Enzymy w technologii spożywczej (Wydawnictwo Naukowe PWN)

Tytuł Enzymy w technice spożywczej Język polski Wydawnictwo Wydawnictwo Naukowe PWN ISBN 978-83-01-19044-6 Rok wydania 2016 Warszawa Wydanie 1 ilość stron 480 Format epub, mobi Spis treści Autorzy 13 Słowo wstępne 15 1. Wprowadzenie: enzymy w przemyśle spożywczym Maarten van Oort 17 1.1. Historia 17 1.2. Nazewnictwo 19 1.3. Enzymologia 20 1.3.1. Funkcje enzymów w naturze. 20 1.3.2. Chemia enzymów 21 1.3.3. Specyficzność enzymów 21 1.3.4. Mechanizmy działania 23 1.3.5. Kompleks enzym–substrat 23 1.3.6. Równowaga chemiczna 23 1.4. Kinetyka reakcji enzymatycznych 24 1.5. Czynniki wpływające na aktywność enzymów 26 1.5.1. Stężenie enzymu 26 1.5.2. Stężenie substratu 26 1.5.3. Allosteria 27 1.5.4. Kofaktory 27 1.5.5. Koenzymy 28 1.5.6. Inhibitory 29 1.6. Enzymy przemysłowe 30 1.7. Enzymy używane w wytwarzaniu żywności 34 1.7.1. Biotechnologia żywności 34 1.7.2. Wykorzystania enzymów w tworzeniu żywności 34 1.8. Inżynieria genetyczna 37 1.9. Alergie powodowane przez enzymy 37 1.10. Podsumowanie i wnioski 38 Bibliografia 38 2. GMO a inżynieria białek Xiaoli Liu 39 2.1. Wprowadzenie 39 2.2. Technologia rekombinowanego DNA 42 2.2.1. Klonowanie metodą „shotgun" 46 2.2.2. Samoklonowanie 47 2.2.3. Klonowanie z wykorzystaniem PCR 47 2.2.4. Przykłady zastosowań 47 2.3. Inżynieria białek 53 2.3.1. Strategie inżynierii białek 54 2.3.2. Systemy ekspresji genów 58 2.3.3. Selekcjonowanie i monitorowanie 59 2.3.4. Zastosowania inżynierii białek – produktywne narzędzie przy wytwarzaniu enzymów stosowanych jako biokatalizatory 59 2.3.5. Kwestie bezpieczeństwa 64 2.4. Regulacje prawne 65 2.4.1. Przepisy dotyczące samoklonowania. 66 2.4.2. Klonowanie oraz ekspresję genów między Streptomyces należy traktować jak „samoklonowanie" 68 2.5. Perspektywy na przyszłość 68 Bibliografia 69 3. Wytwarzanie enzymów przemysłowych Tim Dodge73 3.1. Badania aplikacyjne i inżynieria białek 74 3.2. Opracowywanie szczepów 75 3.2.1. Wprowadzenie 75 3.2.2. GMO wobec nie-GMO 75 3.2.3. Przykład: kompozycja szczepu Bacillus subtilis jako gospodarza produkcji 76 3.2.4. Cele inżynierii genetycznej 77 3.2.5. Produkcja enzymów dla przemysłu spożywczego w dobie „omik" 77 3.3. Fermentacja mikrobiologiczna 78 3.3.1. Utrzymywanie i przechowywanie kultur 78 3.3.2. Przygotowywanie inokulum 78 3.3.3. Fermentacja produkcyjna 79 3.4. Procesy wydzielania i oczyszczania 82 3.4.1. Wypełnianie luk. 82 3.4.2. Podstawowy cykl wydzielania i oczyszczania 83 3.4.3. Oczyszczanie 84 3.4.4. Stabilnie procesów produkcji 85 3.5. Formulacja enzymów 85 3.5.1. Przygotowywanie produktów stałych 85 3.5.2. Przygotowywanie produktów płynnych 88 3.5.3. Mieszanki 88 3.5.4. Środki konserwujące 89 3.6. Podsumowanie. 89 Bibliografia 90 4. Asparaginaza – enzym redukujący zawartość akryloamidu w produktach spożywczych Beate A. Kornbrust, Mary Ann Stringer, Niels Erik Krebs Lange, Hanne Vang Hendriksen 93 4.1. Wprowadzenie 93 4.2. Asparaginaza 98 4.3. Oznaczanie zawartości akryloamidu 100 4.4. Użycia 101 4.4.1. Próby użycia w produktach zbożowych 101 4.4.2. Badania zastosowań w produktach ziemniaczanych 108 4.4.3. Zastosowania w obróbce kawy 120 Bibliografia 124 5. Zastosownie enzymów w produkowaniu wyrobów mleczarskich Barry A. Law129 5.1. Wprowadzenie 129 5.2. Enzymy ścinające mleko 130 5.2.1. Natura i podobieństwo podpuszczki i koagulantów 130 5.2.2. Właściwości podpuszczki i koagulantów z różnych źródeł 131 5.2.3. Wytwarzanie podpuszczki i koagulantów 133 5.2.4. Formulacja i standaryzacja podpuszczki i koagulantów 134 5.3. Laktoperoksydaza 135 5.4. Enzymy uczestniczące w dojrzewaniu sera 136 5.4.1. Komercyjnie dostępne warianty enzymów 136 5.4.2. Technika dodawania enzymów 138 5.4.3. Technologia produkcji serów modyfikowanych enzymatycznie 141 5.5. Lizozym 142 5.6. Transglutaminaza 143 5.7. Lipaza 143 5.7.1. Lipolizowany tłuszcz mleczny (LMF) 143 5.7.2. Pomiędzy- i we wnętrzucząsteczkowa modyfikacja tłuszczu mlecznego katalizowana poprzez lipazy 144 5.8. Laktaza 144 5.8.1. Komercyjne produkty mleczarskie otrzymywane przy użyciu technologii laktazy 145 Bibliografia 146 6. Enzymy w piekarnictwie Maarten van Oort 149 6.1. Wprowadzenie 149 6.1.1. Pszenica 149 6.1.2. Elementy mąki pszennej 150 6.1.3. Skrobia 150 6.1.4. Gluten 152 6.1.5. Polisacharydy nieskrobiowe 154 6.1.6. Lipidy 156 6.2. Enzymy stosowane w produkcji pieczywa 156 6.2.1. Amylazy 157 6.2.2. Klasyfikacja 157 6.2.3. Amylazy w produkcji pieczywa 159 6.2.4. Inne amylazy 159 6.2.5. Enzymy zapobiegające czerstwieniu pieczywa 160 6.3. Ksylanazy 164 6.3.1. Klasyfikacja 165 6.3.2. Mechanizm działania 166 6.3.3. Ksylanazy w wytwarzaniu pieczywa 167 6.4. Lipazy 168 6.4.1. Mechanizm działania 168 6.4.2. Lipazy w produkowaniu pieczywa 170 6.5. Oksydoreduktazy 171 6.5.1. Klasyfikacja 172 6.5.2. Oksydazy w piekarnictwie 172 6.6. Proteazy 178 6.6.1. Klasyfikacja 178 6.6.2. Proteazy w piekarnictwie 179 6.7. Inne enzymy 181 6.7.1. Transglutaminaza 182 6.7.2. Endoglikozydazy 184 6.7.3. Celulazy 185 6.7.4. Mannanazy 187 6.8. Uwagi końcowe 189 Bibliografia 190 7. Enzymy w produkcji żywności innej aniżeli pieczywo, opartej na pszenicyCaroline H. M. Van Benschop, Jan D. R. Hille 199 7.1. Wprowadzenie 199 7.2. Funkcjonalność enzymów w produktach na bazie pszenicy innych aniżeli pieczywo 199 7.3. Użycie enzymów w produkcji ciast i mufin 200 7.4. Wykorzystanie enzymów w tworzeniu makaronów 203 7.4.1. Wpływ enzymów na makarony typu pasta 204 7.4.2. Wpływ enzymów na makarony ze zwykłej mąki (typu noodles) 205 7.5. Zastosowanie enzymów w produkcji ciastek, herbatników i krakersów 207 7.6. Zastosowanie enzymów w wytwarzaniu wafli 213 7.7. Wykorzystanie enzymów w wytwarzaniu tortilli na bazie mąki pszennej 214 7.8. Zastosowanie enzymów w produkowaniu płatków śniadaniowych 215 7.9. Inne przykłady 216 7.9.1. Zastosowanie asparaginazy w celu zmniejszenia zawartości akryloamidu w produktach na bazie pszenicy 216 Bibliografia 218 8. Warzenie piwa z udziałem enzymówEoin Lalor, Declan Goode 223 8.1. Wprowadzenie 223 8.2. Słodowanie: przekształcanie bezkompromisowego jęczmienia w kompleks bogaty w enzymy 223 8.2.1. Namaczanie 227 8.2.2. Kiełkowanie 228 8.2.3. Suszenie 234 8.2.4. Komercyjne enzymy wykorzystywane w procesie słodowania 235 8.3. Proces przetwarzania w warzelniach 236 8.3.1. Mielenie 236 8.3.2. Zacieranie 237 8.3.3. Zakwaszanie biologiczne w trakcie zacierania 244 8.3.4. Enzymy używane przy oczyszczaniu zacieru 244 8.4. Komponenty pomocnicze przy warzeniu piwa 246 8.4.1. Warzenie z udziałem minimalistycznego jęczmienia 247 8.4.2. Warzenie z udziałem kukurydzy lub ryżu 249 8.4.3. Warzenie z udziałem sorgo 249 8.4.4. Inne potencjalne dodatki 251 8.5. Wykorzystania enzymów i ich rola w procesie fermentacji 252 8.5.1. Procesy enzymatyczne podczas fermentacji z udziałem drożdży 252 8.5.2. Enzymy egzogenne używane podczas fermentacji 253 8.5.3. Wytwarzanie piwa o niewiele znaczącej zawartości węglowodanów 254 8.6. Stabilizacja piwa 256 8.6.1. Enzymy wykorzystywane do działań naprawczych (filtracja a zmętnienie piwa) 257 8.6.2. Umocnione dojrzewanie 258 8.7. Enzymy w piwowarstwie – perspektywy na przyszłość 258 8.8. Wnioski końcowe 260 Bibliografia 261 9. Wykorzystanie enzymów w tworzeniu alkoholi spożywczych, a także winAndreas Bruchmann, Celine Fauveau 263 9.1. Enzymy stosowane w produkowaniu alkoholi spożywczych 263 9.1.1. Enzymy hydrolizujące skrobię 263 9.1.2. Celulazy 269 9.2. Enzymy w przemyśle winiarskim 270 9.2.1. Wprowadzenie 270 9.2.2. Struktura i budowa winogron 270 9.2.3. Pektyny 271 9.2.4. Polifenole 272 9.2.5. Aromaty do win i ich prekursory w winogronach 273 9.2.6. Aspekty prawne dotyczące wykorzystywania enzymów w przemyśle winiarskim 275 9.2.7. Jawność GMO 277 9.2.8. Wytwarzanie enzymów dedykowanych dla winiarstwa 278 9.2.9. Skład enzymów przeznaczonych dla przemysłu winiarskiego 278 Bibliografia 281 10. Enzymy w przetwórstwie rybSootawat Benjakul, Sappasith Klomklao, Benjamin K. Simpson 283 10.1. Wprowadzenie 283 10.2. Proteazy 283 10.2.1. Użycia proteaz 284 10.3. Transglutaminaza (TGaza) 297 10.3.1. Endogenna TGaza 297 10.3.2. Transglutaminaza mikrobiologiczna (MTGaza) 300 Bibliografia 305 11. Wykorzystanie enzymów w przetwórstwie owoców i warzyw i ekstrakcji soków Catherine Grassin, Yves Coutel 313 11.1. Wprowadzenie 313 11.2. Budowa owoców 314 11.2.1. Pektyny 315 11.2.2. Hemicelulozy 315 11.2.3. Celuloza 317 11.2.4. Skrobia 317 11.3. Enzymy rozkładające pektynę 317 11.4. Komercyjne pektynazy 320 11.4.1. Wytwarzanie 320 11.4.2. Specyfikacje 322 11.4.3. Aspekty prawne 322 11.4.4. Mikroorganizmy modyfikowane genetycznie 322 11.5. Enzymy stosowane w przetwórstwie owoców 324 11.5.1. Przetwarzanie jabłek 325 11.5.2. Przetwarzanie owoców jagodowych 330 11.5.3. Przetwarzanie owoców tropikalnych 334 11.5.4. Przetwarzanie cytrusów 339 11.6. Zachowanie jędrności owoców 343 11.7. Przetwarzanie warzyw 344 11.8. Nowe trendy i wnioski końcowe 345 Bibliografia 346 12. Enzymy w przemyśle mięsnymRaija Lantto, Kristiina Kruus, Eero Puolanne, Kaisu Honkapää, Katariina Roininen, Johanna Buchert 347 12.1. Wprowadzenie 347 12.2. Mięso jako surowiec 347 12.2.1. Budowa mięśni 348 12.2.2. Chemia i biochemia mięśni 348 12.2.3. Przekształcanie mięśni w mięso 350 12.2.4. Czynniki wpływające na przetwarzanie mięsa 351 12.3. Enzymy stosowane w przetwórstwie mięsa 352 12.3.1. Proteazy i peptydazy 352 12.3.2. Lipazy 357 12.3.3. Transglutaminaza 358 12.3.4. Enzymy utleniające 359 12.3.5. Glutaminaza 359 12.4. Zmiękczanie mięsa z udziałem enzymów 360 12.4.1. Użycia enzymów do zmiękczania mięsa 361 12.5. Nadawanie smaku produktom mięsnym przez wykorzystanie enzymów 363 12.5.1. Wpływ procesów proteolizy i lipolizy na powstawanie smaku produktów mięsnych 363 12.5.2. Wpływ enzymów na dojrzewanie peklowanego na sucho mięsa 364 12.6. Inżynieria strukturalna przy użyciu enzymów sieciujących 366 12.6.1. Restrukturyzacja mięs niepoddawanych obróbce termicznej 367 12.6.2. Systemy przetworzonego mięsa 368 12.7. Inne zastosowania 372 12.8. Perspektywy na przyszłość 372 Bibliografia 373 13. Wykorzystanie enzymów w modyfikowaniu białekPer Munk Nielsen 383 13.1. Wprowadzenie 383 13.2. Reakcja hydrolizy 384 13.3. Kontrolowanie reakcji hydrolizy 385 13.4. Proteazy 387 13.5. Atrybuty hydrolizowanego białka 389 13.5.1. Smak 389 13.5.2. Rozpuszczalność 393 13.5.3. Lepkość 395 13.5.4. Emulgowanie 396 13.5.5. Spienianie 398 13.5.6. Żelowanie 401 13.5.7. Alergenność 402 13.5.8. Bioaktywne peptydy 403 13.6. Przetwarzanie 404 13.6.1. Przygotowanie bezkompromisowca 405 13.6.2. Hydroliza 406 13.6.3. Dezaktywacja proteaz 407 13.6.4. Oddzielanie białek/peptydów 409 13.6.5. Zagęszczanie, formulacja, a także suszenie 410 13.7. Hydrolizaty białka przystępne na rynku 411 13.8. Wnioski końcowe 413 Bibliografia 413 14. Enzymy stosowane w przetwórstwie skrobiMarc J. E. C. Van der Maarel 417 14.1. Wprowadzenie 417 14.2. Skrobia i enzymy katalizujące jej konwersję 417 14.3. Hydroliza skrobi 419 14.4. Wytwarzanie fruktozy przy użyciu izomerazy glukozowej 423 14.5. Izomaltooligosacharydy 423 14.6. Amylazy w piekarnictwie (por. Rozdz. 6) 424 14.7. Glukanotransferazy 425 14.8. Cyklodekstryny 426 14.9. Termoodwracalna skrobia żelująca 427 14.10. Rozgałęzione dekstryny 427 14.11. Wnioski końcowe 428 Bibliografia 429 15. Wykorzystanie lipaz w tworzeniu elementów żywnościDavid Cowan 433 15.1. Wprowadzenie 433 15.2. Biochemia enzymów 435 15.3. Interestryfikacja. 436 15.4. Uwodornianie i interestryfikacja chemiczna 436 15.5. Interestryfikacja enzymatyczna 438 15.5.1. Wymagania dotyczące jakości oleju 441 15.5.2. Ulepszanie jakości oleju 444 15.5.3. Prowadzenie procesów EIE 445 15.5.4. EIE – perspektywy na przyszłość 447 15.6. Proces odśluzowania enzymatycznego 447 15.6.1. Budowa fosfolipidów oraz fosfolipazy 448 15.6.2. Mechanizm odśluzowania enzymatycznego 449 15.6.3. Rezultaty zastosowań odśluzowania enzymatycznego w przemyśle 451 15.6.4. Doskonalenie cyklu odśluzowania enzymatycznego 452 15.6.5. Odśluzowanie enzymatyczne – perspektywy na przyszłość 455 15.7. Synteza estrów 457 15.8. Tłuszcze specjalne 459 15.9. Naturalne atuty procesów enzymatycznych 461 15.10. Przyszłe zastosowania lipa 462 15.10.1. Biodiesel 462 15.10.2. Alternatywne systemy unieruchamiania lipaz 462 15.10.3. Alternatywne systemy reakcji 463 15.11. Wnioski końcowe 464 Bibliografia 465 Skorowidz 467