Giới thiệu:
Enzyme trong công nghệ sản xuất bánh mì thuộc loại enzyme thủy phân (hydrolaza). Đa số hydrolaza không có nhóm ngoại. Vì vậy tâm hoạt động của chúng phải có các gốc axitamin đặc hiệu.
Đặc điểm:
*Phản ứng thủy phân bởi enzyme là phản ứng lưỡng phân. Do nồng độ nước rất lớn coi như không đổi trong suốt thời gian phản ứng nên tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ cơ chất. Như vậy, phản ứng thủy phân bởi enzyme là phản ứng đơn phân và bậc nhất. ta có sơ đồ biểu diễn sau:
A – B + H2O AH + BOH
Cơ chất + Enzyme Sản phẩm
*Ưu nhược điểm:
- Không tạo thành sản phẩm phụ và dịch thủy phân thu được có độ thuần khiết cao do enzyme hydrolaza có tính đặc hiệu.
- Phản ứng thủy phân tiến hành ở nhiệt độ thấp và pH cao
- Thời gian thủy phân của enzyme hydrolaza dài do đó chu kỳ sản xuất dài - Chế phẩm enzyme tinh khiết thì hiệu suất cao và chất lượng sản phẩm tốt
Ứng dụng:
Enzyme đóng vai trò là chất xúc tác thuỷ phân các chất phức tạp thành các chất đơn giản phục vụ cho quá trình lên men. Có 2 loại enzyme quan trong trong sản xuất bánh mì:
hydrolaza
- Enzym thuỷ phân protid, như protease, tác dụng của chúng là thuỷ phân protid có cấu trúc phức tạp thành những hợp chất đơn giản, chúng cắt đứt mối liên kết giữa protid với nước. Trong công đoạn nhào bột một số protid không tan trong nước sẽ liên kết với nước làm cho khối bột trở nên dẻo và đàn hồi. điều kiện tối thích để hoạt động là: to 40 – 45o, pH 4.5 – 5.6 -Enzyme thuỷ phân tinh bột gồm α-amilaza và β- amilaza
Trong công nghiệp sản xuất bánh mì chế phẩm amylaza làm thay đổi chất lượng bánh mì cả về hương vị, màu sắc, độ xốp… Để chất lượng bánh mì tốt hơn ta cần sử dụng chế phẩm amylaza sạch ở dạng phức hợp với proteinaza.
● Amylaza
* Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật . Các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước.
* Có 6 loại enzyme được xếp vào 2 nhóm: Endoamylase ( enzyme nội bào ) và Exoamylase ( enzyme ngoại bào ). α-amylase thuộc Endoamylase, các enzyme này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide. β-amylase thuộc Exoamylase, đây là những enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi polysaccharide.
Hình 1.6
*Amylase có trọng lượng phân tử 50.000 – 160.000 Da, được cấu tạo từ 200-1000 phân tử D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-1,4-glucoside tạo thành một mạch xoắn dài không phân nhánh. α - amilaza thuỷ phân tinh bột cắt đứt mối liên kết α-1,4 glucoside cho ra dextrin. Trong thời gian đó nước sẽ làm giảm khả năng giữ nước của ruột bánh. Vì vậy cần sử dụng ít α - amylaza để tránh bánh quá khô khi nướng. β - amylaza cũng tham gia vào quá trình đường hoá tinh bột, xúc tác cắt đứt liên kết glucoside của α- 1,4 glucan hình thành maltose làm tăng chất lượng của sản phẩm.
*Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng.
*Liều lượng sử dụng: GMP
● Protease
*Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa...) và động vật (gan, dạ dày bê...). So với protease động vật và thực vật, protease vi sinh vật có những đặc điểm khác biệt. Trước hết hệ protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất.
Hình 1.7
*Nhóm enzyme protease (peptit – hidrolase 3.4) xúc tác quá trình thuỷ phân liên kết liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết este và vận chuyển axit amin. *Phân loại Protease
Protease được phân chia thành hai loại: endopeptidase và exopeptidase.
-Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, exopeptidase đươ ̣c phân chia thành hai loa ̣i: + Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một tripeptide.
+ Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide
-Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn nhóm:
+ Serin proteinase: là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme
+ Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt động. Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papayin, bromelin, một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng. Các cystein proteinase thường hoạt động ở vùng pH trung tính,
có tính đặc hiệu cơ chất rộng.
+ Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin. Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin, renin. Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và thường hoạt động mạnh ở pH trung tính. + Metallo proteinase: Metallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA.
Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm: - Protease acid: pH 2-4 - Protease trung tính: pH 7-8 - Protease kiềm: pH 9-11 *Liều lượng sử dụng: GMP 1.2.3.3. Các chất hoạt hóa bề mặt Giới thiệu:
Chất hoạt hóa bề mặt được dùng để làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó. Khi hòa chất hoạt hóa bề mặt vào trong một chất lỏng thì các phân tử của chất hoạt hóa bề mặt có xu hướng tạo đám (micelle, được dịch là mixen), nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầu tạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tới hạn. Nếu chất lỏng là nước thì các phân tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu ưa nước ra tạo nên những hình dạng khác nhau như hình cầu (0 chiều), hình trụ (1 chiều), màng (2 chiều). Tính ưa, kị nước của một chất hoạt hóa bề mặt được đặc trưng bởi một thông số là độ cân bằng ưa kị nước (HBL), giá trị này có thể từ 0 đến 40. HLB càng cao thì hóa chất càng dễ hòa tan trong nước, HLB càng thấp thì hóa chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực như dầu.
Phân loại:
Tùy theo tính chất mà chất hoạt hóa bề mặt được phân theo các loại khác nhau. Nếu xem theo tính chất điện của đầu phân cực của phân tử chất hoạt hóa bề mặt thì có thể phân chúng thành các loại sau:
-Chất hoạt hóa ion: khi bị phân cực thì đầu phân cực bị ion hóa.
+Chất hoạt hóa dương: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện dương +Chất hoạt hóa âm: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện âm
-Chất hoạt hóa phi ion: đầu phân cực không bị ion hóa, ví dụ: Ankyl poly(êtylen ôxít).
-Chất hoạt hóa lưỡng cực: khi bị phân cực thì đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc mang điện dương tùy vào pH của dung môi, ví dụ: Dodecyl đimêtylamin ôxít.
Ứng dụng:
*Các chất hoạt động bề mặt được dùng với vai trò là chất làm tăng chất lượng và chất tạo nhũ tương. Các chất tạo nhũ tương được bề mặt phần tử vật chất hấp phụ, tạo thành các bọt đơn phân tử có tác dụng làm dính các phân tử vật chất, do đó làm tăng độ bền nhũ tương. Trong bột nhào, các chất hoạt động bề mặt tạo thành hợp chất hấp phụ của protit và tinh bột, do đó làm tăng khà năng hút nước của gluten làm cho gluten đàn hồi hơn và làm chậm quá trình thoái hóa của tinh bột khi bảo quản bánh mì.
*Các chất hoạt động bề mặt dùng để làm tăng chất lượng bánh mì thường dùng là các dịch đặc photphatit, chất tạo nhũ tương T – 2, T - φ.
● Các dịch đặc photphatit:
*Các dịch đặc photphatit là sản phẩm phụ của sản xuất dầu thực vật. Các dịch đặc photphatit có dạng đặc màu tối tùy theo phương pháp làm sạch và chất lượng của nguyên liệu. Thành phần của dịch đặc: Photphatit 50 – 70% Dầu thực vật 20 – 30% Nước 1 – 2% Protit 3 – 5% Đường và các chất khác 2 – 4%
*Liều lượng sử dụng: các dịch đặc photphatit phải chứa trên 45 – 75% photphatit, màu sắc không được quá 3 – 5mg iot trong 100ml dung dịch, lượng cho vào bột nhào là 0.5 – 1.0% tính theo khối lượng bột.
● Chất tạo nhũ tương T – 2, T – φ :
*T – 2, T – φ là những sản phẩm thu được khi chế biến macgarin. Macgarin hay bơ nhân tạo dùng làm bánh mì là nhũ tương nước trong dầu, có hàm lượng chất béo 80% so với tiêu chuẩn thông thường và dùng làm kem, nướng bánh. Hai thìa Macgarin chứa 88 calo và 10g chất béo, không chứa Colesterol.
*Liều lượng sử dụng : lượng cho vào bột nhào là 0.1 – 0.25% tính theo khối lượng bột. Hiệu quả của chất tạo nhũ tương tăng lên rõ rệt khi cho thêm vào bột nhào 1 ít chất béo và đường cũng như cho thêm bromat kali (0.002 – 0.003%)