Ензими сира: шта су и зашто су потребни?

Повећана је потражња потрошача за сиром заједно са потрагом за производима са новим органолептичким параметрима, што је довело до опсежног истраживања алтернативних коагуланата за млеко. Однос протеолитичке активности и коагулације одређује захтеве за ензиме који се користе у процесу производње сира.

Сир је производ који заузима посебно место у исхрани савремених људи. Због варијабилности коришћених компоненти и технологије производње, постоји огроман број врста производа који се разликују по укусу, мирису и текстури. До данас, стручњаци се не слажу када покушавају да класификују сир, дато од 500 до 5000 артикала. Али скоро сваки потрошач ће моћи да изабере производ по укусу.

Производња овог производа једна је од најстаријих грана прехрамбене индустрије. Проучавање остатака неолитске керамике на територији савремене Пољске омогућило је добијање доказа да је већ у 5. миленијуму п. е. људи прерађено млеко. Производња сира решила је неколико проблема:

• сачувати главне компоненте млека (протеини, масти, витамини) дуго времена;
• претворити пиће у чврсту форму, што је обезбедило погоднији транспорт (што је важно за номадске народе);
• створити млечни производ са нижим садржајем лактозе.

Сир је ферментисани прехрамбени производ. Настаје када се шећер у млеку (лактоза) претвори у млечну киселину од стране бактерија. Сојеви бактерија млечне киселине који се користе за закисељавање пића се обично пажљиво бирају и намерно додају као квасац. Данас се пепсин широко користи.

Основа производње сира је уклањање влаге из млека претварањем у густу масу. Густи материјал који настаје савијањем протеина ће тада постати сир. Ово је свјежи сир, који се може конзумирати свјеж, али се у већој мјери користи за стварање сирева.

Скута се одваја од сурутке током процеса производње, што је заузврат важан и вредан нуспроизвод. За сорте које се разликују у готовом облику високом влажношћу, маса скуте се једноставно сипа у калупе, али за тврде сиреве се притиска.

Најпопуларније врсте адитива који се користе у индустријској производњи сира су биљни адитиви који припадају групи цистеина и серина. Ензими, који се заснивају на деловању микроорганизама на млечне протеине, имају широку примену у производњи сира због ниских трошкова производње и високих органолептичких карактеристика финалног производа.

Употреба биљних и микробних млечних фермената као алтернативе онима животињског порекла омогућава не само диверзификацију асортимана сирева на тржишту, већ и решавање етичких и економских питања. Поред тога, биљни и микробиолошки препарати испуњавају принципе вегетаријанства.

Савремена технологија укључује следеће кораке:

• припрема млека;
• коагулација протеолитичким ензимима и формирање грудне масе;
• одељак за серум;
• резање свјежег сира;
• гњечење;
• полагање под пресу и сазревање.

Мала количина сира се конзумира свежа, одмах након производње. Међутим, већина сорти мора бити зрела пре конзумирања, у распону од две недеље (нпр. Моцарела) до две или више година (нпр. Пармигиано-Реггиано или екстра зрео чедар).

Претпоставља се да је први сир био резултат складиштења млека у џаковима направљених од желуца преживара и мешања истог током транспорта. Касније су активни састојци у овом процесу идентификовани као пепсин и химозин, познатији као сирило.

У млеку је више од 95% казеина представљено у облику великих колоидних честица или мицела, које се таложе током коагулације κ-казеина. Коагулација казеина је процес у два корака: долази до ензимске производње нерастворљивог пара-κ-казеина и растворљивог макропептида. Груд се формира током друге фазе (фаза коагулације) као резултат ослобађања пара-κ-казеина на температури изнад 20°.

Химозин покреће коагулацију млека разбијањем веза у молекулу κ-казеина. Ова веза је много подложнија киселим протеазама од других пептидних веза у систему млечних протеина.

Сви животињски ензими који се широко користе у индустрији су кисели, показујући максималну активност у киселој средини.Карактерише их висок садржај дикарбоксилних аминокиселина и низак садржај есенцијалних аминокиселина. Најпознатији ензим је пепсин.

Химозин се добија из црева и традиционално се користи као коагулант у производњи сира. Ензими млечне коагулације који садрже химозин добијају се од младих животиња различитих врста и свака од њих има своје специфичне биохемијске карактеристике. Други ензим животињског порекла је пепсин. Може се наћи у желучаним соковима сисара, риба и гмизаваца.

Етички, верски и економски фактори довели су до тражења алтернативе животињском сиришту. Биљни коагуланси се користе у производњи сира поред ензима добијених од животиња. Први документарни помен о њима односи се на 42. годину. Цветови чичка и сок од смокве су наведене као супстанце које стимулишу згрушавање млека.

Папаин је најчешће коришћени протеолитички ензим биљног порекла. Конкретно, у Индонезији, папаин се користи у производњи полутврдих сирева. Први пут је изолована 1879. из латекса папаје. Такође се користи бромелаин, који је изолован из стабљика и незрелог плода ананаса. Млечни чичак се такође често користи као извор есенцијалног ензима.

Највише проучаване су супстанце екстраховане из шпанске артичоке, чије цветове народи медитеранског региона традиционално користе у производњи сира. Вековима се цветови артичоке користе у козјим и овчјим сиревима у источној Африци и јужној Европи. Ови производи од сира имају деликатну кремасту текстуру и изврстан укус.Органолептичке карактеристике су последица широке супстратне специфичности аспарагинских ензима, који цепају не само κ-казеин, већ и α- и β-казеин. Протеазе из листова и корена артичоке показале су високу активност згрушавања.

Поред изоловања супстанци из биљне материје, од великог су интересовања методе њиховог добијања микропропагацијом. Употреба технологије има низ предности, од којих је главна могућност добијања велике количине хомогеног ензима, што производњу чини економски исплативом.

Сириште се може заменити не само биљним ензимима, већ и супстанцама налик пепсину микробног порекла. Предности микробних ензима:

• ниска цена производње;
• испуњавање критеријума природног порекла и вегетаријанских захтева.

Већ 1974. године такве супстанце су коришћене у производњи 60% сира у Сједињеним Државама. Нитасте гљиве које су произвеле ензиме и даље су од највећег интересовања у производњи сира.

Главни светски произвођачи ензима су:

• "Данисцо ДуПонт" (Данска);
• "Миттал" (Индија);
• Цларион Цасеин ЛТД (Индија);
• Фонтерра (Нови Зеланд);
• "Валкорн" (Канада);
• Махан Белки Лимитед (Индија).

Домаћим тржиштем доминирају руски произвођачи:

• "Биљка ендокриних ензима";
• „Московска фабрика сирила”.

У производњи млечних фермената ова предузећа користе химозин, говеђи и пилећи пепсин у различитим размерама. Поред тога, на тржишту постоје комерцијалне биљне и микробне протеазе.

Да бисте научили како да сами направите ензиме за сир, погледајте следећи видео.