Пищевые добавки микробного происхождения

Пищевые добавки микробного происхождения thumbnail

Понятие «инвертаза» потребитель обычно связывает с медом. Известно, что именно этот фермент наиболее активен.

В пищевой индустрии инвертазы в роли вспомогательного агента выполняют ту же функцию, что и в меде, но к продукту пчеловодства отношения не имеют. Добавка Е 1103 — результат микробиологического синтеза. Доказательств ее вреда для здоровья нет, но в ряде стран, включая Россию, вещество не имеет разрешения к использованию.

Название продукта

Официально утвержденное наименование пищевой добавки — инвертазы.

Синонимы:

  • Е 1103 (Е–1103), европейский код;
  • Invertases, международный;
  • β-фруктофуранозидаза;
  • сахараза.

Тип вещества

Согласно СанПиН 2.3.2.1293-03 добавка E 1103 может быть использована в качестве стабилизатора.

Инвертазы — группа ферментов класса гликозил-гидролаз, ускоряющих распад молекулы сахарозы на глюкозу и фруктозу в равных молярных долях. Получившееся в результате гидролиза вещество известно как инвертный сахар — основной компонент пчелиного меда.

Естественным образом инвертаза синтезируется в стенках тонкого кишечника млекопитающих, в слюнных железах пчел.

В промышленных масштабах добавку получают из сахаромицетов (Saccharomycetes) — дрожжевых грибов класса аскомицетов. Инвертаза — продукт контролируемой ферментации сырья.

Свойства

ПоказательСтандартные значения
Цветбледно-желтый
Составинвертазы
Внешний видпорошок, прозрачная сиропообразная жидкость
Запаххарактерный дрожжевой слабовыраженный или без запаха
Вкуссладкий
Содержание основного веществане менее 99,9%
Растворимостьхорошо в воде. Не растворяется в органических жидкостях
Плотность веществане определяют
Другиеразлагается при нагревании свыше 65ºC; гигроскопичен; наибольшую активность проявляет при показателях pH от 4 до 4,5 единиц и при температуре от 45 до 55º C

Упаковка

Добавку E 1103 в виде порошка расфасовывают в стандартную тару для упаковки сыпучих пищевых продуктов:

  • мешки из полипропиленовых нитей;
  • многослойные мешки из крафт-бумаги;
  • картонно-навивные барабаны;
  • короба из гофрокартона.

Вещество гигроскопично, обязательно наличие защитной вставки из плотного полиэтилена.

Жидкие инвертазы упаковывают в пластиковые бочки, бидоны, канистры.

Где и как применяется

Добавка Е 1103 до 2010 года в пищевой промышленности выполняла функцию стабилизатора.

СанПиН 2.3.2.2795-10 исключил инвертазы из списка разрешенных. Причина в возможном образовании токсинов при нарушении технологии ферментации дрожжевых грибов.

Помимо России, вещество запрещено в Новой Зеландии, Австралии.

Добавка разрешена в Республике Беларусь, странах ЕС, Украине, Китае, Индии и других странах.

Нет упоминания об инвертазах в пищевом кодексе США и Канады. Это связано с тем, что многие эксперты не считают ферменты пищевыми добавками как таковыми.

Инвертазы обычно используют в кондитерском и молочном производстве. Основное ее назначение — препятствовать кристаллизации сахарозы, и как следствие — преждевременному высыханию и затвердеванию продукции, продлению срока хранения. Дополнительно добавка увеличивает вязкость, стабилизирует консистенцию, помогает сохранить заданную структуру изделий.

Ее можно встретить в составе:

  • мороженого;
  • мармелада;
  • марципановых и помадных масс;
  • начинок для конфет: например, в белковом батончике Elite Gourmet инвертаза является компонентом зефирной прослойки;
  • шоколада (Ritter Sport и другие: вещество обозначено как стабилизатор влажности);
  • сушеных овощей.

Польза и вред

Инвертазы не являются чуждым для человека ферментом. Вещество образуется в стенках тонкого кишечника и выполняет ряд важных функций:

  • нормализует работу пищеварительной системы;
  • снижает газообразование, предупреждает вздутие живота;
  • повышает усвояемость молочных продуктов.

Биологически ценными компонентами инвертазы не являются. Ферменты можно отнести к категории нейтральных веществ, не оказывающих ни существенного вреда, ни особой пользы.

При индивидуальной непереносимости продукта возможна аллергическая реакция.

Основные производители

На отечественный рынок инвертазы поступают от ведущих зарубежных компаний-производителей:

  • Canvax Biotech (Испания).
  • Evocatal Gmbh (Германия).
  • METEORIC EXIM PRIVATE LIMITED (Индия).

Российские предприятия добавку E 1103 не выпускают.

В целом инвертазы безопасны для организма. Продукт термически неустойчив, и в ходе приготовления пищевых изделий его активность значительно снижается. Для получения инвертного сиропа добавку не используют из-за высокой себестоимости производственного процесса с участием ферментов.

Источник

Во всех животных и растительных тканях содержатся уникальные ферменты, известные как протеазы. Важнейшая их функция в обеспечении жизнедеятельности человека — участие в процессе переваривания пищи. Ускоряя расщепление белков и продуктов их распада, протеазы повышают усвояемость биологически ценных элементов.

Под европейским кодом E 1101 протеазы до 2008 года применяли в пищевой индустрии. Позже добавку запретили по ряду причин.

Название продукта

Протеазы — официальное наименование пищевой добавки. Международный синоним Proteases.

Под общим кодом Е 1101 (или Е–1101) зарегистрирована группа самостоятельных пищевых ферментов. В ее состав входят:

  • протеаза, код E 1101 (I), международное название Protease. Сюда входят: протеаза растительная (синонимы: протеолитические ферменты, протеиназы, пептидгидролазы), химозин (ренин, сычужный фермент) и пепсин;
  • папаин, E 1101(II), Papain, синонимы: протеазы дынного дерева;
  • бромелайн, E 1101(III), Bromelain, синонимы: протеазы ананаса, бромелин;
  • фицин, E1101 (IV), Ficin.

Папаин, фицин и бромелайн могут быть обозначены как цистеиновые протеазы или цистеин протеиназы.

Тип вещества

Добавка E 1101 включена в группу «Антифламинги и другие вещества».

Протеазы — это протеолитические ферменты класса гидролаз, расщепляющие белки. Получают вещество из соответствующего растительного или животного сырья:

  • пророщенных семян пшеницы и ячменя (протеаза);
  • высушенного млечного сока дынного дерева рода Carica papaja, больше известного как папайя (папин);
  • сока из стеблей инжира (фицин);
  • сока из плодов и стеблей необработанного ананаса (бромелайн);
  • сычуга ягнят и телят (химозин);
  • кислотного экстракта слизистой оболочки желудка крупного рогатого скота, свиней, кур (пепсин).
Читайте также:  Всероссийский научно исследовательский институт пищевых добавок

Сок после разделения на фракции подвергают ультрафильтрации, после чего продукт сублимируют.

Сычужные ферменты получают в результате водной экстракции сырья.

Продуцентами в соответствии со спецификацией ФАО/ВОЗ выступают особые непатогенные штаммы микроорганизмов: Aspergillus Melleus, Bacillus subtilis, Aspergillus Niger и другие.

Протеазы в производстве продуктов питания могут выполнять различные технологические функции: улучшитель муки, усилитель вкуса и аромата, стабилизатор консистенции и другие.

Свойства

ПоказательСтандартные значения
Цветжелтовато-коричневый, светло-желтый, янтарный, белый (допускается сероватый оттенок)
Составферменты микробного и растительного происхождения
Внешний видпорошок, водный раствор
Запахбез запаха
Вкусбез вкуса или кисловатый
Содержание основного веществане менее 99%
Растворимостьхорошо в воде, очень слабо в спирте, эфире, хлороформе
Плотность веществане определяют
Другиебольшинство протеаз стабильны до температуры 60–80º C; активны в широком диапазоне pH

Упаковка

Добавку Е 1101 в сухом виде расфасовывают в двойные полиэтиленовые мешки. Наружной упаковочной тарой служат:

  • картонно-навивные барабаны;
  • мешки из синтетических нитей;
  • многослойные крафт-мешки.

Протеазы массой до 1 кг упаковывают в двойные пластиковые пакеты с фольгированным слоем.

В жидком виде добавка поступает на предприятия в пластиковых бочках или канистрах.

Где и как применяется

До 2008 года добавку E 1101 использовали в различных отраслях пищевой промышленности.

Протеазы применяли в технологии производства:

  • хлеба и хлебобулочных изделий для равномерного распределения диоксида углерода и за счет этого улучшения пористости мякиша;
  • творога и сыров: ферменты (химозин, пепсин) обеспечивают быструю свертываемость молока и прочность сгустка;
  • пива, особенно при использовании низкокачественного солода. Добавка повышает качество пены и коллоидную стойкость, усиливает аромат и вкус, продлевает срок хранения. Протеолитические ферменты растительного происхождения предотвращают белковое помутнение, растворяют осадок, делая пиво прозрачным;
  • мяса и мясопродуктов: протеиназы (папин, бромелайн, но особенно эффективен фицин) снижают жесткость волокон, повышают питательные качества изделий.

В 2008 году добавку Е 1101 исключили из списка разрешенных для пищевой промышленности. Причина в возможной технической порче изделий токсичными соединениями. Это может происходить из-за неконтролируемого роста микроорганизмов при нарушении технологии производства продуктов.

Протеазы как вещества с высокой биологической активностью пользуются спросом в косметологии. Популярная процедура пилинга с гидролазами позволяет вернуть коже молодость и здоровый цвет. Ферменты расщепляют кожный белок до исходных аминокислот, ускоряя отщепление ороговевших частиц. Пилинг с протеазами эффективен в отношении ряда косметических недостатков:

  • угревой сыпи;
  • расширенных пор;
  • пигментных пятен;
  • небольших рубцов.

Процедура быстро устраняет мелкие морщины, запускает процесс обновления клеток дермы.

Растительная протеаза — один из компонентов зубных паст (Протодент, Клеродент). Вещество растворяет зубной налет, не повреждая при этом эмаль и живые ткани, оказывает бактерицидное действие.

Добавка E 1101 — активный компонент ферментных препаратов, предназначенных для коррекции нарушений пищеварения и функций поджелудочной. Протеазы входят в состав многих популярных лекарственных средств, среди них: панкреатин, мезим-форте, ацидин-пепсин, фестал.

Противовоспалительное действие и способность вещества расщеплять некротические ткани нашла применение в терапии гнойных отитов, пролежней, ожогов, трофических язв.

Протеазы используют в других отраслях деятельности человека:

  • Производство кормов: добавка разрушает некрахмалистые полисахариды, повышает усвояемость питательных веществ.
  • В составе стиральных порошков и средств для удаления пятен (на упаковке обозначают как энзимы). За счет быстрого разрушения пептидной связи аминокислот, вещество избавляет от белковых и травяных пятен.
  • В меховом и кожевенном производстве для облегчения производственного процесса (особенно на этапе снятия волоса со шкур) и размягчения сырья.

Польза и вред

Добавка Е 1101 запрещена к применению в России, странах Евросоюза, Австралии. Разрешена в США.

Обоснованных данных о вреде протеаз для здоровья человека нет. Возможно образование токсичных соединений на этапе биосинтеза ферментов из штаммов микроорганизмов, но точных доказательств (как положительных, так и отрицательных) до сих пор не предоставлено.

Побочные эффекты от употребления продуктов, содержащих протеолитические ферменты, возникают редко. В основном они связаны с индивидуальной непереносимостью животного белка или активных растительных компонентов ананаса, папайи или инжира.

При избыточных дозах могут возникнуть нарушения со стороны пищеварительной системы:

  • тошнота;
  • диарея;
  • изжога;
  • рвота.

Протеазы играют значительную роль в переваривании белковой пищи в желудочно-кишечном тракте. С этой точки зрения можно говорить о несомненной пользе вещества.

Основные производители

В России крупнейшим производителем является компания «Сиббиофарм» (Новосибирская область).

Протеолитические ферменты для нужд животноводства выпускает ООО «Агрофермент» (Тамбовская область).

Потребность отечественных предприятий в протеазах на 90% удовлетворяется за счет импорта продукта.

Ведущие зарубежные поставщики:

  • Novozymes A/S (Дания);
  • Gist-Brocades NV (Нидерланды);
  • Alltech Ltd. (штаб-квартира в США, штат Кентукки).
Читайте также:  Пищевые добавки формула здоровья

Несмотря на запрет добавки E 1101, производители используют протеазы в процессе изготовления сыров, творога, пива. На упаковках продуктов питания вещества могут быть скрыты под множеством обозначений: ГСБМ (гидролизат сывороточных белков молока), сычужный фермент, химозин и другие.

Источник

Ферментные препараты (энзимы) для пищевой промышленности

Динамическое развитие биотехнологий и научные открытия в области энзимологии сделали ферментные препараты незаменимым элементом многих пищевых технологий. Использование ферментов позволяет повышать скорость технологических процессов, ощутимо увеличивать выход готовой продукции, улучшать ее качество, экономить ценное сырье и снижать количество отходов.

Для получения ферментных препаратов пищевого назначения используются органы и ткани сельскохозяйственных животных, культурные растения, специальные штаммы микроорганизмов (плесневых грибов, бактерий).

Ферментные препараты микробного происхождения получают при культивировании специфических микроорганизмов, способных вырабатывать определенные ферменты. В настоящее время большинство ферментов в промышленности получают, используя бактерии и плесневые грибы в специальных аппаратах биореакторах (ферментерах) в жестко контролируемых условиях. Различают ферментные препараты бактериальные, полученные путем глубинного культивирования бактерий, и грибные, полученные путем поверхностного культивирования микроскопических грибов.

В технологии пищевых продуктов применяются ферментные препараты с амилолитической, протеолитической, липолитической, пектолитической, оксидазной активностью. Они используются в пивоварении, виноделии, хлебопечении, при производстве спирта, фруктовых и овощных соков, дрожжей, сыра, творога, мясо- и рыбопродуктов, белковых гидролизатов, инвертного сиропа, при переработке крахмала.

Современные технологии позволяют расширить сферу применения ферментных препаратов. На сегодняшний день можно насчитать около 15 отраслей пищевой промышленности, где с успехом используют ферменты, причем в каждой отрасли отдельная группа ферментов обеспечивает достижение конкретных целей, позволяющих либо улучшить качество продукта, либо увеличить выход данной продукции или удешевить процесс, а значит, снизить себестоимость продукции.

Производство муки и хлебопечение

Качество хлеба определяется особенностями химического состава муки и активностью ее ферментного комплекса. Получить хлеб хорошего качества можно только в том случае, когда в процессе тестоведения гармонически сочетаются скорости микробиологических процессов и биохимических превращений. Ферментативный гидоолиз высокомолекулярных компонентов сырья (белков и углеводов) в определенной степени способствует интенсификации этих превращений и, в конечном счете, положительно сказывается на качестве хлеба.

Эффективность использования тех или иных ферментных препаратов в хлебопечении в значительной степени зависит от качества муки. Хлебопекарные свойства муки, в особенности качество клейковины и активность собственных ферментов, определяют требования к ферментным препаратам.

Ферменты для хлебопечения используют в виде добавок к муке и в составе разрыхлителей теста для компенсации низких качественных показателей муки, улучшения структуры теста и качественных характеристик готового изделия. В хлебопечении применяют в основном пять ферментных препаратов.

Улучшение клейковинного каркаса: Протеаза, Ксиланаза, Глюкозооксидаза, Липаза.

Увеличение газоудерживающей способности теста и объёма хлеба: Альфа-амилаза, Ксиланаза, Глюкозооксидаза, Липаза.

Улучшение цвета, вкуса и аромата: Альфа-амилаза, Липаза.

Улучшение структуры мякиша: Альфа-амилаза, Ксиланаза, Глюкозооксидаза, Липаза.

Увеличение срока хранения: Альфа-амилаза.

Кондитерское производство

Кондитерские изделия в зависимости от вида сырья и типа технологического процесса подразделяют на две группы: мучные и сахаристые. К мучным изделиям относятся печенье, галеты, крекеры, вафли, пряники, кексы, пирожные, рулеты, торты и т.п.. К сахаристым – какао-порошок, шоколад, конфеты, карамель, мармелад, пастила, ирис, драже, халва и т.п..

При производстве мучных кондитерских изделий с использованием дрожжей, таких как галеты, крекеры, кексы, целесообразно применение комплексных препаратов с преобладанием протеолитического действия, но содержащих в своем составе и альфа-амилазу. Совокупное действие этих ферментов обеспечивают дрожжи сбраживаемыми сахарами и низкомолекулярными азотистыми веществами.

При производстве затяжного печенья с использованием химических разрыхлителей, когда много усилий направляется на расслабление клейковины, на протяжении длительного технологического процесса наряду с механическим воздействием на белки клейковины целесообразно использование протеолитических ферментных препаратов.

Для заварных и сырцовых пряников наибольшее значение имеет протеолиз, но наряду с потребностью в регулируемом расслаблении теста важным является и сохранение свежести (мягкости) продукта. При производстве таких видов изделий целесообразно применение комплексных ферментных препаратов с преобладанием протеолитической активности.

При производстве бисквитного полуфабриката нужны комплексные ферментные препараты с умеренной активностью протеолитических ферментов и невысокой альфа-амилазной (дексгринирующей) способностью. При таком сочетании обеспечивается умеренное расслабление клейковины, способствующее лучшему подъему теста при выпечке и образованию тонкопористой воздушной структуры готовых изделий. Образование декстринов, в свою очередь, способствует сохранению их свежести.

Комплексные ферментные препараты, содержащие протеазы и альфа-амилазу, используются для ускорения и облегчения обработки теста при приготовлении слоеного полуфабриката с целью улучшения его эластичных свойств и предупреждения усадки при выпечке. Применение таких ферментных препаратов при производстве вафель позволяет оптимально снизить вязкость вафельного теста, способствует получению тонких хрустящих вафельных листов.

Для производства отливных помадных корпусов конфет, круглых помадных корпусов и жидких фруктовых начинок, таких как вишневый ликер, в кондитерской промышленности применяется фермент Инвертаза. Применение Инвертазы обусловлено необходимостью получить полумягкую или жидкую консистенцию при высоких концентрациях сахара, предотвращающих брожение. Ускорение или замедление действия инвертазы достигается путем изменения концентрации вносимого препарата, количества воды и температурного режима.

Читайте также:  Пищевых добавок на здоровье человека

Переработка фруктов, ягод, овощей

Наряду с современным оборудованием и новыми технологическими процессами, при переработке фруктов, ягод и овощей, ферменты позволяют повысить глубину переработки сырья и тем самым уменьшить количество отходов, повышают производительность и рентабельность предприятий. При этом в одних случаях необходимо иметь набор ферментных препаратов, содержащих определенный комплекс ферментов, в других – требуются препараты индивидуальных ферментов.

В соответствии со спецификой плодово-ягодного сырья и целями применения ферментные препараты можно разделить на шесть групп:

1. Ферменты, предназначенные для получения неосветленных соков, увеличивающие выход и повышающие экстрактивность – Пектиназа.

2. Ферменты, предназначенные для получения осветленных соков, увеличивающие выход, повышающие экстрактивность и обеспечивающие полный гидролиз пектиновых и белковых веществ – Пектиназа, Пектинлиаза, Протеаза кислая.

3. Ферменты, мацерирующие плодово-ягодную ткань, повышающие выход и гомогенность соков с мякотью – Пектинлиаза.

4. Ферменты, предназначенные для получения осветленных плодово-ягодных виноматериалов, увеличивающие выход и повышающие экстрактивность виноматериалов – Пектиназа, Глюкоамилаза.

5. Ферменты, способствующие предотвращению окислительных процессов и развитию аэробных микроорганизмов в соках, винах, безалкогольных напитках – Глюкозооксидаза.

6. Ферменты, катализирующие инверсию сахарных сиропов при производстве безалкогольных напитков и товарных сиропов – Инвертаза.

Производство спиртных напитков

Крахмал, как основной компонент сухих веществ зернового сырья, из которого и образуется спирт, непосредственно дрожжами не сбраживается. Поэтому его необходимо гидролизовать до сбраживаемых сахаров, для этого требуется применение ферментов, которые осуществляют гидролиз крахмала до сбраживаемых сахаров, являются источником азотистого питания для дрожжей и при осахаривании крахмалистого сырья производят частичное разрушение клеточных стенок сырья.

Применяемый издавна зерновой солод, как источник амилолитических ферментов, обеспечивает достаточно глубокое осахаривание и выбраживание, однако скорость осахаривания крахмала при использовании солода остается достаточно низкой, что затрудняет интенсификацию процесса брожения. Применение ферментных препаратов микробного происхождения (Альфа-амилаза, Глюкоамилаза) дает возможность значительно повысить концентрацию необходимых ферментов в среде и обеспечить глубокий гидролиз крахмала за сравнительно короткий период.

Кроме стадии осахаривания ферментные препараты, обладающие сильной разжижающей активностью (Альфа-амилаза), применяются на стадии водно-тепловой обработки сырья с целью смягчить режим разваривания, снизить вязкость замесов и облегчить их дальнейшую транспортировку. Применяя ферментные препараты на стадии приготовления сусла для дрожжегенерации, необходимо обеспечить интенсивный гидролиз белков с целью обогащения ценным азотистым питанием дрожжевого сусла.

Таким образом, для спиртового производства, перерабатывающего крахмалсодержащее сырье, необходимо применение ферментных пре паратов с амилолитическим, протеолитическим и цитолитическим действием.

Пивоварение

При производстве пива по обычной технологической схеме, необходимые ферменты (для подготовки зернового сырья и перевода экстрактивных веществ в растворимое состояние на стадии затирания) образуются в процессе солодоращения.

Основными ферментами, образующимися в процессе солодоращения и имеющими наиболее существенное значение в технологии пивоварения, являются:
1. Амилолитические ферменты, разжижающие и осахаривающие крахмал (Альфа-амилаза бактериальная, Амилоризин, Глюкоамилаза).
2. Протеолитические ферменты, расщепляющие белки ячменя до пептидов различной молекулярной массы и свободных аминокислот (Протеаза).
3. Цитолитические ферменты, гидролизующие некрахмальные полисахариды, растворяющие клеточные стенки эндосперма зерна, благодаря чему облегчается доступ амилаз и протеаз к соответствующим субстратам (Целлюлаза).

Каждый из перечисленных процессов должен пройти с определенной глубиной, чтобы обеспечить нормальное протекание фильтрации затора, брожения сусла, осветление и фильтрацию пива, а также создание определенных физико-химических свойств (ценообразование, прозрачность, стойкость при хранении) и вкусовых качеств готового продукта.

Применение ферментных препаратов микробного происхождения (амилоризин, амилосубтилин, проторизин) с целью замены солода несоложенным ячменем позволяет интенсифицировать процесс, избежать потерь ценных компонентов сырья на дыхание и образование проростка, в целом повысить рентабельность пивоваренного производства.

Переработка мяса и рыбы

В последнее время ферментные препараты все шире используются в переработке мяса и рыбы. Это связано с их способностью продуцировать в тканях мяса и рыбы специфические биологически активные компоненты: органические кислоты, бактериоцины, ферменты, витамины, что способствует улучшению санитарно- микробиологических, органолептических показателей готового продукта, а также позволяет интенсифицировать производственный процесс.

Ферментативные методы позволяют повысить качество мяса, удовлетворить растущие требования потребителей и увеличить степень переработки сырья. Известны два основных направления использования ферментов в мясной промышленности: тендеризация жесткого мяса и реструктурирование свежего низкокачественного мясного сырья и обрези (тримминга) с получением продукта высокого качества.

В мясной индустрии и кулинарии используют в основном ферменты, разлагающие белки (Протеаза, Коллагеназа), а так же ферменты “сшивающие” белки (Трансглутаминаза) в качестве улучшителей текстуры. В последнее время становятся популярными новые направления использования традиционных ферментов в молекулярной кухне. Примерами могут служить окисляющие ферменты для получения продукции с заданной структурой и получение требуемого вкуса и аромата с помощью липаз, глутаминаз, протеаз и пептидаз.

Источник