Élelmiszerenzimek A termelésben a géntechnológia válik az élelem szabványává
Enzimek? Nem szerepelnek az összetevők listájában, és alig tudja valaki, hogy számos ételben fontos szerepet játszanak. Akár sajt, zsemle, gyümölcslé vagy édesség - alig működik valami enzimek nélkül. Az élelmiszer-technológusok pontos biokémiai eszközökként értékelik őket. A manapság alkalmazott enzimeket mikroorganizmusok segítségével állítják elő - és gyakran genetikailag módosítják őket.
kenyér és zsemle. Az enzimek stabil héjat és jó tésztatulajdonságokat biztosítanak. Segítenek abban is, hogy a pékáruk hosszabb ideig maradjanak frissek.
sajt. A kimozin enzim a tejet sűrűvé teszi, így sajt lesz belőle. Korábban a borjú gyomrából származott, ma elsősorban genetikailag módosított mikroorganizmusokkal állítják elő.
Az édességek nem mindig cukor: Sok terméknél már nem a klasszikus (cukorrépából vagy cukornádból készült) cukor adja az édességet, hanem a növényi keményítőből készült cukor. Ez a „keményítő cukrosodás” enzimek nélkül nem lehetséges.
Tejtermékek: Laktózmentes enzimekkel
Enzimek a mindennapi termékekben. A gyógyszeripari ágazat, a bioüzemanyagok és az állati takarmányok műszaki alkalmazásai nem szerepelnek. (Jany után 2016)
Az enzimek az élő sejtek aktív összetevői, és szinte minden anyagcsere folyamatban részt vesznek. Biológiai katalizátorként sok milliószor gyorsítják az alig észrevehető biokémiai reakciókat - és mindezt életbarát körülmények között, magas hőmérséklet és agresszív vegyszerek nélkül.
A természetesen előforduló enzimek száma óriási. A közönséges E. coli baktériumokban már 500 különböző enzim aktív. Körülbelül 5000 enzim esetében részletesen ismert a szerkezet és a hatásmód. Összesen több mint 100 000 enzimnek kell lennie. Az enzimek különös előnye a sajátosságuk: Nagyon pontosan és általában "mellékhatások" nélkül működnek. Egy bizonyos enzim mindig csak egy bizonyos reakciót hajt végre, például egy nagy molekulaláncot szakít meg egy adott ponton.
Az élelmiszer-előállításban és -feldolgozásban az enzimeket gyengéd, célzott biokémiai eszközként használják. Az enzimek nagy képességekkel bírnak: Módosítják a keményítőt, optimalizálják a zsírokat és a fehérjéket, ropogóssá teszik a zsemlét, stabilizálják a habokat vagy „beragasztják” a húsdarabokat. Az enzimek ellenőrzik az érési folyamatokat, sűrűvé teszik a sajtkészítéshez szükséges tejet és tisztítják az almaleveket. Segítenek aromák és gyümölcs kivonatok megszerzésében, és biztosítják, hogy a kukoricapehelyek szilárdak legyenek a harapásig. És borral és sörrel is - ha nem a német tisztasági törvény szerint főzik - diszkrét szerepet játszanak.
Az enzimek megfelelő eszközök a nemkívánatos anyagok vagy az emberek bizonyos csoportjai számára összeférhetetlen anyagok eltávolítására is: Bontani tudják a tejcukrot (laktózt) laktózmentes tejtermékek előállítása céljából; csökkenthetik a gabonafélék gluténtartalmát, vagy biztosíthatják, hogy kevesebb akrilamid képződjön sütés vagy rántás közben.
2010 és 2016 között az élelmiszer- és italgyártó ipari enzimek értékesítése csaknem megduplázódott (1,2-ről 2,1 milliárd dollárra).
Biotechnológia és géntechnológia: A természetes hiány leküzdése
A természeti erőforrások szűkössége hosszú ideig korlátozta az izolált enzimek gazdasági felhasználását. Kémiai szintézisük a bonyolult molekulaszerkezet miatt alig lehetséges. Ezenkívül az enzimek általában csak alacsony koncentrációban képződnek természetes körülmények között. Az enzimek ezért sokáig túl drágák voltak a tömegtermékekben való széles körű alkalmazáshoz.
De a szűkös rendelkezésre állás szűk keresztmetszetét régóta leküzdik. Biotechnológia alkalmazásával ma már nagyszámú enzimet nyernek. Különféle mikroorganizmusokat - baktériumokat, élesztőket, penészgombákat - tenyésztettek, hogy nagy mennyiségű enzimet bocsássanak ki a saját anyagcseréjükhöz. Az erre használt mikroorganizmusokat gyakran genetikailag módosítják. Sok esetben csak így lehet a szükséges enzimeket olcsón és elegendő mennyiségben előállítani.
Időközben a biotechnológusoknak más erőteljes eljárások állnak a rendelkezésükre, hogy kimondottan olyan mikroorganizmusokat fejlesszenek ki, amelyek pontosan meghatározott tulajdonságokkal és állandó minőségben képesek előállítani egy bizonyos enzimet. Kezdetben, a géntechnológia ipari alkalmazásának első éveiben, az enzim „építési útmutatójával” rendelkező megfelelő gént átadtak, vagy egy meglévő gént „megerősítettek”, és így a képződött mennyiségeket növelték. Ma optimalizálhatja vagy akár átalakíthatja az enzimhez vezető teljes anyagcsere útvonalakat (fehérje kialakítása, edények evolúciója, szintetikus biológia). A növénynemesítéshez hasonlóan a klasszikus géntechnológia és más molekuláris biológiai folyamatok határai is folyékonyak.
Például…
Sajt: A sajtgyártásban a borjú gyomorból származó oltót hagyományosan a tej felpörgetésére használják. Az oltó fő hatóanyagát, a kimozin enzimet ma genetikailag módosított mikroorganizmusok segítségével állítják elő.
Kenyér és zsemle: Az enzimek különösen nélkülözhetetlenek az egyre népszerűbb fagyasztott tésztadarabokban, amelyeket pékségekben és szupermarketekben sütnek: Biztosítják a mennyiséget és az egyenletes sűrűséget, kompenzálják a gabona minőségének természetes különbségeit és lerövidítik a tészta kelési idejét. A kész kenyérben az enzimek ropogósabbá teszik a kérget, és a színe intenzívebb, a hűtetlen pékáruk nem keményednek és száradnak olyan gyorsan. (pl. amilázok, xilanázok)
Gyümölcslé: Különösen a bogyós gyümölcsök esetében az enzimek (pektinázok) javítják a szín- és aromaanyagok extrahálását. Bizonyos esetekben tisztázzák a természetesen zavaros nedveket. Az enzimek használata általános gyakorlat a gyümölcsökből, trópusi gyümölcsökből, almából és körtéből készült gyümölcslevekben.
Dextróz és keményítő cukrozása: Az enzimek lebontják a keményítőt - például kukoricából - alapvető cukorkomponenseire. Ezt a keményítő-cukrozásnak nevezett eljárást ma ipari léptékben hajtják végre. Számos élelmiszer-összetevő és adalékanyag származik belőle, például szőlőcukor, glükózszirup, izoglükóz vagy fruktóz-glükózszirup) vagy különféle cukorhelyettesítők, például szorbit. A keményítő cukrozásához használt enzimeket főleg genetikailag módosított mikroorganizmusok segítségével nyerik.
Élelmiszerenzimek az EU-ban: jóváhagyás, de nincs címkézés
Becslések szerint 1800 enzimkészítmény forgalmazza Európában. Az EU legtöbb országában sokáig nem volt erre külön szabályozás. Ez most megváltozott az élelmiszerenzimek esetében: az EU-ban most engedélyezési eljáráson kell átesniük, amelyben a biztonságot is felmérik. A követelmények minden enzimre megegyeznek, a gyártási eljárástól függetlenül. Ha „géntechnológiával hajtják végre”, az érintett enzimkészítmény nem tartalmazhat a termelő szervezetek maradványait, és az újonnan bevezetett DNS nem lehet kimutatható. A jóváhagyási eljáráshoz eddig benyújtott enzimkészítmények mintegy 40 százaléka genetikailag módosított mikroorganizmusokkal, és körülbelül annyi hagyományos mikroorganizmusokkal készül. A maradékot növényekből és állatokból nyerik (2015 végére).
Az enzimeket csak akkor kell felvenni az élelmiszer összetevőinek listájába, ha a végtermékben technológiai funkciót töltenek be. De ez csak nagyon ritkán fordul elő. Függetlenül attól, hogy génmódosítottak-e vagy sem - az enzimeket általában nem deklarálják.