Промышленные ферменты, продуцируемые микроорганизмами

Протеиназы давно применяются в пищевой промышленности. Для выработки протеаз в промышленном масштабе нужны штаммы микроорганизмов, синтезирующие внеклеточные протеазы с высоким выходом. Эти ферменты подразделяют сегодня на три группы: сериновые, кислые и металлопротеазы.

Среди сериновых протеаз на первом месте стоит субтилизин. При участии Bacillus licheniformis ежегодно производится около 500 тонн очищенного фермента.

В состав металлопротеаз входит атом металла, обычно цинка, без которого фермент не активен. В промышленности металлопротеазы получают с помощью Bacillus amyloliguefaciens. Специфичность действия этих ферментов выше, чем у сериновых протеаз. Они применяются в пивоварении, при гидролизе белков ячменя, так как сериновые протеазы ингибируются веществами солода. Удаление с их помощью белков позволяет избежать помутнения пива при охлаждении.

Кислые протеазы синтезируются грибами. По свойствам они похожи на пищеварительные ферменты животных пепсин и ренин. Применяют их для гидролиза соевого белка при производстве соевого соуса, в хлебопекарной промышленности (с их помощью видоизменяют свойства клейковины муки так, чтобы получить мягкое, пластичное тесто, из которого делают бисквиты). Кислые протеазы применяют также как средства, способствующие пищеварению или же предотвращающие помутнение пива при охлаждении. Большинство протеаз вызывает свертывание молока, но творог получается невкусным, из-за глубокого гидролиза казеина.

Протеазы находят применение и в кожевенной промышленности, при удалении шерсти и умягчении кож. Такая обработка делает кожи мягкими и эластичными.

«Королевой» ферментов в промышленности можно считать глюкозоизомеразу, которая катализирует превращение глюкозы во фруктозу. Появление таких препаратов послужило толчком для развития крупного производства фруктового сиропа.

Использование ферментов в производстве крахмала позволяет контролировать глубину его гидролиза и получать продукцию с желаемыми свойствами: вязкостью, сладостью, осмотическим давлением и устойчивостью к кристаллизации. Гидролиз катализируется ферментами трех разновидностей: эндоамилазами, экзоамилазами и α-1,6-глюкозидазами.

Эндоамилазы – это α-амилазы, они расщепляют α-1,4-глюкозидные связи в амилазе и амилопектине с образованием олигосахаридов с разной длиной цепи. Экзоамилазы расщепляют α-1,4-глюкозидные связи, а глюкогенные экзоамилазы гидролизуют α-1,6-глюкозидные связи в разветвленных молекулах олигосахаридов.

Глюкоамилазы применяются в основном в производстве концентрированного сиропа, из которого вырабатывают кристаллическую глюкозу или концентрированные фруктозные сиропы.