Enzime si celule imobilizate in industria alimentara

Industria alimentara reprezinta un important domeniu in care enzimele si celulele microbiene imobilizate isi gasesc o larga aplicabilitate. Iata, in randurile urmatoare, numai cateva dintre cele mai reprezentative exemple.

Hidroliza lactozei. Laptele este un aliment nutritiv exceptional, mai ales pentru sugar. Lactoza, principalul dizaharid din lapte (4.8%) are numeroase proprietati functionale si nutritive avantajoase. Cu toate acestea, prezenta ei in lapte creeaza o serie de probleme persoanelor cu deficit in lactoza. Despre ce este vorba? Lipsa enzimei mentionate determina un exces de lactoza care este metabolizata de flora microbiana in colon. Consecintele acestei metabolizari (diaree, crampe, pierderi in greutate) devin grave, mai ales la sugari, pentru care laptele constituie principalul aliment al dietei. Pentru a preveni asemenea fenomene s-a realizat, de mai multa vreme, dializa laptelui; dar in acest caz valoarea sa calorica s-a redus la numai o treime din cea initiala deoarece la separarea lactozei se pierd si diferiti alti compusi cu greutate moleculara mica. Ulterior s-a incercat administrarea orala directa a lactozei la sugarii cu deficenta lactazica, dar metoda s-a dovedit a fi nesatisfacatoare mai ales datorita reactiilor alergice pe care le poate declansa.

In scopul rezolvarii acestei probleme si deci pentru a evita privarea sugarilor de un component pretios al laptelui, s-a recurs la utilizarea lactazei imobilizate preparata prin includere in gel de poliacrilamida. S-a realizat pe aceasta cale hidroliza lactozei din lapte si zer in componente nutrivite usor suportabile. Enzima imobilizata a fost foarte stabila si rezistenta in timp.

Producerea zaharului invertit. Dupa cum se stie, invertaza calitalizeaza scindarea hidrolitica a zaharozei in fructoza si glucoza, proces denumit si invertirea zaharului. Zaharul invertit, fiind mult mai solubil decat zaharoza si necristalizand decat foarte greu, este folosit la prepararea lichiorurilor, umpluturii bomboanelor de ciocolata si a multor produs zaharoase.

Pentru producerea zaharului invertit s-a studiat posibilitatea utilizarii invertazei imobilizate pe diferite suporturi ca sticla poroasa, DEAE-celuloza, acetat de celuloza. Preparatele imobilizate s-au dovedit eficiente si stabile in timp. De exemplu, folosind invertaza imobilizata prin legarea covalenta de sticla poroasa, nu s-a observat scaderea activitatii preparatului nici dupa utilizarea continua a acestuia timp de mai bine de o luna.

Reactii de izomerizare. Dintre izomeraze, glucozizomeraza a fost cel mai intens studiata pentru a i se determina posibilitatile de aplicare in procesele industriale. Enzima catalizeaza izomerizarea reversibila a glocozei in fructoza. Aproape toate glucozizomerazele cunoscute sunt enzime microbiene intracelulare. Studiile privind aplicarea glucozizomerazei imobilizate la izomerizarea glucozei s-au desfasurat pe parcursul a peste zece ani, procedeul fiind actualmente industrializat.

Datorita cererii crescute de zaharoza s-au facut eforturi considerabile pentru a gasi si alti indulcitori. Fructoza este de mult timp recunoscuta ca o sursa de indulcire foarte buna (fiind de 1,7 ori mai dulce decat zaharoza). Ea prezinta, in acelasi timp, o serie de proprietati fizice si chimice mai avantajoase. Pentru a prepara acest important zaharid este utilizata glucozizomeraza imobilizata; ea permite convertirea glucozei din siropul de porumb in fructoza.

Hidroliza rafinazei. In functie de clima, sfecla de zahar contine cantitati diferite de rafinoza. Dar concentratii superioare valorii de 8% in rafinoza impiedica cristalizarea zaharului. In procesul industrializarii se impune deci o hidroliza a rafinozei, pana la zaharoza si galactoza, cu ajutorul alfa galactozidazei. Prin imobilizarea unui microorganism s-a realizat hidroliza continua a rafinozei in proportie de 80&, preparatul fiind utilizat timp de 25 de zile, fara pierderea activitatii.

Producerea branzeturilor. La coagularea laptelui si producerea branzeturilor se foloseste renina. O data terminata reactia, renina nu mai poate fi recuperata din amestec. Utilizarea enzimelor sub forma imobilizata a permis insa conturarea unui proces continuu de coagulare a laptelui. Deoarece exista inca o serie de probleme referitoare la stabilitatea in tmp a preparatului imobilizat, precum si la tipul de reactor cel mai adecvat pentru procesul respectiv, procedeul nu a fost inca industrializat.

Prelucrarea laptelui. Apa oxigenata sau, in limbaj chimic, peroxidul de hidrogen, este utilizata larg la sterilizarea laptelui. Pentru inlaturarea resturilor de peroxid, dupa sterilizare, a fost brevetat un procedeu care utilizeaza catalaza imobilizata prin legare covalenta de rasini carboxiclorurate. Tripsina previne aparitia unor mirosuri neplacute ale laptelui provenite din produsi de oxidare. Datorita pretului ridicat si inactivarii ei prin pasteurizarea laptelui, enzima are o utilizare limitata. Aceste impedimente au putut fi rezolvate prin folosirea de tripsina imobilizata prin legare covalenta de sticla poroasa. Ofelia Gozia