Хранителни ензими В производството генното инженерство се превръща в стандарт - храната
Ензими? Те не се появяват в списъка на съставките и едва ли някой знае, че те играят важна роля в много храни. Независимо дали сирене, хлебчета, плодов сок или сладкиши - едва ли нещо работи без ензими. Хранителните технолози ги оценяват като прецизни биохимични инструменти. Използваните днес ензими се произвеждат с помощта на микроорганизми - и те често са генетично модифицирани.
хляб и кифлички. Ензимите осигуряват стабилна кора и добри свойства на тестото. Те също така помагат на печените продукти да останат по-дълго свежи.
сирене. Ензимът химозин прави млякото плътно, така че да стане сирене. Преди идваше от стомаха на телето, днес се произвежда главно с генетично модифицирани микроорганизми.
Сладките не винаги са захар: С много продукти вече не им придава сладостта класическата захар (направена от захарно цвекло или тръстика), а захар, направена от растително нишесте. Това „захарифициране на нишестето“ не е възможно без ензими.
Млечни продукти: Без лактоза с ензими
Ензими в ежедневните продукти. Техническите приложения във фармацевтичния сектор, биогоривата и фуражите за животни не са изброени. (след януари 2016 г.)
Ензимите са активните съставки на живите клетки и участват в почти всички метаболитни процеси. Като биологични катализатори, те ускоряват едва забележими биохимични реакции много милиони пъти - и всичко това при благоприятни за живота условия, без високи температури или агресивни химикали.
Броят на естествено срещащите се ензими е гигантски. 500 различни ензими вече са активни в обикновените бактерии E. coli. Структурата и начинът на действие са известни в детайли за около 5000 ензима. Общо трябва да има повече от 100 000 ензими. Особеното предимство на ензимите е тяхната специфичност: Те действат много прецизно и обикновено без „странични ефекти“. Определен ензим винаги осъществява определена реакция, като например прекъсване на голяма молекулярна верига в дадена точка.
При производството и преработката на храни ензимите се използват като нежни, целенасочени биохимични инструменти. Възможностите на ензимите са страхотни: Те модифицират нишестето, оптимизират мазнините и протеините, правят хлебните кифли хрупкави, стабилизират пените или „залепват“ парчета месо. Ензимите контролират процесите на зреене, правят млякото за производство на сирене плътно и изясняват ябълковите сокове. Те помагат да се получат аромати и плодови екстракти и гарантират, че корнфлейксът е твърд за хапването. А също и с вино и бира - ако не се приготвят съгласно германския закон за чистотата - те играят дискретна роля.
Ензимите също са подходящи инструменти за премахване на нежелани вещества или вещества, които са несъвместими за определени групи хора: Те могат да разграждат млечната захар (лактоза), за да получат млечни продукти без лактоза; те могат да намалят съдържанието на глутен в зърнените продукти или да гарантират, че по време на печене или пържене се образуват по-малко акриламиди.
Между 2010 и 2016 г. продажбите на ензими за хранително-вкусовата промишленост се удвоиха почти от 2 пъти (от 1,2 на 2,1 милиарда щатски долара).
Биотехнологии и генно инженерство: Преодоляване на естествения недостиг
Дълго време недостигът на природни ресурси ограничава икономическата употреба на изолирани ензими. Техният химичен синтез едва ли е възможен поради сложната молекулярна структура. В допълнение, ензимите обикновено се образуват само в ниски концентрации при естествени условия. Затова дълго време ензимите бяха твърде скъпи за широко приложение в масовите продукти.
Но ограниченото място на оскъдната наличност отдавна е преодоляно. Понастоящем се получават голям брой ензими с помощта на биотехнологии. Различни микроорганизми - бактерии, дрожди, плесени - са били отглеждани за освобождаване на големи количества от ензимите, необходими за техния собствен метаболизъм. Използваните за това микроорганизми често са генетично модифицирани. В много случаи това е единственият начин да се произведат необходимите ензими евтино и в достатъчно количество.
Междувременно биотехнолозите разполагат с други мощни процеси за специално разработване на микроорганизми, които могат да произведат определен ензим с точно определени свойства и с постоянно качество. В началото, в първите години на индустриална употреба на генното инженерство, подходящ ген с „инструкциите за изграждане“ на ензима беше прехвърлен или съществуващ ген беше „укрепен“ и по този начин образуваните количества бяха увеличени. Днес можете да оптимизирате или дори да реинженерирате цели метаболитни пътища, които водят до ензим (протеинов дизайн, развитие на ястия, синтетична биология). Както при растениевъдството, границите между класическото генно инженерство и други молекулярно биологични процеси са плавни.
Например…
Сирене: При производството на сирене традиционно се използва сирище от телешки стомах за подсирване на млякото. Днес основната активна съставка на сирището, ензимът химозин, се произвежда с помощта на генетично модифицирани микроорганизми.
Хляб и кифли: Ензимите са особено необходими във все по-популярните замразени парчета тесто, които са готови в хлебни магазини и супермаркети: Те осигуряват обем и еднаква плътност, компенсират естествените разлики в качеството на зърното и съкращават времето за втасване на тестото. В готовия хляб ензимите правят кората по-хрупкава, а цветът по-интензивен, неохладените печени изделия не стават твърди и изсъхват толкова бързо. (напр. амилази, ксиланази)
Плодов сок: Особено с плодовете, ензимите (пектинази) подобряват извличането на цветни и ароматизиращи вещества. В някои случаи те изясняват естествено мътните сокове. Използването на ензими е обичайна практика в сокове, приготвени от плодове, тропически плодове, ябълки и круши.
Захарификация на декстроза и нишесте: Ензимите разграждат нишестето - например от царевицата - до основните му захарни компоненти. Този процес, известен като захарифициране на нишесте, сега се извършва в промишлен мащаб. От него произлизат много хранителни съставки и добавки, като гроздова захар, глюкозен сироп, изоглюкоза или фруктозо-глюкозен сироп) или различни заместители на захарта като сорбитол. Ензимите, използвани за захарифициране на нишесте, се получават предимно с помощта на генетично модифицирани микроорганизми.
Хранителни ензими в ЕС: одобрение, но без етикетиране
Очаква се на пазара в Европа да има 1800 ензимни препарати. Дълго време нямаше специални разпоредби за това в повечето страни от ЕС. Сега това се промени за хранителните ензими: в ЕС те трябва да преминат през процес на одобрение, в който също се оценява безопасността. Изискванията са еднакви за всички ензими, независимо от производствения процес. Ако е „с генно инженерство“, съответният ензимен препарат не трябва да съдържа остатъци от производствените организми и нововъведената ДНК не трябва да се открива. Около 40 процента от ензимните препарати, представени за процеса на одобрение до момента, са направени с генетично модифицирани микроорганизми и около толкова с конвенционални. Останалите са получени от растения и животни (към края на 2015 г.).
Ензимите трябва да бъдат включени в списъка на съставките на дадена храна, само ако изпълняват технологична функция в крайния продукт. Но това е много рядко. Независимо дали са генетично модифицирани или не - ензимите обикновено не се декларират.