Mikrobiální enzymy jsou potenciální biokatalyzátory, které se široce používají v různých průmyslových odvětvích, jako je fermentace, potravinářský, zemědělský, chemický a farmaceutický průmysl. Tyto enzymy odvozené z různých mikroorganismů se používají k výrobě více než 0 komerčních produktů.
Značný počet mikrobiálních enzymů našel své široké použití v různých průmyslových odvětvích po celém světě. Bakterie, houby a kvasinky jsou vybrané mikroorganismy, které jsou celosvětově studovány pro biosyntézu široké škály mikrobiálních enzymů.
Mikrobiální příklady enzymů:
- a-amyláza
- Glukoamyláza
- proteáza
- Laktáza (β-galaktosidáza)
- Lipázy
- Fosfolipáza
- Esterasa
- Celuláza
- Xylanáza
- Pektináza
- Glukózaoxidáza
- Laccase
- Catalase
- Peroxidáza
- a-acetolaktátdehydrogenáza
- Asparagináza
- Odhořčující enzymy – naringináza
V následující části se o výše uvedených enzymech seznámíme podrobně.
a-amyláza
a-amyláza se specificky používá pro konverzi škrobu. Je schopen hydrolyzovat vnitřní α-1,4-glykosidické vazby přítomné v oligo- a polysacharidech s nízkou molekulovou hmotností. α-amylázy jsou široce používány v pivovarském a pekařském průmyslu.
Používá se také jako prostředek na podporu trávení ve farmaceutickém průmyslu.
Glukoamyláza
Glukoamylázy známé také jako cukrářské enzymy se používají v potravinářském průmyslu k výrobě sirupů s vysokým obsahem glukózy. Své využití nacházejí také v pekařském průmyslu pro výrobu vysoce kvalitních pekařských výrobků. Tento enzym hraje klíčovou roli při výrobě sójové omáčky a snižování obsahu alkoholu v pivu.
proteáza
Proteázy hydrolyzující peptidové vazby nalezené v proteinech jsou dobře známé biokatalyzátory v mlékárenském průmyslu. Snižují alergenní vlastnosti mléčných výrobků, zvýrazňují chuť sýra a urychlují zrání sýra.
Laktáza (β-galaktosidáza)
Použití laktázy v mléčných výrobcích pomáhá snížit intoleranci laktózy u lidí. Hydrolýza laktózy laktázou výrazně zlepšuje krémovost zmrzlin. Laktáza také hraje klíčovou roli při snižování biologické spotřeby kyslíku související s laktózou během výroby sýra.
Lipázy
Lipázy se komerčně používají v mlékárenském průmyslu pro zvýraznění sýrové chuti. Používá se také k úpravě vůně vína a ke zlepšení kvality kakaového másla. Kromě toho je známo, že tento enzym je široce používán v průmyslu biopaliv, detergentů a kožedělného průmyslu.
Fosfolipáza
Fosfolipázy se používají k výrobě olejů štěpením fosfolipidů na mastné kyseliny. Tyto enzymy se také používají při degumaci rostlinných olejů.
Esterasa
Esterasy hrají významnou roli v průmyslu alkoholických nápojů a potravinářství. Feruloyl esteráza přispívá k ovocnému aroma v potravinách a nápojích biosyntézou kyseliny ferulové.
Celuláza
Celulázy jsou oblíbené biokatalyzátory používané v průmyslu šťáv pro zvýšení výnosu. Tyto enzymy zvýrazňují vůni a chuť citrusových plodů snížením jejich hořkosti. Celulázy se používají při výrobě vína ke zlepšení kvality a barvy.
Xylanáza
Xylanázy, o kterých je známo, že štěpí xylany, se široce používají při výrobě chleba, protože zvětšují objem chleba a zlepšují kvalitu chleba. Jeho použití také zlepšuje chuť a texturu sušenek. Tyto enzymy zlepšují extrakci při výrobě šťávy, čímž zvyšují výtěžnost šťávy.
Pektináza
Při výrobě šťávy se používají pektinázy schopné hydrolyzovat glykosidické vazby v pektických polymerech. Tento enzym odstraňuje zákal přirozeně odvozených ovocných šťáv a zlepšuje chuť a barvu nápoje.
Glukózaoxidáza
Glukózaoxidáza patří do skupiny enzymů oxidoreduktázy. Je široce používán v pekařském, farmaceutickém a potravinářském průmyslu. Použití tohoto enzymu zabraňuje hnilobě potravin zlepšením trvanlivosti potravinářských výrobků. Používá se také k odstranění kyslíku, aby se prodloužila životnost.
Laccase
Lakasy se používají v nápojovém a potravinářském průmyslu k úpravě barevného vzhledu. Své využití nachází pro zlepšení skladovatelnosti piva odstraněním kyslíku v posledním kroku výroby piva. Zajímavé je, že lakázy se používají v průmyslu výroby korkových zátek.
Catalase
Kataláza nachází své využití v textilním průmyslu pro odstranění přebytečného peroxidu vodíku z tkaniny. Používá se ke konzervaci potravin a odstranění peroxidu z mléka. Kataláza také zabraňuje oxidaci v obalech potravin.
Peroxidáza
Peroxidáza se používá k výrobě aroma v potravinářském průmyslu. Hraje klíčovou roli při řízení znečištění životního prostředí čištěním průmyslových fenolických odpadních vod. Používá se také jako biosenzor.
a-acetolaktátdehydrogenáza
α-acetolaktátdehydrogenáza urychluje zrání piva odstraněním α-acetolaktátu a α-aceto-α-hydroxybutyrátu. Zrání piva bez tohoto enzymu překvapivě trvá 2 až 12 týdnů, zatímco použití α-acetolaktátdehydrogenázy vede ke zrání do 24 hodin.
Asparagináza
Asparagináza se používá hlavně ve farmaceutickém průmyslu jako protirakovinné činidlo. Katalyzuje rozklad asparaginu, esenciální aminokyseliny pro růst rakovinných buněk.
Odhořčující enzymy – naringináza
Naringináza odbourává naringin zodpovědný za hořkost v citrusových plodech. Použití naringinázy pomáhá snížit hořkost ovocných šťáv.
Co jsou mikrobiální enzymy?
Mikrobiální enzymy objevené z mikroorganismů se používají jako organické katalyzátory pro velkosériovou výrobu komerčně používaných produktů. Tyto enzymy mající speciální vlastnosti, jako je schopnost fungovat za abnormálních podmínek, jsou navrženy pomocí proteinového inženýrství, metagenomiky a biochemického reakčního inženýrství.
Struktura mikrobiálních enzymů
Stejně jako všechny ostatní enzymy, primární struktura mikrobiálních enzymů se skládá z aminokyselin, které jsou vzájemně spojeny peptidovými vazbami v lineárním řetězci.
