Esempi di enzimi usati nell'industria lattiero-casearia

Nel campo della biotecnologia, ci sono molte applicazioni industriali che portano a prodotti biotech che usiamo ogni giorno a casa. Alcune di queste sono applicazioni di scienza alimentare che utilizzano enzimi per produrre o apportare miglioramenti nella qualità di diversi alimenti. Nel settore lattiero-caseario sono necessari alcuni enzimi per la produzione di formaggi, yogurt e altri prodotti lattiero-caseari, mentre altri sono usati in modo più specializzato per migliorare la consistenza e il sapore.

Cinque dei tipi più comuni di enzimi e il loro ruolo nell'industria casearia sono descritti di seguito.

Rennet

Il latte contiene proteine, in particolare caseine, che mantengono la forma liquida. Le proteasi sono enzimi che vengono aggiunti al latte durante la produzione del formaggio, per idrolizzare le caseine, in particolare la kappa caseina, che stabilizza la formazione di micelle che impedisce la coagulazione. Rennet e rennin sono termini generali per qualsiasi enzima usato per coagulare il latte. Tecnicamente il caglio è anche il termine per il rivestimento del quarto stomaco di un vitello.

L'enzima più comune isolato dal sangue è il chimosina. Il chimosi può essere ottenuto anche da molte altre fonti di origine animale, microbica o vegetale, ma la chimosi microbica indigena (da funghi o batteri) è inefficace per la produzione di cheddar e altri formaggi duri.

L'approvvigionamento limitato di caglio di vitello ha indotto l'ingegneria genetica del chimosi microbico, clonando i geni di prochimosina di vitello nei batteri.

Il chimosi bioindicato può essere coinvolto nella produzione di fino al 70% di prodotti a base di formaggio. Mentre l'uso di enzimi bioinsegnati risparmia la vita dei vitelli, presenta problemi etici per coloro che si oppongono a mangiare cibi preparati con GEM.

Altre proteasi

Il latte contiene diversi tipi di proteine, oltre alle caseine.

Il latte vaccino contiene anche proteine ​​del siero di latte, come lattalbumina e lattoglobulina. La denaturazione di queste proteine ​​del siero di latte, utilizzando proteasi, provoca un prodotto cremoso di yogurt. La distruzione delle proteine ​​del siero di latte è indispensabile anche per la produzione di formaggi.

Durante la produzione di formaggi morbidi, il siero viene separato dal latte dopo il cedimento e può essere venduto come un integratore nutrizionale per bodybuilding, perdita di peso e pressione sanguigna, tra le altre cose. Ci sono state anche segnalazioni di siero di latte alimentare per le terapie contro il cancro e che hanno un ruolo nell'induzione della produzione di insulina per coloro che hanno il diabete di tipo 2. Le proteasi vengono usate per produrre proteine ​​del siero di latte idrolizzate, che è la proteina del siero di latte divisa in sequenze di polipeptidi più brevi. Il siero di idrolisi è meno probabile che provoca reazioni allergiche e viene utilizzato per preparare integratori per le formule infantili e per uso medico.

Lattasi

La lattasi è un enzima di idrolasi di glicoside che taglia il lattosio negli zuccheri costituenti, nel galattosio e nel glucosio.Senza una sufficiente produzione di enzima della lattasi nell'intestino tenue, l'uomo diventa intollerante al lattosio, causando disagio (crampi, gas e diarrea) nel tratto digestivo dopo l'ingestione di prodotti lattiero-caseari. La lattasi viene commercializzata per preparare prodotti lattosi, in particolare latte, per tali persone.

Viene anche usato nella preparazione del gelato, per produrre un prodotto cremoso e dolce. La lattasi viene solitamente preparata da Kluyveromyces sp. di lievito e Aspergillus sp. di funghi.

Catalase

L'enzima Catalase ha trovato un impiego limitato in una particolare area di produzione di formaggio. Il perossido di idrogeno è un potente ossidante e tossico per le cellule. Viene usato invece di pastorizzazione, quando si formano formaggi quali la Svizzera, al fine di preservare gli enzimi naturali di latte che beneficiano del prodotto finale e dello sviluppo del sapore del formaggio.

Questi enzimi sarebbero distrutti dall'alto calore della pastorizzazione. Tuttavia, i residui di perossido di idrogeno nel latte inibiranno le colture batteriche necessarie per la produzione reale del formaggio, pertanto tutte le sue tracce devono essere rimosse. Gli enzimi catalasi sono tipicamente ottenuti da fegato di bovini o fonti microbiche e vengono aggiunti per convertire il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno molecolare.

Lipases

Le lipasi sono utilizzate per abbattere i grassi del latte e dare sapori caratteristici ai formaggi. Formaggi più forti aromatizzati, ad esempio, il formaggio italiano, Romano, vengono preparati utilizzando lipasi. Il sapore deriva dagli acidi grassi liberi prodotti quando i grassi di latte vengono idrolizzati. Le lipasi animali sono ottenute da capretto, da vitello e da agnello, mentre la lipasi microbica è derivata dalla fermentazione con le specie fungine Mucor meihei .

Anche se le lipasi microbiche sono disponibili per il formaggio, sono meno specifiche in quali grassi essi idrolizzano, mentre gli enzimi animali sono più parziali di grassi corti e di media lunghezza. L'idrolisi dei grassi più corti è preferita perché provoca il gusto desiderabile di molti formaggi. L'idrolisi degli acidi grassi a catena più lunga può provocare la sapidità o nessun sapore.