1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM Họ tên: TRẦN THANH HOÀN BÀI TẬP CÔNG NGHỆ SINH HỌC LỚP: 131162A MSSV: 13116039 Chủ đề: SỬ DỤNG ENZYME PROTEASE ĐỂ SẢN XUẤT BỘT THỊT HEO DỄ TIÊU HÓA Đặt vấn đề Mỗi người có khả sống lâu khỏe mạnh Loài người không ngừng tìm kiếm phương thức để cải thiện sống, kéo dài tuổi thọ làm nhiều việc Nhiều người khắp nơi giới khám phá đường để đến sống tốt đẹp chế độ dinh dưỡng ngày hợp lý Thịt heo có chứa nhiều protein với loại acid amin không thay cần thiết cho thể, acid amin tham gia vào trình tổng hợp, hình thành tế bào mới, tạo enzym, hormone thể miễn dịch cho thể Trong bữa ăn ngày việc sử dụng thịt heo để chế biến cần thiết Thịt heo đưa vào thể người tiêu hóa thời gian 2-4 tiếng thể bình thường Tuy nhiên, số trường hợp trẻ em, người già hay người bị tổn thương hệ tiêu hóa (do bệnh tật, bẩm sinh) việc tiêu hóa thịt khó khăn Với khả thủy phân protein, enzyme papain ứng dụng để làm mềm thịt sản phẩm đồ hộp thịt nhiều sản phẩm khác[1] Vì sử dụng enzyme papain để thủy phân phần protein thịt heo giúp làm mềm thịt chuẩn bị cho việc chế biến bột thịt heo dễ tiêu hóa giải phần vấn đề khó tiêu hóa thịt heo số đối tượng trình bày Ngoài ra, bột thịt heo sử dụng để bổ sung nhiều loại thực phẩm xúc xích, hạt nêm, đồ hộp,… Cơ sở phương pháp 2.1 Giới thiệu papain Papain tách từ nhựa đu đủ xanh, enzyme thực vật Trong nhựa đu đủ có chứa hỗn hợp protease, bao gồm: papain, chymopapain A (có gốc axit amin cuối axit glutamic), chymopapain B (có gốc axit amin cuối tyrosine), proteinase III, proteinase IV Trong đó, hàm lượng papain chiếm cao (95%) hoạt tính phân giải protein papain cao chymopapain nhiều lần Papain thuộc nhóm cystein-protease trung tâm hoạt động có chứa nhóm -SH cystein, nhóm nằm gần vòng imidazol histidine nhóm -COOH axit aspactic Sự tổ hợp nhóm chức có mặt trung tâm hoạt động tạo điều kiện cho hoạt động xúc tác phân tử enzyme[2] 2 Hình : Cấu tạo trung tâm hoạt động papain Cystein EDTA chất hoạt hóa papain Khi có mặt cystein nhóm trung tâm hoạt động phục hồi Sự hoạt hóa tăng cường có diện -SH chất có khả liên kết với ion kim loại có mặt nhựa đu đủ EDTA Papain enzyme chịu nhiệt độ tương đối cao Ở dạng nhựa khô, papain không bị biến tính 100oC, dạng dung dịch, papain bị hoạt tính sau 30 phút 82,5 oC Papain tinh có độ bền nhiệt thấp nhựa mủ, mủ nhựa có protein khác có tác dụng bảo vệ Papain có khả hoạt động vùng pH tương đối rộng từ 4,5 đến 8,5, lại dễ bị biến tính môi trường axit có pH12[2] 2.2 Cơ chế tác dụng lên protein enzyme papain Papain đóng vai trò vừa endoprotease vừa exoprotease nên chúng thủy phân protein thành polypeptid axit amin Tính đặc hiệu chất papain rộng, thủy phân hầu hết liên kết peptid, trừ liên kết với proline với axit glutamic có nhóm -COOH tự Với điều kiện hoạt động pH từ 4.5 - 8, nhiệt độ khoảng 50- 70 0C có mặt chất hoạt hóa cystein EDTA papain cắt liên kết peptit, làm giảm số lượng lớn protein bắp Ngoài tác dụng lên protein sợi cơ, papain hiệu chúng cắt liên kết mô liên kết[3] Hì nh : Phản ứng cắt liên kết peptit papain Hàm lượng protein thịt heo chín khoảng 26% trọng lượng tươi Tuy nhiên tính theo trọng lượng khô, hàm lượng protein thịt heo nạc cao tới 89%[6] Hàm lượng protein cao lí làm thịt có cấu trúc xăn chắc, dai thông qua hình thành mô cơ, nguyên nhân gây khó tiêu hóa, giá trị dinh dưỡng tạo tiêu thụ không cao Do sử dụng papain để thủy phân phần protein góp phần làm tăng khả tiêu hóa, tăng giá trị dinh dưỡng tiêu thụ thịt Quy trình vào sản xuất bột thịt heo sử dụng enzyme papain Với tính papain trình bày, đề xuất quy trình sản xuất sử dụng papain sau: Gia vị Xử lí sơ Thủy phân Phối trộn Sấy Nghiền Đóng gói Sản phẩm Nguyên liệu thịt Dung dịch enzyme Phối trộn Bột trợ sấy Giải thích quy trình: a Nguyên liệu: Nguyên liệu sử dụng làm bột thịt heo thịt má heo đông lạnh, đạt tiêu chất lượng thịt má heo: pH từ 5.6- 6.2 để đảm bảo độ tươi, thịt không rỉ nước, màu sắc hồng tươi; hàm lượng vi sinh vật giới hạn cho phép (E.col :≤100/gr, Staphilococus aureus: ≤100/gr, không chứa Salmonella,…), không chứa độc tố hóa học b Xử lí sơ bộ: + Nguyên liệu thịt qua trình kiểm tra rã đông nhằm mục đích làm mềm nguyên liệu + Thịt heo rã đông cắt nhỏ sau xay nhỏ đến kích thước khoảng 5-10mm để chuẩn bị cho trình thủy phân (kích thước 5- 10mm phù hợp cho trình thủy phân mà thịt không bị cấu trúc rắn) c Thủy phân: Thủy phân giai đoạn định đến chất lượng sản phẩm Quá trình thủy phân tiến hành cách bổ sung dung dịch 0,01% enzyme papain hoạt hóa[3] Tiến hành thời gian từ 1-2 tiếng nhằm thủy phân phần protein thịt tạo peptit có cấu trúc mạch ngắn hơn, tạo số acid amin làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm Quá trình thủy phân tiến hành nhiệt độ 60- 700C[2] Quá trình thủy phân không kéo dài, để tránh làm cấu trúc thịt, ảnh hưởng đến công đoạn sấy nghiền d Sấy: Sau thủy phân sơ protein thịt enzyme papain hỗn hợp thủy phân chứa: + Pha lỏng nước từ dịch bào thịt; peptit acid amin sản phẩm trình thủy phân, chất chứa thịt hòa tan vào nước + Pha rắn thành phần thịt không bị thủy phân, không tan nước giúp thịt cấu trúc rắn Để hỗ trợ cho trình sấy làm giảm thời gian nhiệt độ sấy giúp tránh hao hụt, biến tính thành phần pha lỏng ta tiến hành phối trộn hỗn hợp với bột trợ sấy( maltodextrin) Đồng thời maltodextrin góp phần tăng cường dinh dưỡng cho sản phẩm[5] Quá trình sấy tiến hành đến độ ẩm nguyên liệu đạt 10-12% e Nghiền- Phối trộn – Bao gói Sau sấy hỗn hợp nguyên liệu phối trộn với gia vị (đường, muối, bột ngọt, tiêu, hành, tỏi,…) để tăng giá trị cảm quan, phụ gia bảo quản, sau nghiền thiết bị nghiền mịn hạt sau nghiền có kích thước từ 0,2-0,3mm Sản phẩm bột thịt heo có màu vàng nhạt, mịn không bị vón cục, có mùi thơm thịt heo nguyên liệu gia vị Cuối đóng gói thu sản phẩm Bao bì phải có độ dày, có khả ngăn cản oxy hóa đồ thời trơ với thành phần bên Thường sử dụng bao bì nilông có tráng bạc Kết luận Hiện thị trường có số công ty có sản xuất sản phẩm bột thịt heo Tuy nhiên sản phẩm chưa người tiêu dùng tiêu thụ mạnh mẽ mà chủ yếu sử dụng ngành sản xuất hạt nêm, mì ăn liền, đồ hộp, xúc xích Với mong muốn tạo sản phẩm mới, phù hợp với nhu cầu sử dụng phù hợp với đối tượng tiêu dùng trẻ em, người cao tuổi hay người bị tổn thương hệ tiêu hóa Nhờ việc tạo sản phẩm có chứa chất dinh dưỡng dễ hấp thu (acid amin, peptit mạch ngắn) nhờ trình thủy phân sơ enzyme papain Đồng thời sản phẩm giàu chất béo, vitamin A, B 1, B2, C, E Hi vọng sản phẩm bột thịt heo giải vấn đề Sản phẩm bột thịt heo sử dụng cách phối trộn vào cháo hay bổ sung vào sản phẩm bánh để tăng dinh dưỡng cảm quan Bài làm mang tính lí thuyết, chưa có thời gian thực nghiệm, khảo sát, tiến hành công đoạn cụ thể để thu sản phẩm có chất lượng tốt Do không tránh khỏi thiếu sót công nghệ, mong thầy góp ý Em xin chân thành cảm ơn! Tài liệu tham khảo [1] Leila Mosafa, Majid Moghadam, Mohammad Shahedi, “Papain enzyme supported on magnetic nanoparticles: Preparation, characterization and application in the fruit juice clarification”, SciVerse ScienceDirect, 19 July 2013 [2] Minh Ha, Alaa El-Din A Bekhit, Alan Carne, David L Hopkins, “Characterisation of commercial papain, bromelain, actinidin and zingibain protease preparations and their activities toward meat proteins”, SciVerse ScienceDirect, February 2012 [3] E Huff-Lonergan, Enzymatic, SciVerse ScienceDirect, 2014 6 [4] Heba H.S Abdel-Naeem, Hussein M.H Mohamed, “Improving the physico-chemical and sensory characteristics of camel meat burger patties using ginger extract and papain”, Meat Science, 21 March 2016 [5] http://locfoods.com.vn/all-menus/bot-thit-heo/ [6] T.s Nguyễn Tiến Lực, Công nghệ chế biến thịt thủy sản, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2016