Ostenzymer: vad är de och varför behövs de?

Konsumenternas efterfrågan på ost har ökat samtidigt som sökandet efter produkter med nya organoleptiska parametrar, vilket har lett till omfattande forskning om alternativa mjölkkoagulanter. Förhållandet mellan proteolytisk aktivitet och koagulering bestämmer kraven på enzymer som används i ostproduktionsprocessen.

Ost är en produkt som har en speciell plats i moderna människors kost. På grund av variationen hos de använda komponenterna och tillverkningstekniken finns det ett stort antal typer av produkter som skiljer sig åt i smak, lukt och konsistens. Hittills är experter oense när de försöker klassificera ost, givet från 500 till 5000 artiklar. Men nästan varje konsument kommer att kunna välja en produkt att smaka.

Produktionen av denna produkt är en av de äldsta grenarna av livsmedelsindustrin. Studiet av resterna av neolitisk keramik på det moderna Polens territorium gjorde det möjligt att få bevis för att redan på 5:e årtusendet f.Kr. e. människor bearbetade mjölk. Ostproduktion har löst flera problem:

• bevara huvudkomponenterna i mjölk (proteiner, fetter, vitaminer) under lång tid;
• omvandla drycken till en fast form, vilket gav mer bekväm transport (vilket är viktigt för nomadfolk);
• skapa en mejeriprodukt med lägre laktoshalt.

Ost är en fermenterad livsmedelsprodukt. Det produceras när sockret i mjölk (laktos) omvandlas till mjölksyra av bakterier. De mjölksyrabakteriestammar som används för att surgöra drycken är vanligtvis noggrant utvalda och tillsätts medvetet som surdeg. Idag används pepsin flitigt.

Grunden för ostproduktion är avlägsnandet av fukt från mjölk genom att omvandla den till en tjock massa. Det täta materialet som blir resultatet av proteinveckningen blir då ost. Detta är keso, som kan konsumeras färsk, men i större utsträckning används den flitigt för att skapa ostar.

Ostmassa separeras från vassle under tillverkningsprocessen, vilket i sin tur är en viktig och värdefull biprodukt. För sorter som skiljer sig i färdig form genom hög luftfuktighet hälls ostmassan helt enkelt i formar, men för hårdostar pressas den.

De mest populära typerna av tillsatser som används vid industriell osttillverkning är växtbaserade tillsatser som tillhör cystein- och seringrupperna. Enzymer, som är baserade på mikroorganismers verkan på mjölkprotein, används i stor utsträckning i ostproduktion på grund av låga produktionskostnader och höga organoleptiska egenskaper hos slutprodukten.

Användningen av växt- och mikrobiella mjölkjäsningar som ett alternativ till de av animaliskt ursprung gör det inte bara möjligt att diversifiera utbudet av ostar på marknaden, utan också att lösa etiska och ekonomiska frågor. Dessutom uppfyller växtbaserade och mikrobiella preparat principerna för vegetarianism.

Modern teknik inkluderar följande steg:

• mjölkberedning;
• koagulering av proteolytiska enzymer och bildning av ostmassa;
• serumfack;
• skära keso;
• knådning;
• läggning under pressen och mognad.

En liten mängd ost konsumeras färsk, direkt efter tillverkningen. De flesta sorter måste dock mogna före konsumtion, allt från två veckor (t.ex. Mozzarella) till två eller fler år (t.ex. Parmigiano-Reggiano eller extra mogen cheddar).

Förmodligen var den första osten resultatet av att mjölken lagrades i säckar gjorda av idisslares magar och kärnades under transporten. Senare identifierades de aktiva ingredienserna i denna process som pepsin och chymosin, mer känt som löpe.

I mjölk presenteras mer än 95% av kaseinerna i form av stora kolloidala partiklar eller miceller, som fälls ut under koagulering av K-kasein. Kaseinkoagulering är en process i två steg: enzymatisk produktion av olösligt para-K-kasein och löslig makropeptid sker. Ostmassa bildas under det andra steget (koagulationssteget) som ett resultat av frisättningen av para-K-kasein vid en temperatur över 20°.

Chymosin initierar koaguleringen av mjölk genom att bryta bindningar i κ-kaseinmolekylen. Denna bindning är mycket mer mottaglig för sura proteaser än andra peptidbindningar i mjölkproteinsystemet.

Alla animaliska enzymer som används allmänt inom industrin är sura och uppvisar maximal aktivitet i en sur miljö.De kännetecknas av ett högt innehåll av dikarboxylaminosyror och ett lågt innehåll av essentiella aminosyror. Det mest kända enzymet är pepsin.

Chymosin kommer från tarmen och används traditionellt som koaguleringsmedel i ostproduktion. Mjölkkoagulerande enzymer som innehåller chymosin erhålls från unga djur av olika arter och var och en av dem har sina egna specifika biokemiska egenskaper. Ett annat enzym av animaliskt ursprung är pepsin. Det kan hittas i magsaften från däggdjur, fiskar och reptiler.

Etiska, religiösa och ekonomiska faktorer har lett till sökandet efter ett alternativ till djurlöpe. Vegetabiliska koagulanter används vid osttillverkning förutom enzymer som härrör från djur. Det första dokumentära omnämnandet av dem hänvisar till år 42. Tistelblommor och fikonträdsjuice anges som ämnen som stimulerar mjölkkoagulering.

Papain är det mest använda växtbaserade proteolytiska enzymet. I synnerhet i Indonesien används papain vid tillverkning av halvhårda ostar. Den isolerades först 1879 från papayalatex. Används också bromelain, som har isolerats från stjälkar och omogna frukter av ananas. Mjölktistel används också ofta som en källa till ett viktigt enzym.

De mest studerade är ämnen som utvinns ur den spanska kronärtskockan, vars blommor traditionellt används vid osttillverkning av folket i Medelhavsområdet. I århundraden har kronärtskockablommor använts i get- och fårostar i Östafrika och Sydeuropa. Dessa ostprodukter har en delikat krämig konsistens och utsökt smak.Organoleptiska egenskaper beror på den breda substratspecificiteten hos asparaginsyraenzymer, som klyver inte bara κ-kasein utan även α- och β-kasein. Proteaser från kronärtskockans blad och rötter visade hög koaguleringsaktivitet.

Förutom isolering av ämnen från växtmaterial är metoder för att erhålla dem genom mikroförökning av stort intresse. Användningen av teknik har ett antal fördelar, varav den främsta är möjligheten att få en stor mängd av ett homogent enzym, vilket gör produktionen ekonomiskt lönsam.

Löpe kan ersättas inte bara av växtenzymer utan också av pepsinliknande ämnen av mikrobiellt ursprung. Fördelar med mikrobiella enzymer:

• låg produktionskostnad;
• uppfyller kriterierna för naturligt ursprung och vegetariska krav.

Redan 1974 användes sådana ämnen i produktionen av 60 % av osten i USA. Trådsvamparna som producerade enzymerna är fortfarande av största intresse för osttillverkning.

Världens främsta tillverkare av enzymer är:

• "Danisco DuPont" (Danmark);
• "Mittal" (Indien);
• Clarion Casein LTD (Indien);
• Fonterra (Nya Zeeland);
• "Walcorn" (Kanada);
• Mahan Belki Limited (Indien).

Den inhemska marknaden domineras av ryska tillverkare:

• "Plant of Endocrine Enzymes";
• "Moskva löpeväxt".

Vid produktion av mjölksyrafermenter använder dessa företag chymosin, nötkött och kycklingpepsin i olika proportioner. Dessutom finns det kommersiella växt- och mikrobiella proteaser på marknaden.

För att lära dig hur man gör ostenzymer själv, se följande video.