Использование микробных ферментов
Человек издавна использовал ферментативную активность микроорганизмов. Широкое применение микроорганизмов в пищевых производствах основано на использовании их ферментативной деятельности в перерабатываемом пищевом сырье. Культуры микроорганизмов можно заменять их ферментами, выделив в виде препаратов из клеток или культуральной среды.
Использование микроорганизмов для получения ферментов имеет ряд преимуществ по сравнению с растительным и животным сырьем:
- • микроорганизмы обладают богатым «ассортиментом» ферментов, среди которых есть такие, которые отсутствуют у животных и растений;
- • микроорганизмы быстро размножаются и в течение короткого времени дают огромную массу клеток, из которых (или из культуральной среды) можно выделить большое количество фермента;
- • микроорганизмы растут на относительно дешевых субстратах, например на отходах различных промышленных производств;
- • благодаря современной аппаратуре управлять развитием микроорганизмов значительно легче и проще, чем выращивать растения и животных.
В настоящее время во многих отраслях народного хозяйства ферменты микробного происхождения вытесняют ферменты растительного и животного происхождения.
Отечественное производство микробных ферментных препаратов в последние годы интенсивно развивается. В настоящее время десятки различных ферментов в виде индивидуальных ферментных белков и технических препаратов разной степени очистки производятся в промышленном масштабе с использованием культур плесневых грибов, бактерий и дрожжей.
Ферментный препарат отличается от фермента тем, что содержит помимо белка различные балластные вещества. В настоящее время ферментные препараты довольно широко применяют в пищевой промышленности. Так, препараты грибных амилолитических ферментов используют при производстве этилового спирта из крахмалосодержащего сырья вместо зернового солода; в пивоварении — в целях частичной замены солода несоложенным (не подвергавшимся прорастанию) ячменем; в хлебопекарной промышленности — взамен солода при изготовлении заварного ржаного хлеба; добавляют грибные амилазы и в пшеничное тесто. Поскольку в этом препарате помимо амилазы имеются, хотя и в небольшом количестве, другие ферменты (мальтаза, пептидазы), процесс изготовления теста ускоряется: увеличиваются объем и пористость хлеба, улучшаются его внешний вид, аромат, вкус. С помощью грибной глюкоамилазы получают глюкоз- ную патоку и кристаллическую глюкозу из крахмала.
Пектолитические грибные ферментные препараты используют в производстве соков и виноделии. В результате разрушения пектина этими ферментами ускоряется процесс выделения сока, увеличивается его выход, улучшаются фильтрация и осветление соков.
Ферментные препараты, содержащие микробные пептидазы, применяют для повышения стойкости (предохранения от белкового помутнения) вина и пива; в сыроделии — взамен (частично) сычужного фермента. Целесообразно использовать микробные пептидазы для размягчения мяса, ускорения созревания мяса и сельди, получения из отходов рыбной и мясной промышленности пищевых гидролизатов и в других технологических процессах переработки животного и растительного сырья.
На базе белково-витаминных гидролизатов из остаточных пивных и пекарских дрожжей получают биовкусовые добавки и ароматические вещества со вкусом мяса и сыра, выпускают дрожжевой гидролизат для вареных колбас. Ведутся разработки современных эффективных биотехнологий производства органических кислот (уксусной, молочной, пропионовой, и др.) с использованием отходов переработки сельскохозяйственного сырья и создание на их основе комплексных пищевых и кормовых добавок функционального действия. Продолжаются исследования по подбору ферментных препаратов с широким спектром действия, осуществляющих глубокий гидролиз высокомолекулярных полимеров клетки. Применение таких препаратов позволит расширить ассортимент легкоусвояемых продуктов детского питания путем включения в их рецептуру богатых белком, полисахаридами и витаминами природных субстратов (д.т.н., профессор Л.В. Римарева).
В легкой промышленности их применяют при обработке кож, тканей, мехов, льна; в сельском хозяйстве — при приготовлении различных видов кормов для животных. В медицине и медицинской промышленности ферменты используют в виде лечебных препаратов, при обработке сырья, предназначенного для лекарственных веществ, и других целей. Так, в Японском море обнаружены морские бактерии — продуценты необычных ферментов и низкомолекулярных вторичных метаболитов, особенно антиопухолевых веществ (В. В. Михайлов).
