Trước đây, người ta chỉ chú trọng đến việc điều khiển hoạt động của các enzyme có sẵn trong thực phẩm, vì vậy, ứng dụng vào sản xuất thực phẩm của enzyme vẫn chỉ mới giới hạn ở phạm v[r]
(1)VẤN ĐỀ TRAO ĐỔI
NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TỪ ĐỘNG VẬT THỦY SẢN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
APPLICATIONS OF ENZYME FROM FISH AND AQUATIC INVERTEBRATES IN FOOD TECHNOLOGY
Nguyễn Lệ Hà1
Ngày nhận bài: 01/12/2013; Ngày phản biện thông qua: 20/3/2014; Ngày duyệt đăng: 13/8/2014 TÓM TẮT
Bài viết điểm lại kết nghiên cứu ứng dụng enzyme thu nhận từ nhiều loại thủy sản khác vào chế biến thực phẩm, điều kiện thích hợp để phản ứng xảy ra, ưu nhược điểm sản phẩm thu so với sản phẩm chế biến theo phương pháp truyền thống Một số loại enzyme từ thủy sản tỏ có triển vọng, mở nhiều hội ứng dụng, số khác cần thêm nhiều nghiên cứu để có giải pháp phù hợp cho chế biến
Từ khóa: enzyme, protease, ứng dụng enzyme, thủy sản ABSTRACT
The article reviews research results relating to applications of enzymes from fi sh and invertebrates in food technology, the optimal conditions for processing, advantages and disadvantages of enzymatic method and fi nal product as compared to traditional one Some enzymes originated from fi sh and invertebrates showed potential possibilities and offered a wide range of applications, while others required further investigation before coming to successful solutions in food technology.
Keywords: enzyme, protease, application of enzymes, fi sh and aquatic invertebrates
1 TS Nguyễn Lệ Hà: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP Hồ Chí Minh
I MỞ ĐẦU
Enzyme sử dụng phương tiện trợ giúp hiệu nhiều lĩnh vực sản xuất ngày đóng vai trị quan trọng cơng nghệ thực phẩm Trước đây, người ta trọng đến việc điều khiển hoạt động enzyme có sẵn thực phẩm, vậy, ứng dụng vào sản xuất thực phẩm enzyme giới hạn phạm vi số sản phẩm lên men nhờ enzyme nội hệ vi sinh vật tự nhiên nước mắm, cá muối hay dịch thủy phân làm thức ăn gia súc ứng dụng vào xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản để làm giảm độ nhớt (Haard, Stefansson & Steigrimsdottir, 1990) Một số nghiên cứu Canada, Đan mạch, Ailen, Nhật, Hàn quốc, Nauy Mỹ trọng phát triển ứng dụng vào lĩnh vực thực phẩm Người ta tinh nhiều enzyme deoxyribonuclease, lipase, carboxypeptidase A B, trypsin, chymotrypsin elastase từ cá tuyết Atlantic để ứng dụng vào
mục đích thực phẩm Các enzyme đóng vai trị quan trọng việc cải thiện suất thông số kỹ thuật nhiều công đoạn sản xuất
II NỘI DUNG
1 Ứng dụng enzyme vào phân giải có chọn lọc mơ thịt cá thủy sản
Do chất sinh hóa khác lớp da thịt động vật thủy sản, người ta sử dụng enzyme để thực q trình phân giải cách có định hướng, cho tế bào da cá bị hịa tan lại khơng gây ảnh hưởng đến thịt (Strom & Raa, 1982, 1993) Điều cho phép sử dụng enzyme công cụ đặc biệt vào công nghệ chế biến thực phẩm nhằm loại bỏ biến đổi có chọn lọc số phận định nguyên liệu động vật thủy sản cần chế biến
1.1 Loại da cá phương pháp dùng enzyme
(2)nguyên liệu Đây phương pháp ưu việt hẳn phương pháp cơ, hóa học thường gây thương tổn làm giảm hiệu suất thu sản phẩm (Haard & Simpson, 1994)
Ở Iceland, hàng năm có khoảng 2000 cá đuối bị thải trở lại biển cơng đoạn loại da thật khó khăn, thường phải thực thủ cơng Mặc dù có nhiều loại máy bóc/tách da cá hiệu khơng cao, nhiều trường hợp phải lặp lại nhiều lần, sau cần kiểm tra loại da lần cuối thủ cơng Q trình làm hao hụt nhiều thịt cá có hiệu kinh tế thấp Một số phịng thí nghiệm Iceland thử loại da cá đuối
Raja radiate enzyme Đầu tiên, người ta biến tính collagen da cá cách xử lý nước ấm thời gian ngắn, tiếp ngâm hỗn hợp chứa enzyme proteolytic glycolytic 250C
10 - 12 50C (Stefanson, 1988), cuối rửa
sạch lớp da hịa tan nước
Cá trích thử nghiệm bóc tách da Nauy (Jokimsson, 1984) Người ta xử lý cá dung dịch acid acetic 5% 100C nhằm biến tính
collagen da cá, sau chuyển sang ngâm bể chứa có pha protease acid tách chiết từ nội tạng cá tuyết (Gilberg, 1993) Sau trình xử lý vậy, lớp vảy da phía ngồi loại để lại bề mặt màu bạc mỏng Đối với cá thu, cá ngừ bò cá ngừ đại dương loại da cách tương tự (Borresen, 1992)
Fehmerling (1973) sử dụng dung dịch hỗn hợp gồm nhiều enzyme khác proteolytic, glycoside, hydrolase lypolytic với nồng độ khác 0,003 - 3% để loại bỏ da, vỏ, phần không mong muốn nhiều loại thủy sản khác hàu, hến, tôm, mực, nghêu, cá da trơn, cá ngừ đại dương, cá hồi, cá tuyết số loài cá dẹt khác
Kim, Byun, Choi, Roh, Lee Lee (1993) thử dùng collagenase tách chiết từ nội tạng cá để loại phần da từ miếng fi llet cá
Novoden modestrus Thí nghiệm cho thấy, q trình thủy phân thực tốt 180C
bằng dung dịch enzyme thô 0,3% (w/w) sau xử lý sơ dung dịch acid acetic 0,5 M 10 phút
1.2 Dùng enzyme để bóc da mực
Tính chất học, lý học hóa sinh thịt mực lớp da khác so với cá (Nilsen, Viana, & Raa, 1989; Raa, 1990) Mặc dù thành phần chủ yếu lớp da mực dày chứa sắc tố phía ngồi collagen lại khơng đóng vai trị định để tạo nên độ bền học
của lớp da đó, có thành phần khác chiếm tỉ lệ khối lượng quan trọng hơn, ví dụ proteoglycans chẳng hạn (Raa ctg, 1985) Ở nhiều nơi, người tiêu dùng cho da mực dày dai nên khơng muốn dùng để chế biến thực phẩm Điều mực có lớp màng da cấu tạo từ mô liên kết dày đặc, lớp màng cịn ngun thân mực sau bóc da co lại lúc nấu tạo cho miếng mực độ dai cứng khó nhai nuốt Trong sản xuất thường lột lớp da cao su mực phương pháp thủ công, công việc không dễ dàng Khi sản xuất mực ống lột da, thường người ta loại lớp da ngồi có chứa sắc tố cách dùng máy, máy không loại lớp da không chứa sắc tố bao trùm bên lẫn bên thân mực Để giải vấn đề này, số nhà nghiên cứu cho rằng, dùng enzyme để phân giải có chọn lọc da mực mà khơng ảnh hưởng đến thịt (Strom & Raa, 1993) Hơn nữa, sản phẩm mực ống chế biến có sử dụng enzyme cịn có khác biệt đáng kể so với sản phẩm thu nhận máy hay thủ công chỗ khơng có lớp vỏ dai dày bao bọc Mực ống lột da phương pháp có hình dạng bình thường sau gia nhiệt đặc biệt khơng có lớp màng dai bên ngồi, thực ưu điểm đáng kể Tuy nhiên, glucosidase collagenase thương mại lại tương đối đắt, thích hợp ứng dụng dinh dưỡng, protease thương mại trypsin, fi cin hay papain lại phân giải collagen nguyên thủy lớp màng bọc thân mực, thêm vào đó, chúng lại có khả cơng hữu hiệu vào thịt mực, ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng bảo quản, mùi vị Tuy vậy, bổ sung có kiểm sốt thêm protease vào q trình chế biến mực theo cách thơng thường, thịt mực mềm mại hơn, đặc biệt phần ria mực, làm cho dường ngon (Nilsen tác giả, 1989; Strom & Raa, 1993)
Strom & Raa (1993) nhận thấy nội tạng mực có mặt số enzyme có khả phân giải da mực sử dụng chúng để loại da số loại mực ống Illex, Todarodes, Nototodarus mực nang Phương pháp đơn giản khơng địi hỏi chi phí cao Q trình thực sau: rửa mực moi ruột nước lạnh, sau làm mềm da mực enzyme bể nhiệt độ thấp (Raa tác giả, 1985) Các tác giả thử xử lý mực cách ngâm trước dung dịch muối 5%, sau gia nhiệt nhẹ (450C, 10 phút) để
(3)mềm lớp da dai dày Leuba ctg (1987) đề xuất phương pháp loại da mực cách dùng chiết xuất gan mực dung dịch muối ăn 0,2 - 2%
1.3 Dùng enzyme để đánh vảy cá sản xuất cốt ngọc trai
Ở số thị trường, người ta ưa chuộng fi llet cá da loại vảy Các nhà nghiên cứu đề xuất qui trình làm vảy cá cách ứng dụng enzyme nhằm đạt hiệu suất cao chất lượng tốt so với sản phẩm loại vảy phương pháp học Q trình xử lý enzyme cịn loại vi sinh vật bề mặt nguyên liệu, nhờ kéo dài thời gian bảo quản (Raa, 1997) Khi đánh vảy theo cách học, số loài cá cá tuyết Melanogrammus aeglefi nus thường bị dập nát thịt chúng mềm (Stefansson & Steingrimsdottir, 1990) Các thí nghiệm thực phịng thí nghiệm thủy sản Iceland rằng, sử dụng enzyme tránh tổn thương cho da thịt cá, tồn q trình bao gồm xử lý nguyên liệu cá dung dịch enzyme 00C, sau rửa cách phun tia
nước (Stefansson, 1988)
Hiện nay, có nhiều nhà nghiên cứu thực thí nghiệm khám phá thành phần hóa học vảy cá nhằm tìm ứng dụng cho protein dạng sợi thu sau tách chiết phần cốt ngọc, sắc tố, protein hịa tan collagen (Raa, 1997) Có sáng chế cấp quyền Canada sáng chế tách vảy loại da cá enzyme keratolytic kết hợp với hay nhiều loại hợp chất hoạt động bề mặt (anion, lưỡng tính khơng mang điện tích) mơi trường nước (Rudolf, 1990) Ở Nhật bản, người ta sử dụng phần cốt ngọc thu nhận từ vảy cá trích, cá mịi, hay cá hồi vào sản xuất ngọc trai nhân tạo nhiều sản phẩm khác từ lâu Thành phần tạo nên hợp chất có ánh xà cừ màu trắng bạc vảy cá quanin (Tanikawa, 1985), hợp chất có mặt lớp da lớp vảy loài cá sống nơi tầng nước mặt (Ockerman, 1992) Trong vảy cá, quanin kết hợp với collagen calcium phosphate tạo nên màu trắng bạc óng ánh xà cừ Người ta gọi dịch huyền phù có tinh thể quanin lơ lửng “cốt ngọc” Có thể thu cốt ngọc từ vảy cá cách dùng enzyme proteolytic trypsin chẳng hạn (Windsor & Barlow, 1981)
1.4 Dùng enzyme để bóc tách màng quan nội tạng thủy sản
Trong sản xuất gan cá tuyết đóng hộp, việc bóc tách lớp màng gan cá nhiệm vụ quan trọng
nhằm ngăn ngừa dòi phát triển lớp màng collagen bao bọc gan cá làm hư hỏng sản phẩm Ở Iceland, người ta thử nghiệm bóc lớp màng phương pháp sử dụng enzyme thu kết khả quan: phương pháp giúp tăng hiệu suất thu gan cá 20 - 30% so với phương pháp thủ công (Stefansson, 1990)
Sản phẩm bong bóng cá tuyết muối ưa chuộng số nơi, nhiên việc chế biến loại sản phẩm có màu trắng đẹp mà người tiêu dùng ưa chuộng lại thật khó thực lớp màng đen bao quanh bong bóng cá Ở Iceland, thử nghiệm ứng dụng với enzyme cho kết đáng khích lệ: hiệu suất loại màng đen enzyme cao so với phương pháp thủ cơng tám lần (Stefansson & Steingrimsdottir, 1990) Collagen thu từ bong bóng cá tuyết cịn sử dụng chất làm sản xuất bia rượu Nhật (Oshima, 1996)
2 Sử dụng enzyme protease tách chiết carotenoprotein từ phế liệu q trình chế biến lồi giáp xác
(4)thì Simpson, Dauphin Smith (1992) lại thấy rằng, trypsin từ tụy tạng bò cho hiệu suất thu chất màu cao so với sử dụng chế phẩm thô từ phế thải chế biến cá tuyết Atlantic
3 Sử dụng protease việc thu nhận chitin và protein từ phế thải chế biến tôm
Phế liệu tôm nguồn cung cấp chitin dồi Phế liệu tơm ướt có chứa - 5% chitin Để thu nhận chitin từ phế liệu cần phải loại bỏ protein cịn dính sót lại, sau khử khoáng Người ta thường dùng kiềm để loại protein, cách gây nên tượng deacetyl phần chí thủy phân mạch polymer, sản phẩm thu có tính chất khơng bền Các enzyme protease cho hiệu tốt dùng để thực trình loại protein từ phế liệu tôm Simpson cs (1994) dùng chymotrypsin để loại protein đạt hiệu tốt tỉ lệ enzyme: chất 7:1000 (w/w) pH 8, thời gian xử lý 72 400C
4 Ứng dụng protease chiết rút từ cá thủy sản thay rennet sản xuất phomai
Rennet chiết xuất từ dày bò chế phẩm đóng vai trị quan trọng cơng nghệ chế biến phomai Lượng trâu bò giết mổ giảm nhu cầu tiêu dùng phomai giới lại tăng nhanh chóng đặt cho nhà nghiên cứu yêu cầu cấp bách tìm chất thay rennet vốn không rẻ lại hoi Người ta tìm nhiều loại enzyme có tác dụng làm đông sữa từ nguồn thực vật, động vật vi sinh vật Tuy nhiên, tại, pepsin bò lợn loại sử dụng rộng rãi có hoạt tính proteolytic cao Mặc dù loại enzyme thay rennet thu nhận từ vi sinh vật cho phép sử dụng sản xuất thực phẩm, người ta dè dặt sử dụng tính đặc hiệu tương đối rộng nó, dẫn đến hiệu suất thu sữa đơng thấp, đồng thời phân giải protein mức tạo mùi lạ ủ chín phomai sau (Brewer, Helbig, & Haard, 1984) Một nhược điểm rennet có nguồn gốc vi sinh vật bền nhiệt Tuy nhiên, chymosin tương đối bền nhiệt vào cuối q trình làm đơng sữa gần hết hoạt tính (Han, 1993) Chính lý mà chymosin thường ưa chuộng so với protease khác (Haard, Feltham, Helbig & Squires, 1982) Một số protease từ dày động vật thủy sản có tính chất tương đồng với chymosin q trình làm đơng sữa (Brewer tác giả khác, 1984; Han & Shahidi, 1995) Chymosin endoproteinase có tính đặc hiệu cao, cắt K-casein thành glycomacropeptide
và para-K-casein cách làm đứt liên kết 105 - 106 phenylalanine methionine Pepsin enzyme proteolytic khác thường đặc hiệu làm tăng số sản phẩm phân giải, gây vị đắng cho sản phẩm (Fox, 1981)
Trong dịch chiết chất nhờn dày hải cẩu có bốn zymogen protease acid A, B, C, D Protease A loại tương tự chymosin (Shamsuzzaman & Haard, 1984) Người ta thấy rằng, chế phẩm thô protease dày hải cẩu Phoca groelandica có khả làm đơng sữa khoảng pH rộng so với pepsin lợn (Shamsuzzaman & Haard, 1983), thêm vào đó, phomai sản xuất protease dày hải cẩu có chất lượng cảm quan cao nhiều so với sản phẩm loại làm rennet bò Shamsuzzaman & Haard (1985) cho rằng, pepsin A thành phần chủ yếu pepsin tách chiết từ hải cẩu làm sữa đông tụ Khi thử nghiệm với chế phẩm thô protease acid tách chiết từ cá tuyết, Han (1993) thấy loại enzyme khơng có tác dụng làm đông tốt protease từ dày hải cẩu hay chymosin từ bị, khơng cho hiệu tốt pH lớn 6,4 Hiện nay, người ta thử nghiệm dùng protease từ cá ngừ đại dương để làm đông sữa thu kết tốt: loại protease cho hiệu cao khoảng pH 5,5 - 6,4, tương tự rennet (Tavares cs, 1997)
5 Khử mùi ôi sữa enzyme động vật thủy sản
Trong sản xuất sữa, q trình oxy hóa q trình cần tránh tạo cho sữa mùi vị khó chịu Fox (1982) thấy rằng, xử lý sữa trypsin có tác dụng ổn định sữa ngăn ngừa tượng oxy hóa Các enzyme tiêu hóa thu nhận từ lồi cá chịu lạnh tỏ hữu ích sử dụng trường hợp cần vô hoạt enzyme bổ sung mà không dùng nhiệt độ cao (Simpson, 1984) Theo Simpson Haard (1987a), trypsin bị trypsin cá tuyết Greenland có tác dụng chống oxy hóa cho chất béo sữa giống nồng độ lớn 0,0013%; nhiên trypsin cá tuyết dễ vơ hoạt q trình trùng, khơng thể gây phản ứng thủy phân làm hư hỏng sữa bảo quản
6 Enzyme protease lên men muối cá
(5)Một phương pháp bảo quản đồng thời giúp cải thiện chất lượng cá thực lên men nhờ enzyme nội tạng bổ sung enzyme proteolytic từ nguồn để chuyển cá sang dạng dịch nước hay “làm chín” số sản phẩm “maatjes” (cá muối chín) hay cá muối ủ silage (Simpson, 1984) Đây q trình vật lý hóa học phức tạp, protein, lipid, carbohydrat chịu biến đổi sâu sắc tác dụng nhiều loại enzyme tạo mùi vị đặc biệt, riêng sản phẩm cá muối Ở số nước Bắc Âu, người ta coi loại gia vị Còn nước Đông Nam Á, nhiều sản phẩm cá muối dịch cá muối lại sử dụng thực phẩm Các enzyme cá tuyết ứng dụng vào trình lên men cá hiệu (Haard, 1998) Điểm ưu việt sản phẩm lên men truyền thống từ cá nhiều người ưa chuộng, giá thành thấp, dễ sản xuất, an tồn có tác dụng cải thiện tiêu hoá, tăng cường hấp thu chất dinh dưỡng
Các sản phẩm lên men từ cá chia làm hai nhóm chính: nhóm 1: qui trình chế biến sử dụng cá muối, nhóm 2: sử dụng cá, muối carbohydrate Ở nhóm đầu, trình lên men xảy nhờ enzyme phân giải có mặt nguyên liệu, đồng thời muối ăn nồng độ cao (> 20%) có tác dụng bảo quản, ngăn ngừa hư hỏng vi sinh vật (Venugopal & Shahidi, 1995)
7 Sử dụng enzyme protease sản xuất dịch đạm cá (nước mắm)
Dịch đạm cá (nước mắm) sản phẩm lên men dạng lỏng sản xuất nhờ trình thủy phân protein cá điều kiện nồng độ muối cao Người ta thường sản xuất dịch đạm cá cách trộn muối (20 - 30%) với cá nhỏ cá cơm, cá nục, cá mòi, cá sòng… ủ thùng kín Ở Châu Á số nước ven biển có thời tiết nóng Việt Nam, Thái Lan, Cambodia, Malaysia, Philipine Indonesia, phương pháp bảo quản hữu hiệu lâu đời (Beddows, 1985) Trong trình lên men, enzyme chịu muối cá vi sinh vật bên tác động vào thủy phân thịt cá điều kiện độ mặn cao để tạo nên dịch nước mắm suốt màu hổ phách có hàm lượng acid amin tự cao mùi vị thơm ngon đặc trưng Nếu chắt phần dịch lỏng thùng muối cá chừng, thời gian muối ngắn, ta thu bột cá nhão (Beddows, Saisithi, 1994) Orejana Liston (1981) nghiên cứu vai trò enzyme proteolytic sản phẩm nước mắm kết luận, enzyme đóng vai trị chủ yếu q trình phân giải thịt cá
enzyme tựa trypsin, protease khác cathepsin B đóng vai trị đáng kể làm tăng hàm lượng protein hòa tan sản phẩm nước mắm Mùi thơm nước mắm hợp chất mang mùi tạo thành, chúng bao gồm ba nhóm là: (a) mùi khai chủ yếu ammoniac trimetylamine, (b) mùi có lẽ acid béo thấp phân tử mà chủ yếu acid ethanoic n-butanoic, (c) mùi thịt: mùi phức tạp tổ hợp nhiều hợp chất bay phụ thuộc vào nguyên liệu cá dùng để muối mắm (Beddows cs, 1976) Brooks Reineccius (1976) trích ly nước mắm dichloromethane phân tích hợp chất trung tính base bay đến kết luận: trimethylamine, dimethylamine, methylamine, 2-methylpyrazine, 2,5-dimetylpyazine, acid hydroxypentanoic, lactone phenol hợp chất tham gia tạo nên mùi nước mắm Beddows thông báo nhận diện putrescine, cadaverine histamine loại nước mắm gọi “budu” (Malaysia) “nam-pla” (Thái lan) Saisithi (1994) tin màu nước mắm phản ứng biến nâu axit amin nước mắm với ribose, sản phẩm trình phân giải mơ cá sau chết từ ATP Nhiều nhà nghiên cứu thử bổ sung enzyme, mà chủ yếu proteinase thực vật bromelain, fi cin papain để thúc đẩy trình sản xuất nước mắm từ cá hay hàu (Beddow, 1976; Chuapoehuk &Raksakulthai, 1992; Trần Thị Luyến, 1994)
Thông thường, trình chín cá trích muối mắm kéo dài - 12 tháng Bằng cách bổ sung enzyme proteolytic trypsin chymotrypsin, người ta giảm thời gian xuống cịn tháng mà khơng ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan nước mắm loại (Chaveesuk cs, 1993) Gildberg cs (1984) thử nghiệm sản xuất nước mắm tháng từ cá cơm Stolephorus cho mùi vị sản phẩm hoàn tồn chấp nhận Để rút ngắn thời gian, họ sử dụng kỹ thuật áp dụng nồng độ muối thấp 5% pH vào lúc bắt đầu muối mắm Tuy nhiên, hầu mắm ngắn ngày, sản phẩm thu ngon có vị đắng (Sikorski cs, 1995) Ưu điểm lớn phương pháp lên men truyền thống hoạt tính enzyme giảm dần sản phẩm sau ổn định, cịn sót lại enzyme hoạt động (Gildberg, 1993)
(6)xay nhỏ với nồng độ 2,5% (Raksakulthai, Lee & Haard, 1986) Các tác giả cho biết rằng, mẫu nước mắm xử lý tụy tạng mực ưa chuộng có nồng độ acid amin cao so sánh với mẫu khác sản xuất nhờ protease, pronase, trypsin chymotrypsin từ nấm mốc
8 Protease sản xuất dịch cá ủ chua
Dịch cá ủ chua sản phẩm dạng lỏng làm từ cá nguyên hay phần cá, q trình sản xuất có bổ sung acid phân giải cá enzyme nội có mặt cá thực Gildberg Almas (1986) thông báo hai protease pepsin I pepsin II enzyme chiếm ưu nội tạng cá tuyết hoạt động tốt điều kiện acid pha lỏng Theo Arason, Thoroddson Valdimarsson (1990), sản xuất dịch cá ủ chua cách dùng nội tạng, phế thải từ công đoạn fi llet loại cá tạp, cá Ngày nay, người ta cho rằng, ủ chua cá phương cách hữu hiệu để giải vấn đề phế thải chế biến cá Quá trình sản xuất cá ủ chua gồm số cơng đoạn sau: xay nhỏ phế liệu cá, bổ sung lượng acid thích hợp để bảo quản, khuấy đảo cho enzyme nội cá tạo điều kiện acid thích hợp để hoạt động (đơi người ta tạo mơi trường lên men bazơ thay acid, nhiên trường hợp xảy ra) (Arason, 1994) Raa Gildberg (1976) ghi nhận môi trường acid lý tưởng để sản xuất cá ủ chua pH Các tác giả cho rằng, yếu tố hoạt độ enzyme nguyên liệu lúc ban đầu, điều kiện sinh lý cá đánh bắt, pH, nhiệt độ môi trường acid bảo quản đóng vai trị quan trọng cho q trình chín sau Mơi trường pH thấp yếu tố quan trọng để ngăn ngừa vi sinh vật phát triển, sau thời gian định cần phải vô hoạt enzyme cách gia nhiệt thời gian ngắn chừng 10 phút 800C (Arason, 1994).
Các nhà nghiên cứu Raa, Gildberg Strom (1983) đề nghị phương pháp ủ chua cá cách phối trộn với hỗn hợp acid formic propionic 1,5 - 2% giữ ba ngày nhiệt độ 30 - 350C
Quá trình tự phân giải có tác dụng tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách lớp mỡ khỏi dịch cá Tuy nhiên, Backoff (1976) nhận thấy rằng, sau tuần nhiệt độ 23 - 300C, có khoảng 80%
protein hỗn hợp ủ chua hịa tan q trình ủ chua diễn chậm enzyme tham gia có hoạt độ proteolytic thấp
Sau tuần bảo quản, hỗn hợp dịch cá ủ thường lắng thành ba tầng: tầng bề mặt dịch lipid - protein,
tầng dịch lỏng chứa chất hòa tan tầng cặn Thành phần acid amin giữ nguyên khơng đổi sau kết thúc q trình ủ chua, nhiên, tryptophan bị phân giải điều kiện môi trường acid Raa & Gildberg (1976) nhận thành phần lớp hòa tan thùng cá ủ chua khác so với lớp cặn, lớp cặn khơng có hydroxyproline giàu cysteine/cystine, hàm lượng amino acid tạo mùi cao
Raa (1997) thơng báo rằng, có số peptids sinh q trình ủ chua có tác dụng kích thích hệ miễn dịch, nhiều hợp chất giúp cải thiện sức khỏe động vật sử dụng dịch cá ủ chua làm thức ăn bổ sung Nguyên nhân điều có lẽ số chất kháng sinh thực chất peptid mạch ngắn trình ủ chua tạo sản phẩm tương tự (Shahidi, 1994)
9 Sử dụng protease sản xuất bột đạm cá thủy phân
Dùng protease xử lý để sản xuất bột đạm cá thủy phân cách tốt để sử dụng nguồn nguyên liệu cá tạp rẻ tiền, phụ phẩm từ qui trình chế biến cá fi llet phế thải cá nhằm tạo sản phẩm với tính chất chức vượt trội (Mohr, 1980; Shahidi, 1995; Stefansson, 1990) Phương pháp sử dụng rộng rãi nhằm cải thiện tính hịa tan số tính chất chức phụ thuộc độ hòa tan protein cá (Mohr, 1980; Shahidi cs, 1995)
Các nghiên cứu sản xuất bột đạm cá thủy phân năm 1960 đạt kết đáng khích lệ FDA (Food and Drug Administration - Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Mỹ) thông qua tên gọi bột đạm cá thủy phân “fi sh protein concentrate” thay cho tên gọi trước đơn giản bột cá “fi sh powder” Protein cá dùng để bổ sung giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm từ ngũ cốc, dùng nguyên liệu thành phần cho sản xuất loại bột dịch uống cho người ăn kiêng, sản xuất thức ăn gia súc Đây giải pháp đầy hứa hẹn để sản xuất dịch thay sữa mẹ cho vật ni cịn nhỏ tạo nên tính chất ưu việt cho chế độ dinh dưỡng vật nuôi (Strom & Raa, 1991) Onodenalore Shahidi (1996) thông báo rằng, trình thủy phân protein cá enzyme đóng vai trị thật quan trọng để tạo sản phẩm với tính chất chức độc đáo có lợi cho sức khỏe
(7)quy trình này, enzyme proteolytic xúc tác thủy phân cắt liên kết peptid phân tử protein polypeptid để sản sinh peptid thấp phân tử amino acid Cả hai qui trình đơn giản: cá sau xay nhỏ trộn với enzyme (có thể enzyme thân cá từ nguồn thực vật, động vật, vi sinh vật bên ngồi), sau ủ điều kiện tối ưu cho enzyme hoạt động (Mohr, 1980; Owens & Mendoza, 1985) Loại enzyme sử dụng thơng số q trình chế biến định đặc tính sản phẩm thu Hơn nữa, điều kiện phân giải nhẹ nhàng (thời gian thủy phân ngắn, nhiệt độ vừa phải) thật quan trọng để thu sản phẩm với tính chất hệ nhũ tương dạng gel (Sikorski cs, 1995) Venugopal Shahidi (1995) thông báo rằng, q trình thủy phân kéo dài thiếu kiểm sốt tạo sản phẩm peptid ngắn mạch thiếu tính chất chức protein nguyên thủy làm sản phẩm bị đắng Như vậy, mức độ thủy phân protein đóng vai trị quan trọng việc thu nhận sản phẩm
Trong nghiên cứu Đỗ Văn Ninh (2004), protease nội tạng cá (thu, ngừ) gan mực ống ứng dụng thành công thủy phân thịt cá mối để thu dịch đạm đậm đặc bột đạm cá Sản phẩm thu có tiêu hóa học khơng khác nhiều, dịch đạm bột đạm thu sử dụng protease từ cá thu cho giá trị cảm quan cao
Nhìn chung, trình thủy phân protein cá có bổ sung enzyme từ nguồn ngồi phức tạp đắt chi phí cho lượng enzyme cần bổ sung chiếm tỉ lệ đáng kể giá thành sản phẩm Một vấn đề liên quan đến qui trình ngắn ngày tạo thành peptid không ưa nước tạo nên vị đắng (Simpson & Haard, 1987a) Haard (1998) thông báo rằng, ruột lồi thủy sản
khơng xương sống có chứa nhiều loại amino- carbopeptidase ứng dụng để khử đắng cho sản phẩm thủy phân từ cá So với protease từ nguồn vi sinh vật áp dụng, protease nội cá có tính đặc hiệu độc đáo chun biệt, vậy, đáp ứng tốt yêu cầu qui trình sản xuất đạm cá thủy phân (Han, 1993)
III KẾT LUẬN
Như vậy, so với enzyme sử dụng sản xuất thực phẩm, ứng dụng enzyme có nguồn gốc thủy sản cịn hạn chế Cho dù coi phương tiện hữu ích đầy hứa hẹn ứng dụng thành công số lĩnh vực, việc nghiên cứu enzyme từ nguyên liệu thủy sản đòi hỏi đầu tư nghiên cứu nghiêm túc Việc tận thu enzyme qui mô công nghiệp giai đoạn thử nghiệm cần nghiên cứu tiếp tục Để có hướng phát triển tốt, cần đầu tư để có thêm hiểu biết không enzyme mà qui trình sản xuất áp dụng phát triển công nghệ để đáp ứng yêu cầu khác nhiều loại thực phẩm
Bên cạnh mong muốn tận dụng enzyme vào mục đích chế biến thực phẩm, cần phải trọng đến khía cạnh kinh tế trình, cần kiểm chứng khả ứng dụng vào thực tế Điều chủ yếu liên quan đến giá thành sản phẩm sản xuất cách ứng dụng enzyme, việc tách chiết chúng khỏi nguồn tự nhiên trước sử dụng hạn chế lớn làm tăng giá thành Chúng ta cần thực nhiều nghiên cứu để nhận diện loại enzyme đặc chủng nhất, tiềm điều kiện hoạt động tối ưu chúng, có nhiều hy vọng ứng dụng loại enzyme vào sản xuất tạo sản phẩm giá thành rẻ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1 Đỗ Văn Ninh, 2004 Tối ưu hóa q trình phân giải protein proteza thịt cá thử nghiệm sản xuất sản phẩm từ protein thủy phân. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Trường Đại học Thủy sản Nha Trang
Tiếng Anh
2 An, H., Peters, M.Y., & Seymour, T.A., 1996 Role of endogenous enzymes in surimi gelation Trends in Food Science & Technology, 7: 321-327
3 Beddows, C.G., & Ardeshir, A.G., 1979 The production of soluble fi sh protein solution for use in fi sh sauce manufacture I The use of added enzyme Journal of Food Technology, 14: 603-612
4 Borresen, T., 1992 Biotechnology, by-products and aquaculture In E G.Bligh (Ed.) Seafood science and technology Oxford, UK: Maston Book Services Ltd.: 278-287