Herkunft

Protease ist ein natürlicher biologischer Katalysator. Es kann aus Getreide und Früchten wie Papain oder Bromelain gewonnen werden. Oder es kommt aus tierischen Quellen wie Chymosin oder Rennin von Rindern.

Kommerzielle Produktion

Andererseits kann es effizienter aus lebensmittelechten Mikroorganismen hergestellt werden. Einige Beispiele sind Pilze (Aspergillus oryzae) oder Bakterien (Bacillus subtilis). Dies geschieht durch Fermentation im industriellen Maßstab und nachgelagerte Verarbeitung.,1

Funktion

Protease erfüllt verschiedene Funktionen in Brot-und Crackerteigsystemen. Sie werden nach ihrem Wirkungsmuster klassifiziert:

Endoprotease: kann die Proteininnenketten bei zufälligen Verbindungen zu Polypeptiden, Peptiden und Peptonen spalten. Dies führt zu einer Verringerung der Molekulargröße von Proteinen, was sich stark auf die Teigrheologie auswirkt. Endoprotease bietet folgende Funktionen: 2,3

  • Durch den Abbau von Proteinen wird das Gluten-Netzwerk geschwächt. Dies erhöht die Dehnbarkeit und verringert die Verformungsbeständigkeit., Proteasebehandelte Teige lassen sich leichter abrunden, blechen und formen.
  • Reduzieren Sie Mischenergie und-zeit bei einigen Brotherstellungsprozessen, bei denen zeitlose oder gerade Teigsysteme verwendet werden.
  • Verbessern die sheetability von cracker und pizza teige.
  • Verbessern teig pan fluss teig.
  • Erhöhen Sie die Zartheit der Brotkrumen.
  • Teig Klebrigkeit leicht erhöhen. Dies ist auf den Abbau von Gluten und die Umverteilung von Wasser zwischen Mehl (Stärke, Arabinoxylane und Cellulose) zurückzuführen.
  • Erleichtern teig expansion während proofing und ofen frühling durch verbesserte dehnbarkeit., Dies wirkt sich positiv auf das fertige Produktvolumen aus.

Exoprotease: kann terminale Aminosäurereste von der Hauptproteinkette abspalten. In Gegenwart von frei reduzierenden Zuckern kann dies zu einer verstärkten Krustenfarbe durch Maillard-Bräunungsreaktionen führen.2,3

Anwendung

Protease wird als Mikrobestandteil beim Backen bezeichnet. Es wird in Brotbacksystemen bevorzugt, die keine Fermentationsschritte wie Hefepräfermente oder Sauerteig erfordern. Der Zusatz von Spezialenzymen ist, wie hochwertiges Handwerker – und Sortenbrot in kurzer Zeit hergestellt werden kann.,

Normalerweise wird Protease während des Teigmischens zugegeben. Je nach Anwendung und Formulierung beträgt der Gehalt 0,1 bis 0,5% basierend auf dem Mehlgewicht. Es wird auch in Clean-Label-Anwendungen verwendet. Es kann Probleme mit der Reinheit geben, wie Nebenreaktionen und sekundäre Aktivität. Auch die Gewährleistung einer vollständigen Inaktivierung während des Backens ist sehr wichtig für eine optimale Leistung. Bei der Lieferung von Protease ist es eine gute Praxis, Backtests und Laboranalysen vor der Linienproduktion durchzuführen.

Ähnlich wie andere Enzyme erfordert Protease besondere Bedingungen für optimale Aktivität und Leistung.,

Besondere Überlegungen:

  • Säuregehalt (pH) des Nahrungsmittelsystems: Protease schneidet im pH–Bereich von 4,5-6,5 gut ab.
  • Temperatur: Chemische Reaktionsraten verdoppeln sich bei jedem Temperaturanstieg von 10°C.
  • Kontaktzeit zwischen Enzym und Substrat: Enzyme brauchen Zeit, um auf die Proteine einzuwirken.
  • Wasserverfügbarkeit zur Unterstützung chemischer Reaktionen: Wasseraufnahme oder Flüssigkeitszufuhr wirken sich stark auf die Enzymaktivität aus.
  • Substratmenge: Das Enzym arbeitet am effizientesten, wenn ein Substratüberschuss vorhanden ist., Dies ist für Bäcker kein Problem, da Mehl, das glutenbildende Proteine enthält, der Hauptbestandteil ist.
  • Enzymmenge oder-dosierung: zum Beispiel 0,25% Pulver basierend auf dem Mehlgewicht oder als Tabletten bei 75 HU (Hämoglobineinheiten) pro 100 g Mehl. Übermäßige Mengen an Protease können die Glutenmatrix und ihre strukturelle Integrität beeinträchtigen. Dadurch wird die Gasrückhaltekapazität des Teigs reduziert.

Der Typ einer Protease kann aufgrund von Reaktionsspezifizitäten mit den Glutenproteinen Gliadin oder Glutenin kritisch für die Produktqualität sein., Einige Proteasen begünstigen Spaltbindungen, die sich an Tryptophan -, Glutamin -, Prolin -, Phenylalanin-oder Leucinresten befinden. Der Lieferant sollte diese Informationen klar angeben, damit Bäcker die für ihre Endanwendung am besten geeignete Protease auswählen können.2,3

FDA-Verordnung

Gemäß 21 CFR Teil 184 (Direkte Lebensmittelsubstanzen, die als allgemein als sicher anerkannt gelten) kann Protease in Lebensmitteln in Mengen verwendet werden ausreichende Mengen, ohne Einschränkung außer den aktuellen guten Herstellungspraktiken.