Статья: Роль ферментов в пищевых технологиях

Один из видов биологической модификации - энзиматическая модификация ферментов. Ферменты используют для модификации протеинов уже более 20 лет. В пищевых технологиях ферменты используются для регулирования функционально-технологических и нутритивных свойств белков, а также для регулирования функционально-физиологических свойств пищевых белков [4, 6].

Все шире используются в качестве продуцентов ферментов генетически измененные микроорганизмы. Модификация их генома производится с целью увеличения гиперпродукции продуцируемых этими микроорганизмами ферментов или создания возможности синтеза нехарактерных для данного микроорганизма ферментов.

С целью увеличения гиперпродукции ферментов микроорганизмы подвергают воздействию различных мутагенов (ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, химических агентов), вызывающих как гибельную мутацию у большей части микробной популяции, так и мутации, способствующие увеличению продукции ферментов. Для каждого мутагена и микроорганизма подбирают условия мутагенной обработки, позволяющие увеличить количество выживших мутировавших клеток. Оставшиеся жизнеспособными микробные клетки подвергают скринингу по геномным вариантам, отбирая наиболее активных продуцентов определенных ферментов.

В настоящее время налажено промышленное производство микроорганизмов-продуцентов рекомбинантных ферментов. Например, ген, ответственный за выработку фермента химозина, выделенный из эукариотического организма, внедряют в геном микроорганизмов Escherihia coli, Kluyveromyces lactis или Aspergillus awamori, которые становятся продуцентами данного фермента [4].

Использование микроорганизмов-продуцентов рекомбинантных ферментов имеет ряд преимуществ. Один и тот же микроорганизм может использоваться как продуцент различных ферментных препаратов, что унифицирует технологию их получения. Выход ферментов значительно увеличивается, например выход глюкоамилазы и эндоксиланазы. продуцируемых рекомбинантными штаммами Aspergillus. превышает выход этих ферментов из традиционных штаммов в 10-30 раз.

Рекомбинантные ферменты отличаются высокой чистотой, что имеет особое значение в пищевых технологиях. Например, использование свободных от протеазной активности амилаз в хлебопечении позволяет улучшить реологические свойства теста, поскольку не происходит разрушения структуры белков клейковины. Рекомбинантные ферменты широко применяются в пищевых технологиях (табл. 2).

биологический рекомбинантный фермент пищевой нанотехнология

Таблица 2

Виды рекомбинантных ферментов, применяемых в пищевых технологиях

Однако если в непищевых отраслях промышленности рекомбинантные ферменты применяют без ограничений, то пищевые продукты, полученные с использованием рекомбинантных ферментов, должны быть соответственно маркированы для информирования потребителя.

Кроме как из природных источников, ферменты могут быть получены путем искусственного синтеза. Перспективен синтез ферментов, не имеющих полипептидных структур, но содержащих аналоги активных центров существующих ферментов. Созданы ферменты, содержащие синтетические полимеры циклодекстринов и металлопроизводных стероидов, являющиеся матриксом, в котором дополнительные реакционные группы ориентированы как активные центры ферментов.

Поскольку синтетические ферменты не содержат аминокислотных остатков, они менее подвершены действию таких факторов, как температура, рН, ионная сила, чем природные ферменты, для конформационной стабильности и биологических функций которых данные факторы являются лимитирующими [6, 7]. Эти свойства синтетических ферментов расширяют возможности ферментативных технологий, в том числе и в пищевой промышленности.

Список использованной литературы

1. Гаврилова, Н.Б. Биотехнологические основы производства комбинированных кисломолочных продуктов: дис. … д-ра техн. наук. - Кемерово, 1996. - 390 с.

2. Круглик, В.И. Теория и практика реализации технологий специализированных продуктов на основе ферментативных гидролизатов молочных белков / В.И. Круглик.- М.: Университеты России, 2007. - 220 с.

3. Law, B.A. Manipulation of enzymes for industrial application: Protein and environmental engineering // Industrial Enzymology 2nd ed. Basingstoke: Macmillan Press and New York: Stockton Press, 1996.

4. Stehle, P. Papain-catalyzed synthesis of dipeptides: A nivel approach using free amino acids as nucleophiles // Enzyme Microb. Technol. 1990. Vol. 12.

5. Скурихин И.М. Все о пище с точки зрения химика / И.М. Скурихин, А.П. Нечаев. - М.: Высшая школа, 1991. - 288 с.

6. Пищевая биотехнология / В.Н. Голубев, И.Н Жиганов. - М.: ДеЛиПринт, 2001. - 123 с.

7. Теория и практика иммуноферментного анализа / А.М. Егорова, А.П. Осипов, Б.Б. Дзантиев и [др.] - М.: Высшая школа, 1991.- 288 с.