Diferència entre revisions de la pàgina «Enzims per coagulació»

cap resum d'edició
Etiqueta: editor de codi 2017
Etiqueta: editor de codi 2017
 
Els enzims per coagulació són enzims [[Proteòlisi|proteolítics]] que hidrolitzen les [[Micel·la|micel·les]] de [[caseïna]] present a la [[llet]] causant la seva desestabilització i posterior agregació en forma de gel o coagulcoàgul (quallada de formatge). L’estructura final del gel estarà determinada per diferents factors com el pH, la concentració de calci i la temperatura de la llet, entre altres.
[[File:Quallada de formatge.jpg|thumb|Quallada de formatge.]]
Aquests enzims són utilitzats en la [[Indústria làctia|indústria láctia]] per aconseguir la coagulació de la llet, en el procés de producciónproducció de [[Formatge|formatges]]. Llavors, en processos posteriors com la maduració del formatge, s’utilitzen altres enzims com proteinases neutres, [[Peptidasa|peptidases]] i [[Lipasa|lipases]] que permeten una manipulació de la quallada de formatge i així obtenir la gran varietat de formatges disponibles actualment. [21]
Durant segles, la coagulació de la llet s’ha obtingut addicionant [[quall]] animal provinent del quart [[estómac]] dels [[remugants]] lactants. Però les dificultats per a l’abastament de quall han afavorit el desenvolupament d’altres coagulants de diferents origens com vegetals i microbains. [32]
 
==Composició de la llet==
 
La llet està composta principalment d’aiguad’[[aigua]], [[greix]], [[Proteïna|proteïnes]] i [[hidrats de carboni]], en proporcions diferents segons l’espèciel’[[espècie]], l’època de l’any i l’alimentació.
 
{| class="wikitable"
|}
 
A l’hora d’analitzar el coagulant, la part més important de la llet és la proteïna, ja que és el que estableix l’organització de cada un dels compostos dintre de la llet i és la part sensible al quall. Aquest fet és degut a que la llet està distribuïda en micel·les, caseïnes unides entre elles mitjançant ponts de fosfat de calci, que tenen una part [[hidròfoba]] a l’interior i la part [[hidròfila]] a l’exterior. Hi ha tres grans grups de proteïnes de caseïnes les α, les β i les κ. La [[κ-caseïna]] està ubicada a la part més externa de l’estructura esfèrica de la micel·la, i aquesta facilita l’estabilitat [[Col·loide|col·loïdal]].[4]
 
A l’hora d’analitzar el coagulant, la part més important de la llet és la proteïna, ja que és el que estableix l’organització de cada un dels compostos dintre de la llet i és la part sensible al quall. Aquest fet és degut a que la llet està distribuïda en micel·les, caseïnes unides entre elles mitjançant ponts de fosfat de calci, que tenen una part hidròfoba a l’interior i la part hidròfila a l’exterior. Hi ha tres grans grups de proteïnes de caseïnes les α, les β i les κ. La κ-caseïna està ubicada a la part més externa de l’estructura esfèrica de la micel·la, i aquesta facilita l’estabilitat col·loïdal.
 
==Coagulació de la llet==
 
La coagulació de la llet consisteix en una sèrie de modificacions físicoquímiques de la caseïna. La llet pot coagular-se, bé per acidesa que és el que es coneix com coagulació láctica ([[formatge fresc]]) o bé afegint [[quall]] a la llet que es coneix com coagulació enzimàtica (altres tipus de [[Formatge|formatges]]). [13]
La coagulació enzimàtica s’indueix afegint-hi enximsenzims proteolítics d’origen [[Animals|animal]], [[vegetal]] o [[microbià]]. Aquests enzims de tipus coagulant actúen en dues etapes. Un primer pas, on es produeix la [[hidròlisi]] dels enllaços Phe105-Met106 de la k-caseïna, obtinguent para-k-caseïna (segment que conté els aminoàcids 1-105) i un macropèptid (segment que conté els aminoàcids 106-169). I un segon pas, on elsel segment de l’1 al 105 queda com a paracaseïnat càlcic formant el coàgul, mitjançant enllaços intermicel·lars. Així, la quallada de formatge és un gel on les micel·les de caseïna hidrolitzades engloben el [[Sèrum de llet|sèrum]] i els glòbuls grassos en el seu interior. [4]
 
[[File:Quimocina 1.jpg|thumb|Proteolisi de la caseïna per acció de la quimocina.]]
==Qualls==
 
Els qualls i coagulants són preparacions d’enzims de la família de les proteases aspàrtiques, els quals s’han utilitzat en la indústria làctia per mils d’anys. Aquests enzims es caracteritzen per tenir el mateix mecanismo catalític, amb dos residus d’[[àcid aspàrtic]] en el lloc de [[catàlisi]].
La coagulació de la llet amb quall és un pas clau en la preparació de varis productes làctics, com els formatges. Existeixen diferents tipus i fonts d’enzims de coagulació de la llet utilitzats en la fabricació del formatge. Actualment la [[quimosina]] produïda per fermentació (FPC) és la més utilitzada en el mercat. Els qualls de [[boví]] adult es troben en segon lloc i, els coagulants de ''[[Rhizomocur miehei]]'' són el tercer tipus d’enzims coagulants més utilitzats en l’el·laboració de formatges. [5]
 
===Qualls animals===
 
Tradicionalment, la separació de la llet en quallada i sèrum de llet és causada per l’addició d’un extracte de l’abomasuml’[[Abomàsum|abomasum]] (el quart i darrer estómac dels remugants). L’extracte de quall més comú prové [[Vedella|vedells]] no deslletats (quall de boví). Aquest presenta el màxim rendiment i dóna la textura i el [[sabor]] tradicionals en formatges durs i semi-durs. D’altra banda, la pasta de quall de petits remugants com bens[[xai]] o [[Cabra|cabrit]] s’utilitza per produir formatges amb sabors [[Picant|picants]] gràcies a la presència de [[lipases pregàstriques]].
Els extractes de quall animal es componen principalment per tres enzims: quimosina, [[pepsina]] i gastricina[[gastrisina]]. La proporcióquimosina d’aquestsbovina enzimsés una [[proteïna globular]] amb 323 [[Aminoàcid|aminoàcids]] amb una depènhomologia de seqüència del 55% amb la dietapepsina. alimentàriaLa iquimosina natural de l’edatvedell enpresenta quetres és[[Isoforma|isoformes]]: sacrificatA, l’animalB i C. ConcretamentLa isoforma B és la més abundant i estable, elmentre bestiarque adultla presentaisoforma unaC majorés proporcióun producte de pepsinadegradació ide menorla deisoforma quimosinaA. La quimosina trenca l’enllaç Phe150-Met106 de la k-caseïna, mentre que la pepsina i la gastricinagastrisina són proteases genèriques amb una menor activitat específica. [21]
 
[[File:Quimocina bovina.png|thumb|Estructura tridimensional de la quimosina de boví.]]
 
La proporció d’aquests enzims depèn de la dieta alimentària i de l’edat en que és sacrificat l’animal. Concretament, el [[bestiar]] adult presenta una major proporció de pepsina, 80-90% i menor de quimosina, 10-20%. D’altra banda els extractes provinents d’estómacs de vedells joves tenen un alt contingut de quimosina, 80-90% i baix de pepsina , 10-20%. El major contingut de pepsina dels qualls de boví adult el fa més sensible al pH, i en general posseeix una major activitat proteolítica, per això és de la major ús. [5]
 
===Qualls vegetals===
[[File:Serra de estela.jpg|thumb|Formatge Serra d'Estela, procedent de Portugal i obtingut a partir de llet d'ovella i flors d'herbacol.]]
 
La ''[[Cynara cardunculus]]'' ([[herbacol]]) és una altra font d’enzims coagulants. Concretament presenta [[cardosines]] i [[ciprosines]] com a proteases. La cardosina A té unes característiques molt similars a la quimocinsaquimosina per a la seva utilització, mentre que la cardosina B té unes característiques molt similars a la pepsina. Aquestes es localitzen en les flors, on els nivells de l’enzim augmenten a mesura que augmenta la maduració de la [[flor]]. És per això que per fer servir l’herbacol com a quall s’utiltiza la flor de la ''C.cardunculus''.
Aquesta [[Plantes|planta]] s’utilitza per a la producció a petita escala de formatges artesans de llet d’ovella i de cabra, sobretot a la [[conca del Mediterrani]] (sobretot a [[Espanya]] i [[Portugal]]). El seu ús com a quall no s’ha estès molt degut a les diferències [[Cultura|culturals]] a nivell [[gastronòmic]].
DesAquests delcoagulants punttenen deuna vistamajor sensorialactivitat proteolítica en comparació amb la quimosina bovina, elfet que permet obtenir característiques [[Sensorial|sensorials]] òptimes pel formatge en menys temps (accelaració del temps de maduració). Els formatges coagulats amb herbacol presenten una textura lleugerament [[Mantega|mantegosa]], un desenvolupament de l’aromal’[[aroma]] típic i un flavor[[sabor]] lleugerament [[amarg]] i cremós. La textura més ferma del formatge s’obté amb quimosina, i la cardosina A té molta similitud funcional amb aquesta. La textura més cremosa s’obté amb pepsina, i la cardosina B té molta similitud funcional amb aquesta. Això vol dir que la textura resultant del formatge s'obtindrà variant les concentracions dels enzims. [4]
 
===Qualls microbians===
 
Els problemes de subministra de quall animal i l’expansió de la indústria del formatge a partir de la dècada de 1940 varen forçar la recerca d’enzims alternatius al quall animal. [7] Tots els coagulants microbians coneguts utilitzats en l’el·laboració de formatges són d’origen [[Fongs|fúngic]]. La proteïnasa de ''Rihzomucor miehei'' és el predominant, que també és una aspartil-proteinasa, com la quimosina. Existeixen tres tipus de coagulants miehei amb la mateixa preparació d’enzims proteolítics (proteases), però modificats: [5]
- “Tipus L”: l’enzim natiu. Presenta una alta estabilitat tèrmica, és a dir, és [[Termoresistència|termoresistent]] (probablement perquè és la més glicosilada de totes les aspartil-proteases conegudes) i major activitat preoteolítica que el quall de vedell.
- “Tipus TL”: l’enzim desestabilitzat. Obtingut per [[Oxidació enzimàtica|oxidació]] de l’enzim natiu. És [[termolàbil]], de major dependència al pH i menys activitat proteolítica que la “Tipus L”.
- “Tipus XL”: obtinguda per una major oxidació que la “Tipus TL”. És extra termolàbil, de major dependència al pH i menor activitat proteolítica que la “Tipus TL”.
 
===Quimosina produïda per fermentació (FPC)===
 
Avui en dia, la majoria de la quimosina s’obté per [[fermentació]], tot i que es troba en el mercat desde 1990. [5].
La quimosina bovina es produeix àmpliament per [[ADN recombinant|tecnologia del DNA recombinant]] mitjançant microorganismes com ''[[Aspergillus niger]]'' i ''[[Kluyveromyces lactis]]''. Aquest enzim té exactament la mateixa [[Seqüència d'aminoàcids|seqüència d’aminoàcids]] que la quimosina present en el quall boví. La quimosina de [[camell]] també està disponible en el mercat, obtinguda per ''Aspergillus niger''. Aquest enzim es pot afegir a la llet de vaca per aconseguir la seva coagulació amb una especificitat major que la quimosina bovina. D’altra banda la quimosina bovina no pot causar la gelificació de la llet de camell. Aquestes diferències són degudes a les diferències en els residus d’aminoàcids del lloc d’unió del substrat, resultant en una major associació entre la quimosina de camell i la k-caseïna de la llet de vaca. [8]. Cal tenir en compte que s’han obtingut altres quimosines recombinants de cabra i [[búfal]]. En particular, la quimosina de cabra té una especificitat catalítica major que les altres. [9]
 
[[File:Especificait enzim.png|thumb|Activitat enzimàtica específica de quimosines recombinants de: BbRC (búfal); BtRC (boví); CdRC (camell); ChRC (cabra). L'activitat enzimàtica per nanograms de quimosina, expressat com a percentatge de quimosina bovina.]]
18

modificacions