Protease trong công nghệ chế biến thịt và đồ hộp

2. ỨNG DỤNG CỦA PROTEASE TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

2.5. Protease trong công nghệ chế biến thịt và đồ hộp

2.5.1. Trong công nghệ chế biến thịt

Trong công nghiệp chế biến thịt, các enzyme phân giải protein cũng được sử dụng trong việc làm mềm thịt. Kết quả làm cho thịt có một độ mềm thích hợp và có vị tốt hơn. Protease được sử dụng để làm mềm thịt và tăng hương vị thịt. Ngâm thịt vào dinh dưỡng protease ở pH và nhiệt độ xác định- phương pháp này phổ biến và thuận lợi nhất. Thịt thường giữ độ cứng khá lâu khi con vật chết. Để cho thịt có độ mềm cần thiết, thường phải xử lý trong điều kiện lạnh 0± 20C từ 10 đến 14 ngày. Trong điều kiện bảo quản như vậy cũng chỉ có 14 – 17% số thịt được đánh giá là thịt loại I. Một điều kiện quan trong nhất để làm xuất hiện những chất lượng cần thiết của thịt là làm phân giải một phần protein của thịt dưới tác dụng của enzyme proteinase.

Ngày nay, papain và các enzyme proteolitic nguồn gốc vi khuẩn, nấm, thực vật được sử dụng phổ biến trong xử lý thịt bảo quản. chủ yếu bằng 3 phương pháp sau [3]:

 Ngâm trong dung dịch enzyme,

 Bôi bột làm mềm thịt có chứa enzyme cùng với mì chính, muối ăn, tinh bột…

 Bơm dung dịch enzyme vào mô thịt.

Ưu điểm của việc thuỷ phân protease bởi enzyme là bảo toàn được vitamin của nguyên liệu, không tạo ra các sản phẩm phụ, không làm sẫm màu dịch thuỷ phân.

Các enzyme papain, bromelin, pepsin hoặc các protease vi khuẩn từ

Aspergillus, Bacillus…., được sử dụng làm mềm thịt, hòa tan các protein cá,…nói chung thủy phân bằng protease làm tăng khả năng tiêu hóa của protein nên đặc biệt có lợi cho những người bị mắc bệnh tiêu hóa kém hoặc làm mất tính mẫn cảm của người sử dụng với protein.

Thủy phân protein trong điều kiện thích hợp lúc đầu thu được các peptid có kích thước nhỏ sau đó xảy ra hiện tượng plastein hóa như sắp xếp lại các peptid hoặc gắn thêm các acid amin không thay thế. Protease cũng được dùng để xử lý, tận dụng các phế liệu từ thịt, hoặc các nguyên liệu có nguồn gốc từ protein (thịt vụn, xương, gelatin…) để tạo ra các sản phẩm có giá trị như dịch protein, chất tăng vị, chất cải thiện mùi…

Enzyme Papain [5]:

Papain là một protease điển hình được ứng dụng nhiều trong công nghệ chế biến thịt, có trong cây đu đủ và đu đủ núi.

Cấu trúc: bao gồm 212 amino acid được ổn định bằng 3 cầu nối disulfide. Cấu trúc không gian gồm 2 phần rõ rệt với 1 khe ở giữa. Khe này chứa vùng hoạt động chứa đựng một “bộ ba xúc tác” được ví như chymotrypsin. Bộ 3 xúc tác được làm từ 3 amino acid: cystein - 25, histidine - 159 và asparagines - 158.

Chức năng: Làm đứt liên kết peptit liên quan đến sự deproton của cys-25 bởi his-159. Asn-158 giúp định hướng nhóm imido của his-159 cho phép sự deproton diễn ra. Sau đó cys-25 thực hiện sự tấn công nucleophitic vào carbon carbonyl của 1 mạch peptid. Nhóm amino cuối cùng của mạch peptit được tự do acyl-enzyme đồng hóa trị ngay lập tức. Enzyme bị deacylated bởi phân tử nước, giải thoát carboxy cuối cùng của mạch peptid.

Sử dụng: Ích lợi của nó là làm đứt những thớ thịt dai và đã được sử dụng hàng ngàn năm ở Nam Mỹ. Nó được bán như là 1 thành phần trong bột làm mềm thịt có sẵn ở hầu hết các siêu thị.

2.5.2. Trong công nghệ đồ hộp [2][4]

Hỗn hợp enzyme pectinase, protease, hemicellulase làm trong và tách dịch quả. (3 – 6g/l, giữ ở nhiệt độ 40 – 450C trong 2 – 4giờ).

Trong công nghệ chế biến cá hộp, cần chú ý các điều kiện để ức chế các hoạt động của vi sinh vật nhằm ngăn cản quá trình sản xuất enzyme thủy phân hóa các protit có trong sản phẩm:

- Ngâm giấm:

Nồng độ H+ có tác dụng ức chế hệ vi sinh vật trong ruột cá. pH = 6: vi khuẩn gây thối rữa bị khống chế.

pH = 4,5: vi khuẩn ngừng sinh sản. pH = 3: các enzyme bị kiềm hãm.

- Ngâm dung dịch muối: Kiềm hãm sự tự phân của enzyme và vi khuẩn. Các loại enzyme có trong thịt cá có hoạt tính mạnh nhất trong nước muối loãng nhưng ở nồng độ cao chúng sẽ bị kiềm hãm.

- Nhiệt độ: Trong quá trình ướp muối, nhiệt độ cao sẽ làm cho các loại enzyme và vi khuẩn hoạt động mạnh làm giảm chất lượng của cá.

Cá sau khi tê cứng dần dần trở lại mềm nhờ sự phân giải của enzyme. Quá trình này do các loại enzyme có trong cá hoạt động phân giải. Trong quá trình này có nhiều loại men tham gia nhưng chủ yếu là men Cathepsin, nó phân giải protid thành pepton, peptid. Men trypsin, enterokinase tiếp tục phân giải thành acid amin.

Trong quá trình tự phân giải tổ chức cơ thịt sản sinh ra nhiều biến đổi về lý hóa, cơ thịt mềm mại, hương vị thơm tươi, có độ ẩm lớn và dễ bị tác dụng của men tiêu hóa hơn. Giai đoạn đầu của quá trình tự chín liên quan với quá trình ngược của quá trình tê cứng vì lúc đó xuất hiện sự phân ly actomyosin phần nào thành actin và myosin.

Sự phân ly này dẫn tới làm tăng số lượng trung tâm ưa nước của protein co rút làm tăng khả năng liên kết nước của mô cơ. Tiếp theo là quá trình phân giải protid của các enzyme làm cho mô cơ mềm dần ra.

Quá trình chín sẽ làm tăng thêm hương vị của cơ thịt, để phát huy ưu điểm đó chúng ta cần tiến hành quá trình chín ở nhiệt độ thấp (khoảng từ 1 – 4oC) để hạn chế sự xâm nhập của vi khuẩn gây thối rữa.

Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phân giải :

- Giống loài - Môi trường pH

- Ảnh hưởng của các loại muối - Ảnh hưởng của nhiệt độ

2.6. Một số ứng dụng khác của protease2.6.1. Trong sản xuất bánh mì [6] 2.6.1. Trong sản xuất bánh mì [6]

Trong hạt mì cũng có chứa các protease làm giảm chất lượng bột nhào do sự phân giải protein cấu trúc bậc ba khiến gluten bị vụn nát. Protease bột mì hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 45 – 47oC, pH = 4,5 – 5,6. Khi bổ sung chất khử thì hoạt độ của protease tăng nhưng với chất oxy hóa và muối ăn thì bị kìm hãm.

2.6.2. Trong sản xuất bia [3]

Thủy phân protein trong bia bằng protease trong các cột chứa enzyme cố định tương ứng.

- Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein nguyên thủy để tạo ra các sản phẩm trung gian như: pepton, peptid, polypeptid, với pHopt = 5.1, topt = 50 - 550C.

- Peptidase: nó sẽ phân cắt các peptid có sẵn trong hạt đại mạch và những peptit trong malt do proteinase phân giải để tạo thành các acid amin trong hạt malt, với pHopt = 7.3 - 7.9, topt = 40 - 450C.

- Amidase: chúng sẽ tấn công các muối amid để hình thành NH3 và acid amin, góp phần làm thay đổi tính chất và hàm lượng của protein trong hạt malt, các enzyme amidase có pHopt = 7.3 - 8.0, topt = 45 - 500C.

3. KẾT LUẬN

Công nghệ enzyme nói chung và công nghệ protease nói riêng đã, đang và sẽ có những bước phát triển đáng kể, mang lại những ứng dụng to lớn cho đời sống con người. Trong đó thì công nghệ chế biến thực phẩm là lĩnh vực mà protease thể hiện nhiều ứng dụng đặc sắc.

Thứ nhất: Nó khắc phục khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu - chất lượng sản phẩm được tạo ra từ nguyên liệu dao động rất lớn.

Thứ hai: Nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu.

Thứ ba: Là công cụ trong quá trình chuyển hóa trong dây chuyền chế biến thực phẩm. Tham gia vào các giai đoạn chuyển hóa chính, các giai đoạn hoàn thiện sản phẩm, để làm tăng đáng kể chất lượng cảm quan của sản phẩm; nếu không có sự có mặt của nó thì quá trình chế biến không thành công.

Với những vai trò trên thì rõ ràng việc ứng dụng protease trong công nghệ chế biến thực phẩm là không thể thiếu. Tuy nhiên nếu chỉ sử dụng protease thì hiệu suất không cao và việc sử dụng kết hợp một cách hợp lý và hiệu quả với các phương pháp khác là cần thiết để có hiệu suất cao, mở rộng quy mô sản xuất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sách:

1. Đồng Thị Thanh Thu, Sinh hóa ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2003, trang 117 - 145.

2. Lê Mỹ Hồng, Giáo trình Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, Đại học Cần Thơ, 2005, trang 19, 101-102.

3. Mai Xuân Lương, Giáo trình Enzym, Đại học Đà Lạt, 2005, trang 65-66, 75. 4. Trần Xuân Hiển, Giáo trình điện tử Nguyên liệu trong bảo quản và chế biến

nông sản thực phẩm, Đại học An Giang, 2005, chương 2, mục 2.5.3.

Một số website: 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Papain 6. http://tamleftcseminar.googlepages.com/Banhmi.Doc 7. http://www.sinhhocvietnam.com/forum/showthread.php?t=1094 8. http://www.vietnhim.com/dongnhim/showthread.php?t=15576 9. http://www.vocw.edu.vn/content/m10610/latest/ 10.http://www.dost.hochiminhcity.gov.vn/web/data/news/2007/6/2160/3-

MỤC LỤC

1.2. Phân loại protease... 7

1.3. Nguồn thu protease vi sinh vật... 8

1.3.1. Vi khuẩn... 8

1.3.2. Nấm mốc... 9

1.3.3. Xạ khuẩn... 9

1.4. Thu nhận protease từ vi sinh vật... 10

1.4.1. Tuyển chọn chủng... 11

1.4.2. Môi trường và phương pháp nuôi cấy vi sinh vật tổng hợp Protease... 11

1.4.3. Phương pháp tách chiết và tinh sạch enzyme... 11

2. ỨNG DỤNG CỦA PROTEASE TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM... 12

2.1. Ứng dụng trong công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa... 12

2.1.1. Ứng dụng trong công nghiệp chế biến sữa... 12

2.1.2. Ứng dụng trong việc sản xuất fomat... 13

2.2. Ứng dụng protease trong công nghệ sản xuất nước mắm... 20

2.2.1. Các hệ enzyme trong sản xuất nước mắm... 20

2.2.2. Quá trình sản xuất nước mắm xảy ra theo 3 pha... 21

2.2.3. Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến nước mắm... 22

2.2.4. Các phương pháp chế biến nước mắm... 24

2.3. Protease trong công nghệ sản xuất tương... 28

2.3.1. Phương pháp lên men vi sinh vật... 29

2.3.2. Phương pháp thuỷ phân (hoá giải)... 30

2.4. Protease trong sản xuất Chao... 31

2.5. Protease trong công nghệ chế biến thịt và đồ hộp... 33

2.5.1. Trong công nghệ chế biến thịt... 33

2.5.2. Trong công nghệ đồ hộp... 35

2.6. Một số ứng dụng khác của protease... 36

2.6.1. Trong sản xuất bánh mì... 36

2.6.2. Trong sản xuất bia... 36