Đang tải... (xem toàn văn)
Trong bảo quản và sản xuất thực phẩm, chất lượng của sản phẩm thực phẩm tăng cao hay thậm chí bị giảm đi là do phản ứng thủy phân. Phản ứng thủy phân được sử dụng rất phổ biến và rộng rãi, nó không chỉ làm thay đổi tính chất cảm quan của thực phẩm mà tính chất hóa học còn bị biến đổi. Phản ứng thủy phân thường là mở đầu cho một loạt các phản ứng khác tiếp diễn. Các phản ứng khác có thể xảy ra khi phản ứng thủy phân kết thúcĐể giảm bớt sự tổn thất các chất thực phẩm, phản ứng thủy phân có vai trò quan trọng, người ta phải tìm những biện pháp kĩ thuật tương ứng để ngăn ngừa và hạn chế các phản ứng thủy phân. Trái lại, nếu qua phản ứng thủy phân mà chất lượng sản phẩm thực phẩm tăng lên, người ta phải tạo điều kiện cho phản ứng ấy xảy ta hoàn toàn.Đặc biệt, đối với các sản phẩm thực phẩm nước chấm, phomat, thịt làm mềm,… được tạo ra dựa trên nguyên lý của phản ứng thủy phân protein.Nhận thấy được tầm quan trọng của phản ứng thủy phân protein, trong bài tiểu luận này, chúng em sẽ nghiên cứu về đặc điểm, ý nghĩa cũng như ứng dụng của chúng trong công nghệp sản xuất thực phẩm.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN MƠN: HĨA SINH HỌC THỰC PHẨM Đề tài: Ý NGHĨA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN PROTEIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỰC PHẨM GVHD: Trần Thị Minh Hà Nhóm 12 1.Truơng Thị Tường Quyên 2022150192 Phạm Thị Hoài Xinh 2022150117 3.Võ Thị Diễm Hương 2022150007 Đinh Thị Kim Thơ 2022150005 Lê Thị Thanh Tuyền 2022150179 Tp HCM, ngày tháng 11, năm 2017 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I TỔNG QUAN VỀ PROTEIN .5 Protein phát kỷ 18 ( năm 1745 Beccari) ban đầu protein gọi albumin ( long trắng trứng) Mãi đến kỷ 19, Mulder lần đưa thuật ngữ protein theo tiếng La tinh “proteo” – quan trọng hàng đầu Vai trò sinh học protein 1.1 Xúc tác 1.2 Vận tải .5 1.3 Chuyển động 1.4 Bảo vệ .6 1.5 Truyền cung thần kinh 1.6 Điều hòa 1.7 Kiến tạo chống đỡ học .6 1.8 Dự trữ dinh dưỡng Vai trò protein cơng nghệ thực phẩm .7 Cấu tạo phân tử protein Phân loại protein Các bậc cấu trúc protein II Ý NGHĨA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN PROTEN 10 Khái niệm .10 Các tác nhân xúc tác phản ứng thủy phân protein .11 Các tác nhân xúc tác gồm: 11 2.1 Thủy phân acid .11 2.2 Thủy phân kiềm 11 2.3 Thủy phân enzyme .12 2.3.1 Đặc điểm enzyme protease 12 2.3.2 Đặc điểm enyme papain 13 2.3.3 Đặc điểm Enzyme bromelain 14 Các phản ứng trình thủy phân protein 15 3.1 Phân giải protein 15 3.2 Phân giải amino acid .15 Điều kiện phản ứng thủy phân protein 16 Các thay đổi hóa sinh q trình thủy phân protein .17 Tính chất sản phẩm sau thủy phân 17 Ưu nhược điểm phản ứng thủy phân protein 18 III ỨNG DỤNG CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM 19 1.Trong sản xuất nước chấm 19 Trong sản xuất muối tôm chua .23 Trong sản xuất rượu nếp cẩm .25 Rượu sản phẩm lên men, đặc sản nước ta đặc biệt rượu nếp cẩm Quá trình thủy phân protein sản xuất rượu vang nếp cẩm sử dụng chế phẩm Neutrase thời điểm đạm hóa thực sau dịch hóa, nhiệt độ 55oC, pH 5.5, thời gian 40 phút, nồng độ enzyme 0.2% 25 Trong công nghiệp thịt 26 LỜI MỞ ĐẦU Trong bảo quản sản xuất thực phẩm, chất lượng sản phẩm thực phẩm tăng cao hay chí bị giảm phản ứng thủy phân Phản ứng thủy phân sử dụng phổ biến rộng rãi, khơng làm thay đổi tính chất cảm quan thực phẩm mà tính chất hóa học bị biến đổi Phản ứng thủy phân thường mở đầu cho loạt phản ứng khác tiếp diễn Các phản ứng khác xảy phản ứng thủy phân kết thúc Để giảm bớt tổn thất chất thực phẩm, phản ứng thủy phân có vai trò quan trọng, người ta phải tìm biện pháp kĩ thuật tương ứng để ngăn ngừa hạn chế phản ứng thủy phân Trái lại, qua phản ứng thủy phân mà chất lượng sản phẩm thực phẩm tăng lên, người ta phải tạo điều kiện cho phản ứng xảy ta hoàn toàn Đặc biệt, sản phẩm thực phẩm nước chấm, phomat, thịt làm mềm,… tạo dựa nguyên lý phản ứng thủy phân protein Nhận thấy tầm quan trọng phản ứng thủy phân protein, tiểu luận này, chúng em nghiên cứu đặc điểm, ý nghĩa ứng dụng chúng công nghệp sản xuất thực phẩm I TỔNG QUAN VỀ PROTEIN Protein phát kỷ 18 ( năm 1745 Beccari) ban đầu protein gọi albumin ( long trắng trứng) Mãi đến kỷ 19, Mulder lần đưa thuật ngữ protein theo tiếng La tinh “proteo” – quan trọng hàng đầu Vai trò sinh học protein Protein thành phần thiếu thiếu tất thể sống, tảng cấu trúc chức thể sinh vật Dưới số chức quan trọng protein 1.1 Xúc tác Các protein có khả xúc tác đến phản ứng gọi enzyme Hầu hết phản ứng thể sống từ phản ứng đơn giản phản ứng hydrat hóa, phản ứng khử nhóm carboxyl đến phản ứng phức tạp chép mã di truyền,… enzyme xúc tác 1.2 Vận tải Một số protein có vai trò “xe tải” vận chuyển chất thể Ví dụ, hemoglobin, mioglobin (ở động vật có xương sống), hemoxiamin (ở động vật khơng xương sống) kết hợp với oxy tải oxy đến khắp mô quan thể Nhờ chất “tải” này, oxy có độ hòa tan nước thấp đảm bảo thõa mãn nhu cầu oxy thể 1.3 Chuyển động Nhiều protein trực tiếp tham gia trình chuyển động như: co cơ, chuyển vị trí nhiễm sắc thể trình phân bào Ở động vật có xương sống có co thực nhờ chuyển động trượt lên hai lọai sợi protein: sợi to chứa protein miozin sợi mảnh chứa protein actin, troponiozin troponin 1.4 Bảo vệ Các kháng thể máu động vật có xương sống protein đặc biệt có khả nhận biết bắt chất lạ xâm nhập vào thể protein lạ, virut, vi khuẩn tế bào lạ Như ta thấy protein “lính gác” nhận biết vật lạ để loại trừ chúng khỏi thể Các interferon protein tế bào động vật có xương sống tổng hợp tiết để chống lại nhiễm virut Tác dụng interferon mạnh cần nồng độ 10-11M có hiệu kháng virut rõ rệt Interferon kết hợp với màng nguyên sinh chất tế bào khác thể cảm ứng trạng thái kháng virut chúng Các protein tham gia q trình đơng máu có vai trò bảo vệ thể sống khỏi bị máu Ở số thực vật có chứa protein có tác dụng độc động vật, liều lượng thấp chúng có tác dụng bảo vệ thực vật khỏi phá hại động vật 1.5 Truyền cung thần kinh Một số protein có vai trò trung gian cho phản ứng trả lời tế bào thần kinh kích thước đặc hiệu Ví dụ, vai trò chất màu thị giác rodopxin màng lưới mắt 1.6 Điều hòa Một số protein có chức điều hòa q trình truyền thơng tin di truyền, điều hòa q trình trao đổi chất Protein điều hòa q trình biểu gen, protein reprexơ vi khuẩn làm ngừng trình sinh tồng hợp enzim gen tương ứng Ở thể bậc cao điều hòa hoạt động biểu gen theo chế phức tạp hơn, protein đóng vai trò quan trọng Các protein hoạt tính hormone, protein ức chế đặc hiệu enzim có chức điều hòa nhiều q trình trao đổi chất khác 1.7 Kiến tạo chống đỡ học Các protein thuờng có dạng sợi sclerotin lớp vỏ ngồi trùng, fibron tơ tằm, tơ nhện, collagen, elastin mô lien kết, mơ xưong, collagen bảo đảm độ bền tính mềm dẻo mô lien kết 1.8 Dự trữ dinh dưỡng Protein chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp acid amin cho phơi phát triển Ví dụ: ovalbumin long trắng trứng, gliadin hạt lúa mì, zein ngơ, feritin (dự trữ sắt lá) Vai trò protein công nghệ thực phẩm Protein chất có khả tạo cấu trúc, tạo hình khối, tạo trạng thái cho sản phẩm thực phẩm Nhờ khả có quy trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm tương ứng từ nguyên liệu giàu protein Ví dụ: nhờ có protein tơ thịt, cá tạo cấu trúc gel cho sản phẩm giò lụa kamaboko Cơng nghệ sản xuất bánh mì dựa sở tính chất tạo hình, tính chất có kết tính chất giữ khí hai protein đặc hữu bột mì gliadin glutenin Nhờ có protein hòa tan malt mà bọt CO bia giữ bền Protein gián tiếp tạo chất lượng cho thực phẩm Các acid amin từ protein phân giải có khả tương tác với đường gia nhiệt để tạo màu vàng nâu hương thơm đặc trưng bánh mì gồm 70 cấu tử thơm Mùi thơm đặc trưng chè gồm có 34 cấu tử thơm nhờ acid amin polyphenol chè tương tác với gia nhiệt Các protein có khả cố định mùi tức khả giữ hương lâu cho thực phẩm Cấu tạo phân tử protein Protein tạo thành chủ yếu từ amino acid qua lien kết peptide Cho đến ta thu nhiều loại protein dạng tinh khiết, kết tinh xác định thành phần nguyên tố hóa học, gồm ngun tố C, H, O, N với tỉ lệ C: 50 – 55%; H: 6,5 – 7,3%; O: 21 – 24%; N: 15 – 18% lượng nhỏ S: – 0,24% Ngồi ra, chứa lượng nhỏ ngun tố khác như: P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca,… Phân loại protein Protein đơn giản Protein đơn giản phân tử mà thành phần cấu tạo gồm hồn tồn amino acid Dựa theo khả hòa tan nước dung dịch đệm muối, kiềm dung mơi hữu cơ, người ta chia proten đơn giản số nhóm nhỏ: albumin, globulin, prolamine, gluteline, histone Protein phức tạp Protein phức tạp protein mà thành phần phân tử ngồi αamino acid có them thành phần khác có chất khơng phải protein gọi nhóm ngoại Tùy thuộc vào chất nhóm ngoại, mà người ta chia làm loại nhỏ như: lipoprotein, nucleotide, glycoprotein, phosphoprotein,… Các bậc cấu trúc protein Cấu trúc bậc 1: quy định số lượng thành phần trình tự gốc amino acid mạch polypeptide, giữ vững nhờ liên kết peptide Cấu trúc bậc không bị biến đổi Cấu trúc bậc 2: cấu trúc không gian amino acid gần mạch polypeptide, tạo liên kết hidro liên kết peptide gần nhau, cấu trúc bậc gồm cấu trúc xoắn cấu trúc gấp nếp Cấu trúc bậc 3: tương tác không gian gốc amino acid xa mạch polypeptide, gồm liên kết Van der Waal, liên kết cầu disulfide, liên kết hydro Cấu trúc bậc 4: cấu trúc không gian chứa từ hai mạch polypeptide trở lên, gồm liên kết Van der Waal, liên kết ion, liên hết hydro, tương tác kỵ nước II Ý NGHĨA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN PROTEN Khái niệm Thủy phân q trình hóa học phân tử bị phân cắt có mặt phân tử nước Một phần phân tử sau cắt tương tác với cation H + từ phân tử nước, phần khác liên kết với anion OH- lại Bản chất q trình thủy phân protein trình phá vỡ liên kết peptide có mặt nước Do liên kết peptide liên kết bền, nên trình thủy phân cần có mặt chất xúc tác 10 Enzyme R1R2 + H2O R1OH + R2H H+; OH- Trong phản ứng thủy phân cần có lượng nước tham gia lớn nên tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ chất Như vậy, phản ứng thủy phân xúc tác enzyme phản ứng đơn phân có thứ bậc Các phản ứng trình thủy phân protein 3.1 Phân giải protein Quá trình thủy phân xảy hai giai đoạn: - Nhờ peptide-peptido hydrolase, protein bị thủy phân thành đoạn peptide ngắn - Nhờ peptide-hydrolase thủy phân tiếp peptide thành amino acid Kết chung protein phân giải hoàn toàn thành amino acid tự protease Protein n amino acid + (n-1)H2O Acid amin tạo hoàn toàn điều mong muốn sản xuất thực phẩm, vừa làm cho sản phẩm có mùi vị đặc trưng vừa làm tăng tính chất cảm quan thực phẩm 3.2 Phân giải amino acid Desamine hóa Bằng nhiều đường khác nhau, amino acid bị khử nhóm amine tạo sản phẩm tương ứng Khử amine enzyme khử: Nhờ enzyme khử xúc tác, amino acid bị khử dehydrogenase thành acid tương ứng giải phóng NH3 R – CH – COOH NH2 NADH+H R – CH – COOH + NH3 + NAD+ 15 Nhờ enzyme oxydase, amino acid bị oxy hóa để tạo ceto acid tương ứng NH3 R – CH – COOH + O2 R – CO – COOH + NH3 oxydase NH2 Khử amine đường thủy phân Nhờ tác dụng enyme thủy phân hydrolase, amino acid bị thủy phân tạo thành oxiacid tương ứng NH3 R – CH – COOH + O2 hydrolase RCHOHCOOH + NH3 NH2 Bên cạnh đó, aspartic acid bị khử amine đường khử nội phân tử nhờ enzyme desaminase xúc tác COOH – CH2 – CH – COOH dezaminase COOH CH=CH-COOH + NH3 NH2 Sản phẩm đường khử amine amino acid loại acid tương ứng NH3 Decarboxyl hóa Sự loại carboxyl amino acid cách phân giải amino acid phổ biến nhờ decarboxylase xúc tác Phản ứng tạo amine khác Từ lizin tạo thành cacdeverin, từ histidin tạo thành histamin, chất độc Ngoài ra, acid amine chứa lưu huỳnh sinh khí H 2S với khí NH3, làm gây mùi cho sản phẩm Chính thế, sản xuất thực phẩm người ta mong muốn hạn chế trình xảy Đặc biệt sản xuất nước mắm, để trình xảy làm hao tổn lượng đạm cần thiết, vừa tạo mùi khó chịu cho sản phẩm Điều kiện phản ứng thủy phân protein Điều kiện cho phản ứng thủy phân protein, enzyme tham gia phản ứng theo sơ đồ: E + S ES S + P Ban đầu enzyme liên kết với chất (tùy enzyme mà ta chọn), sau diễn 16 thủy giải tạo sản phẩm acid amine đoạn peptide ngắn Ở đây, E (tùy enzyme mà ta lựa chọn) enzyme S chất, ES phức hợp trung gian enzyme chất, P sản phẩm (chủ yếu acid amine peptide cấp thấp) Sự tạo thành chuyển hóa hợp chất trung gian ES xảy bước: • Bước 1: Enzyme kết hợp với protein tạo thành phức enzyme – protein (ES) • Bước 2: Có thay đổi mật độ điện tử biến dạng hình học mối liên kết đồng hóa trị phân tử chất S trung tâm hoạt động E • Bước 3: Giai đoạn tạo thành acid amine hay peptide cấp thấp giải phóng enzyme Biến đổi trình thủy phân Protein polypeptide peptide peptone acid amine Các thay đổi hóa sinh trình thủy phân protein Những giả thuyết liên kết enzyme chất để giả thuyết: phần lớn enzyme trở nên hấp thụ với bề mặt ngồi protein theo tiến trình tương đối nhanh, sau khuếch tán phân tử enzyme vào thành phần xảy chậm Sự thủy phân nối peptide protein chia làm hai pha: Pha nhanh (pha động): xảy giai đoạn đầu Trong suốt pha này, số lớp peptide bị phá hủy đơn vị thời gian phần chất hòa tan phóng thích vào dung dịch Pha chậm (pha tĩnh): tốc độ thủy phân sau giảm, tiến trình có thay đổi phản ứng thủy phân kết thúc Tính chất sản phẩm sau thủy phân Tính chất quan trọng sản phẩm dinh dưỡng Chiều dài chuỗi peptide sản phẩm thủy phân có tầm quan trọng đặc biệt Khả hòa tan, khả nhũ tương, vị đắng,… phụ thuộc nhiều vào kích thước trọng lượng phân tử loại protein có sản phẩm Tất sản phẩm thủy phân có vị 17 đắng mức độ khác làm hạn chế nhiều tính chất cảm quan sản phẩm Vị đắng nhược điểm chung sản phẩm thủy phân với xúc tác enzyme cho có liên quan đến peptide có trọng lượng phân tử thấp (khoảng 6000 Da) Ta khơng thể khử vị đắng giảm bớt cách kiểm soát mức độ thủy phân peptide có phân tử lượng lớn chiếm ưu Việc sử dụng enzyme làm xúc tác có nhược điểm thủy phân không triệt để, sau thủy phân khoảng 20% nitơ tổng số khơng tan; người ta thường phối hợp thủy phân hóa chất để nâng cao hiệu suất thủy phân Ưu nhược điểm phản ứng thủy phân protein Ưu điểm • Do enzyme hydrolase có tính đặc hiệu cao nên khơng tạo thành sản phẩm phụ Dịch thủy phân thu có độ khiết cao • Sử dụng enzyme xúc tác phản ứng định hướng phản ứng xảy sản phẩm tạo thành Có thể điều chỉnh phản ứng nhằm tạo sản phẩm mong muốn • Hiệu suất thủy phân enzyme cao, cần lượng nhỏ enzyme thủy phân lượng chất lớn • Trong phản ứng xúc tác enzyme yêu cầu độ tinh khiết chất khơng cao • Khơng số phản ứng hóa học khác, phản ứng thủy phân với xúc tác enzyme xảy điều kiện khắc nghiệt Nhược điểm • Thời gian thủy phân protein với xúc tác enzyme thường kéo dài so với thủy phân với xúc tác acid • Dịch sau thủy phân thường khó lọc 18 III ỨNG DỤNG CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM 1.Trong sản xuất nước chấm Trong trình sản xuất nước chấm với hàm lượng đạm cao, người ta thường dùng phương pháp thủy phân protein tạo thành dung dịch amino acid tác nhân hóa học sinh học Trong sản xuất nước tương phương pháp dùng là: • Phương pháp hóa học: thủy phân protein với xúc tác acid, thời gian tiến hành phản ứng 24h Nhược điểm phương pháp tạo thành sản phẩm phụ 3-MCPD, chất độc gây ung thư • Phương pháp dùng men vi sinh: sử dụng chủng nấm Aspergillus oryzae để xúc tác phản ứng thủy phân protein Nhược điểm phương pháp thời gia thực phản ứng dài khoảng – tháng • Phương pháp hóa sinh: sử dụng xúc tác sử dụng enzyme protease co nguồn gốc thực vật làm xúc tác Phương pháp có thời gian phản ứng ngắn khơng tạo sản phẩm phụ có khả gây ung thư Tất loại nước chấm sản phẩm thủy phân nguyên liệu giàu protide từ động vật hay thực vật tác dụng hóa chất acid, bazơ mạnh enzyme Do vậy, thành phần nước chấm acid amin, muối ăn, nước peptide trọng lượng phân tử nhỏ Nguyên liệu sản xuất nước chấm phong phú đa dạng Tác nhân xúc tác hóa chất HCl, H2SO4, NaOH,… enzyme protease từ thực vật, động vật hay vi sinh vật Đặc biệt ngày nay, người ta sử dụng enzyme vi sinh vật – nuôi cấy môi trường đưa vào nguyên liệu tận dụng enzyme hệ vi sinh vật có sẵn nguyên liệu ban đầu sản xuất nước mắm Tùy theo tác nhân dùng cho thủy phân ta chia ra: nước chấm hóa giải (dùng hóa chất để thủy phân) nước chấm lên men (dùng enzyme vi sinh vật) Với nguyên liệu động vật, người ta dùng phương pháp hóa giải ngun liệu thực vật hay dùng phương pháp lên men Phương pháp lên men sử dụng enzyme có nhược điểm 19 thủy phân khơng triệt để, người ta hay phối hợp thủy phân hóa chất trước sau đến enzyme hay ngược lại hiệu suất thủy phân cao tận dụng số tính chất ưu việt việc sử dụng enzyme vi sinh vật • Thủy phân phương pháp lên men sản xuất nước chấm sử dụng phản ứng thủy phân protein nhờ xúc tác enzyme vi sinh vật Enzyme tạo cách nuôi cấy vi sinh vật môi trường riêng đưa vào nguyên liệu giàu đạm sản xuất nước chấm lên mem (nước tương) nhỏ dễ đồng hóa, hấp thu cho người, lượng NaCl cho vào đạt 25% Vì sử dụng enzyme vi sinh vật để thủy phân protid nên ưu điểm phương pháp thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, giá thiết bị không cao, phù hợp với điều kiện sản xuất địa phương, vốn đầu tư ban đầu không lớn, không cần sử dụng thiết bị chịu acid, chịu kiềm, chịu áp suất nhiệt độ cao, không sử dụng hóa chất nên khơng độc hại với cơng nhân môi trường Điều kiện sản xuất nhẹ nhàng, ôn hòa nhiệt độ khơng q cao, từ 30 – 45 oC, pH trung tính hay acid yếu, kiềm yếu, áp suất thường, không tổn hao acid amin trình sản xuất Nhược điểm phương pháp hiệu suất thủy phân không cao, thời gian quy trình sản xuất kéo dài so với phương pháp hóa giải, cần thêm cơng đoạn ni mốc giống cho thủy phân • Thủy phân hóa học, sở hóa sinh phương pháp thủy phân protein thực vật hay động vật thành acid amin tác nhân xúc tác acid mạnh HCl, H2SO4 hay kiềm mạnh NaOH Sau trình thủy phân, người ta tiến hành trung hòa dung dịch kiềm hay acid tùy thuộc vào tác nhân xúc tác acid hay kiềm để đưa pH 6.5 – Bổ sung NaCl đạt 23 – 25% Ưu điểm phương pháp thời gian quy trình rút ngắn hơn, hiệu suất thủy phân cao nên sản phẩm giàu acid amin, hương vị thơm ngon Nhược điểm phương pháp độc hại với công nhân sản xuất sử dụng acid mạnh, kiềm mạnh, nhiệt độ cao, áp suất cao, 20 phá hủy số acid amin trình thủy phân lysin, arginin, cystein, tryptophan,… • Phương pháp thủy phân enzyme, tiêu chí chọn enzyme cơng nghệ thực phẩm độ hoạt động enzyme cần lưu ý đến điều kiện sử dụng đặc tính chế phẩm enzyme như: pH môi trường phản ứng phải tương ứng với pH tối ưu enzyme Nhiệt độ liên quan đến hoạt lực enzyme, thời gian tác dụng enzyme nhanh, sau phản ứng phải nhanh chóng bị vơ hoạt Nếu thời gian tác dụng lâu nên sử dụng enzyme có tận dụng enzyme có sẵn nguyên liệu ban đầu sản xuất nước mắm Dưới tác dụng enzyme vi sinh vật, thành phần nước chấm thu chủ yếu acid amin, pepton, peptid trọng lượng phân tử • độ bền hoạt lực cao Khơng bỏ qua có mặt chất hoạt hóa hay kìm hãm enzyme mơi trường phản ứng Các enzyme sử dụng công nghiệp thực phẩm có tính đặc hiệu chặt chẽ hay ngược lại rộng Tính đặc hiệu thay đổi tùy theo thành phần mơi trường Vì nên kiểm tra lại tính đặc hiệu enzyme mơi trường phản ứng gần giống với môi trường thực tế thành phần tính chất hóa học Khơng nên bỏ qua hoạt tính phụ chế phẩm enzyme hoạt tính phụ khơng mong muốn hay ngược lại có giá trị Cần tiến hành phép thử so sánh nhiều enzyme điều kiện thực q trình cơng nghệ để chọn lựa loại enzyme thích hợp Điều kiện ứng dụng enzyme nguồn cung cấp enzyme phải thường xuyên ổn định việc sử dụng enzyme làm thay đổi lớn tới công nghệ sản xuất Nên lấy tỉ lệ giá trị chất lượng enzyme làm tiêu chuẩn xem xét việc lựa chọn nhà cung cấp • Phương pháp thủy phân nguyên liệu tạo sản phẩm: nguyên liệu đậu nành cho qua hệ thống làm để loại bỏ tạp chất có lẫn nguyên liệu, sau cho qua máy nghiền búa để nghiền mịn, đem nấu chín với nước xay nhuyễn tạo dạng sệt Sau dùng chế phẩm enzyme hòa tan vào nước, sau cho vào dịch sệt đậu nành khuấy trộn 21 Sau thủy phân nguyên liệu chế phẩm enzyme, dịch thủy phân có hàm lượng đạm amin cao đạm amoniac thấp Đem dịch phối chế phụ gia, phối chế với loại nước tương thứ hai, thứ ba… trích ly từ bã lọc Sau trình phối chế độ đạm dịch giảm theo yêu cầu người tiêu dùng, cho dịch qua trình trùng 95 – 100 oC sau 15 phút để vô hoạt enzyme tiêu diệt vi sinh vật (giai đoạn trùng bổ sung chất bảo quản natri benzoate vào nước tương để kéo dài thời gian bảo quản).Tiếp theo tiến hành lắng tự nhiên bồn lắng lớn từ – ngày, sau đem lọc đem chiết chai, lưu kho bảo quản Ứng dụng thứ hai phương pháp thủy phân cá thành nước mắm Khoảng năm phương pháp cổ truyền, – tháng phương pháp cải tiến Ngồi mắm chín nhanh hay chậm tùy thuộc vào thùng chứa, thời tiết, chủng loại cá kĩ thuật chế biến + Thùng chứa: thùng chứa nhỏ chín nhanh thùng chứa lớn + Thời tiết: Mùa nóng chín nhanh mùa lạnh + Chủng loại: cá thịt mềm chín nhanh Q trình thủy phân protide thành axit amin Đây q trình q trình sản xuất nước mắm Quá trình xảy Proteaza vi sinh vật Proteaza tụy tạng cá Quá trình thủy phân xảy nhờ ảnh hưởng nhiệt độ chính, thường chậm Cơ chế trình sau: Protit Albumin Peptone Polipeptide Peptide Acid amine 22 Nếu trình xảy mạnh dẫn đến sản phẩm cuối axit amin số loại khí gây mùi khó chịu( NH3, H2S, mercaptan ) Các sản phẩm khí tan nước mắm, bay tạo mùi khó chịu Chính việc quan trọng với nhà sản xuất nước mắm, phải hạn chế trình xảy vừa hao tổn lượng đạm cần thiết có nước mắm vừa tạo mùi khó chịu sản phẩm Trong sản xuất muối tôm chua Khi muối tôm chua tác dụng enzyme protease nội tạng có nguyên liệu hệ enzyme protease vi sinh vật , tiến hành thủy phân thịt tôm thành peptides, axit amin theo chế sau: Protein Polipeptides Peptides Axit amin Quá trình thủy phân protein diễn hoạt động protese vi sinh vật tự nhiên có tơm tạo Đây dạng trình ươn thối thường gặp thủy sản Quá trình chất khơng có lợi cho sản phẩm tạo hợp chất amin có mùi khó chịu.Tuy nhiên hợp chất tồn hàm lượng nhỏ lại tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm phối hợp với acid bay hơi.Vì vấn đề cần giải phải khống chế kiểm sốt q trình thủy phân protein Cùng với trình thủy phân protein q trình biến tính protein tác động pH thấp acid Lactic gây tạo cho tơm cho màu đỏ đẹp Trong vỏ tơm có chứa asthaxanthin liên kết chặt chẽ với protein có tác nhân gây biến tính hay phân hủy ( nhiệt độ, pH, thối rửa) protein tơm asthaxanthin tách rời khỏi protein dễ dàng bị oxy hóa thành axathin có màu đỏ gạch * Các ảnh hưởng lên trình thủy phân protein - Ảnh hưởng lượng muối ăn lên trình thủy phân protein muối tơm chua Muối ăn có ảnh hưởng lớn đến hoạt động q trình thủy phân protein tơm tạo hợp chất amin sản phẩm tơm chua Muối ăn có 23 tác dụng tích cực kìm hãm hoạt động vi khuẩn gây thối giảm hoạt tính protease chúng sinh ra.Lượng muối ăn cao tốc độ thủy phân protein chậm - Ảnh hưởng trình lên men lactic lên trình thủy phân protein muối tôm chua Đường tác dụng vi khuẩn lactic chuyển đường thành acid lactic acid hữu khác Các acid tạo môi trường pH thấp (4 – 4.5) Môi trường pH có ảnh hưởng đến q trình thủy phân protein Một mặt tạo mơi trường thích hợp cho enzyme protease aicd thủy phân protein Các protease có sẵn tơm (trypsin, pepsin) hay vi khuẩn tổng hợp nên Mặt khác lại ức chế hầu hết hoạt động vi khuẩn gây thối hạn chế việc tổng hợp protease vi khuẩn Như tác động có hai mặt Vi khuẩn lactic có khả tổng hợp protease Protease vi khuẩn lactic tham gia thủy phân protein q trình muối tơm chua protease có hàm lượng hoạt tính khơng cao Trong q trình muối tơm chua, acid lactic tạo làm pH môi trường giảm xuống, protease nội tạng tôm trypsin hay pepsin với protease acid tính vi khuẩn gây thối có điều kiện để hoạt động Acid lactic tạo q trình muối tơm chua có khả ức chế hoạt động vi khuẩn gây thối khả tổng hợp protease chúng Như có protease tơm đóng vai trò q trình thuỷ phân protein Nhưng protease tơm lại giảm hoạt tính mạnh mơi trường có nồng độ muối cao, protease vi khuẩn lại có khả hoạt động mơi trường có nồng độ muối cao mạnh protease tơm Vì q trình chín tơm thường phải kéo dài 24 Trong công nghiệp sản xuất muối tôm chua, để rút ngắn thời gian thủy phân người ta sử dụng chế phẩm trypsin, bromelin, papain để rút ngắn thời gian thủy phân protein (5% so khối lượng tôm) Tốt sử dụng chế phẩm protease vi khuẩn hoạt động điều kiện nồng độ muối cao Trong sản xuất rượu nếp cẩm Rượu sản phẩm lên men, đặc sản nước ta đặc biệt rượu nếp cẩm Quá trình thủy phân protein sản xuất rượu vang nếp cẩm sử dụng chế phẩm Neutrase thời điểm đạm hóa thực sau dịch hóa, nhiệt độ 55oC, pH 5.5, thời gian 40 phút, nồng độ enzyme 0.2% Khi bổ sung Neutrase vào q trình dịch hóa đường hóa cho kết thủy phân tốt nhất, điều nhờ hai yếu tố thuận lợi cho tác dụng Neutrase trạng thái dịch hồ bột thời gian tác dụng enzyme đủ dài Chất lượng rượu sau lên men với cấu thành phần nitơ nhận dịch đường hóa điều kiện đạt cao nhất: độ rượu đạt cao hơn, độ chua thấp hơn, hàm lượng tinh bột sót thấp Hiệu suất lên men đạt cao, điều chứng tỏ nguồn nitơ amin tốt sinh trưởng hoạt động nấm men Để tăng hiệu suất thủy phân protein, tạo điều kiện cho trình lên men đồng thời nâng cao chất lượng vang nếp cẩm nên cho Neutrase vào sau dịch hóa trước đường hóa Điều kiện tối ưu sử dụng enzyme thủy phân protein 25 sản xuất rượu vang nếp sau: thời gian thủy phân 40 phút, nhiệt độ thủy phân 55oC, nồng độ Neutrase 0.2%, pH tinh bột 5.5 Như vậy, sau dịch hóa cần giảm nhiệt độ tinh bột xuống 55 oC pH 5.5 để tiến hành trình thủy phân protein Neutrase Trong cơng nghiệp thịt Trong cơng nghiệp thịt, sử dụng chế phẩm protease để làm mềm thịt Ngồi papain dùng chế phẩm protease vi sinh vật để thủy phân phần protein tham gia thành phần thịt Kết chất lượng loại thịt tăng cao, chuyển thịt loại thấp thành thịt có phẩm chất cao Khơng thế, thời gian chín thịt rút xuống nhiều lần (nếu để thịt nhiệt độ – 20C tự enzyme thịt thủy phân 10 – 14 ngày) Chế phẩm enyme làm mềm thịt thường chứa papain hay hỗn hợp papain với protease vi sinh vật Tùy theo tính chất thịt mà sử dụng chế phẩm cách thích hợp Chẳng hạn, thịt cứng chế phẩm ngồi hoạt tính proteolise phải có hoạt tính elastase (khả phân giải eslatin) Người ta nhận thấy rằng, chế phẩm keratinase từ Actinomyces fradiae có tác dụng làm mềm thịt xấp xỉ với tandrin (là chất làm mềm thịt tốt nước ngồi) Chế phẩm protese từ Aspergilus terricola khơng có hoạt tính elastase khả làm mềm thịt yếu Kỹ thụât mềm thịt không phức tạp lắm.Có thể ngâm thịt dung dịch chứa 26 phức hệ enzyme cần thiết pH, nhiệt độ nồng độ thích hợp rải lên bề mặt thịt chất làm mềm dạng bột, chứa enzyme chất phụ gia (thường muối natri gluatamate) tiêm dung dịch enzyme vào mô (nếu khối thịt lớn tiêm đồng thời mũi) đưa dung dịch enzyme vào máu động vật trước giết thịt 27 KẾT LUẬN Dựa nguyên lý phản ứng thủy phân protein mà sản phẩm thực phẩm tạo làm nâng cao giá trị dinh dưỡng cho người, chất lượng kinh tế cho sản phẩm Vì thế, cơng nghiệp sản xuất thực phẩm, việc bổ sung chế phẩm enzyme làm rút ngắn thời gian làm nâng cao hiệu kinh tế Bên cạnh đó, việc thu nhận enzyme từ loại thực vật khác có giá trị cảm quan cho sản phẩm mà có giá trị dinh dưỡng Tuy nhiên, bên cạnh ứng dụng đó, tạo sản phẩm cấp thấp có mùi thối ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Vì vậy, cần phải điều chỉnh yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân protein để kéo dài thời gian bảo quan cho sản phẩm 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Ngọc Tú, Giáo trình Hóa sinh cơng nghiệp, NXB Khoa học Kĩ thuật, 2010 Nhóm tác giả, Vi sinh vật học thực phẩm, trường đại học Công nghiệp thực phẩm HCM, 2015 Nhóm tác giả, Hóa sinh học thực phẩm, trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm HCM, 2016 Luận văn thu nhận enzyme papain để ứng dụng vào phản ứng thủy phân protein bánh dầu đậu phộng * Tài liệu Internet http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-san-xuat-nuoc-tuong-10131/ 2.http://tailieu.vn/doc/nghien-cuu-su-dung-enzym-thuy-phan-protein-trong-congnghe-san-xuat-vang-nep-cam-1784492.html 29