Во всех животных и растительных тканях содержатся уникальные ферменты, известные как протеазы. Важнейшая их функция в обеспечении жизнедеятельности человека — участие в процессе переваривания пищи. Ускоряя расщепление белков и продуктов их распада, протеазы повышают усвояемость биологически ценных элементов.

Под европейским кодом E 1101 протеазы до 2008 года применяли в пищевой индустрии. Позже добавку запретили по ряду причин.

Название продукта

Протеазы — официальное наименование пищевой добавки. Международный синоним Proteases.

Под общим кодом Е 1101 (или Е–1101) зарегистрирована группа самостоятельных пищевых ферментов. В ее состав входят:

• протеаза, код E 1101 (I), международное название Protease. Сюда входят: протеаза растительная (синонимы: протеолитические ферменты, протеиназы, пептидгидролазы), химозин (ренин, сычужный фермент) и пепсин;
• папаин, E 1101(II), Papain, синонимы: протеазы дынного дерева;
• бромелайн, E 1101(III), Bromelain, синонимы: протеазы ананаса, бромелин;
• фицин, E1101 (IV), Ficin.

Папаин, фицин и бромелайн могут быть обозначены как цистеиновые протеазы или цистеин протеиназы.

Тип вещества

Добавка E 1101 включена в группу «Антифламинги и другие вещества».

Протеазы — это протеолитические ферменты класса гидролаз, расщепляющие белки. Получают вещество из соответствующего растительного или животного сырья:

• пророщенных семян пшеницы и ячменя (протеаза);
• высушенного млечного сока дынного дерева рода Carica papaja, больше известного как папайя (папин);
• сока из стеблей инжира (фицин);
• сока из плодов и стеблей необработанного ананаса (бромелайн);
• сычуга ягнят и телят (химозин);
• кислотного экстракта слизистой оболочки желудка крупного рогатого скота, свиней, кур (пепсин).

Сок после разделения на фракции подвергают ультрафильтрации, после чего продукт сублимируют.

Сычужные ферменты получают в результате водной экстракции сырья.

Продуцентами в соответствии со спецификацией ФАО/ВОЗ выступают особые непатогенные штаммы микроорганизмов: Aspergillus Melleus, Bacillus subtilis, Aspergillus Niger и другие.

Протеазы в производстве продуктов питания могут выполнять различные технологические функции: улучшитель муки, усилитель вкуса и аромата, стабилизатор консистенции и другие.

Свойства

Показатель	Стандартные значения
Цвет	желтовато-коричневый, светло-желтый, янтарный, белый (допускается сероватый оттенок)
Состав	ферменты микробного и растительного происхождения
Внешний вид	порошок, водный раствор
Запах	без запаха
Вкус	без вкуса или кисловатый
Содержание основного вещества	не менее 99%
Растворимость	хорошо в воде, очень слабо в спирте, эфире, хлороформе
Плотность вещества	не определяют
Другие	большинство протеаз стабильны до температуры 60–80º C; активны в широком диапазоне pH

Упаковка

Добавку Е 1101 в сухом виде расфасовывают в двойные полиэтиленовые мешки. Наружной упаковочной тарой служат:

• картонно-навивные барабаны;
• мешки из синтетических нитей;
• многослойные крафт-мешки.

Протеазы массой до 1 кг упаковывают в двойные пластиковые пакеты с фольгированным слоем.

В жидком виде добавка поступает на предприятия в пластиковых бочках или канистрах.

Где и как применяется

До 2008 года добавку E 1101 использовали в различных отраслях пищевой промышленности.

Протеазы применяли в технологии производства:

• хлеба и хлебобулочных изделий для равномерного распределения диоксида углерода и за счет этого улучшения пористости мякиша;
• творога и сыров: ферменты (химозин, пепсин) обеспечивают быструю свертываемость молока и прочность сгустка;
• пива, особенно при использовании низкокачественного солода. Добавка повышает качество пены и коллоидную стойкость, усиливает аромат и вкус, продлевает срок хранения. Протеолитические ферменты растительного происхождения предотвращают белковое помутнение, растворяют осадок, делая пиво прозрачным;
• мяса и мясопродуктов: протеиназы (папин, бромелайн, но особенно эффективен фицин) снижают жесткость волокон, повышают питательные качества изделий.

В 2008 году добавку Е 1101 исключили из списка разрешенных для пищевой промышленности. Причина в возможной технической порче изделий токсичными соединениями. Это может происходить из-за неконтролируемого роста микроорганизмов при нарушении технологии производства продуктов.

Протеазы как вещества с высокой биологической активностью пользуются спросом в косметологии. Популярная процедура пилинга с гидролазами позволяет вернуть коже молодость и здоровый цвет. Ферменты расщепляют кожный белок до исходных аминокислот, ускоряя отщепление ороговевших частиц. Пилинг с протеазами эффективен в отношении ряда косметических недостатков:

• угревой сыпи;
• расширенных пор;
• пигментных пятен;
• небольших рубцов.

Процедура быстро устраняет мелкие морщины, запускает процесс обновления клеток дермы.

Растительная протеаза — один из компонентов зубных паст (Протодент, Клеродент). Вещество растворяет зубной налет, не повреждая при этом эмаль и живые ткани, оказывает бактерицидное действие.

Добавка E 1101 — активный компонент ферментных препаратов, предназначенных для коррекции нарушений пищеварения и функций поджелудочной. Протеазы входят в состав многих популярных лекарственных средств, среди них: панкреатин, мезим-форте, ацидин-пепсин, фестал.

Противовоспалительное действие и способность вещества расщеплять некротические ткани нашла применение в терапии гнойных отитов, пролежней, ожогов, трофических язв.

Протеазы используют в других отраслях деятельности человека:

• Производство кормов: добавка разрушает некрахмалистые полисахариды, повышает усвояемость питательных веществ.
• В составе стиральных порошков и средств для удаления пятен (на упаковке обозначают как энзимы). За счет быстрого разрушения пептидной связи аминокислот, вещество избавляет от белковых и травяных пятен.
• В меховом и кожевенном производстве для облегчения производственного процесса (особенно на этапе снятия волоса со шкур) и размягчения сырья.

Польза и вред

Добавка Е 1101 запрещена к применению в России, странах Евросоюза, Австралии. Разрешена в США.

Обоснованных данных о вреде протеаз для здоровья человека нет. Возможно образование токсичных соединений на этапе биосинтеза ферментов из штаммов микроорганизмов, но точных доказательств (как положительных, так и отрицательных) до сих пор не предоставлено.

Побочные эффекты от употребления продуктов, содержащих протеолитические ферменты, возникают редко. В основном они связаны с индивидуальной непереносимостью животного белка или активных растительных компонентов ананаса, папайи или инжира.

При избыточных дозах могут возникнуть нарушения со стороны пищеварительной системы:

Протеазы играют значительную роль в переваривании белковой пищи в желудочно-кишечном тракте. С этой точки зрения можно говорить о несомненной пользе вещества.

Основные производители

В России крупнейшим производителем является компания «Сиббиофарм» (Новосибирская область).

Протеолитические ферменты для нужд животноводства выпускает ООО «Агрофермент» (Тамбовская область).

Потребность отечественных предприятий в протеазах на 90% удовлетворяется за счет импорта продукта.

Ведущие зарубежные поставщики:

• Novozymes A/S (Дания);
• Gist-Brocades NV (Нидерланды);
• Alltech Ltd. (штаб-квартира в США, штат Кентукки).

Несмотря на запрет добавки E 1101, производители используют протеазы в процессе изготовления сыров, творога, пива. На упаковках продуктов питания вещества могут быть скрыты под множеством обозначений: ГСБМ (гидролизат сывороточных белков молока), сычужный фермент, химозин и другие.

Молекула реннина состоит из полипептидной цепи с преобладанием кислых аминокислотных остатков.

Вырабатывается главными клетками желудка в форме неактивного профермента прореннина (прохимозина). Активируется катионами водорода (соляной кислотой желудочного сока) в присутствии ионов кальция при pH менее 5 с отщеплением 42-членного пептида. В кислой среде относительно стабилен, при pH более 7 теряет активность. Оптимальная кислотность среды для природного реннина 3—4, для синтетического 4—5.

Первоначальный субстрат реннина — белок молока казеиноген, который под действием фермента гидролизуется и расщепляется до нерастворимого белка казеина. В результате основной белок молока остаётся в желудке длительное время и медленно расщепляется пепсином.

Молекулярная масса бычьего реннина около 34 000 а.е.м.

Ингибируется пепстатином, продуцируемым стрептомицетами.

Использование в промышленности

Вытяжка из сычугов — традиционный продукт для створаживания молока, наиболее употребимый в сыроделании.

Кристиан Хансен, первым выделивший реннин, в 1874 году основал фирму Chr-Hansen по производству реннина, в настоящее время это одна из крупнейших компаний на рынке биопродукции.

Основной источник природного реннина — желудки молочных телят, возраст таких телят обычно не более 10 дней. В более позднем возрасте наряду с реннином начинает вырабатываться знанчительное количество пепсина, который ухудшает качество сыра.

Заменители животного реннина

В Италии кроме сычужного реннина, используются другие энзимы, вырабатываемые миндалинами телят и ягнят, что придаёт спецфический пикантный вкус итальянским сырам.

В 1960-е были выделены штаммы грибов Mucor pusilus и Мucor miehei, синтезирующих подходящие ферменты, но с меньшей активностью. Позднее были разработаны способы получения ферментов из Pseudomonas mixoides, Bacillus licheniformis, Edothea parasitica и др.

С начала 1990-х годов для производства сыров в результате достижений генной биотехнологии начали использовать реннин, произведённый бактериями, имеющими копии гена реннина теленка.

Компания Genencor International [3] разработала и выпустила на рынок продукт биотехнологий Chymogen®, обладающий большей чистотой, активностью и стабильностью, чем природный реннин. Сообщается [4] , что более 60 % твёрдых сыров производятся с его использованием.

Компания Chr-Hansen [5] поставляет на рынок продукт ChyMax® для замены природного реннина. Этот продукт используется, например, в производстве сыра сорта Ламбер

Первым ферментом, который выделен в лаборатории химическим путем является химозин (также известен под названием ренин), вырабатываемый желудочными железами многих млекопитающих. Он относится к классу гидролаз.

Свое применение сычужный фермент химозин нашел прежде всего в сыроделии, где он используется благодаря свойству свертывания молока и образования сырного сгустка. В большинстве случаев применение данного ферментного вещества в чистом виде не является целесообразным: гораздо более эффективно сворачивание молока проходит при использовании смеси химозина и пепсина.

Следует обратить внимание, что продукция, произведенная с применением данного фермента, не подходит потребителям-вегетарианцам: для изготовления сыров для этой категории следует применять другие составы, например, искусственно созданные вещества, входящие в состав препарата MARZYME, разработанного компанией Даниско.

В случае же, если речь идет о приготовлении различных сортов сыра с использованием животных ферментов, целесообразно использование препарата CARLINA® 1650.

Химозин и пепсин: в чем удобство их совместного использования

В препарат CARLINA® 1650 входит смесь ферментов в следующей пропорции: химозин: пепсин – 9:1. Именно такая комбинация обеспечивает быстрое и качественное сворачивание молока вне зависимости от показателей исходной продукции, а также позволяет сформировать требуемый сырный сгусток.

Обратившись в «АРОМА ФУД», вы сможете заказать этот препарат, а также другие разработки компании Даниско для сыроделия, в том числе, и содержащие штаммы Lactococcus lactis.

Рекомендуем ознакомиться с другими нашими предложениями для пищевой промышленности: