânza este un produs alimentar fermentat. Este produs atunci când zahărul din lapte (lactoză) este transformat în acid lactic de către bacterii. Tulpinile de bacterii lactice utilizate pentru acidificarea băuturii sunt de obicei atent selectate și adăugate în mod deliberat ca dospi. Astăzi, pepsina este utilizată pe scară largă.

Baza producției de brânză este îndepărtarea umidității din lapte prin transformarea acesteia într-o masă groasă. Materialul dens care rezultă din plierea proteinelor va deveni apoi brânză. Aceasta este brânză de vaci, care poate fi consumată proaspătă, dar într-o măsură mai mare este folosită pe scară largă pentru a crea brânzeturi.

Cașul este separat de zer în timpul procesului de producție, care, la rândul său, este un produs secundar important și valoros. Pentru soiurile care diferă în formă finită prin umiditatea ridicată, masa de caș este pur și simplu turnată în forme, dar pentru brânzeturile tari este presată.

Cele mai populare tipuri de aditivi utilizați în fabricarea brânzeturilor industriale sunt aditivii din plante aparținând grupelor cisteină și serină. Enzimele, care se bazează pe acțiunea microorganismelor asupra proteinelor din lapte, sunt utilizate pe scară largă în producția de brânzeturi datorită costurilor reduse de producție și a caracteristicilor organoleptice ridicate ale produsului final.

Utilizarea fermentelor lactice vegetale și microbiene ca alternativă la cele de origine animală permite nu numai diversificarea gamei de brânzeturi de pe piață, ci și rezolvarea problemelor etice și economice. În plus, preparatele din plante și microbiene îndeplinesc principiile vegetarianismului.

Tehnologia modernă include următorii pași:

• prepararea laptelui;
• coagularea prin enzime proteolitice și formarea masei de coagul;
• compartiment ser;
• tăierea brânză de vaci;
• frământare;
• așezarea sub presă și maturare.

O cantitate mică de brânză se consumă proaspătă, imediat după producere. Cu toate acestea, majoritatea soiurilor trebuie să fie coapte înainte de consum, variind de la două săptămâni (de exemplu Mozzarella) până la doi sau mai mulți ani (de exemplu, Parmigiano-Reggiano sau Cheddar extra-copt).

Probabil că prima brânză a fost rezultatul depozitării laptelui în saci din stomacul rumegătoarelor și al amestecării acestuia în timpul transportului. Mai târziu, ingredientele active din acest proces au fost identificate ca pepsină și chimozină, mai bine cunoscute sub numele de cheag.

În lapte, mai mult de 95% dintre cazeine sunt prezentate sub formă de particule sau micelii coloidale mari, care precipită în timpul coagulării κ-cazeinei. Coagularea cazeinei este un proces în două etape: are loc producția enzimatică de para-κ-cazeină insolubilă și macropeptidă solubilă. Coagul se formează în timpul celei de-a doua etape (etapa de coagulare) ca urmare a eliberării para-k-cazeinei la o temperatură de peste 20°.

Chimozina inițiază coagularea laptelui prin ruperea legăturilor din molecula κ-cazeină. Această legătură este mult mai susceptibilă la proteazele acide decât alte legături peptidice din sistemul proteinelor din lapte.

Toate enzimele animale utilizate pe scară largă în industrie sunt acide, prezentând activitate maximă într-un mediu acid.Se caracterizează printr-un conținut ridicat de aminoacizi dicarboxilici și un conținut scăzut de aminoacizi esențiali. Cea mai cunoscută enzimă este pepsina.

Chimozina este derivată din intestin și este folosită în mod tradițional ca coagulant în producția de brânzeturi. Enzimele de coagulare lactică care conțin chimozină sunt obținute de la animale tinere de diferite specii și fiecare dintre ele are propriile caracteristici biochimice specifice. O altă enzimă de origine animală este pepsina. Poate fi găsit în sucurile gastrice ale mamiferelor, peștilor și reptilelor.

Factorii etici, religioși și economici au condus la căutarea unei alternative la cheag animal. Coagulantele vegetale sunt utilizate în fabricarea brânzeturilor, pe lângă enzimele derivate de la animale. Prima mențiune documentară a acestora se referă la anul 42. Florile de ciulin și sucul de smochin sunt enumerate ca substanțe care stimulează coagularea laptelui.

Papaina este cea mai utilizată enzimă proteolitică derivată din plante. În special, în Indonezia, papaina este folosită în producția de brânzeturi semi-tare. A fost izolat pentru prima dată în 1879 din latexul de papaya. De asemenea, este folosită bromelaina, care a fost izolată din tulpinile și fructele necoapte ale ananasului. Ciulinul de lapte este adesea folosit ca sursă a unei enzime esențiale.

Cele mai studiate sunt substanțele extrase din anghinarea spaniolă, ale căror flori sunt folosite în mod tradițional la fabricarea brânzeturilor de către popoarele din regiunea mediteraneană. De secole, florile de anghinare au fost folosite în brânzeturile de capră și oaie în Africa de Est și Europa de Sud. Aceste produse cu brânză au o textură cremoasă delicată și un gust rafinat.Caracteristicile organoleptice se datorează specificității largi de substrat a enzimelor aspartice, care scindează nu numai κ-cazeina, ci și α- și β-cazeina. Proteazele din frunzele și rădăcinile de anghinare au prezentat o activitate mare de coagulare.

Pe lângă izolarea substanţelor din materia vegetală, prezintă un mare interes metodele de obţinere a acestora prin micropropagare. Utilizarea tehnologiei are o serie de avantaje, principalul dintre acestea fiind posibilitatea de a obține o cantitate mare de enzimă omogenă, ceea ce face producția viabilă din punct de vedere economic.

Cheag poate fi înlocuit nu numai de enzime vegetale, ci și de substanțe asemănătoare pepsinei de origine microbiană. Beneficiile enzimelor microbiene:

• cost redus de producție;
• îndeplinirea criteriilor de origine naturală și a cerințelor vegetariene.

Deja în 1974, astfel de substanțe erau folosite în producția a 60% din brânză în Statele Unite. Ciupercile filamentoase care au produs enzimele sunt încă de cel mai mare interes în fabricarea brânzeturilor.

Principalii producători mondiali de enzime sunt:

• „Danisco DuPont” (Danemarca);
• „Mittal” (India);
• Clarion Casein LTD (India);
• Fonterra (Noua Zeelandă);
• „Walcorn” (Canada);
• Mahan Belki Limited (India).

Piața internă este dominată de producătorii ruși:

• „Plantă de enzime endocrine”;
• „Uzina de cheag de la Moscova”.

În producția de fermenti lactici, aceste întreprinderi folosesc chimozină, carne de vită și pepsină de pui în diferite proporții. În plus, pe piață există proteaze comerciale de plante și microbiene.

Pentru a afla cum să faci singur enzimele de brânză, vezi următorul videoclip.