1
ENCIMI PRI PROCESIRANJU ŠKROBAENCIMI PRI PROCESIRANJU ŠKROBA
gelatinizacija škrobanabrekanje, viskozna suspenzija
raztapljanje škrobadelna hidroliza, izguba viskoznosti
saharifikacija škrobanastanek glukoze in maltoze
škrobne granule
suspenzija škroba
gelatiniziran škrob ‹ 1DE
raztopljen škrob 1DE
glukozni sirup 97-99DE maltozni sirup 44DE
35% H2OpH 6.5Ca2+
α- amilaza (bakt)105oC, 5 min
95oC, 2h
pH 4,5glukoamilazapululanaza60oC, 72h
pH 5,5α- amilaza (A.niger)Ca2+
55oC, 48h
0.3% glukoza2% maltoza97% oligosaharidi
97% D- glukoza1.5% maltoza0.5% izomaltoza1.0% oligosaharidi
4% D- glukoza56% maltoza28% maltotrioza12% oligosaharidi
št. cepljenih glikozidnih veziDE = 100 začetno št. glikozidnih vezi
reduciran sladkorDE = 100 ogljikovi hidrati
×
×
dekstrozni ekvivalent DE
2
škrob
oligosaharidi
glukoza 97-99DE
42% fruktoza 55% fruktoza54% glukoza 41% glukoza
α-amilaza
glukoamilaza
glukoza-izomerazapH 7.5-7.8
HCFS sirup
izoglukoza 100DE
glukoza fruktoza
glukozaizomeraza
sorbitol glukoronska kislina
C
C
C
HO H
C
OHH
OHH
H OH
CH2OH
CH2OH
O
H
HO
H
HO
H
H
OHHOH
COOHCH2OH
HHO
HHO
OHH
OHH
CH2OH
manitol
3
ENCIMI PRI VARENJU PIVAENCIMI PRI VARENJU PIVA• encimska digestija ječmenovih ali pšeničnih zrn• encimi: celulaze, α- in β-amilaze, proteaze, β-glukanaze,
fosfataze, pentozanaze
DROZGANJEDROZGANJE
solubilizacija komponent v sladu• Bavarski način (decoction)
• Britanski način (infusion)
• varenje z encimi• varenje z uporabo grobih zrn
T (0C) 100
90
80
70
60
50
40
30
60 120 180 240 300 360
Bavarski način
temperatura glavne mase
temperatura dela mase
čas (min)
35’ 30’ 20’
1:2-2.5
1:2-2.5
4
T (0C) 100
90
80
70
60
50
40
30
60 120 180
uporaba grobih zrn
čas (min)
sladzrna
zrna :slad=1:1
Britanska metoda: infuzijska metodaT (0C) 100
90
80
70
60
50
40
30
60 120 180 čas (min)
slad in vodaβ-glukanazeamilaze (bakt.)proteaze (neut)drozganjegroba zrna
voda
hmelj
kvasovke
bistrenje
segrevanjeječmenovke
fermentacija
zorenje
filtracija
stekleničenje
α-amilaza (glive)
β-glukanazepapain
amiloglukozidaza
5
kvasovka
sladkorji
piruvat
α-acetolaktat
valin
ciklusTCA
CO2+
H20
fermentacija
etanol+
H2O
α-acetolaktat
diacetildiacetil
acetoin
aerobno
anaerobno
kvasovka
sladkorji
piruvat
α-acetolaktat
valin
ciklusTCA
CO2+
H20
fermentacija
etanol+
H2O
α-acetolaktat
acetoin
aerobno
anaerobno
α- acetolaktatdekarboksilaza
6
ENCIMI PRI PRODUKCIJI ALKOHOLAENCIMI PRI PRODUKCIJI ALKOHOLA
• alkoholne pijače− višnje (maraska)− jabolka (calvados)− slive (slivovica)− agava (tekila)− ječmen (viski)− koruza (burbon-viski)− rž, krompir (vodka)
• alkohol v medicini in industriji− kemijsko iz etilena− sladkorni trs in melasa (tehnični etanol)
škrobα-amilaze (bakt. glivne, termostabilne)
glukoamilazaα-amilazepululanaze
β-glukanaze
destilacija 1
oligosaharidi
sladkorji za fermentacijo
destilacija 2
ENCIMI PRI SOKOVIH ENCIMI PRI SOKOVIH
• metode proizvodnji sokov vključujejo− ekstrakcijo tekočih komponent− klarifikacijo sokov− stabilizacija sokov
• pektinaze− poligalakturonaze (PG)− endopektin liaza (PL)− pektin esteraza (PE)− celulaze, hemicelulaze− arabanaze− glukanaze− proteaze
7
SADJE
sortiranje
odstranitev pecljev, lupljenje
parjenje (po potrebi)
sekljanje, prešanje, stiskanje (pektinaze: PE in PG)
KAŠA
segrevanje (35oC po potrebi)
OBDELAVA Z ENCIMI
OBDELAVA Z ENCIMI PE, PG, PL, celulaze, hemicelulazearabanaze, glukanaze, proteaze
stiskanje dekantiranje
MOTNA TEKOČINA
encimska obdelava soka
hitro segrevanje(centrifugiranje)
MOTEN STABILENSOKfiltracija
preprečevanjemeglic v soku
filtracijaBISTRI SOK
45oC
PRIPRAVA PIREJAPGmaceracija
amiloglukozidaza
PG/PE pri pH 2totalna hidroliza pektinovbistrenje sokov iz citrusov
PL/PG, omejena PE aktivnostdelna razgradnja topnega pektina
koncentrat citrusov in njhovi sokovi
pektinaze z arabanazno aktivnostjorazgradnja arabana do topnih fragmentov
preprečevanje meglic vsled arabana
amiloglukozidazaα- amilaza (glive)
saharifikacija topnega škrobapreprečevanje meglic vsled škroba
PG/PEhemicelulaze
popolna hidroliza vseh pektinovobsežna razgradnja razvejanih polisaharidov
bistrenje sokov za filtracijo
PG/PLhemicelulazni kompleks, C1- celulaze
popolna hidroliza vseh pektinovin mukoznih substanc
bistrenje sokov
PG/PL z omejeno PE aktivnostjohemicelulazni kompleks
delna hidroliza protopektinahidroliza topnega pektinaodstranitev celuloznih vlaken
odstranjevanje celulaznih vlaken iz kaše (zelenjavni soki)
PGcelulaze
delna hidroliza protopektinacelična suspenzijahidroliza topnega pektina
priprava viskoznega pireja
kisle in termostabilne PG/PEmanjša viskoznostrazgradnja tkiva
stiskanje jagodičja
PG z omejeno protopektinsko aktivnostjoPEcelulaze, hemicelulaze
hidroliza topnega pektinamanjša viskoznosthidroliza celičnih sten
ekstrakcija jabolčne kaše
ENCIMAKTIVNOSTNAMEN
8
ENCIMI PRI VINUENCIMI PRI VINU
• namen− izboljšanje kvalitete− redukcija stroškov
• encimi− pektinaze
− grozdje, ki je težko stisljivo− ekstrakcija barve in arome (bouquet)
− proteaze− stabilizirajo barvo
− β-glukanaze− Botrytis cinera proizvaja β-glukan, ki motni vino
PG/PE in PLβ- glukanazna aktivnosthemicelulaze
razgradnja pektinahidroliza β- glukanahidroliza hemiceluloze
prprečevanje težav pri filtriranju mladega vina
PG/PE in PLkisla proteaza
razgradnja pektinaproteoliza tkiva
ekstrakcija barve pri rdečem vinu in preprečevanje penjenja
ENCIMAKTIVNOSTNAMEN
ENCIMI PRI PROIZVODNJI SIRAENCIMI PRI PROIZVODNJI SIRA
• kazein− α-S1 kazein (40%)− α-S2 kazein (10%)− β-kazein (32%)− Κ-kazein (15%)
• hidroliza kazeina− hidroliza med Phe105-Met106 v Κ-kazeinu
− agregacija kazeinskih micel v prisotnosti Ca2+
− nadaljnja hidroliza kazeina
kimozinκ-kazein -κ-kazein + κ-kazein makropeptidipara→
9
mleko
koagulat
skutaproteini in maščobe
sirotka
ultrafiltracijasvež sir
zrel sir
lakotoza proteini
laktozni sirup
lipazeproteazeencimi za zorenje
renetkisel pHkultura Bacillus
kristalizacijalaktaza
ENCIMI V INDUSTRIJI MESAENCIMI V INDUSTRIJI MESA• meso
− sočnost− žvečljivost− barva in okus
• encimi− papain, bromelain, ficin− pankreasne proteaze− elastaze, kolagenaze− proteaze mikrobnega izvora
tot
hDH = × 100 (%)h
DH ekvivalent hidrolizeh število cepljenih vezihtot število vseh vezi
ENCIMI PRI PROCESIRANJU MOKEENCIMI PRI PROCESIRANJU MOKE
• škrob in amilaze, amiloglukozidaze• gluten in proteaze
− gliadin− glutenin
• pentozani in pentozanaze• lipoksigenaze
• tiolna-oksidaza
-SH HS-
-S-S-
-S-S-
proteaze
proteaze
proteaze
R CH CH CH2 CH CH R'
R CH CH CH CH CH R'
OOH02
cis cis
cis trans
tiolna oksidaza2 2 22R-SH + O R-S-S-R + H O→
10
OH
OCH3
CH2
CH
C
S
O
H2C
arabinoksilan
O
HC
C
NH
O
HN
C
protein
O
KOMPONENTE MOKE
škrob
škrob
pentozani
testomoka + voda + kvas
dekstrini
sladkor, maltoza
CO2
+β-amilaza
+kvas
izguba mrežne strukture glutena
omejena hidrolizapentozanov
IZBOLJŠAVE
procesiranješkroba
okus, skorja
volumen
procesiranje testaojačanje glutena
voluminoznosttesta
+proteaze
+oksidaze
+ksilanaze
ENCIMI PRI STROJENJU KOŽEENCIMI PRI STROJENJU KOŽE
•EPIDERMIS•1% kože•lasne korenine in žleze
•DERMIS•85% kože•kolagenska vlakna, vezivno tkivo
•PODKOŽJE•15%•maščoba, mišice, žile, živčna vlakna
proteaze: pankreasne in bakt. proteaze hidrolizirajo globularne proteinekeratinaze odstranjujejo dlake in epidermiselastaze, kolagenaze
amilaze: mehčajo kožolipaze: odstranjujejo maščobe na površju
11
ENCIMI IN DETERGENTIENCIMI IN DETERGENTI• proteaze
− imeti morajo veliko učinkovitost (majhna specifičnost)
− aktivne pri pH 9-11 in visokih T− stabilne v prisotnosti kelatov, perboratov in
površinsko delujočih substanc− aktivnost vsaj 1 leto
• bakterijske amilaze− pomivalni praški
• celulaze− mehčnje tkanin (bombaž)
• lipaze− uporabnost še vprašljiva
ENCIMI V TEKSTILSTVUENCIMI V TEKSTILSTVU• α- amilaze
− predpranje tekstilavrela voda in površinsko delujoče substance odstarnijo vse neškrobne snovi
− namakanjetkanina absorbira 90-100% vode glede na težododatek encima
− razgradnja škroba2min do 16 h
− spiranjepri povišani T in v alkalnem
• celulaza in α- amilaza− ‘stone wash’
α-amilaza
α-amilaza
predpranje namakanje razgradnja škroba20-50oC
spiranje
12
ENCIMI V PAPIRNI INDUSTRIJIENCIMI V PAPIRNI INDUSTRIJI• les
− celuloza− hemiceluloza− lignin
• pulpa− mehanski proces− kemijski postopek
• odstranjevanje tiskarskega črnila− alkalni pH− celulaze
• beljenje papirja− celulaze
• odstranjevanje smole− lipaze