ứng dụng enzyme trong công nghiệp sản xuất sữa

Các chế phẩm enzyme không chỉ được ứng dụng trong y học mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong nông nghiệp, hóa học, hay trong công nghiệp thực phẩm..  Đi sâu về

CÔNG NGHỆ SINH HỌC PROTEIN VÀ

ENZYME

ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHIỆP

SẢN XUẤT SỮẢ

Giảng viên: Trần Thị Hiền Nhóm sinh viên: 1 Vũ thị Yến

2 Trần lê Nam

3 La thị Phương

4 Nguyễn thị Lơn

5 Lại văn Quang

6 Ngụy thị thanh Thủy

I ĐẶT VẤN ĐỀ

 Enzyme được xem như là một kỹ thuật quan trọng của công nghệ sinh học Các chế phẩm enzyme không chỉ được ứng dụng trong y học mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong nông nghiệp, hóa học, hay trong công nghiệp thực phẩm.

 Hiện nay ở Việt Nam cũng như các nước trên thế giới việc ứng dụng enzym trong công nghệ thực phẩm rất phát triển.

 Đi sâu về ứng dụng enzyme trong công nghệ chế biến thực phẩm là các ngành như:

 Công nghệ sản xuất sữa.

 Công nghệ chế biến thịt cá.

 Công nghệ sản xuất nước mắm.

 Công nghệ sản xuất bánh mì và bánh kẹo.

 Nổi bật lên trong đó có ứng dụng enzyme trong công nghệ sản xuất sữa bởi sữa có giá trị dinh dưỡng rất lớn, sữa cung cấp cho con người nhiều dinh dưỡng nên nhu cầu của con người về sữa và các sản phẩm của sữa ngày càng gia tăng lên.

 Việc ứng dụng enzym sẽ giúp cho công nghệ chế biến sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa sẽ cho ra sản lượng lớn và chất lượng tốt.

1 số hình ảnh về sữa

II TỔNG QUAN

1. Sữa và đặc điểm cơ bản của sữa.

2. Ứng dụng enzyme trong sản xuất sữa.

3. Ứng dụng enzyme trong đông tụ sữa.

4. Ứng dụng enzym trong bảo quản sữa.

1 Khái niệm, giá trị dinh dưỡng và đặc điểm

vệ sinh của sữa

1.1 Khái niệm về sữa.

 Sữa là một chất lỏng màu trắng đục được tạo ra bởi loài cái động vật có vú

 Sữa nhân tạo là sữa do con người chế tạo ra

 Sữa là loại thức uống đặc biệt, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng và có mùi vị thơm ngon

 Sữa là một trong những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất

1.2 Giá trị dinh dưỡng của sữa

1.2.1 Protein

 Protit sữa bao gồm: Casein, lactoalbumin và lactoglobulin

 Casein là một loại photphoprotit, có nhiều Lysin rất cần thiết cho sự phát triển của trẻ em.

 Lactoalbumin khác với casein là không chứa photpho nhưng

có nhiều lưu huỳnh làm cho sữa có mùi khó chịu.

1.2.2 Lipit

Lipit sữa có giá trị sinh học cao vì:

 Ở trong trạng thái nhũ tương và có độ phân tán cao.

 Có nhiều axit béo chưa no cần thiết.

 Có nhiều photphatit là một photpho lipit quan trọng.

 Có độ tan chảy thấp và dễ đồng hóa.

1.2.3 Gluxit

Gluxit sữa là lactoza, một loại đường kép, khi thủy phân cho 2 phân tử đường đơn là galactoza và glucoza

1.2.4 Chất khoáng

 Sữa có nhiều Ca, K, P vì vậy sữa là thức ăn gây kiềm.

 Canxi trong sữa đồng hóa rất tốt vì nó dưới dạng liên kết với casein (caseinat canxi) Sữa là nguồn thức ăn cung cấp canxi quan trọng đối với trẻ em

1.2.5 Vitamin

Trên thực tế có thể coi sữa là nguồn cung cấp vitamin A, B1, B2, còn các vitamin khác không đáng kể.

1.3 Đặc điểm vệ sinh sữa

 Sữa tươi có chất lượng tốt phải có mầu trắng ngà, hơi vàng, mùi thơm đặc hiệu của sữa Khi sữa có dấu hiệu kết tủa thì chắc chắn sữa đã bị nhiễm khuẩn.

 Ðể đánh giá chất lượng vệ sinh của sữa người ta thường dựa vào các chỉ tiêu sau:

 Tỷ trọng sữa: là biểu hiện các thành phần dinh dưỡng (protein, lipit, gluxit) có trong sữa

 Độ chua của sữa: là phản ánh độ tươi tốt của sữa.

 Nếu vắt sữa theo đúng yêu cầu vệ sinh thì sữa mới vắt ra là vô khuẩn

2 Ứng dụng 1 số enzyme trong sản xuất sữa

2.1 Một số enzyme thường gặp trong tự nhiên.

 Các enzyme này có mặt trong sữa từ tuyễn sữa, từ vi sinh vật có

trong không khí và từ nhiều nguồn khác.

 Con người còn chủ động đưa vào các loại vi khuẩn, nấm men

hoặc enzyme của sữa.

 Các loại enzyme dùng trong chế biến sữa chia thành sáu nhóm:

2.2 Một số enzyme được quan tâm nhiều

trong kỹ thuật chế biến sữa.

2.2.1 Lipase

 Lipase là 1 enzym tan được

trong nước, xúc tác cho quá

trình thủy phân liên kết ester

trong chất nền lipid không

tan trong nước.

 Lipase thực hiện chức năng

cần thiết trong việc tiêu

hóa,vận chuyển và xử lý các

chất béo.

 Gen mã hóa cho lipase thậm

chí hiện diện ở các virus.

Enzyme lipase

 Chức năng:

 Hầu hết lipase giữ một vị trí đặc biệt “cột sống” glicerol của chất béo

 Là enzym chính để phân nhỏ mỡ trong hệ tiêu hóa người.

 Biến đổi trglyceride trong dầu ăn thành monoglyceride và các axit béo tự do.

 Sử dụng trong công nghiệp:

 Lipase từ vi khuẩn và nấm có vai trò quan trọng trong viêc lên men yogurt và phô mai.

 Lipase xúc tác phản ứng thuỷ phân triglyceride ở giao diện cơ chất và nước được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như bột giặt, sữa, chế biến dầu …

 Ứng dụng trong sản xuất chế phẩm enzyme xử lý nước thải, hoạt tính của lipaza được áp dụng để loại bỏ các vết bẩn dạng dầu

2.2.2 Rennin

 Chymosin hay rennin là 1 aspartic acid, protease enzyme được tìm thấy trong chất rennet

 Nó được sản xuất bởi con bò, trong phần màng lót của dạ dày múi khế túi

 Ngày nay chymosin được sản xuất tái tổ hợp nhờ E.coli, Aspergillus niger var awmori và K.lactis như 1 nguồn thay thế cho nguồn duy nhất từ bò.

Enzyme renin

 Nhóm hydrophobic sẽ kết hợp với nhau và hình thành nên 1 mạng lưới 3D để cản nước của sữa.Sản phẩm kết quả là calcium phosphocaseinate.

 Dựa vào phản ứng này rennin được sử dụng để gây ra

sự kết tủa và cục đông trong việc làm ra phô mai

2.4 Enzyme protease

 Protease rất cần thiết cho

các sinh vật sống, phân

bố rất rộng rãi trên nhiều

đối tượng từ vi sinh vật,

đến thực vật và động vật

 Trong công nghiệp sữa:

protease được dùng trong

sản xuất phomat nhờ hoạt

tính làm đông tụ sữa của

chúng

Enzyme protease

 Proteaza vi khuẩn: Proteaza vi khuẩn được tổng hợp

từ các vi khuẩn trong sữa, về hoạt tính, tương tự như trixin

 Điều kiện tối ưu cho enzyme này là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37 – 42 độ C Proteaza sữa bị phá huỷ hoàn toàn ở 75 độ C

 Protease từ 1 số vi khuẩn như A.candidus, P.roquerti, B.mesentericus… được dùng trong sản xuất phomat

 Các vi khuẩn này xâm nhập vào sữa từ không khí hoặc do con người chủ động đưa vào khi sản xuất

3 Ứng dụng enzyme trong đông tụ sữa

 Enzym được ứng dụng trong quá trình lên men làm đông tụ sữa của công nghệ sản xuất phomat

 Công nghệ sản xuất phomat hiện đại gồm 2 công đoạn chính:

 Công đoạn 1: sữa được lên men nhờ vi khuẩn lactic nhằm làm giảm pH tới điểm đẳng điện của casein và khiến chúng đông tụ

 Công đoạn 2: loại bỏ dịch trong và làm đặc phần sữa đông tụ

 Kết tủa sữa bằng enzym (rennet) rất hiệu quả và rất khác so với kết tủa bằng axit Ngày nay phần lớn phomat được sản xuất theo công nghệ này

 Đông tụ sữa là quá trình quan trọng trong quá trình sản xuất phomat Dưới tác dụng của rennin, casein chuyển thành paracasein rồi paracasein kết hợp với canxi tạo thành quện sữa (gel).

Phomat

Lactaza trong quá trình lên men sữa chua

Quá trình chủ yếu trong lên men sữa chua là đường lactose chuyển hóa thành glucose và galactose dưới tác dụng của enzym lactaza sau đó các sản phẩm đường này chuyển hóa thành axit pruvic Từ axit pruvic sẽ khử hydro tạo thành axit lactic làm sữa bị axit hóa và sau đó bị đông tụ lại

Một số loại sữa chua

Enzym trong sản xuất sữa không có lactose

 Trong sữa có lactose nên gọi là đường sữa Một số người sử dụng sữa không thể hấp thu được sữa này

 Như vậy nếu thủy phân lactose và galactose sẽ mang lại hiệu quả to lớn Lúc đó sữa sẽ có chất lượng cao hơn, loại bỏ hiện tượng sạn sữa nâng cao độ tiêu hóa

4 Ứng dụng enzym trong bảo quản sữa

 Trong mỗi gia đình thường có vài hộp sữa Tuy nhiên, ít người chú ý đến bảo quản khiến cho sữa hay

bị hỏng Chúng ta nên lưu ý cách sau đây:

 Mùa hè sữa thường lên men Nếu bạn cho vào một ít muối vào sẽ kéo dài thời gian sử dụng của sữa

 Cho một ít đường cát vào sữa đun sôi cũng là cách

bảo quản hay

 Trong công nghiệp, bên cạnh việc ứng dụng enzym trong sản xuất phomat, sản xuất sữa chua, sản xuất sữa không có lactose… enzyme còn được dùng trong bảo quản sữa

4.1 Bảo quản sữa bằng phức chất LPS

 Phức chất Lactoperoxydaza

(LPS) là phương tiện bảo vệ

tự nhiên có sẵn trong sữa

4.2 Enzyme oxy hóa Glucose oxydase – Catalase

 Glucose oxydase được tạo ra bởi nấm thuộc họ Penicillium và Aspergillus Glucose oxydase nấm mốc hoạt động trong khoảng pH 2.5 – 7.5 và ở nhiệt

độ 30 – 40 độ C

 Glucose oxydase là enzyme oxy hóa khử, chỉ tác dụng lên glucose khi có mặt oxy, nó oxy hóa glucose thành acid gluconic và H2O2

 Hệ enzyme này có tác dụng ức chế với các vi khuẩn gram dương và cả vi khuẩn gram âm, thậm chí đến các loài vi khuẩn kháng penicillin hoặc các kháng sinh khác.

 Dựa vào phản ứng oxy hóa trên ta thấy, cứ một phân

tử glucose cần 0.5 phân tử O2 Chính chất này của enzyme có một ý nghĩa thực tế rất lớn

 Glucose oxydase – catalase có thể loại bỏ oxy không khí khỏi môi trường Vì vậy, chúng được dùng để bảo

vệ những nguyên, vật liệu khác nhau để tránh bị oxy hóa

 Sử dụng những enzyme này cho phép kéo dài thời gian bảo quản sữa và nhiều thực phẩm khác

4.3 Lysozyme

 Nhiều loại Lysozyme tồn tại

trong nước mắt, sữa, côn trùng,

trứng chim Ngày nay, lòng

tế bào trần, cuối cùng tiêu hủy

màng sinh chất của tế bào vi

khuẩn và làm chết tế bào, hay ít

nhất là ức chế sự phát triển của

 Những loại vi khuẩn này có khả năng sống sót ở điều kiệu xử lý thanh trùng sữa dùng để sản xuất phomat,

và chúng nhân lên sau đó, gây ra hư hỏng đối với phomat

 Chính hiện tượng này làm cho phomat hình thành những lỗ không đều, ảnh hưởng đến mùi vị, làm phá

vỡ cấu trúc phomat

 Thêm Lysozyme vào sữa phomat nhằm ngăn chặn sự phát triển quá mức của bào tử vi khuẩn Clostridium Tyrobutyricum (VK gram dương)

III KẾT LUẬN

Bằng việc sử dụng enzym trong công nghệ sản xuất sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa đã tạo ra được các sản phẩm có chất lượng tốt, thành phần dinh dưỡng cao như: phomat, bơ, sữa chua, sữa tươi thanh trùng…

Như vậy với sự phát triển không ngừng về công nghệ sinh học, nhiều enzyme đã được đưa vào ứng dụng và thu được nhiều thành tựu trên nhiều lĩnh vực trong nghiên cứu cũng như trong thực tiễn