Modificarea permanentă a cererilor consumatorilor de produse din carne, precum și creșterea concurenței la nivel global, provoacă un stimulent fără precedent în rândul furnizorilor de ingrediente destinate sectorului de procesare. Consumatorii cer produse sănătoase, cu niveluri reduse de sare, grăsimi, colesterol, nitriți și calorii, și care conțin componente bioactive, cum ar fi: carotenoidele, acizii grași nesaturați, sterolii, etc. Totodată, consumatorii așteaptă produse din carne cu formulări îmbunătățite de gust, aspect și miros. În același timp, concurența obligă industria să utilizeze tot mai multă carne, dar la costuri mici. Pornind de aici, o echipă de cercetători de la Universitatea Hohenheim, Stuttgart, compusă din Jochen Weiss, Monika Gibis, Valerie Schuh, Hanna Salminen, propune, într-un studiu publicat în cursul lunii noiembrie, utilizarea de ”sisteme avansate de ingrediente”, menite să răspundă provocărilor actuale ale pieței.Enzimele proteolitice   Enzimele obținute din surse microbiene, vegetale și animale pot fi utilizate pentru a modifica textura cărnii și a produselor din carne. În primul rând, enzimele pot cataliza ruperea legăturilor covalente în proteine, generând astfel fragmente mai mici de peptide sau aminoacizi. Această defalcare structurală poate crește frăgezimea cărnii. În al doilea rând, enzimele pot determina formarea de noi legături covalente între proteine ​​din carne.   Enzimele pot fi utilizate în două moduri diferite. Primul mod se referă la modificarea rapidă a structurii intrinseci a proteinelor din carne cu ajutorul enzimelor proteolitice, proces binecunoscut, care contribuie la o creștere a capacității de susținere a apei și sensibilitate a produselor (Huff-Lonergan & Lonergan, 2005). În carne, proteazele intrinseci se degradează specific seturilor de proteine ​​citoscheletale. În acest sens, o enzimă endogenă a jucat un rol-cheie în reglementarea proteolizei substraturilor proteice, cum ar fi: desmina, synemina, talinul și viculina (Bilak și colab., 2015). Două izoforme binecunoscute, μ-calpaina și m-calpaina sunt ambele dependente de calciul proteazelor cisteinice, reglementate de un inhibitor de endogenă, calpastatin. Interacțiunea complexă dintre calpaină și calpastatină în mușchiul post-mortem a fost asociată cu diferențele mari de sensibilitate a cărnii (Goll, Thompson, Li, Wei, & Cong, 2013). Această interacțiune este afectată de condițiile de mediu din țesut, cum ar fi pH-ul, intensitatea ionică și temperatura (Maddock, Huff- Lonergan, Rowe, & Lonergan, 2016). Modificările musculare post-mortem, cum ar fi epuizarea de ATP și schimbările metabolismului care provoacă scăderi ale pH-ului, duc la creșterea intensității ionice din cauza incapacității celulelor de a menține funcționalitatea capacității de captare a ionilor, contribuiind la imprecizia controlului proteolizei.   Proteazele non-intrinseci   Mai degrabă decât bazându-se pe activitatea proteazelor intrinseci, proteazele non-intrinseci din surse microbiene pot fi adăugate la carne și produsele din carne. În mod traditional, au fost utilizate proteazele derivate din plante. Exemple de proteaze din plante sunt: (a) papaina, prezentă în papaya (Carica papaya), și papaya de munte (Vasconcellea cundinamarcensis), și (b) bromelaina din plante, din familia Bromeliaceae căreia îi aparține ananasul.   Aceste proteaze cisteinice derivate din plante nu sunt specifice, degradând textura cărnii și rezultând adesea o supra-tenderizare. Recent, au fost folosite noi proteaze, mai eficiente. De exemplu, Benito, Rodriguez, Acosta și Cordoba (2013) au raportat utilizarea unui sistem de proteaze extracelulare fungice, pentru îmbunătățirea texturii cotletelor de porc. Astfel, proteaza EPg222 a fost izolată din Penicillium chrysogenum. Autorii au raportat că incubarea în fileul de porc, cu 0,012 mg /ml  de enzimă, timp de până la 32 de zile, în condiții sterile, a scăzut duritatea cărnii în mod semnificativ, măsurată prin analiza texturii cu un factor de 3 (de la 54.5 N, în fileul de control, la 14,2 N, în carnea de porc tratată, după 32 de zile). Autorii au concluzionat că enzima aplicată extern a fost capabilă să contracareze creșterea durității rezultată prin denaturarea proteinelor în jambonul crud-uscat.   Ei au sugerat chiar că textura care ar putea fi "prea moale" pentru astfel de produse. Iar Qihe, Guoqing, Yingchun și Hui (2016), au raportat utilizarea unei elastază extrasă din Bacillus sp. EL31410, conținută de carnea de vită. Elastaza este o enzimă care descompune elastina în țesut conjunctiv. Autorii au constatat că un tratament de 4 ore aplicat cărnii liofilizate, care a fost înmuiată în soluții de elastază cu o concentrație de 1%, a condus la o scădere cu 30% a durității relative, după o depozitare de 96 ore. În schimb, un tratament similar cu papaină a scăzut duritatea relativă cu 70%! Deci, eșantioanele tratate cu papaină au avut o mai bună sensibilitate la scoruri senzoriale, dar au înregistrat scoruri mai mici de suculență și aromă, comparativ cu carnea tratată cu elastază. Studiile de microscopie electronică cu baleiaj au relevat faptul că, în contrast cu papaina, s-a înregistrat o degradare foarte selectivă a structurii cărnii, față de eșantioanele tratate cu elastază. Mai mult, Gerelt a descris în mod similar că proteaze obținute din Aspergillus, utilizate pentru producerea sosului de soia, au îmbunătățit scorurile senzoriale ale suculenței și gustului. Similar, carnea a fost deshidratată osmotic și tratată cu o soluție de protează de 1%, timp de 3 ore. Sub microscopie electronică, autorii au observat degradarea extensivă a structurii cărnii.   Pornind de la aceste rezultate, sursele alternative de proteaze devin interesante. Colagenazele și elastazele pot fi, de exemplu, găsite în carnea de pește și nevertebrate acvatice, iar aceste enzime pot avea diferite caracteristici specifice,  comparativ cu cele găsite în mușchii mamiferelor (Shahidi & Kamil, 2013). Iar elastaze gastrice, recuperate din specii marine și de apă dulce, cum ar fi crapul sau codul de Atlantic, și-au dovedit capacitatea de a degrada rapid elastina, dând astfel posibilitatea fabricării unor produse din carne fragede, gustoase și aromate. (Cf. Advances in ingredient and processing systems for meat and meat products Jochen Weiss, Monika Gibis, Valerie Schuh, Hanna Salminen Dept. of Food Structure and Functionality, Institute of Food Science and Biotechnology, University of Hohenheim, Stuttgart, Germany)