Ứng dụng enzym protease trong quá trình thủy phân nấm men

MỤC LỤC

Các ứng dụng của nấm men trong ngành công nghiệp thực phẩm 1. Ứng dụng trong sản xuất các đồ uống lên men

Men được hoà với nước theo tỉ lệ thích hợp, có thể bổ sung enzym thuỷ phân hoặc không, giữ ở 50 – 550C, đây là nhiệt độ thích hợp cho enzym protease có sẵn trong tế bào nấm men và enzym protease bổ sung vào hoạt động thuỷ phân protein thành các đạm thấp phân tử, đồng thời giải phóng ra nhiều thành phần có giá trị khác. Sinh khối nấm men làm nở bột mì là sinh khối men Saccharomyces cerevisiae còn sống, còn hoạt tính lên men rượu, khi trộn với bột mì sẽ lên men rượu, giải phóng ra CO2 làm phồng gluten (protein trong bột mì), bột nhào nở làm cho bánh mì xốp. Protein nấm men có ưu điểm là nguồn protein sạch, chứa đầy đủ các axit amin không thay thế, giá thành rẻ, hàm lượng cholesterol thấp [28] … Từ việc thu hồi nấm men dư thừa tại các nhà máy bia, sử dụng công nghệ enzym và công nghệ chế biến tiên tiến, đã sản xuất bột nấm men giàu protein 46.27 %- 56.67 %, có đầy đủ các axit amin thay thế và không thay thế với tỷ lệ lớn, các vitamin và các nguyên tố vi lượng như Mg, Ca, Fe, Na,…có khả năng thay thế nguồn protein động vật.

Thức ăn ủ men trộn vào khẩu phần của lợn con 40 %, lợn choai 50-60 %, lợn nái chửa hai tháng cuối và lợn nái mới đẻ không trộn thức ăn ủ men này vì có thể thiếu khoáng, nhất là canxi cho cấu tạo phát triển xương của thai và lợn con.

bảng 1.2. Thành phần của nấm men trích ly sảnxuất bằng phương pháp thuỷ phân [27]

Ứng dụng của dịch thuỷ phân nấm men 1. Sử dụng làm chất điều vị

Khi kết hợp với selen, nó tạo thành phân tử selen hữu cơ có tác dụng ra tăng hiệu năng chống các gốc tự do, làm chậm quá trình lão hoá và là yếu tố quan trọng trong nhóm các chất chống oxy hoá cần thiết cho sức khoẻ. Các loại thuốc uống chứa men bia thường kết hợp men bia 400 g với men bia selen – 75 mg, silice 25 mg, giúp tăng cường sức khoẻ, chống nhiễm trùng (trong các trường hợp bị cảm, ho, nóng sốt). Men bia còn được sử dụng làm thực phẩm bổ sung cho phụ nữ mang thai và cho con bú. Men bia sống dùng làm thuốc thường có 20 tỷ tế bào sống Saccharomyces cerevisiae/1g, chứa trong 2 viên nang với hàm lượng 16 axit amin, 17 vitamin, 14 muối khoáng. Nó được xem là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và là vectơ dẫn đường cho sự hấp thu các loại vitamin khác vào cơ thể [14]. Chế phẩm YeaSacc 1026 bao gồm các tế bào nấm men của dòng men Saccharomyces cerevisiae 1026, là một dạng men sống dùng để trộn vào thức ăn. Có tác dụng kích thích tăng trưởng và hoạt động của các loại vi khuẩn có lợi cho đường ruột [1]. Ứng dụng của dịch thuỷ phân nấm men. Sử dụng một lượng nhỏ dịch thuỷ phân nấm men vào một số thực phẩm như súp, nước xốt, trứng, snack, bánh quy,…sẽ góp phần tích cực vào việc tăng giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Đây là kết quả của các axit amin và các peptide phân tử lượng thấp trong dịch thuỷ phân nấm men. Sản xuất một số sản phẩm truyền thống. Dịch thuỷ phân nấm men giàu axit amin đặc biệt là các axit amin không thay thế, vitamin nhóm B, khoáng,… được sử dụng để tạo rất nhiều sản phẩm thơm ngon, bổ dưỡng như vegemite, marmite, oxo, cenovis, recipe,…. 1) MARMITE: Sản phẩm này có xuất xứ từ nước Anh, thành phần chính của Marmite là YE. Mùi vị của nó được so sánh với nước tương (xì dầu). Ngoài ra, marmite còn có một sản phẩm tương tự ở New Zealand, Úc. Marmite là món ăn truyền thống ở Anh, được ăn với bánh mỳ, bánh bích quy. Các nhà hàng Trung Quốc, Singapore sử dụng marmite trong các món xào thịt lợn để làm tăng vị ngọt cho thức ăn. Nó cũng được cho vào cháo yến để bổ sung hương thơm cho cháo. Sản phẩm Marmit. Thông tin dinh dưỡng của Marmite loại 100g được sản xuất ở Anh:. 2) VEGEMITE: Là sản phẩm được làm từ YE, trông rất mịn, dính.

Sử dụng dịch thuỷ phân nấm men sẽ góp phần bổ sung các axit amin không thay thế bị thiếu hụt trong thức ăn hàng ngày như lizin, metionin,…Ngoài ra, các vitamin nhóm B, các hydratcacbon, các chất kích thích sinh trưởng,…làm vật nuôi lớn rất nhanh.

Các phương pháp thủy phân nấm men

Phương pháp hoá học 1. Thuỷ phân bằng axit

1 LAPU (đơn vị Leucine Aminopeptidase) là lượng enzym thuỷ phân được 1μmol L- leucine-p-nitroanilide trong 1 phút theo phương pháp phân tích của Novo Nordisk AF 298/1 [17]. Sản phẩm được bảo quản trong điều kiện khô, lạnh, bảo quản ở 50C sản phẩm có thể duy trì được hoạt độ trong ít nhất 3 tháng. Các axit amin chứa nhóm – OH bị phân huỷ một phần như Thr, Ser, Met, Cys.

- Chí phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và chống axit ăn mòn, việc sử dụng HCl đặc độc hại và ô nhiễm môi trường. - Khi nồng độ HCl cao và nhiệt độ cao thường xảy ra phản ứng giữa Cl2 hoặc HCl có trong chất béo tế bào nấm men sinh độc tố monochloropropanol và dichloropropanol là tác nhân gây ung thư. Người ta cũng có thể thuỷ phân nấm men bằng axit H2SO4, thuỷ phân bằng axit này thì dịch sau thuỷ phân được trung hoà bằng vôi, kết tủa CaSO4 tạo thành được lọc ra.

Dịch lọc sẽ có hàm lượng muối thấp hơn so với thuỷ phân bằng HCl. Tuy nhiên vị của dịch thuỷ phân bằng H2SO4 thường kém hơn dịch thuỷ phân bằng HCl. Nhược điểm: Xảy ra hiện tượng racemic hoá nên sản phẩm thuỷ phân là hỗn hợp racemic D, L – amino axit, làm giảm giá trị dinh dưỡng.

Kiềm xúc tác cho phản ứng tạo lysinoalanine làm giảm lysine trong dịch thuỷ phân. Vì vậy, trong sản xuất thực phẩm ít khi dùng phương pháp thuỷ phân bằng kiềm [15].

Phương pháp enzym

Phương pháp này về bản chất giống phương pháp tự phân, chỉ khác là phương pháp tự phân sử dụng enzym protease có sẵn trong tế bào nấm men, còn phương pháp bổ sung thêm enzym protease thì protein nấm men được kết hợp thuỷ phân từ protease có sẵn trong tế bào nấm men và chế phẩm enzym bổ sung vào với mục đích tăng hiệu suất thuỷ phân. Phương pháp enzym có ưu điểm là điều kiện thuỷ phân ôn hoà, hoàn toàn không sử dụng hoá chất, không làm biến đổi thành phần axit amin ban đầu nên an toàn cho người sử dụng và giữ được giá trị dinh dưỡng. Sự thuỷ phân hạn chế do tác dụng của enzym nhất là các endoprotease từ vi khuẩn làm giải phóng ra các peptit kị nước có đính các gốc leucin và phenylalanin nên sản phẩm thuỷ phân từ protease thường có vị đắng.

Tuy nhiên việc loại bỏ vị đắng hoàn toàn có thể giải quyết được khi sử dụng phản ứng plastin [30] hoặc serine proteinase của Bacillus subtilis vì protease này đặc hiệu ở vị trí axit amin thơm hoặc axit amin kỵ nước. Trong thời điểm hiện nay khi mà báo chí trong và ngoài nước đề cập rất nhiều đến một số chất độc trong thực phẩm trong đó có monochloropropanol và dichloropropanol, monochloropropanediol,… là những chất gây ung thư, rất độc hại cho con người hình thành từ quá trình thuỷ phân protein bằng phương pháp axit đặc thì việc sản xuất ra sản phẩm thuỷ phân protein an toàn và giàu giá trị dinh dưỡng bằng phương pháp enzym, và dễ tiêu hoá không chứa D-aminoacid như thuỷ phân protein bằng kiềm là rất cần thiết.

NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Các phương pháp nghiên cứu

Với mẫu kiểm chứng ta cũng làm tương tự như trên nhưng không để phản ứng 5 phút trong bình ổn nhiệt mà bổ sung TCA vào ngay. - Nguyên tắc: Để xác định độ ẩm nấm men lọc chân không ta tiến hành theo phương pháp sấy đến khối lượng không đổi [7]. - Nguyên tắc: Khi đun nóng ở nhiệt độ cao, axit amin phản ứng với thuốc thử ninhydrin tạo thành 1 phức có màu tím xanh.

Dựa vào cường độ màu của phức này khi đo OD ở bước sóng 570nm có thể định lượng được axit amin thông qua xây dựng 1 đường chuẩn [7]. + Chuẩn bị dịch trong: Dung dịch cần lấy mẫu trước khi lấy mẫu phải lắc đều, sau đó lấy ra 2 g, thêm vào 20 ml nước cất. Song song với mẫu thí nghiệm ta cũng làm 1 mẫu kiểm chứng tương tự như trên, chỉ khác là thay 1 ml dung dịch cần phân tích bằng 1 ml nước cất.

+ Tiến hành pha loãng: Các mẫu phản ứng sau khi làm lạnh đem đổ vào bình định mức 100 ml, dùng nước cất định mức đến vạch, lắc đều. Nguyên tắc: Khi dung môi pha động di chuyển qua pha tĩnh (bản mỏng) có chấm 1 giọt dung dịch chứa hỗn hợp các chất cần phần tích. Do tác dụng của lực mao quản, dung môi thấm theo lớp mỏng, các cấu tử trong hỗn hợp dịch chuyển trên bản mỏng theo hướng pha động với những tốc độ khác nhau, do có hệ số phân bố khác nhau.

Kết quả ta thu được sắc ký đồ trên lớp mỏng với mỗi cấu tử trong hỗn hợp được phân chia thành 1 vùng riêng. Dung dịch axit amin (mẫu phân tích và axit amin chuẩn) được pha loóng sao cho trong 5àl dung dịch chứa 50àg axit amin.