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