ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT CÁ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT CÁ

Giáo viên: Hồ Thị Ngân Hà

An Giang, 2023

BẢNG PHÂN CÔNG

1 Nguyễn Huy Điền DTP213428 Ứng dụng của enzym trong sản xuất

11 Nguyễn Trịnh Thu Tuyết DTP213605 Làm power point

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN XUẤT XÚC XÍCH TIỆT TRÙNG 4

I.Ứng dụng của enzyme Transglutaminase trong sản xuất xúc xích: 4

1 Khái niệm 4

2 Đặc điểm 4

3 Ứng dụng của enzyme trong sản xuất xúc xích 4

4 Nguồn gốc 5

5 Quy trình sản xuất xúc xích heo tiệt trùng 5

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN XUẤT CHẢ LỤA 8

I.Quy trình sản xuất chả lụa 8

1 Quy trình 8

2 Thuyết minh quy trình 8

3 Các loại enzyme trong quy trình sản xuất chả lụa 10

II.Ứng Dụng Của Enzyme Trong Quy Trình Sản Xuất Chả Lụa 10

Danh sách hình

Hình 1: Cấu trúc phần hydrocacbon của bromelain trong thân 1 Hình 2: Cấu trúc của papain 2 Hình 3: Cấu trúc liên kết ngang 9

CHƯƠNG 1: ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN NƯỚC MẮM I Tổng quan về enzyme

- Enzyme là một loại protein được sinh vật tổng hợp nên và tham gia vào các phản ứng sinh học

- Enzyme là công cụ hữu hiệu trong việc chế biến các sản phẩm thịt cá Trong đó, phổ biến nhất là enzyme protease được sử dụng trong chế biến làm mềm thịt cá

1 Enzyme protease

- Protease là chất xúc tác thủy phân protein tạo thành những phân tử thấp và các amino acid Chúng không chỉ có ý nghĩa cho quá trình sinh trưởnng, sinh sản của mọi sinh vật mà còn có

vai trò rất quan trọng trong công nghệ thực phẩm, y học, công nghệ gen và bảo vệ môi trường

- Protease-enzyme là nhóm enzyme phổ biến trong công nghiệp chế biến thịt-cá

- Đặc điểm chung: Nhóm enzyme protease xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptide (-CO-NH)n trong phân tử protein, polypeptide đến sản phẩm thủy phân cuối cùng là các acid amin Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển amine

- Các enzyme thường dùng:

+ Enzyme thực vật: papain, bromelain, ficin + Enzyme vi sinh vật:

● Vi khuẩn: lượng protease được sản xuất 59% lượng enzyme sử dụng Bacillus subtilis, B.mesentericus, B.thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chi Clostridium,…

● Nấm: Aspergillus oryzase, A.terricola, A.fumigatus, A.saitoi,… ● Xạ khuẩn: Streptomyces grieus, S.fradiae, S Trerimosus,…

- Cơ chế tác dụng: Protease là enzyme xúc tác thủy phân protein, về cơ bản cơ chế xúc tác sinh học của enzyme người ta đề ra nhiều giả thuyết để giải thích, nhưng đều thống nhất ở chỗ quá trình

2 Các chế phẩm của protein 2.1 Bromelin

- Bromelin là tên gọi chung cho nhóm enzyme thực vật có chứa nhóm –SH, có khả năng phân

giải protein được thu nhận từ họ Bromeliaceae , đặc biệt là ở cây dứa (thân, chồi, trái, vỏ)

- Bromelin chiếm 50% protein trong quả dứa Có khả năng thủy phân mạnh và hoạt động tốt ở pH = 6-8

- Cơ chế hoạt động: Enzyme này tham gia phản ứng thuỷ phân protein qua hai giai đoạn: + Giai đoạn đầu là sự acyl hoá tạo thành các hợp chất trung gian

+ Giai đoạn hai xảy ra Bromelaacyl hoá cùng với sự thuỷ phân phức trung gian này Nhóm –SH của cystein trực tiếp tham gia phản ứng

Hình 1: Cấu trúc phần hydrocacbon của bromelain trong thân

2.2 Papain và chymopapain

- Hai loại này là chế phẩm chủ yếu của protease và đều nhận được từ cây đu đủ - Papain là cysteine protease được trích ly từ nhựa cây đu đủ, chứa 16,1%N, 1,2%S

- Papain là một chuỗi polypeptide gồm 185 amino acid

Hình 1: Cấu trúc của papain

2.3 Phyxin

- Phyxin thu được từ quả sung Tinh thể phyxin thu được ở pH=5 và giữ được độ bền hoạt lực trong thời gian vài tháng ở 50°C Phyxin tương đối giống nhiều với papain như được hoạt hóa bằng hợp chất tiol và bất hoạt bằng tác nhân sulfuahydrin Phyxin ổn định ở pH=6-8

3 Các phương pháp làm mềm thịt bằng enzyme:

+ Các chế phẩm enzyme có thể chứa một loại enzyme, cũng có thể là hỗn hợp nhiều loại enzyme khác nhau

+ Ngâm thịt vào trong chế phẩm enzyme trong nhiệt độ ổn định và pH ổn định, trong khoảng thời gian nhất định đối với từng loại thịt

+ Tiêm dung dịch chế phẩm enzyme vào hệ tuần hoàn của động vật trước khi giết mổ động vật + Tiêm dung dịch enzyme vào khối thịt sau khi giết mổ

+ Người ta còn sử dụng chế phẩm enzyme có nguồn gốc vi khuẩn để làm mềm xương động vật + Với ưu điểm, có khả năng chịu nhiệt cao nên khi gia nhiệt chế biến enzyme vẫn có thể hoạt động

II Ứng dụng của enzyme trong chế biến nước mắm 1 Quy trình

- Các loại hệ enzyme có trong nước mắm:

+ Hệ enzyme Metalo – protease: tồn tại trong nội tạng của cá và chịu được nồng độ muối cao nên ngay từ đầu nó đã hoạt động mạnh, giảm dần từ tháng thứ 3 trở về Loại enzyme có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptid Đây là nhóm thủy phân enzyme trung tính, pH tối thích 5-7

+ Hệ enzyme Serin – protease: Điển hình là enzyme tripsin, tồn tại nhiều trong nội tạng của cá Hệ enzyme này luôn bị ức chế bởi chuỗi acid amin trong cấu trúc của enzyme Để tháo gỡ chuỗi này phải nhờ đến hoạt động của men cathepsin B Hoạt động cực đại ở tháng thứ 3 và giảm dần Enzyme serin-protease hoạt động mạnh ở pH từ 5-10, mạnh nhất ở pH=9

+ Hệ enzyme Acid – protease: Có trong thịt và nội tạng cá, điển hình là enzyme cathepsin D Hệ enzyme này dễ bị ức chế bởi nồng độ muối khoảng 15% nên thường tồn tại ở một thời gian ngắn ở thời kỳ của quá trình trình thủy phân Loại men này đóng vai trò thứ yếu trong quá trình sản xuất nước mắm

2 Cơ chế hoạt động

Cá + muối -> Ủ -> Nước mắm

- Bản chất: protease peptone -> polypeptide -> peptide -> acid amin - Enzyme thủy phân protein trong sản xuất nước mắm trải qua 3 pha:

+ Pha 1 (0 – 25 ngày): Có sự gia tăng thể tích của phần chất lỏng nổi ở trên bề mặt sản phẩm và protein hòa tan

+ Pha 2 (80 – 120 ngày): Mô tế bào bị phá vỡ, protein của tế bào trở nên tiếp xúc với enzym, sản phẩm của quá trình tự phân protein được phóng thích Hầu như tất cả mô tế bào đều bị phân hủy và biến mất sau 120 – 140 ngày

+ Pha 3 (140 – 200 ngày): Enzyme phóng thích và tấn công vào các phần protein hòa tan Đây là nguyên nhân làm thay đổi hợp chất nitơ

2.1 Thuyết minh quy trình - Xử lý nguyên liệu

+ Cá

+ Ướp muối

- Ủ: là quá trình góp phần tạo ra hương vị và mùi hương đặc trưng

- Giai đoạn lên men: Đây là quá trình thủy phân protein trong cá nhờ hệ enzyme protease Sản phẩm cuối là acid amin hoặc peptide cấp thấp

- Chiết rút: Là quá trình lọc liên hoàn, là quá trình rút đạm trong bã không qua nấu bằng cách dùng lượng nước thuộc ít đạm cho chuyền lần lượt từ thùng này sang thùng khác để tăng đạm và hương vị

Sau khi chượp chín, nước mắm chỉ có mùi thơm thuần túy, không có mùi hỗn tạo của chượp nữa Tuy vậy, phần bã còn mùi tanh, ta rút phần nước có màu vàng, trong phía trên ( nước mắm cốt) Phần xương còn lại tiếp tục cho lên men, với mỗi lần chiết rút lại bổ sung nước muối vào để làm nước mắm thuộc Quá trình lên men và chiết rút dừng lại khi tất cả thịt cá đã hoàn toàn được phân giải

- Phối trộn: Muốn thu được nước mắm có hương vị thơm ngon và có nồng độ đạm như mong muốn, ta pha nước mắm cốt với nước mắm sau khi lên men lần 2, tức là nước mắm có độ đạm cao với nước mắm có độ đạm thấp thành loại nước mắm có độ đạm trung bình - Nước mắm thành phẩm

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN XUẤT XÚC XÍCH TIỆT TRÙNG I Ứng dụng của enzyme Transglutaminase trong sản xuất xúc xích

1 Khái niệm

Transglutaminase (R-glutaminyl-peptide: amin g-glutamyltransferase, EC 2.3.2.13) là một enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển acyl giữa các nhóm acyl Y-cacboxamit của glutamine và

nhóm ԑ-amino của lysine Kết quả là hình thành liên kết isopeptide

- Phân loại cấu trúc và tính chất enzyme TG: Enzyme Transglutaminase có thể tồn tại ở nhiều hình thức, thể hiện ít nhất bởi 9 loại gen, phân biệt thành khả năng hòa tan, cấu trúc bậc 4 và chức năng

- Có thể phân loại TG như sau:

+ TG-ase 1 (khối lượng phân tử khoảng 160kDa) chủ yếu ở màng biểu mô + TG-ase 2 (MW 80kDa) ở dạng hòa tan, cytosolic và đã được tìm hiểu rộng nhất + TG-ase 3 (77kDa), cũng dạng hòa tan và chủ yếu ở lớp biểu mô

+ TG-ase 4 (80kDa) và hoạt động của nó xảy ra rõ ràng hơn trong tế bào + TG-ase X (80kDa) cùng với các yếu tố XIIIa làm đông máu

2 Đặc điểm

- Transglutaminase được tìm thấy rộng rãi trong cơ thể con người, động vật bậc cao, thực vật và vi sinh vật

- Transglutaminase là một loại enzyme có khả năng tạo liên kết ngang với chính protein của thịt (cá) và với cả protein thực vật (trong đậu nành)

- Transglutaminase có nguồn gốc từ quá trình lên men của vi khuẩn

- Enzym TG (Transglutaminase) , còn được gọi là chất keo cho thịt, là một enzyme có tự nhiên trong thực vật và vi khuẩn

- Có khả năng tạo tính năng kết dính các thực phẩm có chứa protein với nhau

- TG hoạt động như một chất xúc tác, liên kết các phân tử protein với nhau bằng liên kết cộng hóa trị rất mạnh của các acid amin glutamine và lysine

- Đặc điểm nổi bật là enzym-TG có thể giúp liên kết các loại thịt khác với nhau để tạo thành khối sản phẩm theo yêu cầu Ví dụ, trong các sản phẩm thịt, nó có thể giúp giữ thịt xông khói bọc chặt chẽ quanh thịt thăn

- Tăng kết cấu thịt để đảm bảo nguyên vẹn lát cắt mỏng

- Điều này giúp cho sản phẩm thịt sau khi sử dụng TG có thể thoải mái cắt lát mỏng hoặc chia nhỏ theo kích thước mong muốn để phục vụ theo yêu cầu sử dụng và tăng cảm quan sản phẩm

- Ưu điểm:

+ Lực liên kết mạnh

+ An toàn cho người sử dụng

3 Ứng dụng của enzyme trong sản xuất xúc xích

- Enzyme TG giúp cải thiện kết cấu thực phẩm: Có thể cải thiện các tính chất quan trọng của protein bằng cách xúc tác cho sự hình thành các liên kết ngang giữa các phân tử của protein - Nếu sản phẩm được sử dụng cho việc cải thiện cấu trúc sản phẩm, nó không chỉ có thể kết hợp

protein của thịt với nhau mà còn gắn được với protein không từ thịt bằng các liên kết chéo Cải thiện đáng kể hương vị, kết cấu, tăng tính cảm quan của sản phẩm: Dùng trong sản xuất các thực phẩm đóng hộp: Pate, thịt lát,… Dùng trong các sản phẩm thịt nguội, jambong, tạo độ kết dính, tăng cường chất keo cho thịt

- Enzyme TG giúp cải thiện giá trị dinh dưỡng của Protein: TG có thể tạo ra acid amin thiết yếu (như lysine) của cơ thể người Liên kết cộng hóa trị với liên kết protein để ngăn chặn phản ứng Maillard phá hủy acid amin TG cũng có thể sử dụng để bổ sung các acid amin cong thiếu trong protein, điều này đang được người tiêu dùng đặc biệt quan tâm ở các nước đang phát triển

- Ứng dụng enzyme TG trong sản xuất xúc xích:

Nếu sản phẩm được sử dụng cho việc cải thiện cấu trúc sản phẩm, nó không chỉ có thể kết hợp protein của thịt, bột, cá với nhau mà cong gắn được với protein không từ thịt, bột, cá bằng liên kết chéo Cải thiện đáng kể hương vị, kết cấu, tăng tính cảm quan của sản phẩm Kéo dài thời gian sử dụng Tạo liên kết mạnh, kết hợp phosphat Thái, Đức, tăng độ giòn dai cho sản phẩm

4 Nguồn gốc

Enzyme Transglutaminase có nguồn gốc từ động vật, thực vật, vi sinh vật TG-ase được sản xuất chủ yếu từ vi sinh vật như Streptoverticillium ladakanum, S.mobaraense… trong môi trường rỉ đường có bổ sung glycerol Ở động vật TG-ase được tìm thấy trong tất cả các tế bào sống và tham gia vào nhiều quá trình sinh lý, do đó chúng có thể có mặt trong phần chất hòa tan (tế bào chất), cũng như không hòa tan (màng tế bào hoặc mô), cũng như tìm thấy trong các mô thần kinh (cả tế bào trung tâm và ngoại vi) và một số plastid (ví dụ như trong lục lạp hay màng hồng cầu) Trong các loại TG-ase nêu trên thì chỉ có TG-ase có nguồn gốc từ vi sinh vật được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm

4.1 Cơ chế phản ứng của enzyme TG:

- Liên kết ngang: TG có khả năng tạo liên kết ngang trong protein bằng liên kết cộng hóa trị giữa Glutamin (Gln) và Lysine (Lys) giúp hệ gel trong protein mạnh và bền hơn, từ đó cảm quan sản phẩm, được cải thiện và tăng hiệu suất thu hồi

5 Quy trình sản xuất xúc xích heo tiệt trùng - Quy trình sản xuất

Hình 3: Cấu túc liên kết ngang

- Thuyết minh quy trình

- Nguyên liệu:

+ Nguyên liệu chính: Gồm thịt nạc, thịt mỡ, da + Nguyên liệu phụ: thịt gà xay và xương gà xay + Phụ liệu: Gồm đá vảy, protein đậu nành, tinh bột

+ Gia vị: Gồm muối tinh (NaCl), bột ngọt (mono sodium glutamate), đường, bột tiêu, hương liệu + Phụ gia: Gồm Natrinitrite (muối diêm), Vitamin C (Acid ascorbic), Tari (polyphotphate), Chất tạo màu Erythrosine (Isoascorbate)

- Cấp đông và bảo quản:

Thịt sau khi mổ, trước khi đưa vào hệ thống cấp đông thì được đưa qua phòng lạnh nhiệt độ khoảng từ 0 - 5°C, thời gian khoảng từ 3 - 4h, sau đó đưa vào hệ thống cấp đông, nhằm mục đích giữ được hầu như hoàn toàn giá trị dinh dưỡng của thịt sau khi giết mổ

- Rã đông:

+ Mục đích: Quá trình rã đông nhằm mục đích chuẩn bị cho quá trình chế biến tiếp theo: nâng cao nhiệt độ của thịt đến nhiệt độ theo yêu cầu trong quá trình chế biến xúc xích Thịt khi trữ đông thường có nhiệt độ tâm đạt -20°C đến -18°C

+ Rã đông tự nhiên trong không khí là quá trình để thịt lạnh đông tan trong môi trường không khí tại phòng rã đông Nhiệt độ phòng khoảng 12 - 16°C, thời gian tan giá 15-18h Sau đó nguyên liệu sẽ được vận chuyển sang phòng nguyên liệu để chuẩn bị cho quá trình xay thô

- Rửa:

+ Mục đích: Nguyên liệu khi rã đông thường có lớp màng nhờn bao phủ bên ngoài, khi gặp điều kiện thích hợp vi khuẩn sẽ phát triển mạnh Vì thế, ta phải rửa và làm sạch nguyên liệu để loại trừ vi khuẩn phát triển trong quá trình chế biến

+ Tiến hành rửa: Quá trình thực hiện trong phòng chuẩn bị, rửa bằng vòi nước áp lực mạnh Thịt sau khi rửa được làm ráo bằng cách thông gió tự nhiên hay nhân tạo Nguồn nước rửa phải đạt chuẩn yêu cầu vệ sinh

- Xay thô:

+ Mục đích; Quá trình xay thô nhằm giảm kích thước của khối thịt lạnh đông để tạo điều kiện cho quá trình xay nhuyễn, phối trộn về sau được diễn ra trên máy xay nhuyễn cutter

+ Thiết bị dùng xay thô làm cho thịt có kích thước 3 - 5mm để chuẩn bị cho quá trình xay nhuyễn Như vậy, thịt sau khi xay thô sẽ có kích thước 3 - 5mm và sẽ được tháo ra ngoài theo đường ống đồng trục với trục xoắn vít Sau khi xay thô thịt được đựng trong các bịch và đem cân với khối lượng xác định Định lượng nhằm xác định đúng thành phần tỉ lệ từng loại nguyên liệu cho mỗi mẻ Chuẩn bị cho quá trình xay nhuyễn tạo nhũ tương

- Xay nhuyễn

+Mục đích: Quá trình này nhằm mục đích tạo lên một hệ nhũ tương bền của tất cả các thành phần vật chất có trong xúc xích Quá trình này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình sau này

+ Nguyên liệu sau khi xay thô đạt kích thước khoảng 3 - 5mm sẽ được đưa vào trong quá trình xay nhuyễn

- Nhồi và định lượng:

+Mục đích: Quá trình nhồi nhằm tạo cho sản phẩm có hình dạng, kích thước ổn định và đồng nhất

+Nguyên liệu sau khi được xay nhuyễn sẽ được cân định lượng theo khối lượng của mỗi mẻ Sau đó sẽ được đưa đến máy định hình KAP và nguyên liệu sẽ được hệ thống máy đổ tự động Hỗn hợp thịt xay nhuyễn từ máy Cutter sẽ được thang nâng đỡ vào trong bể chứa Thịt này sẽ được bơm cấp liệu nằm bên dưới phễu đẩy đến đầu hút của bơm định lượng bằng các ống dẫn Tại đây bơm định lượng sẽ điều chỉnh lưu lượng đủ để nhồi, phần còn dư sẽ được hồi về phễu Dưới sự dẫn hướng của các trục quay, vỏ bọc xúc xích sẽ được kéo đi nhờ 2 bánh xe nhựa quay liên tục đến bộ phận định hình để tạo thành dạng ống tròn Sau đó vỏ bọc xúc xích được hàn để ghép mí khi đi qua điện cực hàn Ống nhồi chính là đầu ra của bơm định lượng kéo dài đến bộ phận cuộn