Όλοι μας έχουμε ακούσει τις λέξεις:  Αμυλάσες, πρωτεάσες, λιπάσες, ξυλανάσες, και είναι τα πιο γνωστά… ένζυμα. Αυτά  καθιστούν δυνατή την πλήρη ανάπτυξη των συστατικών που χρησιμοποιούνται κατά την αρτοποίηση, μέσω του ρόλου τους ως καταλύτες για βιοχημικές αντιδράσεις.

Τα ένζυμα είναι  καταλύτες για βιοχημικές αντιδράσεις που λειτουργούν στους ζωντανούς οργανισμούς. Καθιστούν δυνατή την κάλυψη των τεχνολογικών αναγκών σε πολλούς τομείς της βιομηχανίας τροφίμων, ειδικά στην παραγωγή ψωμιού. Οι αυστηρά ελεγχόμενες διαδικασίες παραγωγής τους, καθώς και το κανονιστικό – νομοθετικό –  πλαίσιο, εγγυώνται την αποτελεσματικότητα και την ασφάλειά τους.

Με την ονομασία ένζυμα νοούνται οι ειδικές πρωτεΐνες ή πρωτεϊνικής βάσης οργανικές ενώσεις, που αποτελούνται από πολυμερή των αμινοξέων, οι οποίες δρουν ως καταλύτες στις χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στον μεταβολισμό των οργανισμών, εξ ου και η συνώνυμη ονομασία τους βιοκαταλύτες.  Είναι απαραίτητα για τη ζωή, καθώς ελέγχουν τις βιοχημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στην καρδιά των κυττάρων. Φυτά, ζώα, βακτήρια, μύκητες… τα ένζυμα βρίσκονται σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Είναι απαραίτητα για τον μεταβολισμό, την πέψη και την εκτέλεση όλων των ζωτικών χημικών αντιδράσεων σε κάθε κύτταρο και οργανισμό, λειτουργώντας ως βιολογικοί καταλύτες για να κάνουν τις αντιδράσεις πιο γρήγορες.  Για παράδειγμα, στους ανθρώπους, τα ένζυμα παίζουν σημαντικό ρόλο κατά την πέψη, διασπώντας ενώσεις από τα τρόφιμα με στόχο να γίνουν αφομοιώσιμα από τον οργανισμό. Στα μοσχάρια, ορισμένα ένζυμα προκαλούν την πήξη του προσλαμβανόμενου αγελαδινού γάλακτος, η οποία επιτρέπει την πέψη από το νεαρό ζώο. Τα ίδια ένζυμα, που ονομάζονται πυτιά,  χρησιμοποιούνται για την παρασκευή τυριού από γάλα.

Πολύ συγκεκριμένοι καταλύτες

Υπάρχει ένας πολύ μεγάλος αριθμός ενζύμων, καθένα από τα οποία δρα σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης βιοχημικής αντίδρασης. Είναι σύνηθες να ορίζεται ένα ένζυμο με το όνομα του υποστρώματος που δραστηριοποιείται, στο οποίο προστίθεται η κατάληξη «-άση». Μιλάμε για αμυλάση, πρωτεάση, λιπάση, κ.λπ. Η εξειδίκευση της δράσης ενός ενζύμου σε ένα δεδομένο υπόστρωμα εξαρτάται από την μοναδικότητά του. Όπως συμβαίνει με όλες τις πρωτεΐνες, αυτή η τρισδιάστατη δομή φαίνεται να είναι ευαίσθητη στις φυσικοχημικές συνθήκες όπου έχει προστεθεί  και ιδιαίτερα στη θερμότητα. Κατά το ψήσιμο ψωμιού, η θερμοκρασία της ζύμης αυξάνεται σταδιακά και οι παραγωγοί ενζύμων θεωρούν ότι τα ένζυμα είναι ανενεργά μετά το ψήσιμο.  

Τα ένζυμα καλύπτουν τις τεχνολογικές ανάγκες

Οι φυσικές ιδιότητες των ενζύμων από τον ζωντανό κόσμο χρησιμοποιούνται για τεχνικούς σκοπούς σε πολλούς τομείς, όπως η βιομηχανία τροφίμων, αλλά και η κλωστοϋφαντουργία ή η βιομηχανία απορρυπαντικών. Ανάλογα με τον τύπο της διεργασίας, τα ένζυμα που χρησιμοποιούνται έχουν συγκεκριμένες λειτουργίες και κατάλληλα κριτήρια καθαρότητας. Οι διαδικασίες αξιολόγησης και έγκρισης που απαιτούνται ποικίλλουν ανάλογα με τον βιομηχανικό τομέα στον οποίο απευθύνονται, και στη βιομηχανία τροφίμων είναι από τις πιο αυστηρές.  

Η προέλευση των ενζύμων στην παρασκευή ψωμιού

Τα ένζυμα που χρησιμοποιούνται στην παρασκευή ψωμιού προέρχονται διάφορες πηγές. Μερικά από αυτά υπάρχουν φυσικά στους κόκκους δημητριακών (ενδογενή ένζυμα). Για παράδειγμα, ο κόκκος σιταριού περιέχει ένζυμα που είναι απαραίτητα για τη βλάστησή του, όπως οι αμυλάσες: επιτρέπουν στις αλυσίδες γλυκόζης που αποτελούν το άμυλο (το ενεργειακό απόθεμα του σπόρου) να διασπαστούν σε απλά σάκχαρα που χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα για να πολλαπλασιαστούν και να σχηματίσουν το νέο φυτό. Αυτά τα ένζυμα, τα οποία υπάρχουν φυσικά στα δημητριακά, βρίσκονται στο αλεύρι. Κατά την αρτοποίηση του ψωμιού, μετατρέπουν το άμυλο σε ζυμώσιμα σάκχαρα που θα είναι διαθέσιμα στη μαγιά και θα της επιτρέψουν να παράγει το διοξείδιο του άνθρακα που είναι απαραίτητο για τη ζύμωση της ζύμης.

Ωστόσο, τα επίπεδα ενδογενών ενζύμων στο αλεύρι είναι μεταβλητά και μερικές φορές ανεπαρκή για να υποστηρίξουν τη μεταβολική δραστηριότητα της μαγιάς. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούνται εξωγενή ένζυμα. Αυτά μπορούν να προέρχονται από ζωικούς ή φυτικούς οργανισμούς. Αυτή είναι η περίπτωση, για παράδειγμα, της διαστατικής βύνης, που λαμβάνεται από σπόρους που έχουν βλαστήσει, οι οποίοι αποτελούν πηγή  σημαντικών ενζυμικών δραστηριοτήτων. Μπορούν επίσης να παραχθούν από μικροοργανισμούς που είναι «εξοπλισμένοι» με ένζυμα όπως  οι : μύκητες (νηματοειδείς μύκητες) ή βακτήρια. Αυτοί οι μικροοργανισμοί επιτρέπουν την άφθονη και ταχεία παραγωγή ποικιλίας διαφορετικών ενζύμων.

Τα ένζυμα δεν είναι GMO ( ΓΕΝΕΤΙΚΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ )

Προκειμένου να παράγουν τα ένζυμα που χρησιμοποιούνται  για την παραγωγή  ψωμιού σε σημαντικές ποσότητες, οι παραγωγοί πραγματοποιούν ζύμωση με στόχο τον πολλαπλασιασμό των ενζύμων από μια επιλογή μικροοργανισμών και από ένα δεδομένο υπόστρωμα. Οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούνται λαμβάνονται με διάφορες μεθόδους – συλλογή, υβριδισμό, ή γενετική μηχανική – και στη συνέχεια επιλέγονται με βάση την ικανότητά τους να παράγουν το επιθυμητό ένζυμο. Τα ένζυμα που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο εκχυλίζονται, καθαρίζονται και τυποποιούνται. Επομένως, δεν περιέχουν ίχνος του γενετικού υλικού των μικροοργανισμών που τα παρήγαγαν. Επιπλέον, στην περίπτωση της επισήμανσης σε ευρωπαϊκό επίπεδο, τα ένζυμα ονομάζονται με βάση τη δραστηριότητά τους και χωρίς αναφορά στον μικροοργανισμό που τα παρήγαγε.

Ασφάλεια, απόλυτη αναγκαιότητα για τη χρήση ενζύμων στην παρασκευή ψωμιού

Οι Αρχές σε πολλές χώρες έχουν θεσπίσει αυστηρές διαδικασίες αξιολόγησης πριν από την έγκριση της χρήσης ενός ενζύμου στη βιομηχανία τροφίμων. Οι παραγωγοί ενζύμων πρέπει επομένως να υποβάλουν τεκμηρίωση που να αποδεικνύει ότι η χρήση αυτή ανταποκρίνεται σε μια τεχνική ανάγκη και ότι το εν λόγω ένζυμο δεν αποτελεί κίνδυνο για την υγεία του καταναλωτή. Για την τελική έγκριση, κάθε ένζυμο υπόκειται επομένως σε τοξικολογικές δοκιμές και αναλύσεις, αξιολογείται η τεχνολογική του αναγκαιότητα, και  η προστασία των καταναλωτών.