ENCIMI PRI PROCESIRANJU ŠKROBA gelatinizacija škroba nabrekanje, viskozna suspenzija raztapljanje škroba delna hidroliza, izguba viskoznosti saharifikacija škroba nastanek glukoze in maltoze škrobne granule 35% 2 O p 6.5 Ca 2+ suspenzija škroba α- amilaza (bakt) 105 o C, 5 min gelatiniziran škrob 1DE 95 o C, 2h p 4,5 glukoamilaza pululanaza 60 o C, 72h raztopljen škrob 1DE 0.3% glukoza 2% maltoza 97% oligosaharidi p 5,5 α- amilaza (A.niger) Ca 2+ 55 o C, 48h glukozni sirup 97-99DE 97% D- glukoza 1.5% maltoza 0.5% izomaltoza 1.0% oligosaharidi maltozni sirup 44DE 4% D- glukoza 56% maltoza 28% maltotrioza 12% oligosaharidi dekstrozni ekvivalent DE DE = 100 št. cepljenih glikozidnih vezi začetno št. glikozidnih vezi DE = 100 reduciran sladkor ogljikovi hidrati 1
škrob α-amilaza oligosaharidi glukoamilaza glukoza 97-99DE glukoza-izomeraza p 7.5-7.8 izoglukoza 100DE 42% fruktoza 55% fruktoza 54% glukoza 41% glukoza CFS sirup glukoza izomeraza glukoza fruktoza O C 2 O C O C C O C O O O C 2 O O O COO O O O O O C 2 O C 2 O sorbitol manitol glukoronska kislina 2
ENCIMI PRI VARENJU PIVA encimska digestija ječmenovih ali pšeničnih zrn encimi: celulaze, α- in β-amilaze, proteaze, β-glukanaze, fosfataze, pentozanaze DROZGANJE solubilizacija komponent v sladu Bavarski način (decoction) Britanski način (infusion) varenje z encimi varenje z uporabo grobih zrn Bavarski način T ( 0 C) 100 90 35 30 20 temperatura dela mase 80 70 60 50 1:2-2.5 temperatura glavne mase 40 1:2-2.5 30 60 120 180 240 300 360 čas (min) 3
uporaba grobih zrn T ( 0 C) 100 90 80 70 60 50 40 zrna slad 30 zrna :slad=1:1 60 120 180 čas (min) Britanska metoda: infuzijska metoda T ( 0 C) 100 90 80 70 60 50 40 30 60 120 180 čas (min) slad in voda groba zrna voda drozganje bistrenje β-glukanaze amilaze (bakt.) proteaze (neut) hmelj kvasovke segrevanje ječmenovke fermentacija zorenje filtracija stekleničenje α-amilaza (glive) amiloglukozidaza β-glukanaze papain 4
sladkorji kvasovka aerobno piruvat ciklus TCA CO 2 + 2 0 fermentacija etanol + 2 O anaerobno α-acetolaktat valin diacetil acetoin α-acetolaktat diacetil kvasovka sladkorji aerobno piruvat ciklus TCA CO 2 + 2 0 fermentacija etanol + 2 O anaerobno α-acetolaktat valin α-acetolaktat acetoin α- acetolaktat dekarboksilaza 5
ENCIMI PRI PRODUKCIJI ALKOOLA 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) škrob oligosaharidi α-amilaze (bakt. glivne, termostabilne) glukoamilaza α-amilaze pululanaze sladkorji za fermentacijo β-glukanaze destilacija 1 destilacija 2 ENCIMI PRI SOKOVI 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 6
SADJE sortiranje odstranitev pecljev, lupljenje parjenje (po potrebi) sekljanje, prešanje, stiskanje (pektinaze: PE in PG) KAŠA segrevanje (35 o C po potrebi) OBDELAVA Z ENCIMI OBDELAVA Z ENCIMI PE, PG, PL, celulaze, hemicelulaze arabanaze, glukanaze, proteaze 45oC maceracija PG stiskanje dekantiranje PRIPRAVA PIREJA MOTNA TEKOČINA encimska obdelava soka amiloglukozidaza hitro segrevanje (centrifugiranje) filtracija BISTRI SOK preprečevanje meglic v soku filtracija MOTEN STABILEN SOK NAMEN ekstrakcija jabolčne kaše stiskanje jagodičja priprava viskoznega pireja odstranjevanje celulaznih vlaken iz kaše (zelenjavni soki) bistrenje sokov bistrenje sokov za filtracijo preprečevanje meglic vsled škroba preprečevanje meglic vsled arabana koncentrat citrusov in njhovi sokovi bistrenje sokov iz citrusov AKTIVNOST hidroliza topnega pektina manjša viskoznost hidroliza celičnih sten manjša viskoznost razgradnja tkiva delna hidroliza protopektina celična suspenzija hidroliza topnega pektina delna hidroliza protopektina hidroliza topnega pektina odstranitev celuloznih vlaken popolna hidroliza vseh pektinov in mukoznih substanc popolna hidroliza vseh pektinov obsežna razgradnja razvejanih polisaharidov saharifikacija topnega škroba razgradnja arabana do topnih fragmentov delna razgradnja topnega pektina totalna hidroliza pektinov ENCIM PG z omejeno protopektinsko aktivnostjo PE celulaze, hemicelulaze kisle in termostabilne PG/PE PG celulaze PG/PL z omejeno PE aktivnostjo hemicelulazni kompleks PG/PL hemicelulazni kompleks, C 1- celulaze PG/PE hemicelulaze amiloglukozidaza α- amilaza (glive) pektinaze z arabanazno aktivnostjo PL/PG, omejena PE aktivnost PG/PE pri p 2 7
ENCIMI 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 NAMEN ekstrakcija barve pri rdečem vinu in preprečevanje penjenja prprečevanje težav pri filtriranju mladega vina AKTIVNOST razgradnja pektina proteoliza tkiva razgradnja pektina hidroliza β- glukana hidroliza hemiceluloze ENCIM PG/PE in PL kisla proteaza PG/PE in PL β- glukanazna aktivnost hemicelulaze ENCIMI PRI PROIZVODNJI SIRA kazein α-s 1 kazein (40%) α-s 2 kazein (10%) β-kazein (32%) Κ-kazein (15%) hidroliza kazeina hidroliza med Phe 105 -Met 106 v Κ-kazeinu κ-kazein kimozin para -κ-kazein + κ-kazein makropeptidi agregacija kazeinskih micel v prisotnosti Ca 2+ nadaljnja hidroliza kazeina 8
mleko koagulat renet kisel p kultura Bacillus skuta proteini in maščobe sirotka svež sir zrel sir lipaze proteaze encimi za zorenje ultrafiltracija lakotoza proteini kristalizacija laktaza laktozni sirup ENCIMI V INDUSTRIJI MESA meso sočnost žvečljivost barva in okus encimi papain, bromelain, ficin pankreasne proteaze elastaze, kolagenaze proteaze mikrobnega izvora h D = 100 (%) h tot D h h tot ekvivalent hidrolize število cepljenih vezi število vseh vezi ENCIMI PRI PROCESIRANJU MOKE škrob in amilaze, amiloglukozidaze gluten in proteaze gliadin glutenin pentozani in pentozanaze lipoksigenaze proteaze -S-Sproteaze tiolna-oksidaza cis cis R C C C 2 C C R' 0 2 OO cis trans R C C C C C R' -S S- -S-S- proteaze 2R-S + O R-S-S-R + O tiolna oksidaza 2 2 2 9
O OC 3 N O C C 2 C 2 C S C N C protein O C O O arabinoksilan KOMPONENTE MOKE testo moka + voda + kvas IZBOLJŠAVE škrob dekstrini +β-amilaza sladkor, maltoza +kvas CO 2 procesiranje škroba okus, skorja volumen škrob +proteaze +oksidaze izguba mrežne strukture glutena procesiranje testa ojačanje glutena pentozani +ksilanaze omejena hidroliza pentozanov voluminoznost testa ENCIMI 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 proteine keratinaze odstranjujejo dlake in epidermis elastaze, kolagenaze amilaze: mehčajo kožo lipaze: odstranjujejo maščobe na površju 10
ENCIMI IN DETERGENTI proteaze imeti morajo veliko učinkovitost (majhna specifičnost) aktivne pri p 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 TEKSTILSTVU α- amilaze predpranje tekstila vrela voda in površinsko delujoče substance odstarnijo vse neškrobne snovi namakanje tkanina absorbira 90-100% vode glede na težo dodatek encima razgradnja škroba 2min do 16 h spiranje pri povišani T in v alkalnem celulaza in α- amilaza stone wash α-amilaza α-amilaza predpranje namakanje razgradnja škroba 20-50 o C spiranje 11
ENCIMI V PAPIRNI INDUSTRIJI les celuloza hemiceluloza lignin pulpa mehanski proces kemijski postopek odstranjevanje tiskarskega črnila alkalni p celulaze beljenje papirja celulaze odstranjevanje smole lipaze 12