Potravinárske enzýmy Pri výrobe sa genetické inžinierstvo stáva štandardom - potravou
Enzýmy? Nie sú uvedené v zozname prísad a ťažko niekto vie, že zohrávajú dôležitú úlohu v mnohých potravinách. Či už syr, rožky, ovocný džús alebo sladkosti - bez enzýmov funguje takmer všetko. Potravinárski technológovia ich oceňujú ako presné biochemické nástroje. Enzýmy, ktoré sa dnes používajú, sa vyrábajú pomocou mikroorganizmov - a sú často geneticky modifikované.
chlieb a buchty. Enzýmy zabezpečujú stabilnú kôrku a dobré vlastnosti cesta. Pomáhajú tiež pečenému pečivu zostať dlhšie čerstvé.
syr. Enzým chymosín robí mlieko hustým, takže sa z neho stane syr. Kedysi pochádzalo z teľacieho žalúdka, dnes sa vyrába hlavne s geneticky modifikovanými mikroorganizmami.
Sladkosti nie sú vždy cukrom: Pri mnohých výrobkoch im už ich sladkosť nepridáva klasický cukor (vyrobený z cukrovej repy alebo trstiny), ale skôr cukor vyrobený z rastlinného škrobu. Táto „sacharifikácia škrobu“ nie je možná bez enzýmov.
Mliečne výrobky: Bez laktózy s enzýmami
Enzýmy v každodenných výrobkoch. Technické aplikácie vo farmaceutickom priemysle, biopalivá a krmivá pre zvieratá nie sú uvedené. (po Jany 2016)
Enzýmy sú aktívne zložky živých buniek a podieľajú sa takmer na všetkých metabolických procesoch. Ako biologické katalyzátory mnohonásobne urýchľujú sotva znateľné biochemické reakcie - a to všetko za podmienok priaznivých pre život, bez vysokých teplôt a agresívnych chemikálií.
Počet prirodzene sa vyskytujúcich enzýmov je obrovský. V bežných baktériách E. coli je už aktívnych 500 rôznych enzýmov. Štruktúra a spôsob účinku sú známe približne pre 5 000 enzýmov. Celkovo by malo byť viac ako 100 000 enzýmov. Zvláštnou výhodou enzýmov je ich špecifickosť: Pracujú veľmi presne a zvyčajne bez „vedľajších účinkov“. Určitý enzým niekedy uskutočňuje iba určitú reakciu, napríklad rozbitie veľkého molekulárneho reťazca v danom bode.
Pri výrobe a spracovaní potravín sa enzýmy používajú ako jemné a cielené biochemické nástroje. Enzýmy majú veľké schopnosti: modifikujú škrob, optimalizujú tuky a bielkoviny, robia chrumkavé rožky, stabilizujú peny alebo „lepia“ kúsky mäsa. Enzýmy riadia procesy zrenia, robia mlieko na výrobu syra hustým a čistia jablkové šťavy. Pomáhajú získavať arómy a ovocné extrakty a zaisťujú, že kukuričné lupienky sú pevné na zahryznutie. A tiež pri víne a pive - ak sa nevaria podľa nemeckého zákona o čistote - hrajú diskrétnu úlohu.
Enzýmy sú tiež vhodnými nástrojmi na odstraňovanie nežiaducich látok alebo látok, ktoré sú pre určité skupiny ľudí nekompatibilné: Môžu rozkladať mliečny cukor (laktózu) za účelom získania mliečnych výrobkov bez laktózy; môžu znížiť obsah lepku v cereálnych výrobkoch alebo zabezpečiť, aby sa počas pečenia alebo vyprážania tvorilo menej akrylamidov.
V rokoch 2010 až 2016 sa predaj enzýmov pre potravinársky a nápojový priemysel takmer zdvojnásobil (z 1,2 na 2,1 miliardy amerických dolárov).
Biotechnológia a genetické inžinierstvo: Prekonávanie prírodného nedostatku
Po dlhý čas obmedzoval nedostatok prírodných zdrojov ekonomické využitie izolovaných enzýmov. Ich chemická syntéza je ťažko možná kvôli komplikovanej molekulárnej štruktúre. Enzýmy sa navyše zvyčajne vytvárajú iba v nízkych koncentráciách za prírodných podmienok. Po dlhú dobu boli preto enzýmy príliš drahé na široké použitie v hromadných výrobkoch.
Ale úzke miesto v obmedzenej dostupnosti je už dávno prekonané. V súčasnosti sa pomocou biotechnológií získava veľké množstvo enzýmov. Boli vyšľachtené rôzne mikroorganizmy - baktérie, kvasinky, plesne -, ktoré uvoľňujú veľké množstvo enzýmov potrebných pre vlastný metabolizmus. Mikroorganizmy použité na tento účel sú často geneticky modifikované. V mnohých prípadoch je to jediný spôsob, ako lacno a v dostatočnom množstve vyrobiť potrebné enzýmy.
Medzitým majú biotechnológovia k dispozícii ďalšie výkonné procesy na špecifický vývoj mikroorganizmov, ktoré môžu produkovať určitý enzým s presne definovanými vlastnosťami a v konzistentnej kvalite. Na začiatku, v prvých rokoch priemyselného využívania genetického inžinierstva, sa preniesol vhodný gén s „stavebnými pokynmi“ pre enzým alebo sa „posilnil“ existujúci gén, a tým sa zvýšili tvorené množstvá. Dnes je možné optimalizovať alebo dokonca prebudovať celé metabolické dráhy, ktoré vedú k enzýmu (bielkovinový dizajn, vývoj jedál, syntetická biológia). Rovnako ako pri šľachtení rastlín, hranice medzi klasickým genetickým inžinierstvom a inými molekulárno-biologickými procesmi sú plynulé.
Napríklad…
Syr: Pri výrobe syra sa na zrazenie mlieka tradične používa syridlo z teľacieho žalúdka. Dnes sa hlavná aktívna zložka syridla, enzým chymozín, vyrába pomocou geneticky modifikovaných mikroorganizmov.
Chlieb a pečivo: Enzýmy sú obzvlášť nevyhnutné pri čoraz populárnejších kúskoch mrazeného cesta, ktoré sa pečú v pekárňach a supermarketoch: zaisťujú objem a rovnomernú hustotu, vyrovnávajú prirodzené rozdiely v kvalite zrna a skracujú doby kysnutia cesta. V hotovom chlebe enzýmy spôsobujú, že kôrka je chrumkavejšia a farba intenzívnejšia, nechladené pečivo nestane tak rýchlo tvrdé a suché. (napr. amylázy, xylanázy)
Ovocný džús: Najmä v prípade bobúľ zlepšujú enzýmy (pektinázy) extrakciu farebných a aromatických látok. V niektorých prípadoch objasňujú prirodzene zakalené šťavy. Používanie enzýmov je bežnou praxou v šťavách z bobúľ, tropického ovocia, jabĺk a hrušiek.
Sacharifikácia dextrózy a škrobu: Enzýmy štiepia škrob - napríklad z kukurice - na základné zložky cukru. Tento proces, známy ako sacharifikácia škrobu, sa teraz vykonáva v priemyselnom meradle. Je z neho odvodených veľa potravinových prísad a prísad, ako je hroznový cukor, glukózový sirup, izoglukóza alebo fruktóza-glukózový sirup) alebo rôzne náhrady cukru, ako je sorbitol. Enzýmy používané na sacharifikáciu škrobu sa získavajú predovšetkým pomocou geneticky modifikovaných mikroorganizmov.
Potravinárske enzýmy v EÚ: schválenie, ale bez označovania
V Európe je na trhu odhadom 1 800 enzýmových prípravkov. Vo väčšine krajín EÚ na to dlho neexistovali žiadne osobitné predpisy. Pre potravinárske enzýmy sa to teraz zmenilo: v EÚ musia teraz prejsť autorizačným postupom, v ktorom sa hodnotí aj bezpečnosť. Požiadavky sú rovnaké pre všetky enzýmy bez ohľadu na výrobný proces. Ak je to „s genetickým inžinierstvom“, príslušný enzýmový prípravok nesmie obsahovať žiadne zvyšky produkčných organizmov a novo zavedená DNA nesmie byť detekovateľná. Asi 40 percent doteraz pripravených enzýmových prípravkov na schvaľovací proces je vyrobených z geneticky modifikovaných mikroorganizmov, asi toľko z bežných. Zvyšok sa získava z rastlín a živočíchov (ku koncu roka 2015).
Enzýmy musia byť uvedené v zozname zložiek potraviny, iba ak spĺňajú technologickú funkciu v konečnom produkte. Ale je to tak len zriedka. Bez ohľadu na to, či sú geneticky upravené alebo nie - enzýmy sa všeobecne neuvádzajú.