Primena enzimskih preparata u proizvodnji sokova

UNIVERZITET U BEOGRADU

POLJOPRIVREDNI FAKULTET

Prehrambena tehnologija

SEMINARSKI RAD

Primena enzimskih preparata u proizvodnji hrane

TEMA: PRIMENA ENZIMSKIH PREPARATA U

PROIZVODNJI SOKOVA

MENTOR : STUDENTI:

BEOGRAD-ZEMUN 2013

Primena enzimskih preparata uproizvodnji sokova

SADRŽAJ

1.Uvod

..................................................................................................................................................

1.1.Istorijat primene enzima.............................................................................................................3

2.Primena enzimskih preparata u prehrambenoj tehnologiji

............................................................4

3. Enzimski preparati u proizvodnji sokova

.......................................................................................6

3.1. Primena komercijalnih enzimskih preparata za hidrolizu pektina u sokovima.......................6

4. Depektinizacija sokova pektolitičkim enzimima

.............................................................................9

4.1. Depolimerizacioni enzimi...........................................................................................................10

4.1.1.Endo-poligalakturonaza........................................................................................................ 10
4.1.2.Egzo-poligalaturonaza..........................................................................................................11
4.1.3.Endo-pektat liaze................................................................................................................... 11
4.1.4.Deesterifikacioni enzimi........................................................................................................ 12

5.Podela pektolitickih preparata koji se koriste u proizvodnji

.......................................................13

5.1.Separacioni pektolitički preparati............................................................................................13
5.2.Maceracioni pektolitički preparati...........................................................................................13
5.3.Ostali enzimi koji se koriste u pektolitičkim preparatima........................................................14

6. Pravilnik o kvalitetu i drugim zahtevima za enzimske preparate za prehrambene proizvode

....15

7.ZAKLJUČAK................................................................................................................................... 25

Primena enzimskih preparata uproizvodnji sokova

2.Primena enzimskih preparata u prehrambenoj tehnologiji

U prehrambenoj industriji enzimi se koriste u svrhu ubrzavanja biohemijskih procesa,

postizanja odredjenih svojstava proizvoda, poboljšavanja ukupnog kvaliteta proizvoda i sl. Enzimi
su po svom sastavu proteini. Hemizam i kinetika delovanja enzima analogni su teoretskim
postavkama kinetike klasičnih hemijskih procesa, pa se i modeli enzimskih procesa baziraju na
istim zakonitostima.

Enzimski preparati su biološki aktivni proteini kombinovani metalima ,ugljenim hidratima,

odnosno mastima i obuhvataju supstance izolovane iz životinskih, biljnih ili mikrobnih izvora, а
mogu sadržati cele supstance,delove ćelija ili ćeliske ekstrate poreklom iz navedenih izvora .
Enzimski preparati mogu sadržati i оstatke hranljive podloge rastvarača, stabilizatore, konzervanse,
antioksidanse i druge sastojke. Oni su adutivi namernicama cija je upotreba regulisana Pravilnikom
о prehrambenim aditivima .

Komercijalni enzimi najznačajniju primenu u industriji prerade voća i povrća imaju kod

proizvodnje bistrih sokova gdje sprečavaju pojavu mutnoće i povećavaju stepen iskorišćenja
polazne sirovine. Zatim kod prerade skroba krompira i dobivanja šećera. U oba slučaja dobija se
veći prinos iz polaznih sirovina nego kod procesa proizvodnje gde nisu korišćeni enzimi .

U prehrambenoj proizvodnji enzimi nalaze primenu u preradi mesa i mleka, proizvodnji hleba

i peciva, konditorskih proizvoda, ulja i masti kao i preradi i konzervisanju voća i povrća.
Najznačajnija primena enzima u tehnologiji voća i povrća je u proizvodnji bistrih sokova,
proizvodnji vina i preradi povrća bogatog skrobom (krompir ). Enzimi se takodje koriste i u naučne
svrhe u oblasti GMO, Novel Food, kao i molekularnoj biologiji , biohemijskom inženjerstvu ,
biotehnologiji i sl .

Medjutim njihovo delovanje moze biti i nepozeljno.U svežoj neprerađenoj hrani stupaju u

različite fiziološke procese,deluju za vrijeme prerade i čuvanja hrane. U biljnom i animalnom tkivu
enzimi kontrolisu reakcije vezane za zrenje i dozrevanje. Enzimsko delovanje se nastavlja i posle
setve ili branja plodova, kao i nakon uginuća životinja, kod kojih omogućava sagorevanje mišićnog
tkiva u bolje svarljivo meso. Posle branja, ako nisu inaktivisani zagrevanjem, hemikalijama ili na
drugi način enzimi nastavljaju biohemijske procese, a u mnogim slučajevima izazivaju kvarenje.

Zbog toga što učestvuju u mnogim biohemijskim reakcijama u hrani odgovorni su za promene

u   aromi,   ukusu,   boji,   teksturi   i   nutritivnim   svojstvima.   Enzimi   imaju   optimalnu   temperaturu
delovanja   kada   je   njihova   aktivnost   maksimalna.   Proces   zagrevanja   hrane   za   vreme   prerade
uzrokuje   ne   samo   uništavanje   mikroorganizama   nego   i   inaktivaciju   enzima   što   omogućava
produženje upotrebe. Aktivnost svakog enzima je karakteristika optimalne pH vrednosti.

Primena enzimskih preparata uproizvodnji sokova

Enzimi ili, kako su se pre zvali, fermenti, biološki su vrlo važna grupa proteina. Oni su

katalizatori žive ćelije. Celokupnost svih biohemijskih transformacija je moguća samo zbog
prisustva ili ispravnije rečeno, delovanja enzima. Supstratima nazivamo spojeve koji se hemijski
menjaju delovanjem enzima. Koristeći se metodom proteinske hemije, dobijeno je dosada stotine
enzima u kristalisanom stanju, a prvi enzim izolovan u kristalnom obliku bila je ureaza. Za
katalitičko delovanje odgovorno je « aktivno središte ».

Mnogi enzimi pripadaju proteidima, pa se sastoje od proteinskog dela i od pripadne «

prostetične grupe ». Neki enzimi u svojoj aktivnoj formi vežu takvu skupinu reverzibilno, pa protein
tada nazivamo apoenzimom ,a prostetsku grupu koenzimom :

koenzim + apoenzim = ( holo ) enzim

Koenzimi , koji bi se prema sistematici trebali ispravnije nazivati kosupstratima , imaju važnu

funkciju pri enzimskom delovanju.

Enzimi deluju vrlo specifično. Oni poseduju specifičnost prema supstratu, tj. oni reaguju sa

tačno određenim međuproduktom metabolizma. Enzimi mogu biti male ili velike molekulske mase,
mogu se sastojati od dve ili više aminokiselina koje su međusobno vezane kovalentnim peptidnim
vezama, a molekulska masa im može biti od 10000 do 1000000. Osim aminokiselina mogu na sebe
imati vezane i druge spojeve, npr. CHO, fosfate, itd. Enzimi iz supstrata dobijaju sasvim novu
komponentu – proizvod:

Enzimi se nalaze u svim živim organizmima i utiču na ukupnu dinamičku biološku ravnotežu.

Selektivni su, pa praktično svaki spoj ima svoj odgovarajući enzim koji katalitički deluje na
biohemijske procese tog spoja. Enzimi osim što deluju selektivno mogu uticati na smer reakcije
(revrezibilan ili ireverzibilan). Imaju svoj životni ciklus i ne deluju beskonačno, mada se po
osnovnoj postavci regenerišu. Vremenom se „iscrpljuje“ njihovo delovanje, tako da im se aktivnost
vremenom smanjuje. Životni ciklus, odnosno vreme aktivnosti enzima zavisi od: količine supstrata,
pH vrednosti, temperaturi, itd. Pri denaturaciji razara se konformacija enzima. Zbog toga se gubi
katalitičko delovanje iako je sekvencija aminokiselina ostala očuvana .

3. Enzimski preparati u proizvodnji sokova

3.1. Primena komercijalnih enzimskih preparata za hidrolizu pektina u

sokovima

Primena enzimskih preparata uproizvodnji sokova

Proteolitički enzimi različitog porekla i načina delovanja se korisite u tretiranju brašna i testa;

za tretiranje pšenice, kazeina iz mleka, ribe i sojinog proteina, kostiju i mesnog otpada kao i za
zrijuće sireve.

Za proizvodnju bistrog soka neophodno je pronaći preteinaze koje se same izdvajaju od

konvencijalnih po sledećim osobinama:

- pH je na optimalnoj vrednosti između 3 i 4

- Mehanizam aktivnosti odgovara proteinu soka

Šta više, ove posebne proteinaze imaju funkciju da preferencijalno hidrolizuju one nisko

težinske molekularne frakcije koje su odgovorne za mutnoću kod proizvodnje bistrog soka. Brojni
istraživački projekti na univerzitetima u USA, kao npr. u Oregonu, su pokazali da su proteinaze vrlo
pogodne za bistre sokove.

Specijalni enzimski proizvodi koji su razvijeni nakon procene ovakvih projekata su dokazali

da u proizvodnji bistrog soka od jagodičastog voća određene prednosti se postižu:

- poboljšanje boje i stabilnost iste a prinos se da povećati izmedju 20% i 50%

- povećan kapacitet filtriranja povećanjem odnosa flux-a

- organoleptičke sposobnosti

Ostali enzimi

. Celulaza je enzimatični preparat relativno novijeg datuma . Vrši hidrolizu

celuloze prema reakciji

Celuloza

⎯⎯

celulaza→ celulozni dekstrin + glukoza

Optimum delovanja ovog enzima je pH 3.5 mada ispoljava dosta zadovoljavajuću aktivnost u

širokim granicama izmedju pH 2.5 do pH 8.0 . Temperaturni optimum je oko 50

C . Primenom

ovog enzima može da se poveća svarljivost nekih vrsta povrća koje sadrže veće količine celuloze .
Tako se omekšavanje i bolja svarljivost primenom celulaze može postići kod prezrelih mahuna
boranije kao i kod graška. U proizvodnji sokova od voća i povrća primenom ovog preparata može
da se postigne veći prinos , kao i razgradnja fino dispergovanih celuloznih sastojaka što doprinosi
boljoj stabilizaciji soka . Ima pokušaja da se primenom celulaza čvrsto tkivo prevede u tečno
odnosno kašasto stanje.

Od oksidaza gluko-oksidaza i katalaza mogu da se primene u preradi voća i povrća u

odredjene svrhe . Uklanjanje kiseonika iz proizvoda pakovanih u hermetički zatvorenu ambalažu ,
postiže se korišćenjem ovih fermenata. Učešćem ovih fermenata nastaju oksidacione reakcije čime
se vezuje prisutan kiseonik .

2H2O + O2

⎯⎯

katalaza→ 2 H2O2

2 C6H12O6 + H2O2

⎯⎯

gluko

⎯

oksidaza→ 2 C6H12O7 + 2 H2O

Gluko-oksidaza se dobija iz plesni

Pencillium glaucum, Aspergillus niger, Aspergillus

oryzae i dr

. Ona je specifičan ferment oksidiše glukozu do glukuronske kiseline . Primenom

oksidacionih enzimatičnih preparata zamenjuje pakovanje proizvoda sa inertnim gasom, kao što je
azot ili ugljendioksid. Vezivanjem kiseonika sprečavaju se oksidacione reakcije, koje bi mogle
negativno da utiču na kvalitet i sastav proizvoda .