Každý Európan skonzumuje týždenne v priemere 11 kg potravín. Enzýmy, prirodzene sa vyskytujúce bielkoviny, ktoré umožňujú priebeh životných biochemických procesov, sa nachádzajú vo všetkých potravinárskych surovinách. Niektoré enzýmy po purifikácii a uplatnení vo forme potravinárskych prípravkov poskytujú výhody, napr. lepšiu chuť a vôňu, textúru a stráviteľnosť.

Východiskový stav

Človek po tisícročia využíva prirodzene sa vyskytujúce mikroorganizmy – baktérie, kvasinky a plesne – a enzýmy, ktoré tieto mikroorganizmy produkujú, na výrobu chleba, syra, piva a vína. Napríklad pri výrobe chleba sa používa enzým amyláza, ktorý štiepi múku na rozpustné cukry, ktoré kvasinky premieňajú na alkohol a oxid uhličitý. V dôsledku toho sa chlieb nakyprí.

Dnes sa enzýmy používajú na rozmanité aplikácie: pečivo, výroba syra, spracovanie škrobu, výroba ovocných štiav a iných nápojov. Môžu skvalitniť textúru, vzhľad a nutričnú hodnotu, ako aj generovať požadovanú chuť a vôňu. Potravinárske enzýmy, ktoré sa v súčasnosti používajú, pochádzajú niekedy zo živočíchov a rastlín (napr. amyláza – enzým, ktorý rozkladá škrob – sa dá získať z naklíčeného jačmeňa), ale väčšinou sa na ich získavanie používajú vhodné mikroorganizmy.

Enzýmy majú pri výrobe potravín celý rad výhod:

• Sú vítanými alternatívami tradičnej chemickej technológie a mnohokrát môžu nahradiť syntetické chemikálie. Má to priaznivý vplyv na životné prostredie v dôsledku menšej spotreby energie a biodegradovateľnosti.
• Majú špecifickejší účinok ako syntetické chemikálie. Procesy, pri ktorých sa používajú enzýmy, sa vyznačujú menším počtom nežiaducich reakcií a odpadných produktov, pričom vzniknuté produkty sú vysoko kvalitné a pravdepodobnosť znečistenia životného prostredia je nižšia.
• Umožňujú vykonávať niektoré procesy, čo by inak nebolo možné. Príkladom je výroba priezračného koncentrátu jablčnej šťavy na báze enzýmu pektinázy.

Enzýmy z mikroorganizmov (používajú sa najmä Bacillus, Aspergillus, Streptomyces a Kluyveromyces), sa vyrábajú fermentáciou v obrovských tankoch alebo fermentoroch s kapacitou až 150 000 litrov; výroba sa optimalizuje úpravou teploty, živín a vzduchu. Podobne ako v iných potravinárskych oblastiach, aj tu platia prísne hygienické pravidlá. Po skončení procesu sa vo fermentore nachádzajú enzýmy, živiny a mikróby. Purifikáciu umožňuje filtrácia, pri ktorej sa oddelia nečistoty a extrahuje sa enzým.

Výroba kvalitnejších produktov

Od začiatku 80. rokov 20. storočia spoločnosti, ktoré vyrábajú enzýmy, používajú postupy genetického inžinierstva na zefektívnenie a skvalitnenie výroby a na vývoj nových produktov. Výhody sú zrejmé ako pre priemysel, tak i pre spotrebiteľov, pretože lepšie sú produkty aj procesy. Pokrok sa však spomaľuje v dôsledku diskusií o kontroverzných aplikáciách biotechnológie – napr. aplikácia genetického inžinierstva na živočíchy – prebiehajúcich v celej Európe.

V súčasnosti sa dá moderná biotechnológia použiť v prospech technológie výroby enzýmov:

• Vyššia produktivita a hospodárnosť procesov. Pri efektívnejšej výrobe enzýmov sú až o polovicu menšie nároky na množstvo surovín, energie a vody, ak sa prejde z tradičného mikrobiálneho kmeňa na geneticky modifikovaný.
• Spoločnosti môžu enzýmy „ušiť na mieru“ zákazníkovi presne podľa požiadaviek na konkrétne vlastnosti výrobkov.
• Výrobcovia môžu dodávať enzýmy, ktoré by sa inak nedali získať v dostatočne veľkých množstvách, pričom spotrebiteľ má k dispozícii rozmanitejšie výrobky. Príkladom je produkt na báze amylázy, pomocou ktorého zostane chlieb čerstvý po dlhší čas.

Stručná história enzýmov

2000 pred n. l.
Egypťania a Sumeri vyvinuli fermentáciu na použitie pri výrobe piva, chleba a syra.

800 pred n. l.
Pri výrobe syra sa používali teľacie žalúdky a enzým chymozín.

1878
Identifikovali sa zložky kvasinkových buniek, ktoré zapríčiňujú fermentáciu. Zaviedol sa výraz „enzým“, odvodený od gréckeho výrazu s významom „v kvasinke“.

1926
Zistilo sa, že enzýmy majú bielkovinový charakter.

80. roky 20. storočia
Vyvinuli sa enzýmové prípravky na zlepšenie stráviteľnosti niektorých živočíšnych krmív a a využiteľnosti ich živín.

1982
Došlo k prvej potravinárskej aplikácii produktu génovej technológie, alfa-amylázy.

1988
Vo Švajčiarsku sa schválil a na trh uviedol rekombinantný chymozín, čo znamenalo prvé odsúhlasenie potravinárskeho používania produktu génovej technológie.

1990
Génovou technológiou sa získali dve pomocné technologické prísady: enzým na použitie pri výrobe syra v USA a kvasinka pre pekárstvo v Spojenom kráľovstve.

Možnosť alergií

Dosiaľ neboli zaznamenané žiadne alergie z rezíduí enzýmov v potravinách. Hladiny rezíduí enzýmov v potravinách sú také nízke, že  je veľmi nepravdepodobný ich alergénny účinok. Enzýmy, podobne ako iné bielkoviny, môžu vyvolať alergické reakcie, keď sú ľudia vystavení ich väčším množstvám. Z toho dôvodu podnikli spoločnosti rôzne ochranné opatrenia a viaceré enzýmy sa vyrábajú vo forme tekutín, granúl, kapsúl alebo imobilizovaných preparátov, čím sa má obmedziť záťaž pracovníkov.

Niektoré použitia enzýmov pri výrobe potravín

Oblasť	Enzým	Účel / funkcia
mliekarstvo	Syridlo  (proteáza)	Koagulant pri výrobe syra
	Laktáza	Hydrolýza laktózy pri produkcii bezlaktózového mlieka
	Proteáza	Hydrolýza srvátkových bielkovín
	Katalázy	Odstránenie peroxidu vodíka
Výroba piva	Celulázy, beta-glukanázy, alfa-amylázy, proteázy, maltogénne amylázy	Pri skvapalňovaní, čírení a náhrade sladových enzýmov
Výroba alkoholu	Amyloglukosidáza	Konverzia škrobu na cukor
Pekárstvo	Alfa-amylázy	Štiepenie škrobu, výroba maltózy
	Amyloglykozidázy	Scukornatenie
	Maltogénna amyláza (Novamyl)	Predĺženie trvanlivosti chleba
	Proteáza	Rozklad bielkovín
	Pentosanáza	Rozklad pentozanu vedúci k menšej produkcii gluténu
	Glukózooxidáza	Stabilita cesta
Vína a ovocné šťavy	Pektináza	Lepšia výťažnosť a čírenie
	Glukózooxidáza	Odstránenie kyslíka
	Beta-glukanázy
Mäso	Proteáza	Tenderizácia mäsa
	Papaín
Bielkovina	Proteázy, trypsín, aminopeptidázy	Rozklad rôznych zložiek
Škrob	Alfa-amyláza, glukoamylázy, hemicelulázy, maltogénne amylázy, glukózoizomerázy	Modifikácia a konverzia (napr. na dextrózu alebo na sirupy s vysokým obsahom fruktózy)
		dextranázy, beta-glukanázy
Inulín	Inulinázy	Výroba fruktózových sirupov

Predávané enzýmy, ktoré sa vyrábajú génovou technológiu

Hlavná enzýmová aktivita	Aplikácia
Alfa-acetolaktát dekarboxyláza	Výroba piva
Alfa-amyláza	Pekárstvo, výroba piva, liehovarníctvo, škrobárstvo
Kataláza	Majonéza
Chymozín	Syr
Beta-glukanáza	Výroba piva
Alfa-glukanotransferáza	Škrobárstvo
Glukózoizomeráza	Škrobárstvo
Glukózooxidáza	Pekárstvo, vaječná majonéza
Hemiceluláza	Pekárstvo
Lipáza	Tuky, oleje
Maltogénna amyláza	Pekárstvo, škrobárstvo
Microbiálne syridlo	Mliekarstvo
Fytáza	Škrobárstvo
Proteáza	Pekárstvo, výroba piva, mliekarstvo, liehovarníctvo, rybný priemysel, mäsový priemysel, škrobárstvo, spracovanie zeleniny
Pululanáza	Pekárstvo, škrobárstvo
Xylanáza	Pekárstvo, škrobárstvo