ứng dụng của hệ protease

Trong số đó các enzyme thuộc nhóm protease hiện đang được ứng dụng nhiềunhất trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: chất tẩy rửa, thuộc da, phômai, làm mềmthịt, nước chấm,… Seminar của nhóm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH



GVHD: ThS NGUYỄN THỊ THU SANG

SVTH: LÊ HUY KỸ

PHẠM HOÀNG MINH NGUYỄN THANH NGA

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5 NĂM 2006

1

MỤC LỤC 2

LỜI NÓI ĐẦU 3

Phần A: PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT MỘT SỐ ENZYME THUỘC HỆ PROTEASE I Phân loại hệ Protease 5

II Tính chất một số enzyme thuộc hệ Protease 6

Phần B: ỨNG DỤNG CỦA HỆ PROTEASE I TRONG SẢN XUẤT PHOMAI 8 I.1 Giới thiệu chung 8

I.2 Thành phần và nguyên liệu 8

I.3 Quy trình sản xuất 9

I.4 Rennin trong sản xuất Phomai 10

I.5 Biến hình κ -casein 12

I.5.1 Cấu tạo và đặc tính của κ -casein 12 I.5.2 Cấu trúc của Micelle 14 I.6 Quá trình đông tụ 15

I.7 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình đông tụ 18

III SẢN XUẤT NƯỚC MẮM TỪ THUỶ SẢN 19 III.1 Giới thiệu chung 19

III.2 Nguyên liệu 20

III.3 Quy trình công nghệ và vai trò của enzyme protease 20

III.3.1 Quá trình chuyển hoá Protein thành các acide amin 20 III.3.2 Quá trình tạo hương thơm 21 III.3.1.1 Công nghệ sản xuất nước mắm dài ngày III.3.1.2 Công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày III.4 Thành phần hoá học của nước mắm 26

IV SẢN XUẤT CHẤT TẨY RỬA 28 IV.1 Giới thiệu chung 28

IV.2 Sử dụng enzyme protease để tẩy sạch protein 28

V BIẾN HÌNH COLLAGEN VÀ LÀM MỀM THỊT 29 V.1 Giới thiệu chung 29

V.2 Một số tính chất của thịt sau giết mổ 30

V.3 Các phương pháp làm tăng độ mềm của thịt 30

V.4 Làm mềm thịt bằng phương pháp sử dụng chế phẩm enzyme 31

VI.1 Giới thiệu chung 32VI.2 Điều kiện thuỷ phân 32VI.3 Tính chất, chức năng của sản phẩm thuỷ phân gluten 33VI.3.1 Khả năng cải thiện chất lưu biến của bột nhào

VI.3.2 Tính tan của sản phẩm thuỷ phân gluten

VI.3.3 Sản phẩm thuỷ phân gluten có tính tạo bọt

VI.4 Vai trò của protease trong quá trình sản xuất bánh mì 35VI.5 Thị trưởng protease 35

VII.1 Giới thiệu chung 36VII.2 Thành phần da động vật 36VII.3 Enzyme trong chế biến da động vật 38

VIII.1 Giới thiệu chung 39VIII.2 Vai trò của protease 40

IX.1 Giới thiệu chung 41IX.2 Vai trò của protease 41

3

LỜI NÓI ĐẦU

Enzyme là thành phần không thể thiếu trong mọi tế bào Chúng đóng vai tròquyết định trong mọi chuyển hoá vật chất trong tế bào và quyết định mối quan hệgiữa cơ thể sống và môi trường sống Chính vì vậy mà từ khi phát hiện ra enzyme vàbiết được khả năng chuyển hoá của nó, con người đã nhanh chóng ứng dụng enzymevào trong công nghiệp Số lượng enzyme phát hiện ngày càng nhiều và khả năng ứngdụng enzyme vào sản xuất công nghiệp ngày càng tăng

Trong số đó các enzyme thuộc nhóm protease hiện đang được ứng dụng nhiềunhất trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: chất tẩy rửa, thuộc da, phômai, làm mềmthịt, nước chấm,…

Seminar của nhóm gồm có hai phần:

Phần A: Giới thiệu một số cách phân loại và tính chất của một số enzymethuộc hệ protease

Phần B: Gồm một số ứng dụng của các enzyme thuộc hệ protease Trong phầnnày, nhóm sẽ giới thiệu công nghệ sản xuất một số sản phẩm có sự tham gia củaenzyme thuộc hệ protease Đặc biệt là vai trò và ứng dụng của enzyme protease trongcác quá trình sản xuất

Trong quá trình thực hiện, do là lần làm đầu tiên nên không tránh khỏi nhữngsai sót Nhóm mong nhận được ý kiến đóng góp của cô và các bạn về nội dung đề tàiđể nhóm ngày càng hoàn thiện hơn

NhómSV KLMN

Phần A

PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT MỘT SỐ ENZYME

THUỘC HỆ PROTEASE

I Phân loại:

Protease là enzyme thuỷ phân các liên kết peptide bên trong protein HệProtease được chia ra một số loại dựa vào những đặc điểm của chúng cũng như cấutạo trung tâm hoạt động của enzyme

Phân loại Protease :

Dựa vào tính đặc hiệu với cơ chất , người ta chia protease làm 2 nhóm:

- Exopeptidase :thủy phân liên kết peptide ở đầu tận cùng của mạch, giải phóngacide amin đầu –NH+ hay –COO-

+ Aminopeptidase :thủy phân liên kết peptide ở đầu N

+ Carboxypeptidase (thủy phân liên kết peptide ở đầu C)

+ Dipeptidase :thủy phân liên kết peptide của các dipeptide

- Endopeptidase :Thủy phân các liên kết peptide bên trong nội mạch của chuỗipolypeptide

- Protease-serin (OH): Trypsin, chymotrypsin, alastase, subtilisin…

- Protease-thiol (SH): Papain, bromelin, ficine,…

- Protease-acide (COOH): Pepsin, rennin,…trong trung tâm hoạt động có chứaasparagyl hay glutamyl

5

- Protease-kim loại: collagenase,…

Dựa vào pH hoạt động có thể chia làm 3 loại:

- Protease acide: Pepsin, rennin,…

- Protease bazơ: Chymotrypsin, trypsin, elastase, colagenase, subtilisin,…

- Protease trung tính: Papain, bromelin,…

Dựa vào nguồn thu nhận enzyme có thể chia ra làm 3 loại:

-Protease động vật: Trypsin, chymotrypsin, pepsin, rennin,…

-Protease thực vật: Papain, bromelin, ficine,…

-Protease vi sinh vật: colagenase, protease acide, protease bazơ, protease trungtính,…

Dựa vào sự phân bố enzyme có thể chia enzyme làm 2 loại:

-Protease nội bào(endoprotease): Catepsin,…

-Protease ngoại bào(exoprotease): Pepsin, chymotrypsin,…

II Tính chất của một số enzyme thuộc hệ protease:

II.1 Pepsin(EC.3.4.4.1):

Pepsin được thu nhận từ màng nhầy dạ con của heo con và bê Pepsin thường đượcsử dụng với Rennin trong sản xuất phomai, làm mềm thịt và làm thuốc tiêu hoá Hỗnhợp này hoạt động mạnh ở pH 2-4 và nhiệt độ khoảng 500C

II.2 Rennin(EC.3.4.4.3):

Rennin thường được sản xuất từ bao tử của bê, cừu Đây là enzyme có hoạt tínhđặc biệt cao Hoạt động mạnh ở pH=3,7 Điểm đẳng điện pI=4,5 Người ta thườngphối trộn với pepsin theo tỷ lệ 1:1 dùng trong công nghiệp chế biến sữa

II.3 Papain(EC.3.4.22.2):

Thu nhận bằng cách sấy khô mủ cây đu đủ carica papaya Papain được ứng dụngtrong sản xuất bánh, sản xuất bia, trong công nghiệp chế biến thịt, trong y học để làmlành các vết thương ngoài da

Papain thô có hoạt lực 400-600mUI/g, papain tinh khiết có hoạt lực 100.000mUI/g.Papain hoạt động ở khoảng pH rất rộng (pH 4,5-10) PH tối ưu là 7-8, nhiệt độ tối ưulà 55-600C

II.4 Bromelin(EC.3.4.22.5):

Bromelin được sản xuất từ vỏ và chồi của quả thơm Chế phẩm thương mại cóhoạt lực 5.000-10.000UI/g nhưng không ổn định bằng papain

II.5 Ficine(EC.3.4.22.3):

Ficine được thu nhận từ nhựa cây sung Ficine ứng dụng nhiều trong công nghiệpchế biến sữa.

II.6 Trypsin(EC.3.4.21.4):

Trypsin có trong dịch tuỵ của người và động vật Trypsin hoạt động trong môitrường kiềm PH tối ưu là 8, pH thích hợp là 7,8-9,5 Nhiệt độ thích hợp cho hoạt độngcủa trypsin là 30-400C

II.7 Chymotrypsin(EC.3.4.21.1):

Chymotrypsin là prtotease được tiết ra từ tuyến tuỵ Đây là protease kiềm tínhquan trọng sau trypsin Chymotrypsin hoạt động ở pH 7-9, điểm đẳng điện pI=5,4

7

Phần B

ỨNG DỤNG CỦA HỆ PROTEASE

I TRONG SẢN XUẤT PHÔ MAI :

I.1 Giới thiệu chung :

Phô mai là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡngđược chế biến từ sữa Hiện nay trên thế giới có hàngtrăm loại phô mai Các loại phô mai khác nhau về cấutrúc, mùi vị, màu sắc và các chỉ tiêu hoá sinh Quy trìnhcông nghệ cũng rất khác nhau nhưng vẫn dựa trênnguyên tắc chính đó là đông tụ casein có trong sữa, sauđó tách khối đông tụ thu được để chế biến tiếp thành phômai

I.2 Thành phần và nguyên liệu:

Bảng 1: Thành phần hoá học sữa của một số động vật và người

Động vật Protein tổng Casein Chất béo Carbonhydrat Khoáng

2,82,74,91,30,5

3,94,17,91,73,8

4,84,74,56,27,0

0,80,80,80,50,2

Trong số đó các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò là rất quan trọng:

Hình1: Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò

Protein(95%) Các hợp chất chứa nitơ phi protein(5%)

Acide amin tự doNucleotide

Casein(75-85%) Protein hoà tan(15-25%) Ure

αS-casein β-lactoglobulin Acide uric

Nguyên liệu trong sản xuất Phô mai là sữa bò, sữa dê hoặc sữa cừu dưới dạngsữa tươi, sữa đã tách một phần chất béo hoặc sữa gầy Ngoài các chỉ tiêu vi sinh nhưkhả năng sinh bào tử, khả năng chịu lạnh,…Người ta còn đặc biệt quan tâm tới hàmlượng protein- casein, sữa nguyên liệu có hàm lượng casein càng cao thì hiệu suất thuhồi Phô mai trong sản xuất sẽ cao

Bảng 2: Một số loại phô mai phổ biến :

Cottage , bakers và Neufchatel Anh ,Mỹ

9

I.3 Quy trình sản xuất:

Hình2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất phô mai Blanc

Phô mai Blanc

Khuấy trộn

Huyết thanh sữa

Tách huyết thanh sữa

Lên men

Giống vi

khuẩn lactic

Thanh trùngChuẩn hoáSữa tươi

Cấy giống

I.4 Rennin trong sản xuất Phô mai:

Vai trò chủ yếu của protease trong sản xuất Phô mai là đông tụ casein Quá trìnhđông tụ diễn ra như sau:

I.4.1 Giới thiệu chung:

- Đông tụ casein trong sữa là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo vớicấu trúc sol sang trạng thái đông với cấu trúc gel Đây là một trong những quá trìnhquan trọng của sản xuất phô mai

- Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường sử dụng một trong haiphương pháp sau:

+Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein: Phương pháp nàydùng trong sản xuất mộ số loại phô mai như Cottage, Quarg,…

+Sử dụng enzyme đông tụ sữa: Chúng đuợc thu nhận và tinh sạch từ nhiềunguồn gốc, được thương mại hoá với nhiều tên gọi khác nhau

Bảng3: Một số enzyme đông tụ sữa sử dụng trong sản xuất Phô mai

Động vật Dạ dày bê

Dạ dày cừuDạ dày dêDạ dày heo

Rennin A và B, Pepsin và gastriscinRennin, pepsin

Rennin, pepsinPepsin A, B và gastriscinThực vật Cynara Cyprosin 1 ,2 , 3 hoặc cardosin A,B

Vi sinh vật Rhizomucor miehei

Rhizomucor pusillus Cryphonectria parasitica

Aspartic proteaseAspartic proteaseAspartic protease

Vi sinh vật

chuyển gen

Rennin từ bê

Aspergillus niger Kluyveromyces latis Rennin BRennin B

Rennin(hay còn gọi là: men đông tụ sữa, labenzim,chymiase, chymosin, rennase: Là enzyme được tách chiết từngăn thứ tư của dạ dày bê Thông thường ở ngăn thứ tư của dạdày bê hàm lượng Rennin chiếm đếm 80-90% và pepsin chỉchiếm khoảng 10-20% Khi bê trưởng thành thì tỷ lệ thànhphần enzyme trong ngăn thứ tư của dạ dày có sự thay đổi, hàmlượng pepsin chiếm tới 80-90% Rennin là enzyme có hoạt tínhđông tụ sữa rất cao

Tuỳ loại phômai mà lượng enzyme rennin cho vào có khác nhau Ví dụ như trong quátrình sản xuất phômai Blanc thì với hoạt tính đông tụ sữa 1:10.000, lượng chế phẩmrennin cần sử dụng trung bình 5-10g/100kg sữa, rennin được hoà tan với nước theo tỷlệ 1:10 rồi cho vào bồn đông tụ Nhưng với quy trình sản xuất phômai Bleu desCausses thì với hoạt tính đông tụ 1:10.000, hàm lượng rennin sử dụng là 25-35ml cho

100 lít sữa nguyên liệu

Rennin chiết tách từ ngăn thứ tư của dạ dày bê tồn tại dưới hai dạng A và B:

-Vị trí acide amin thứ 244 trong mạch

Protein là aspartic

-Kém bền, dễ bị phân huỷ thành

Rennin C ở pH thấp

-Hoạt tính riêng cao hơn: 290 đơn vị

(IMCU-International Milk Clotting Unit)

Pepsin A, B: Pepsin A tìm thấy trong hệ tiêu hoá của động vật có vú, Pepsin B tìmthấy trong dạ dày heo với hàm lượng khá thấp Nhìn chung khả năng đông tụ củapepsin kém

gastiscin: là enzyme thuộc nhóm aspartic protease và còn được gọi là pepsin B, C,

I, II, III, 6 hoặc 7

Tóm lại các chế phẩm enzyme gây đông tụ casein trong sữa rất đa dạng.Trong công nghệ sản xuất phô mai hiện nay, nhóm enzyme được tách chiết từ nguuồnđộng vật chiếm tỷ lệ sử dụng cao nhất Tuy nhiên người ta dự đoán rằng chế phẩmRennin sản xuất bằng phương pháp lên men sẽ được sử dụng phổ biến trong tương laikhông xa

I.5 Biến hình κ-casein(κ :kappa):

*Trước khi đi vào quá trình đông tụ casein, chúng ta sẽ tìm hiểu cấu tạo, vai tròcùng những tính chất cấu tạo của κ-casein.

I.5.1.Cấu tạo và đặc tính của κ-casein:

Phân tử κ-casein do 196 acide amin tạo nên, có khối lượng phân tử 19007dalton Chuỗi polypeptide cuảa κ-casein gồm năm vùng với cấu trúc xoắn α (23%),bảy vùng với cấu trúc lá xếp β (31%) và 10 vùng với cấu trúc vòng cung β (24%),Phân tử κ-casein có tính lưỡng cực –một đầu kỵ nước, một đầu háo nước:

-Đầu cuối C (đầu caseinoglucopeptide) hay (caseinomacropeptide) có mạch giãn,không chứa acide amin mạch vòng, giàu acide amin alcol và tất cả các gốc glucide

13

đều được dính ở đây Đầu này thường bị ion hoá tạo ra một anion tích điện âm lớn 8,8 với κA-casein,-7,8 với κB-casein, pH=6,6), do đó rất háo nước và là phần bảo vệcho các micelle bền vững.

( Đầu cuối N (paracasein κ ) 1-105 với cấu trúc rất có trật tự, là một cation kỵ nước.Hai vùng lá xếp β ở vị trí 22-32 và 40-56 tạo thành cấu trúc đối song song Vùng láxếp 73-80 rất kỵ nước, đứng biệt lập với các vòng cung β (58-61, 69-72, 85-88) và cácvùng vô trật tự, do đó rất dễ dàng tham gia vào cấu trúc micelle

-Vùng nhạy cảm với Rennin 109), mặc dù có cấu trúc trật tựnhưng lại được vây quanh bởi cácvùng rất “chùng”(vòng cung β )nên enzyme Rennin có thể tiếpcận và xen vào một cách dễ dàngbề mặt của phân tử

(102 Khác với các Casein αS và casein

β, κ - casein có mức độ phosphorylhoá thấp nhất, chỉ chứa duy nhấtmột gốc phosphat ở Ser 149, do đóđộ hoà tan của nó không bị ảnhhưởng khi có mặt Ca2+

-Do cấu trúc lưỡng cực nên κ casein có khuynh hướng tạo ra cácmicelle giống khuynh hướng củacác chất tẩy rửa Cấu trúc của cácmicelle κ - casein lại rất “chùng”nên có thể vùi được các caseinkhác vào lòng của mình

Trong các Casein α, β, γ và κ thì

κ - casein là cơ chất chính củaRennin So với các casein khác,thì κ - casein có đặc điểm chứanhiều glucide (5%) nhưng lại rất ítnhóm phosphate (chỉ có một nhómphosphate ở serin-149) do đó nórất háo nước và rất bền khi có mặt ion calcium Thêm vào đó κ - casein thường phânbố ở mặt ngoài của mỗi micelle, tạo nên một lớp vỏ bảo vệ cho micelle không bị kếttụ khi có ion calcium Vậy quá trình đông tụ casein của sữa dưới tác dụng của renninthực chất là quá trình thuỷ phân hạn chế κ - casein, vỏ háo nước bị phá huỷ do đó các

Rennin

ion calcium dễ dàng tiếp cận với các casein α, β và paracasein κ và làm cho chúngtạo gel.

I.5.2 Cấu trúc cuả Micelle:

Micelle cấu tạo từ các tiểu micelle Mỗi micelle có 400-500 tiểu micelle hợp

thành Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 10-15nm, bao gồmkhoảng 10 phân tử casein kết hợp lại với nhau Các αS và β-casein nằm tập trung tạitâm tiểu micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử κ-casein được phân bố ở vùngbiên tiểu micelle Phân tử κ-casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với αS và β-casein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle.Mỗi tiểu micelle có phân tử lượng trung bình khoảng 250.000Dalton Trong cấu trúcmicelle, các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ muối phosphate calcium và sự tươngtác giữa các gốc kỵ nước

Theo Schmidt, các micelle được tạo nên theo những cách như sau:

-Các siêu micelle được tạo nên do phức hợp giữa các αS cũng như của β, có đườngkính khoảng 20 nm, trong đó các đầu kỵ nước thì được xắp xếp lại ở trong lòng còncác nhóm háo nước của các casein và κ - casein thì bao phủ ở bề mặt

15

-Các siêu micelle này sẽ tự liên hợp lại thành các micelle nhờ canxi phosphate (ởtrạng thái keo dưới dạng apatit) phân tán rất mịn, liên kết với các casein αS, β qua cácnhóm phosphate đính trên chuỗi của chúng Các siêu micelle nghèo κ - casein thì mằn

ở bên trong micelle và micelle sẽ ngừng lớn thêm khi toàn bộ mặt ngoài được baophủ bởi κ - casein Như vậy κ - casein nằm bên ngoài là cần thiết cho micelle bởi lẽđoạn caseinoglucopeptide (từ acide amin 86-169) của đầu C rất háo nước, có khảnăng tạo ra một chùm nhánh tự do, rất mềm dẻo, dày khoảng 7nm nổi trênlactoserum

- κ - casein có vai trò bảo vệ micelle Do κ - casein chứa ít phosphate nhưng lạigiàu glucide nên rất háo nước và làm bền được micelle Hàm lượng κ - casein cànglớn, kích thước micelle càng nhỏ thì micelle càng bền

I.6 Quá trình đông tụ Casein:

I.6.1 Giai đoạn 1:

Casein trong sữa tồn tại dưới dạng micelle Chúng có điểm đẳng điện pI=4,6.Trong sữa các phân tử κ - casein giữ vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúcmicelle của sữa Đầu amino của phân tử κ - casein (đầu ưa béo ) được liên kết vớicác phân tử αs và β - casein trong micelle luôn hướng về phía tâm micelle, còn đầucarboxyl (đầu ưa nước ) luôn hướng ra ngoài vùng biên micelle

Rennin sẽ xúc tác thuỷ phân liên kết peptide tại vị trí giữa acide amin số 105(Phenilalanin) và acide amin số 106 (Methionin) trong phân tử κ - casein

17

Kết quả là phân đoạn caseinomacropeptide (106-169) tách khỏi phân tử κ-caseinvà hoà tan vào dung dịch Riêng phân đoạn paracasein (1-105) vẫn còn gắn lại trên

các gốc micelle và làm chomicelle dễ “tập hợp” lại vớinhau chuẩn bị tạo khối đông.Trong giai đoạn thứ nhất chỉ cócác phân tử κ-casein bị thuỷphân bởi enzyme rennin tại vị tríliên kết đặc biệt nói trên Cácphân tử αs và β-casein gần nhưkhông thay đổi Độ nhớt sữa vàothời điểm đầu của phản ứngthuỷ phân κ-casein bị giảm nhẹnhưng sau đó lại tăng dần chođến khi các khối đông tụ bắt đầu xuất hiện Phản ứng trên không phụ thuộc vào ion

Ca2+

I.6.2 Giai đoạn 2: Đông tụ casein

Các micelle sau khi bị mất phân đoạn caseinomacropeptide trong phân tử κcasein bắt đầu liên kết lại với nhau Đó là hiện tượng giảm sự tích điện bề mặt củamicelle, từ đó lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle cũng bị giảm Bề mặt micelle trở nên

-ưa béo hơn do chỉ chứa các phân đoạn paracasein κ và chúng của thể liên hợp lại vớinhau một cách dễ dàng hơn Ngoài ra phần tích điện dương của phân đoạn paracasein

κ có thể tương tác với phần tích điện âm của phân tử αs vàβ-casein Cầu calciphosphate sẽ xuất hiện giữa các micelle và góp phần làm tăng kích thước khối đôngtụ

Trong quá trình liên hợp lại với nhau để tạo nên kh ối đông, các micelle sẽ kéotheo một số phân tử lipide và các hợp chất khác có trong sữa như lactose, vitamin,…

Như vậy trong cấu trúc gel của khối đông, ngoài casein là thành phần chính, người tacòn tìm thấy lipide, lactose, nước và một số chất khác.

Sự đông tụ sữa chỉ xảy ra khi có hơn 85%κ-casein trong micelle bị thuỷ phânbởi enzyme và nhiệt độ cao hơn 150C Khi sử dụng rennin để đông tụ, hàm lượngcasein thu được trong khối đông có thể lên đến 95% tổng lượng casein ban đầu cótrong sữa Ngược lại khi sử dụng các protease từ nấm sợi để đông tụ, hiệu suất thu hồicasein trong khối đông tụ chỉ đạt 40-45% Bên cạnh đo, quá trình thuỷ phân proteindiễn ra mạnh mẽ và làm tăng đáng kể hàm lượng nitơ trong huyết thanh sữa

I.6.3 Giai đoạn 3: Kết thúc quá trình đông tụ và tách huyết thanh sữa.

Khi casein đã đông tụ hoàn toàn, người ta thực hiện giai đoạn tách khối đông tụ

ra khỏi huyết thanh sữa Ở giai đoạn này, nhìn chung sự xúc tác của enzyme renninkhông làm thay đổi đáng kể cấu trúc khối đông Hàm lượng nitơ amin trong sữa duờngnhư không thay đổi Nếu dùng các protease vi sinh vật làm tác nhân đông tụ sữa, độcứng của khối đông thu được sẽ bị giảm và hàm lượng nitơ amin trong khối đông tiếptục tăng

I.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ:

I.7.1 Hàm lượng enzyme rennin sử dụng:

Hàm lượng rennin sử dụng càng nhiều thì tốc độ phản ứng thuỷ phân κ-caseinsẽ càng lớn, số micelle giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặtchúng sẽ càng nhiều và chúng va chạm vào với nhau làm cho tốc độ đông tụ sẽ nhanhhơn Trong thực tế sản xuất, với rennin có hoạt lực 1:10.000 – 1:15.000, người tathường sử dụng 30 ml enzyme rennin cho 100kg sữa tươi Ta cần hoà lượng enzymevào một thể tích nước tối thiểu gấp hai lần thể tích enzyme rồi cho vào bồn đông tụđã chứa sẵn nguyên liệu sữa tươi, sau đó khuấy đều trong thời gian 2 – 3 phút

I.7.2 pH :

Hoạt tính enzyme phụ thuộc vào pH Giá trị pH tối ưu của rennin là 6,0 Khigiảm pH sữa từ giá trị tự nhiên 6,6 – 6,7 về 6,0 thì tốc độ đông tụ sẽ tăng đáng kể vàphosphate calci bị tách khỏi cấu trúc micelle làm giảm điện tích micelle, nhờ đó thờigian đông tụ sẽ rút ngắn

I.7.3 Nhiệt độ :

Khi nhiệt độ nhỏ hơn 150C thì enzyme rennin vẫn xúc tác thuỷ phân liên kếtpeptide trong phân tử κ-casein để giải phóng caseinomacropeptide nhưng các phân tử

β - casein từ vùng trung tâm sẽ nhô ra bề mặt ngoài micelle và làm cho các micellekhông tập hợp lại với nhau được, trạng thái keo của micelle trong sữa trở nên ổn địnhvà bền vững

Khi tăng nhiệt độ thì phản ứng thuỷ phân sẽ diễn ra nhanh hơn và tần số va chạmgiữa các micelle đã giải phóng được các phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt

19

của chúng sẽ tăng làm cho sữa đông tụ nhanh chóng Nhiệt độ tối ưu cho quá trìnhđông tụ casein là 42,5 – 45,00C.

I.7.4 Calci :

Ion calci sẽ làm giảm điện tích của các casein do chúng tạo liên kết với cácnhóm tích điện trong phân tử casein, do đó sẽ làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa cácmicelle với nhau và giúp cho quá trình đông tụ sữa diễn ra nhanh và dễ dàng hơn.Trong quá trình sản xuất, người ta thường sử dụng muối clorua calci (CaCl2) để bổsung vào sữa trước khi thực hiện quá trình đông tụ, hàm lượng dùng khoảng 5 – 20gcho 100kg sữa tươi

I.7.5 CO 2 :

Bổ sung CO2 vào sữa sẽ làm giảm pH tự nhiên của sữa xuống 0,1 – 0,3 đơn vị.Khi đó thời gian đông tụ sẽ được rút ngắn, ngoài ra còn tiết kiệm được một lượng nhỏenzyme đông tụ sữa mà thời gian đông tụ không thay đổi

III SẢN XUẤT NƯỚC MẮM TỪ THUỶ SẢN:

III.1 Giới thiệu chung:

Nước mắm là sản phẩm được lên men từ các loại cá, là sản phẩm truyền thốngcủa dân tộc Việt Nam Các nhà nghiên cứu người Pháp như Matxna, Krem, Ghibec đãnghiên cứu thành phần hoá học và công nghệ sản xuất nước mắm ở Phú Quốc vàBình Thuận:

-Nước mắm là hỗn hợp các acide amin Các acide amin này được tạo thành do sựthuỷ phân của protease, các protease này do vi sinh vật tổng hợp nên

-Muốn có tác dụng ức chế vi sinh vật gây thối, tỷ lệ muối thích hợp là 20 – 25%.-Tác dụng làm ngấu và tạo hương ngoài protease của vi sinh vật còn do cácenzyme tiêu hoá cơ trong nội tạng cá

-Nhiệt độ có tác dụng lớn đến hoạt động của enzyme trong quá trình sản xuấtnước mắm Nhiệt độ thích hợp là 36 – 440

-Trong quá trình thuỷ phân độ acide tăng

III.2 Nguyên liệu :

Nguyên liệu để sản xuất nước mắm là các loại cá Tuy nhiên chất lượng nướcmắm lại phụ thuộc rất nhiều vào các loại cá Chính vì thế mà việc lựa chọn cánguyên liệu là rất cần thiết

Thành phần hoá học của một số loại cá:

Bảng4: Thành phần hoá học cá nước ngọt

STT

Thành phần hoá học(%khối lượng)Tên loại cá

10,015,6

1,02,3

Bảng5: Thành phần hoá học cá biển

STT

Thành phần hoá học(% khối lượng)Tên loại cá

21,7519,2621,7620,3519,0311,259,3710,009,75

0,851,83,152,201,212,1014,41,407,4

III.3 Quy trình công nghệ và vai trò của protease:

Nước mắm là dung dịch acide amin, natriclorua,các chất thơm tạo ra trong quátrình lên men Bản chất của quá trình sản xuất nước mắm gồm có hai quá trìnhchuyển hoá cơ bản:

III.3.1 Quá trình chuyển hoá protein thành các acide amin :

Đây là quá trình quan trọng trong quá trình sản xuất nước mắm Quá trình nàyxảy ra do tác động của enzyme protease từ vi sinh vật và enzyme protease có trong

21

tuỵ tạng cá Quá trình thuỷ phân xảy ra chịu ảnh hưởng chính bởi nhiệt độ và quátrình thuỷ phân thường xảy ra chậm Cơ chế của quá trình này như sau:

Protein

Nếu quá trình thuỷ phân diễn ra mạnh mẽ thì sẽ dẫn đến sản phẩm cuối cùng là acideamin và một số loại khí có mùi khó chịu như NH3 , H2S, mercaptan… Các khí này cóthể tan trong nước mắm tạo ra mùi bay hơi rất khó chịu Do đó trong quá trình sảnxuất nước mắm người ta rất hạn chế quá trình này xảy ra

III.3.2 Quá trình tạo hương thơm:

Trong nước mắm không chỉ có acide amin, natriclorua mà còn phải có các loạihương thơm đặc trưng của nó Sự chuyển hoá các hợp chất hữu cơ tạo thành hươngthơm là một quá trình rất phức tạp, đòi hỏi thời gian cần thiết Nếu thiếu quá trình nàyvà thành phần này thì nước mắm sẽ không phải là nước mắm mà chỉ là dung dịchacide amin thuần tuý

Có nhiều quy trình công nghệ khác nhau, phụ thuộc vào kinh nghiệm của từng địaphương và khả năng cũng như nguồn nguyên liệu của từng vùng Quy trình công nghệđược chia là hai nhóm cơ bản:

III.3.2.1 Công nghệ sản xuất nước mắm dài ngày :

Protease của vi sinh vật