Lời Mở Đầu Sản xuất thực phẩm có đặc điểm là các nguyên liệu chính thường có nguồn gốc từ sinh vật.Mỗi nguyên liệu và mỗi thành phần đều chứa các chất hợp phần của tế bào, đặc biệt là các enzyme.Do đó, các phản ứng hóa học xảy ra trong nguyên liệu cũng như trong quá trình sản xuất, thực chất là những phản ứng enzyme. Do các phản ứng enzyme mà chất lượng của các nguyên liệu trong quá trình bảo quản và cất giữ có thể tổn thất, giảm sút và cũng nhờ phản ứng enzyme mà tạo ra được các trạng thái, kết cấu và hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Các biện pháp công nghệ trong sản xuất thực phẩm là tìm cách kìm hãm hoạt độ các enzyme hoặc tạo các điều kiện để chúng hoạt động đến mức tối đa. Vì vây với đề tài “Tổng quan về sử dụng chế phẩm enzyme trong sản xuất thực phẩm” sẽ giúp chúng ta tìm hiểu thật kỹ và hiểu rõ them về enzyme. I. Tổng Quan về enzyme. 1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển công nghệ enzyme Do enzyme học được coi như cột sống của hóa sinh học nên phần lớn các nghiên cứu hóa sinh từ trước đến nay đều liên quan nhiều đến enzyme. Về sự phát triển của học thuyết enzyme, có thể chia thành 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: trước thế kỷ thứ XVII • Trước thế kỷ XVII người ta đã biết sử dụng các quá trình enzyme trong đời sống song chỉ có tính chất kinh nghiệm thực tế và thông qua hoạt động của vi sinh vật.( Đó là các quá trình lên men rượu, muối dưa, làm tương và nước chấm…) Ở thời kỳ này người ta chưa hiểu về bản chất enzyme và các quá trình lên men. Giai đoạn 2: từ thế kỷ XVII đến nửa đầu thế kỷ XIX • Ở giai đoạn này các nhà bác học đã tiến hành tìm hiểu bản chất của các quá trình lên men, nghiên cứu bản chất của sự tiêu hóa. • Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg đã phát hiện nước chiết của mầm đại mạch có khả năng chuyển hóa tinh bột thành đường ở nhiệt độ thường. Đây là công trình đầu tiên thu được chế phẩm amylase ở dạng dung dịch và lịch sử enzyme học thực sự được xem như bắt đầu từ đây. Giai đoạn 3: từ giữa thế kỷ XIX đến 30 năm đầu của thế kỷ XX • Ở giai đoạn này một số lượng rất lớn các enzyme ở dạng hòa tan đã được tách chiết. • Trong thời kỳ này, có hai trường phái chống đối lẫn nhau 1.Trường phái Pasteur ( Pháp ) : Năm 1856 Pasteur đã đề cập đến bản chất của quá trình lên men. Ông cho rằng không thể tách các enzyme khỏi tế bào. Pasteur đã chia các enzyme thành 2 loại: enzyme có tổ chức( ferment) và enzyme không có tổ chức” (enzym) Theo ông, các enzyme có tổ chức là những enzyme không thể tách khỏi tế bào, khi tách chúng sẽ bị mất tác dụng xúc tác như các enzyme của các tế bào nấm men thực hiện quá trình lên men rượu; còn các enzyme không có tổ chức là các enzyme có thể thực hiện tính xúc tác của nó ngoài cơ thể như các enzyme có trong dịch tiêu hóa (ví dụ Pepsin ở trong dạ dày, amylase ở trong tuyến nước bọt, trong mầm thóc...) Năm 1878 Kuhne đã đề nghị dùng danh từ ferment (từ tiếng Latinh: fermentatio = lên men) để gọi các enzyme có tổ chức và đã gọi các chất chiết có tác dụng xúc tác cho phản ứng hóa học là các enzyme (từ chữ Hy Lạp: en = bên trong, zyme = men rượu, tức là ở trong nấm men để gọi các enzyme không có tổ chức. Danh từ enzyme được xuất phát từ đây. 2. Trường phái Liebig: Ông cho rằng có thể không có hoạt động của các tế bào vi sinh vật cũng có quá trình lên men. Điều đó có nghĩa là ông coi enzyme như là một chất hóa học gây nên hiệu quả tương tự như các chất xúc tác, tác dụng cả ở trong và ngoài tế bào, không phụ thuộc vào hoạt động sống cúa vi sinh vật. Mặc dù vậy ông vẫn thất bại vì thực nghiệm không chứng minh được quan điểm trên Năm 1897, H. Büchner Đức bằng cách phân huỷ tế bào đã nhận được dịch chiết nấm men, chứng tỏ quá trình lên men rượu không phải là kết quả của hoạt động sống của tế bào nấm men mà là kết quả tác dụng của các enzyme vốn có trong các tế bào. Do đó, quan điểm sai lầm của Pasteur đến lúc này mới hoàn toàn bị đánh đổ, mở ra một thời kỳ phát triển mới của ngành enzyme học. Giai đoạn 4: từ những năm 30 của thế kỷ XX đến nay. • 1926 Sumner thành công trong việc tạo ra enzyme đầu tiên (ureaza) được kết tinh từ protein trong hạt đậu tương • 1981 Cech đã phát hiện một RNA có hoạt tính xúc tác như enzyme và gọi là ribozyme .Do đó enzyme không nhất thiết phải là protein (giải Nobel năm1989) • Năm 1969 người ta đã tổng hợp được enzyme đầu tiên là ribonuclease (Denkewalter và Hirschmann, Gutte và Merrifield). Đây là enzyme gồm 124 amino acid, bền với nhiệt, có thể đun nóng lên 800C với thời gian ngắn. • Nhờ áp dụng những thành tựu và nghiên cứu, người ta đã chú ý nghiên cứu việc ứng dụng enzym , tận dụng các nguyên liệu giàu enzyme để tách enzyme, dùng chế phẩm enzyme này để chế biến các nguyên liệu khác nhau hoặc sử dụng vào mục đích khác nhau. ( sản xuất, y học…) 2. Khái niệm về enzyme ENZYME là chất xúc tác sinh học được hình thành trong tế bào dưới dạng hợp chất protein có cấu trúc hóa học rất đặc thù.trong tế bào sinh vật luôn xẩy ra quá trình trao đổi chất, enzyme góp phần thúc đẩy quá trình phản ứng hóa học xẩy ra ở điểu kiện bình thường với tốc độ cực nhanh mà không cần sự hỗ trợ của các yếu tố như nhiệt độ , áp suất… enzyme có thể thu nhận ở các cơ thể sống khác nhau động vật ,thức vật , vi sinh vật Enzyme trong cơ thể sinh vật với chức năng là xúc tác chọn lọc, đóng vai trò định hướng tất cả các phản ứng trong tế bào khi ở ngoài tế bào có nhiều enzyme vẫn có khả năng hoạt động tương tự.chính vì lý do đó khi tách được các enzyme ra khỏi cơ thể sống ở mức độ thuần khiết khác nhau người ta có thể sử dụng trong nhiều lĩnh vực . nguồn enzyme quan trọng hiện nay hầu hết lấy từ vi sinh vật. Hiện nay, người ta đã khám phá ra trên 2000 enzyme và mỗi loại enzyme xúc tác mỗi loại phản ứng khác nhau.trong đó có trên 200 enzyme thu được dưới dạng tinh khiết ở trạng thái tinh thể. 3. Cấu trúc của enzyme Enzyme là protein đặc biệt. Ngoài cấu trúc giống như cấu trúc bình thường của một protein, enzyme còn có cấu trúc rất đặc biệt liên quan đến hoạt động của enzyme. Không phải toàn bộ các phần của enzyme đều tham gia vào hoạt động xúc tác, mà chỉ có những bộ phận rất đặc biệt mang tính đặc hiệu trong phân tử protein mới tham gia xúc tác phản ứng. Bộ phận đặc hiệu này được gọi là trung tâm hoạt động của enzyme. Phần còn lại đóng vai trò như một cái khung, giữ cho cấu trúc không gian thích hợp với khả năng xúc tác. Nếu bị tác động bởi các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, pH, nồng độ các chất, bộ khung này sẽ biến đổi cấu trúc không gian.
TR ƯỜ N G PH Ẩ M TP.HCM ĐẠI H Ọ C CÔNG NGHI ỆP TH Ự C TI ỂU LU ẬN PH ỤGIA TH Ự C PH ẨM Tổng quan sử dụng chế phẩm enzyme sản xuất thực phẩm GVHD: Nguy ễn Phú Đức Mục Lục Lời Mở Đầ u Sản xuất thực phẩm có đặc điểm ngun liệu thường có nguồn gốc từ sinh vật.Mỗi nguyên liệu thành phần chứa chất hợp phần tế bào, đặc biệt enzyme.Do đó, phản ứng hóa học xảy nguyên li ệu trình sản xuất, thực chất phản ứng enzyme Do phản ứng enzyme mà chất lượng nguyên liệu q trình bảo quản cất giữ tổn thất, giảm sút nhờ phản ứng enzyme mà tạo trạng thái, kết cấu hương vị đặc trưng cho sản phẩm Các biện pháp cơng nghệ sản xuất thực phẩm tìm cách kìm hãm hoạt độ enzyme tạo điều kiện để chúng hoạt động đến mức tối đa Vì vây với đề tài “Tổng quan sử dụng chế phẩm enzyme sản xuất thực phẩm” giúp tìm hiểu thật kỹ hiểu rõ them enzyme I T Quan v ề enzyme Lịch s nghiên c ứu phát tri ển công ngh ệ enzyme Do enzyme học coi cột sống hóa sinh học nên phần lớn nghiên cứu hóa sinh từ trước đến liên quan nhiều đến enzyme - Về phát triển học thuyết enzyme, chia thành giai đoạn: - Giai đoạn 1: trước kỷ thứ XVII • Trước kỷ XVII người ta biết sử dụng q trình enzyme đời sống song có tính chất kinh nghiệm thực tế thông qua hoạt động vi sinh vật ( Đó q trình lên men rượu, muối dưa, làm tương nước chấm…) Ở thời kỳ người ta chưa hiểu chất enzyme trình lên men - Giai đoạn 2: từ kỷ XVII đến nửa đầu kỷ XIX • Ở giai đoạn nhà bác học tiến hành tìm hiểu chất trình lên men, nghiên cứu chất tiêu hóa • Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg phát nước chiết mầm đại mạch có khả chuyển hóa tinh bột thành đường nhiệt độ thường Đây cơng trình thu chế phẩm amylase dạng dung dịch lịch sử enzyme học thực xem - Giai đoạn 3: từ kỷ XIX đến 30 năm đầu kỷ XX • Ở giai đoạn số lượng lớn enzyme dạng hịa tan tách chiết • Trong thời kỳ này, có hai trường phái chống đối lẫn 1.Trường phái Pasteur ( Pháp ) : - Năm 1856 Pasteur đề cập đến chất trình lên men Ơng cho khơng thể tách enzyme khỏi tế bào Pasteur chia enzyme thành loại: "enzyme có tổ chức"( ferment) "enzyme khơng có tổ chức” (enzym) - Theo ơng, "enzyme có tổ chức" enzyme tách khỏi tế bào, tách chúng bị tác dụng xúc tác enzyme tế bào nấm men thực q trình lên men rượu; cịn "enzyme khơng có tổ chức" enzyme thực tính xúc tác ngồi thể enzyme có dịch tiêu hóa (ví dụ Pepsin dày, amylase tuyến nước bọt, mầm thóc ) - Năm 1878 Kuhne đề nghị dùng danh từ "ferment" (từ tiếng Latinh: fermentatio = lên men) để gọi "enzyme có tổ chức" gọi chất chiết có tác dụng xúc tác cho phản ứng hóa học enzyme (từ chữ Hy Lạp: en = bên trong, zyme = men rượu, tức "ở nấm men" để gọi enzyme "khơng có tổ chức" Danh từ enzyme xuất phát từ Trường phái Liebig: - Ông cho khơng có hoạt động tế bào vi sinh vật có q trình lên men Điều có nghĩa ơng coi enzyme chất hóa học gây nên hiệu tương tự chất xúc tác, tác dụng ngồi tế bào, khơng phụ thuộc vào hoạt động sống cúa vi sinh vật Mặc dù ông thất bại thực nghiệm khơng chứng minh quan điểm - Năm 1897, H Büchner Đức cách phân huỷ tế bào nhận dịch chiết nấm men, chứng tỏ q trình lên men rượu khơng phải kết hoạt động sống tế bào nấm men mà kết tác dụng enzyme vốn có tế bào Do đó, quan điểm sai lầm Pasteur đến lúc hoàn toàn bị đánh đổ, mở thời kỳ phát triển ngành enzyme học - Giai đoạn 4: từ năm 30 kỷ XX đến • 1926 Sumner thành công việc tạo enzyme (ureaza) kết tinh từ protein hạt đậu tương • 1981 Cech phát RNA có hoạt tính xúc tác enzyme gọi ribozyme Do enzyme khơng thiết phải protein (giải Nobel năm1989) • Năm 1969 người ta tổng hợp enzyme ribonuclease (Denkewalter Hirschmann, Gutte Merrifield) Đây enzyme gồm 124 amino acid, bền với nhiệt, đun nóng lên 800C với thời gian ngắn • Nhờ áp dụng thành tựu nghiên cứu, người ta ý nghiên cứu việc ứng dụng enzym , tận dụng nguyên liệu giàu enzyme để tách enzyme, dùng chế phẩm enzyme để chế biến nguyên liệu khác sử dụng vào mục đích khác ( sản xuất, y học…) Khái ni ệm v ề enzyme ENZYME chất xúc tác sinh học hình thành tế bào dạng hợp chất protein có cấu trúc hóa học đặc thù.trong tế bào sinh vật xẩy q trình trao đổi chất, enzyme góp phần thúc đẩy q trình phản ứng hóa học xẩy điểu kiện bình thường với tốc độ cực nhanh mà khơng cần hỗ trợ yếu tố nhiệt độ , áp suất… enzyme thu nhận thể sống khác động vật ,thức vật , vi sinh vật Enzyme thể sinh vật với chức xúc tác chọn lọc, đóng vai trò định hướng tất phản ứng tế bào ngồi tế bào có nhiều enzyme có khả hoạt động tương tự.chính lý tách enzyme khỏi thể sống mức độ khiết khác người ta sử dụng nhiều lĩnh vực nguồn enzyme quan trọng hầu hết lấy từ vi sinh vật Hiện nay, người ta khám phá 2000 enzyme loại enzyme xúc tác loại phản ứng khác nhau.trong có 200 enzyme thu dạng tinh khiết trạng thái tinh thể Cấu trúc enzyme Enzyme protein đặc biệt Ngồi cấu trúc giống cấu trúc bình thường protein, enzyme cịn có cấu trúc đặc biệt liên quan đến hoạt động enzyme Không phải toàn phần enzyme tham gia vào hoạt động xúc tác, mà có phận đặc biệt mang tính đặc hiệu phân tử protein tham gia xúc tác phản ứng Bộ phận đặc hiệu gọi trung tâm hoạt động enzyme Phần cịn lại đóng vai trị khung, giữ cho cấu trúc khơng gian thích hợp với khả xúc tác Nếu bị tác động điều kiện bên nhiệt độ, pH, nồng độ chất, khung biến đổi cấu trúc không gian 4 Phân loại enzyme Năm 1960, hiệp hội hóa sinh quốc tế (IUB) thống phân loại enzyme làm lớp đánh số thứ tự từ đến Các số thứ tự cố định cho lớp Mỗi lớp lại chia làm nhiều tổ, tổ lại chia làm nhiều nhóm, thế, theo hệ thống phân loại, enzyme thường có chữa số: số thứ lớp, số thứ tổ, số thứ nhóm, số thứ enzyme Oxydoreductase: enzyme xúc tác cho phản ứng oxy hóa khử Transpherase: enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển vị Hydrolase: enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân Liase: enzyme xúc tác cho phản ứng phân cắt không cần nước, loại nước tạo thành liên kết đôi kết hợp phân tử nước vào liên kết đôi Isomerase: enzyme xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa Ligase: enzyme xúc tác cho phản ứng tổng hợp có sử dụng liên kết giàu lượng ATP… 5.Tính chất c enzyme enzym có chất protein nên có tất thuộc tính lý hóa protein Đa số enzym có dạng hình cầu khơng qua màng bán thấm có kích thước lớn tan nước dung môi hữu phân cực khác, không tan ete dung môi không phân cực không bền tác dụng nhiệt độ, nhiệt độ cao enzym bị biến tính Mơi trường acid hay bazơ làm enzym khả hoạt động enzym có tính lưỡng tính: tùy pH môi trường mà tồn dạng: cation,anion hay trung hịa điện enzym chia làm hai nhóm: enzym cấu tử (chỉ chứa protein) pepsin, amylase enzym hai cấu tử (trong phân tử có nhóm khơng phải protein) Trong phân tử enzym hai cấu tử có hai phần • • apoenzym: phần protein (nâng cao lực xúc tác enzym, định tính đặc hiệu) coenzym: phần protein (trực tiếp tham gia vào phản ứng enzym), chất hợp chất hữu phức tạp 6 Ứng d ụng c enzyme : - Trong thực phẩm : +sản xuất bia , nước giải khát :amylase ,papain ,peptinase - Trong y dược : + Tính đặc hiệu -> điều chế dược phẩm Vd: chitin ->chitinase ,esterase -> glucosamin -> kháng sinh + Chữa bệnh : ribonuclease chữa bệnh nhiểm virus ( vd : viêm não) + Phát bệnh : aldolase : viên gan ; creatinkinnase: nhồi máu tim… + Sản xuất định lượng kháng sinh : • • Kháng sinh bán tổng hợp : bền , độc ,hoạt tính mạnh ,khơng dị ứng Vi sinh vật -> kháng sinh -> enzyme -> khánh sinh bán tổng hợp Vd :penicillin -> penicillinase,acylase -> penicillin acid - số ngành công nghiệp khác : + thuộc gia :protease làm mềm ,tách lông, da + giặt tẩy, mỹ phẩm,… + giải vấn đề lượng II Vai trị c enzyme cơng ngh ệ s ản xu ất m ột s ố lo ại bánh n ướng Trong vài thập kỷ gần đây, enzyme amylaza thu nhận từ malt n ấm m ốc sử dụng sản xuất bánh mỳ nước Châu Âu Mỹ Sự tiến b ộ nhanh chóng cơng nghệ sinh học sản xuất số lớn chế phẩm enzyme quan trọng có sẵn để sử dụng cơng nghệ bánh nướng Tầm quan trọng c ch ế ph ẩm enzyme đáp ứng nhu cầu sở thích người tiêu dùng thích dùng sản phẩm tự nhiên sản phẩm có sử dụng phụ gia hóa học Chẳng hạn, enzyme sử dụng để thay kali bromat KBrO 3, phụ gia hóa học bị ngăn cấm số lớn Quốc gia, nhiên Việt Nam s d ụng B ột malt ph ần chi ết từ malt sử dụng phần bổ sung enzime malt giàu alpha amylase Các sản phẩm sơ chế malt thương mại khác biệt lớn hoạt độ enzime chúng chế phẩm enzime công nghiệp thu nhận t vi sinh v ật cung cấp với hoạt lực tiêu chuẩn Bảng : liệt kê vài tính chất bánh nướng cải thiện cách sử dụng chế phẩm enzyme công nghiệp thu nhận từ vi sinh vật Enzyme Nguồn gốc Ảnh hưởng Fungal alpha -amylase Aspergillus oryzae Maltogenic alpha amylase Glucose oxidase Bacillus subtilis Chủng Aspergilluss Penicillum Tối ưu hóa q trình lên men nhằm thu cấu trúc lỗ hổng ruột bánh thể tích ổ bánh to Cải thiện thời hạn sử dụng Oxy hóa nhóm sulphydryl tự gluten nhằm làm yếu chúng bột nhào tốt đàn hồi Cải thiện tình trạng bột nhào cách sản sinh tế bào khí nhỏ kết cấu mượt màu ruột bánh trắng Làm trắng làm bột nhào Cải thiện tình trạng bột nhào Dễ thao tác tay cấu trúc ruột bánh cải thiện Làm yếu gluten nhằm cung cấp đặc tính dẽo cần thiết bột nhào bánh qui Lipase Lipoxygenase Xylanase Trichoderma longibrachiatum Fungal Protease Aspergillus oryzae III Tên & tính ch ất, ứng d ụng c m ột s ố ch ế ph ẩm enzyme s d ụng th ực ph ẩm t ại th ị tr ườ ng VN hi ện Protease Việc sử dụng chế biến làm mềm thịt ứng dụng có tính truyền thống Nhân dân ta từ lâu dùng thơm để nấu canh thịt bò; dùng rau sống chuối chát, vả kết hợp thức ăn nhiều thịt; đu đủ chống táo bón…mà thực chất sử dụng papain, bromelain, fixin Ngườ i Nga dùng protease từ hạt đậ u tươ ng mầm để làm mềm thịt Ngoài khả phân giải để làm mềm thịt, tạo thức ăn dễ tiêu hóa, cơng nghệ sản xuất loại dịch thủy phân giàu protein đượ c áp dụng cách có hiệu tính protease Enzyme cơng cụ để chế biến phế liệu công nghiệp thực phẩm thành thức ăn cho ngườ i vật nuôi Ngườ i ta cịn khai thác tính đơng tụ renin, pepsin vào công nghiệp thực phẩm sản xuất phomat Giới Thiệu enzyme Protease Protease enzyme xúc tác thủy phân liên kết peptit (CO-NH) phân tử protein chất tương tự Phản ứng thủy phân liên kết peptide Nhiều Protease có khả liên kết este vận chuyển acid amin Theo phân loại quốc tế enzyme thuộc nhóm chia thành phân nhóm phụ: - Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit đầu nitơ mạch polypeptit - Cacboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit đầu cacbon mạch polypeptit Cả hai phân nhóm enzyme exo – peptidase - Dipeptidhydrolase: Xúc tác thủy phân liên kết dipepit - Proteinase: Xúc tác thủy phân liên kết peptid nội mạch Protease cần thiết cho sinh vật sống, đa dạng chức từ mức độ tế bào, quan đến thể nên phân bố rộng rãi nhiều đối tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm virus) đến thực vật (đu đủ, dứa ) động vật (gan, dày bê ) Trong thể, Protease đảm nhiệm nhiều chức nǎng sinh lý như: hoạt hóa zymogen, đông máu phân hủy sợi fibrin cục máu đơng, giải phóng hormon peptid có hoạt tính sinh học từ tiền chất, vận chuyển protein qua màng Ngồi ra, Protease hoạt động yếu tố phát triển tế bào ác tính tế bào bình thường tǎng phân chia tế bào, sinh tổng hợp ADN So với Protease động vật thực vật, Protease vi sinh vật có đặc điểm khác biệt Trước hết hệ Protease vi sinh vật hệ thống phức tạp bao gồm nhiều enzyme giống cấu trúc, khối lượng hình dạng phân tử nên khó tách dạng tinh thể đồng Cũng phức hệ gồm nhiều enzyme khác nên Protease vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thủy phân triệt để đa dạng Hình Cấu trúc khơng gian enzyme Protease Cellulase Cellulose thành phần tế bào thực vật, có mặt loại rau nguyên liệu,phế liệu ngành trồng trọt lâm nghiệp Nhưng người động vật khơng có khả phân giải cellulose Nó có giá trị làm tăng tiêu hóa, với lượng lớn trở nên vơ ích hay cản trở tiêu hóa Chế phẩm cellulase thường dùng để: Tăng chất lượng thực phẩm thức ăn gia súc Tăng hiệu suất trích ly chất từ nguyên liệu thực vật Ứng dụng trước tiên cellulase chế biến thực phẩm dùng để tăng độ hấp thu, nâng cao phẩm chất vị làm mềm nhiều loại thực phẩm thực vật Đặc biệt thức ăn cho trẻ nói chung chất lượng thực phẩm tăng lên - Một số nước dùng cellulase để xử lý loại rau bắp cải, hành, cà rốt, khoai tây, táo lương thực gạo Người ta xử lý chè, loại tảo biển… Trong sản xuất bia, tác dụng cellulase hay phức hệ citase có cellulase, thành tế bào hạt đại mạch bị phá hủy tạo điều kiện tốt cho tác động protease đường hóa Trong sản xuất agar-agar, tác dụng chế phẩm cellulase làm tăng chất lượng agar-agar so với phương pháp dùng acid để phá thành tế bào Đặt biệt việc sử dụng chế phẩm cellulase để tận thu phế liệu thực vật đem thủy phân, dùng làm thức ăn gia súc công nghệ lên men Những ứng dụng cellulase công nghiệp thực phẩm có kết tốt Tuy nhiên hạn chế lớn khó thu chế phẩm có cellulase hoạt độ cao Amylase Chế phẩm amylase dùng phổ biến số lãnh vực công nghiệp thực phẩm sản xuất bánh mì, glucose, rượu , bia Trong sản xuất bánh mì, chế phẩm amylase làm thay đổi hồn tịan chất lượng bánh mì hương vị, màu sắc, độ xốp Chế phẩm amylase cho chất lượng bánh mì tốt dạng phức hợp với protease Trong sản xuất bánh kẹo người ta thường dùng maltose sản phẩm thủy phân tinh bột amylase glucose glucoamylase Chính glucoamylase, yếu tố làm tăng hiệu suất sản xuất rượu Trong sản xuất bia, viêc sử dụng amylase có hạt nẩy mầm thay malt góp phần đáng kể việc giảm giá thành • Ứng Dụng sản xuất bia: Trong công nghệ sản xuất bia, người ta thường sử dụng enzym amylase có mầm đại mạch để thủy phân tinh bột có mầm đại mạch Ngồi ra, người ta cịn sử dụng enzym khác có mầm đại mạch để thủy phân chuyển hóa chất không tan sang trạng thái tan chuyển protein, cellulose,… sang amino acid glucose Các trình công nghệ thực hàng ngàn năm nhiều nước giới so với loại enzym amylase từ nguồn khác , amylase từ thóc đại mạch nảy mẩm sử dụng với số lượng nhiều • Q trình hạt đại mạch nảy mầm trình sinh tổng hợp enzym amylase nhiều enzym khác Nhờ tổng hợp enzym mà hạt tiến hành trình tự thủy phân tinh bột, protein hợp chất khác để cung cấp nguyên liệu lượng cho hạt nảy mầm trình sinh lý bình thường trình nảy mầm hạt trình nảy mầm trình trao đổi chất trình sinh lý hạt chuyển từ trạng thái lượng dự trữ sang trạng thái lượng phát triển • Lợi dụng quy luật sinh lý bình thường hạt, loài người biết can thiệp khoa học để trình để trình tiến hành nhanh hơn, mạnh biết ngưng giai đoạn dịnh, phục vụ cho mục đích việc tạo sản phẩm bia lúa mạch sản xuất nơng nghiệp Ứng Dụng Trong sản xuất bánh Mì: Cać chế phâm ̉ Enzyme tinh khiêt́ dung ̀ để tăng cường và điêù chinh ̉ công nghệ cuả nhiêù loaị san̉ phâm ̉ đó có san̉ xuât́ banh ́ mì Nguồn Enzyme thường sử dụng malt Tuy nhiên năm gần đây, nguồn nguyên liệu malt thay nguồn nguyên liệu từ nấm sợi, t rong đó có Amylase lam ̀ tăng chât́ lượng banh ́ mì Chế phẩm Enzyme từ nấm sợi chủ yếu thu nhận từ Asp.orysee có pH tối ưu 4,5 – 5,5 Trong công nghiêp̣ san̉ xuât́ banh ́ mì Enzyme Amylase có tać dung ̣ lam ̀ giam ̉ đô ̣ dinh, ́ tăng độ đaǹ hôì cuả bôṭ nhao, ̀ tăng mùi thơm, tăng nhanh thể tích bánh va ̀ rut́ ng ắn thời gian nhaò α-Amylase cuả nâm ́ s ơi, chiụ acid h ơn và nhaỵ cam ̉ v ới nhiêṭ đô ̣ h ơn là αAmylase cuả haṭ và cuả vi khuân ̉ S ự tác động t ương h ỗ kh ả n ăng chuy ển hóa c Enzyme cho vào trình chế biến hoạt động nấm men s ẽ làm t ăng nhanh chất lượng bánh đảm bảo mục đích Nhiêṭ độ thich ́ h ợp đôí v ới tać dung ̣ cuả α-Amylase nâm ́ s ợi là 500C và bị ức chê ́ nhiêṭ độ 65 - 680C Do hoaǹ toaǹ bị ức chế ca ć giai đoaṇ khać cuả quá trinh ̀ nướng nên α-Amylase nâm ́ môć không kip̣ phat́ huy tać dung ̣ dextrin hoá tinh bôṭ và vi ̀ vâỵ không lam ̀ giam ̉ chât́ l ượng ruôṭ banh ́ Đông ̀ th ời α-Amylase nâm ́ s ợi laị có tać dung ̣ đường hoá và taọ khí manh ̣ nên rut́ ng ắn qua ́ trinh ̀ chuân̉ bị bôṭ nhaò va ̀ lam ̀ chât́ l ượng banh ́ đượ c tôt́ h ơn Khi ta sử dụng chế phẩm Enzyme từ nấm sợi Asp.orysee hay Asp.awamori, lượng đường khử amino acid tự tăng lên Đây nguyên nhân d ẫn t ới s ự tạo thành màu mùi sản xuất bánh mì Ý nghĩa quan trọng việc sử dụng chế phẩm Enzyme sản xuất bánh mì ta sử dụng Enzyme, nhờ hoạt động mà lượng đường tạo thành từ từ, không tập trung nhiều giai đoạn đầu giai đoạn cuối trình nhào b ột Chính thế, Enzyme chất điều hịa có hiệu cho q trình lên men, t ạo CO2 suốt trình kỹ thuật Như vậy, góc độ ta sử dụng Enzyme sản xuất bánh mì yếu tố điều khiển kỹ thuật cho trình sản xuất Dextrinase và maltose cuả nâm ́ s ợi có tać dung ̣ h ỗ tr ợ cho α-Amylase Dextrinase thuy ̉ phân cać dextrin cuôí cung ̀ cho đêń maltose So v ới β-Amylase dextrinase taọ ̀ đườ ng nhiêù h ơn Maltose thuỷ phân dextrin và maltose đêń glucose Hoaṭ độ cuả Enzyme đượ c đặ c tr ưng b ằng l ượng đôí chât́ bị thuỷ phân ứng v ới gram chế phâm ̉ Enzyme đơn vị th ời gian Ứng dụng sản xuất Bánh kẹo: Mục đích việc sử dụng Enzyme vào sản xuất loại bánh quy làm t ăng mùi vị bánh, chế biến bột thành loại bánh quy Enzyme protease Amylase bột hoạt động làm tăng hàm lượng amino acid tự làm t ăng l ượng đường khử Đường khử amino acid tự có khối bột tham gia vào phản ứng oxy hóa khử kết tạo cho bánh quy có mùi, vị màu hấp dẫn Tuy nhiên tận dụng lượng Enzyme có sẵn tinh b ột ph ản ứng xảy khơng mạnh, sử dụng lọai bột xấu để sản xu ất bánh Do ng ười ta thường bổ sung thêm Enzyme protease Amylase vào chế biến b ột q trình s ản xuất bánh quy Khi lượng đường khử lượng amino acid tự tăng lên, phản ứng oxi hóa khử tăng cường Pectinase Pectinase với công nghiệp thực phẩm: Pectinase dùng s ố ngành công nghiệp thực phẩm sau: - Sản xuất rượu vang Sản xuất nước nước uống khơng có rượu Sản xuất mặt hàng từ quả: cô đặc, mứt Sản xuất nước giải khát Sản xuất cà phê + Trong sản xuất rượu vang, sản xuất nước n ước u ống không rượu, sử dụng pectinase cách hiệu qu ả Nh tác d ụng c pectinase mà trình ép, làm lọc dịch dễ dàng, làm tăng hi ệu suất sản phẩm Chẳng hạn đưa pectinase vào khâu nghiền quả, làm tăng hiệu suất nước sau ép lên tới 15 – 25% Bởi lẽ có pectin kh ối qu ả nghi ền s ẽ có tr ạng thái keo, ép dịch khơng Nhờ pectinase phân gi ải ch ất pectin di mà dịch suốt không bị vẩn đục lọc dễ dàng Không nhũng vậy, enzyme pectinase cịn góp phần chiết rút chất màu, tanin ch ất hòa tan n ữa, làm tăng thêm chất lượng thành phẩm +Trong sản xuất mặt hàng từ (mứt nhừ, mứt đơng, …) pectinase có vai trị quan trọng Nhờ pectinase mà thu dịch có nồng độ đậm đặc Chẳng hạn dịch táo cô đặc đến 72 độ Brix, không tách pectin tự nhiên chứa sản phẩm bị keo tụ cách mạnh mẽ cô đặc Đa số trường hợp, người ta khử pectin đi, sau lọc đặc, người ta cho pectinase tác dụng suốt thời gian cô đặc +Trong sản xuất cà phê, người ta dùng pectinase để tách lớp keo bề mặt hạt cà phê Trước người ta dùng vi sinh vật để làm công việc này, thường q trình xảy khơng đồng khó kiểm tra Hiện người ta thường dùng chế phẩm pectinase +Việc ứng dụng pectinase để sản xuất nước áp dụng lần vào năm 1930 Từ đến việc áp dụng enzyme trở nên phổ biến nhiều nước giới: • Việc sản xuất nước từ trước đến chủ yếu phương pháp ép Nếu pectin nhiều theo nước gây tượng nước bị đục, có độ keo cao khó lọc • Trong tế bào nước chiếm khoảng 90 – 95% Nếu ta nghiền sau ép ta sản xuất khoảng 60 – 70% tối đa Khi ta cho enzyme pectinase vào, hiệu suất ép tăng 15 – 30% Nhiều trường hợp, hiệu suất ép tăng đến 50% Liều lượng chế phẩm enzyme tinh khiết cho vào 0,03 – 0,05% chế phẩm thô 0,5 – 2% Nhiệt độ trì cho trình thủy phân 43 – 45oC Thời gian thủy phân – 8h dịch thu pectinase hơn, khả lọc tốt hiệu kinh tế thấy rõ • Chế phẩm pectinase sử dụng sản xuất nước từ nguyên liệu nghiền hay để làm nước ép Bởi có pectin khối nghiền có trạng thái keo, ép dịch khơng thóat Nhờ pectinase mà nước suốt, dễ lọc, hiệu suất tăng • Pectinase cịn góp phần chiết rút chất màu, tanin chất hịa tan khác, làm tăng chất lượng thành phẩm • Những nghiên cứu ép nho có xử lý pectinase khơng làm tăng hiệu suất mà làm tăng màu sắc Tài li ệu tham kh ảo Lê Ngọc Tú – Giáo trình Hóa Sinh Cơng Nghiệp- Nhà xuất Khoa Học Và Kỹ Thuật Giáo Trình Hóa Sinh Hóa Học Thực Phẩm – Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Công Nghệ Enzyme- Nguyễn Đức Lượng- Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM http://s4.zetaboards.com/BioFood_Tech/topic/8512041/1/ http://www.scribd.com/ ... phẩm Các biện pháp công nghệ sản xuất thực phẩm tìm cách kìm hãm hoạt độ enzyme tạo điều kiện để chúng hoạt động đến mức tối đa Vì vây với đề tài ? ?Tổng quan sử dụng chế phẩm enzyme sản xuất thực. .. nghiệp thực phẩm: Pectinase dùng s ố ngành công nghiệp thực phẩm sau: - Sản xuất rượu vang Sản xuất nước nước uống khơng có rượu Sản xuất mặt hàng từ quả: cô đặc, mứt Sản xuất nước giải khát Sản xuất. .. tăng hiệu suất sản xuất rượu Trong sản xuất bia, viêc sử dụng amylase có hạt nẩy mầm thay malt góp phần đáng kể việc giảm giá thành • Ứng Dụng sản xuất bia: Trong công nghệ sản xuất bia, người