Ферментативные каталитические реакции издавна используются при переработке пищевых продуктов. При этом ферменты либо с самого начала являются составной частью этих продуктов (например, ячменя) или поступают с микроорганизмами (например, с дрожжами). Многие древнейшие технологии (вроде производства сыра) основаны на действии микробных ферментов. При этом ферменты образованы именно микроорганизмами, но действуют и вне живой клетки. Это впервые показали братья Бухнер (Büchner) в 1897 г., полностью измельчив дрожжевые клетки и сумев провести брожение с помощью экстракта, их не содержавшего (в 1907 г. Е. Buchner был удостоен Нобелевской премии).
В настоящее время ферментная промышленность производит очищенные ферментные препараты тоннами, и нельзя себе представить, что было бы, если их исключить из повседневной практики. Так, в современных моющих средствах содержатся приготовленные микробиологическим путем протеазы, липазы, амилазы, целлюлазы и другие ферменты, позволяющие отстирывать грязную одежду в теплой воде и сбрасывать загрязненную воду после глубокой экологической очистки. Средства для мойки машин и посуды также сохраняют при низких температурах высокую эффективность и не вредят окружающей среде.
В текстильном производстве ферменты имеют большое значение при расшлихтовке, отбеливании, а также при облагораживании джинсов. Сегодня без ферментов невозможно представить себе производство текстиля, бумаги и кож.
Особое значение имеют ферменты в хлебопечении, где они обеспечивают рыхлость выпечки и образование корочки, дают возможность работать с охлажденным или перемерзшим тестом или замедлять черствение выпечных изделий
Можно также указать на значение ферментов в крахмальном и сахарном производстве, в виноделии и производстве фруктовых соков, белков и кормов для животных, а также в фармацевтической промышленности.
При производстве пива также можно применять ферментные препараты, особенно когда пиво выпускается не в рамках немецкого закона о чистоте пивоварения. В Германии нельзя применять никакие другие ферменты, кроме содержащихся в ячмене и дрожжах
Поскольку во многих странах из чисто экономических соображений работают с добавлением несоложеного сырья и, кроме того, встречаются с технологическими проблемами при производстве пива, ниже приводится информация о преимуществах применения ферментов и их получении.
Целенаправленное применение ферментов при производстве пива при прочих равных условиях дает ряд преимуществ, а именно:
· ферментные препараты имеют выраженную специфичность к субстрату и реакциям;
· при средних температурах они имеют высокую скорость реакции;
· они обеспечивают управляемое и быстрое проведение реакций;
· они могут приготовляться технически абсолютно чистыми.
Ферментами, приготовляемыми из плесневых грибов или бактерий, являются:
· амилазы - для стимулирования расщепления крахмала в варочном цехе при повышенном содержании несоложеного сырья и для полного расщепления белка при производстве бедного углеводами пива (диетическое пиво);
· протеазы - для усиления расщепления белка и повышения содержания свободных аминокислот;
· глюканазы - для расщепления в варочном цехе высокомолекулярных глюканов или для исключения проблем с фильтрованием;
· декарбоксилазы - для предотвращения образования диацетила при брожении.
Эти бактериальные ферменты и ферменты, произведенные грибами, организованы иначе, чем ферменты ячменя и солода, и поэтому по сравнению с ферментами солода у них другой температурный и pH-оптимум.
