Enzymy w technologii spożywczej

• Druk: Warszawa, 2016
• Redakcja naukowa: Maarten Van Oort, Robert J. Whitehurst
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Intensywnie rozwijający się przemysł spożywczy poszukuje nowych technologii, które rozwiążą dotychczasowe problemy technologiczne - zmniejszą koszt produkcji, zwiększą produkcję przy jednoczesnej gwarancji wysokiej jakości produktu. Pożądaną cechą nowych technologii jest niski nakład inwestycyjny i w miarę nieskomplikowane operacje jednostkowe. Wykorzystanie enzymów w przemyśle spożywczym to realna szansa do zrealizowania tych warunków.
Najważniejsze korzyści płynące z zastosowania enzymów to:
• przyspieszenie procesów technologicznych,
• możliwość uruchomienia produkcji nowych asortymentów żywności (w tym żywności funkcjonalnej),
• podniesienie jakości i atrakcyjności oraz wydłużenie trwałości produktów żywnościowych,
• możliwość zwiększenia wydajności tradycyjnie stosowanych surowców i zmniejszenie kosztów produkcji.
W publikacji znajdziemy informacje na temat zastosowania enzymów w wielu gałęziach przemysłu spożywczego:
- mleczarstwie
- piekarnictwie
- piwowarstwie
- przetwórstwie ryb
- przetwórstwie owoców i warzyw
- przetwórstwie mięsa

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Biologia i przyroda
• Redakcja: Maarten Van Oort, Robert J. Whitehurst
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-19044-6
• ISBN druku: 978-83-01-18779-8
• Liczba stron: 480

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 stosowane w produkcji żywności		34
		1.7.1. Biotechnologia żywności	 34
		1.7.2. Zastosowania enzymów w produkcji 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 zastosowaniem 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 – niezwykle skuteczne 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: konstrukcja 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 proces wydzielania i oczyszczania 	 83
		3.4.3. Oczyszczanie	84
		3.4.4. Zrównoważenie 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. Zastosowania 	101
		4.4.1. Próby zastosowania 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 produkcji 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 rodzaje enzymów   136
		5.4.2. Technologia 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. Między- i wewnątrzcząsteczkowa modyfikacja tłuszczu mlecznego katalizowana przez 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. Składniki 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 wykorzystywane w produkcji pieczywa	156
		6.2.1. Amylazy	 157
		6.2.2. Klasyfikacja 	157
		6.2.3. Amylazy w wytwarzaniu 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 produkcji pieczywa	 167
	6.4. Lipazy 	168
		6.4.1. Mechanizm działania	 168
		6.4.2. Lipazy w produkcji 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 niż 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 niż pieczywo 	199
	7.3. Zastosowanie enzymów w produkcji ciast i mufin	 200
	7.4. Zastosowanie enzymów w produkcji 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 produkcji wafli 	213
	7.7. Wykorzystanie enzymów w produkcji tortilli na bazie mąki pszennej	 214
	7.8. Zastosowanie enzymów w produkcji płatków śniadaniowych 	215
	7.9. Inne przykłady 	 216
		7.9.1. Wykorzystanie 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 surowego 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 podczas zacierania	244
		8.3.4. Enzymy wykorzystywane przy filtrowaniu zacieru		244
	8.4. Składniki pomocnicze przy warzeniu piwa 	246
		8.4.1. Warzenie z udziałem surowego 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. Zastosowania enzymów i ich rola w procesie fermentacji	252
		8.5.1. Procesy enzymatyczne podczas fermentacji z udziałem drożdży	252
		8.5.2. Enzymy egzogenne wykorzystywane podczas fermentacji	 253
		8.5.3. Wytwarzanie piwa o małej zawartości węglowodanów 	254
	8.6. Stabilizacja piwa	256
		8.6.1. Enzymy wykorzystywane do działań naprawczych (filtracja a zmętnienie piwa)	257
		8.6.2. Wzmocnione dojrzewanie	258
	8.7. Enzymy w piwowarstwie – perspektywy na przyszłość	258
	8.8. Wnioski końcowe	260
Bibliografia 	261

9. Wykorzystanie enzymów w produkcji alkoholi spożywczych oraz winAndreas Bruchmann, Celine Fauveau	263
	9.1. Enzymy wykorzystywane w produkcji 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 stosowania enzymów w przemyśle winiarskim	 275
		9.2.7. Jawność GMO 	277
		9.2.8. Wytwarzanie enzymów przeznaczonych 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. Zastosowania 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 oraz 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 wykorzystywane 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 wykorzystywane 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. Zastosowania 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. Właściwości 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 surowca 	405
		13.6.2. Hydroliza	 406
		13.6.3. Dezaktywacja proteaz	 407
		13.6.4. Oddzielanie białek/peptydów	 409
		13.6.5. Zagęszczanie, formulacja oraz suszenie	 410
	13.7. Hydrolizaty białka dostępne 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 produkcji składników 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. Poprawianie 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 procesu odśluzowania enzymatycznego 	452
		15.6.5. Odśluzowanie enzymatyczne – perspektywy na przyszłość	455
	15.7. Synteza estrów	457
	15.8. Tłuszcze specjalne 	 459
	15.9. Ekologiczne zalety 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