ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ

Наряду с прикладной микробиологией промышленное ис­пользование ферментов относится к важным секторам совре­менной биотехнологии. Биохимические превращения, активи­руемые ферментами, проходят при обычной температуре, без заметного перепада давления, на несколько порядков превосхо­дя промышленные химические процессы по скорости и энерге­тической эффективности.

Применение ферментных препаратов в молочной промыш­ленности долгое время носило ограниченный характер. Разви­тие биоинженерных технологий способствует все более широко­му использованию специально изготовленных энзимных препа­ратов для интенсификации технологических процессов произ­водства молочных продуктов.

Традиционно ферментные препараты в молочной промышлен­ности использовали для концентрирования казеиновой и жиро­вой частей молока. После внесения сычужного фермента (химо­зина) или его заменителей в специально подготовленное моло­ко, из расчета 10—30 частей на миллион, происходит активи­рованное ферментом формирование белковой структуры, кото­рая в последующем самопроизвольно сжимается, выделяя меж- мицеллярную жидкость — сыворотку с растворенными в ней со­лями, лактозой и сывороточными белками. В результате из­мельчения сгустка и его перемешивания через несколько часов заканчивается процесс получения казеинового концентрата с включенными в его структуру жировыми шариками. По затра­там энергии этот процесс значительно эффективнее, чем выпа­ривание в вакуум-выпарной установке и фракционирование на центрифугах.

В формировании консистенции, вкуса и запаха сыров и тво­рога помимо химозина участвуют и другие ферменты. Они по­ступают в сырную массу из клеток заквасочных культур, вне­сенных в молоко перед выделением сырной (творожной) массы.

Методами генного конструирования создан микробный су­перпродуцент химозина, что значительно расширяет возможно­сти обеспечения сыродельной промышленности молокосверты- вающими препаратами. Активность сухих препаратов химозина составляет 100 тыс. условных единиц. За условную единицу принимают то количество молока, которое свертывается фер­ментом при 35 °С в течение 40 мин. Разработаны и инструмен­тальные методы оценки активности молокосвертывающих пре­паратов. Один из них — «Химотест — Углич» основан на авто­матическом многократном замере и компьютерной обработке данных о константе скорости реакции химозина или пепсина с казеиновыми мицеллами в условиях стационарной и нестацио­нарной кинетики.

Широкое распространение в молочной промышленности на­чинает получать и другой ферментный препарат — бета-галак - тозидаза. Под действием этого фермента молекула молочного сахара расщепляется на глюкозу и галактозу. Последствия та­кого превращения значительны. Питьевое молоко с гидролизо - ванным молочным сахаром становится доступным для людей, страдающих непереносимостью лактозы. В концентратах мо­лочной сыворотки, прошедших ферментативную обработку бе - та-галактозидазой, количество растворенных молекул увеличи­вается в 1,5—1,8 раза. Соответственно возрастает и осмотиче­ское давление в плазме сгущенной сыворотки, что дает воз­можность хранить гидролизованные сывороточные концентраты в течение нескольких месяцев при комнатной или ниже ком­натной (10—15 °С) температуре.

Применение ферментативного препарата повышает и потре­бительские качества сывороточных концентратов, так как сла­дость смеси углеводов после гидролиза лактозы повышается в 5—б раз и приближается к значению такого показателя для са­харозы. Это позволяет изготавливать из молочной сыворотки глюкозо-галактозные сиропы, которые призваны заменить свек­ловичный сахар в мороженом, сгущенных молочных консер­вах, кондитерских и хлебобулочных изделиях.

Промышленные препараты бета-галактозидазы имеют два способа их применения. В одном из них фермент находится в свободном состоянии, его вносят в молочный продукт, где ч происходит энзиматическая трансформация лактозы. Учитывая достаточно высокую стоимость препарата, этот метод не всегда оправдан с экономической точки зрения.

В другом случае фермент на конечном этапе его производ­ства закрепляется на каком-либо инертном носителе. Шарики, этого носителя с зафиксированной, иммобилизованной на его поверхности бета-галактозидазой загружают в реактор-фермен­тер, через который прокачивается обрабатываемое молоко или сыворотка. Стоимость ферментативной обработки в этом слу­чае снижается, однако возрастают трудности с очисткой и де­зинфекцией носителя и фермента.

По мере развития генноинженерных приемов создания фер­ментных препаратов и снижения их стоимости можно ожидать широкое внедрение препаратов в технологические процессы про­изводства молочных продуктов. В частности, в качестве перс­пективных направлений использования энзимов можно отметить ослабление адсорбционных сил, удерживающих белково-липид - ную оболочку на поверхности жировых капелек. Это позволит резко сократить затраты механической энергии при гомогениза­ции молока и изготовлении сливочного масла.

Введение специальных ферментных препаратов в сырную массу создаст условия для программного управления процесса­ми созревания сыров и получения готового продукта с задан­ными свойствами.