V. BIẾN HÌNH COLLAGEN VAØ LAØM MỀM THỊT
V.3 Các phương pháp làm tăng độ mềm của thịt
-Để làm tăng độ mềm của thị người ta thường để thịt trong điều kiện vệ sinh trong thời gian 4-5 giờ ở 370C.
-Ở Mỹ người ta làm tăng độ mềm của thịt bằng cách dùng dịng điện kích thích mơ trước khi lột da và sau đĩ làm lạnh thịt trong nhiệt độ thường. Khi đĩ pH trong thịt giảm về miền acide. Đưa thịt vào bảo quản ở 0,6-1,60C khoảng 2 ngày thì thịt sẽ mềm ra.
-Người ta thường cho các muối calcium, magiesium, polyphosphate. -Chiếu tia tử ngoại vào thịt.
-Ngày nay người ta sử dụng enzyme trong quá trình làm mềm thịt. Ngồi khả năng làm mềm thịt, các sản phẩm enzyme cịn làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan cho thịt.
V.4 Phương pháp làm mềm thịt bằng phương pháp sử dụng chế phẩm enzyme:
Ứng dụng chế phẩm enzyme làm mềm thịt lần đầu tiên được thực hiện vào năm 1940. Lúc đầu người ta sử dụng enzyme của đường tiêu hố để làm mềm thịt. Sau đĩ người ta sử dụng enzyme của hệ protease như papain, promelin, ficin.
-Để làm mềm thịt, người ta hay sử dụng papain, bromelin, ficin,…. Cĩ điều là các enzyme này chỉ phân giải được các liên kết peptide ở vùng khơng xoắn của collagen do đĩ hoặc cĩ thể khơng cĩ mấy hiệu quả đối với thịt chứa nhiều collagen hoặc cĩ thể thuỷ phân thịt quá mức làm cho thịt cĩ chất lượng cảm quan xấu.
-Collagenase là enzyme sử dụng rất “đắc địa” trong làm mềm thịt. Bởi lẽ nĩ chỉ cĩ khả năng phân cắt một hoặc nhiều liên kết peptide ở trong vùng xoắn ốc của collagen, khiến cho mạng lưới mơ liên kết bị suy yếu do đĩ tạo cho thịt cĩ độ mềm vừa phải và cĩ chất lượng tốt.
*Các yêu cầu đối với chế phẩm enzyme sử dụng trong làm mềm thịt:
-Cĩ khả năng làm giảm độ bền vững của mơ liên kết khi gia nhiệt. -Cĩ khả năng chịu nhiệt.
-Khơng độc đối với con người.
-Ngâm thịt vào chế phẩm enzyme trong nhiệt độ, pH ổn định trong khoảng thời gian nhất định tuỳ thuộc vào từng loại thịt. Phương pháp này được ứng dụng nhiều trên Thế giới.
-Trộn bột với enzyme, sau đĩ trộn bột cĩ enzyme với thịt. Phương pháp này chỉ phù hợp với một số cách chế biến thịt nhất định.
-Tiêm dung dịch chế phẩm enzyme vào hệ tuần hồn của động vật trước khi giết mổ. Phương pháp này thực hiện lần đầu vào năm 1960 và được phát triển nhiều vào những năm gần đây.
-Tiêm chế phẩm enzyme vào thịt sau khi giết mổ.
Ngồi các chế phẩm enzyme từ nguồn thực vật, người ta cịn sử dụng enzyme cĩ nguồn gốc vi khuẩn để làm mềm xương động vật. Ưu điểm của chế phẩm enzyme từ nguồn vi khuẩn là chúng cĩ khả năng chịu nhiệt, do đĩ khi nấu hoạt động của enzyme vẫn cịn.
VI. SẢN XUẤT BÁNH MÌ: VI.1 Giới thiệu chung:
Các loại hạt ngũ cốc như: lúa mì, lúa nước, bắp, khoai mì là những nguyên liệu chính để làm bánh. Trong đĩ chỉ cĩ bột từ lúa mì mới là nguyên liệu để sản xuất bánh mì.
Trong sản xuất bánh mì, người ta sử dụng enzyme nhằm :
Làm tăng nhanh thể tích bánh mì.
Làm tăng màu sắc của bánh mì.
Làm tăng mùi thơm cho bánh. VI.2 Điều kiện thuỷ phân:
-Trong sản xuất bánh mì người ta thường thuỷ phân hạn chế nhằm tạo ra những phân tử cao, hồ tan tốt, khơng cĩ vị đắng và cĩ tính chất tạo nhũ, tạo bọt tốt.
-Người ta thường dùng protease để thuỷ phân hạn chế gluten nhằm tăng tính tan của gluten hoặc cải thiện tính phân tán của chúng trong thực phẩm.
-Batey(1985) đã dùng một protease kiềm tính để tân tạo ra một gluten hồ tan, đồng thời tránh được việc tạo ra các mùi vị và màu sắc khĩ chịu. Protease này gần giống subtilizim A-là một endoprotease serin, cĩ tính đặc hiệu rộng. Hiệu suất tối ưu của sản phẩm hồ tan này thu được khi xử lý trong 30 phút ở nhiệt độ 550C. Trong điều kiện đĩ, khoảng 85% protein của gluten được thu lại trong phân đoạn hồ tan của dịch thuỷ phân. Phần này sau khi sấy sẽ khơng cĩ vị đắng. Nếu kéo dài thời gian thuỷ phân, hiệu suất thuỷ phân sẽ khơng lớn hơn ngược lại sẽ làm giảm kích thước trung bình của các peptide, điều này khơng cĩ lợi cho sự bảo tồn tính chất chức năng, cũng như khơng cĩ lợi cho việc hạn chế hoặc tránh tạo thành tránh tạo ra các peptide đắng. Sự thuỷ phân hạn chế bằng alcalaza 0,6L tạo nên một hỗn hợp peptide cĩ kích thước xấp xỉ
kích thước gliadin, tuy nhiên cũng tạo ra một số peptide cĩ khối lượng phân tử thấp hơn 25000. Phần kết tủa khơng hồ tan chủ yếu là phức hợp của glutenin.
Khi xử lý gluten tươi bằng các protease cĩ tính đặc hiệu hẹp: trypsin, chimotrypsin, pepsin, thermolizin, neutraza 0,5L và alcalaza 0,6L de novo industri, với các điều kiện : mơi trường đệm dịch gluten cĩ độ phân tán 0,5% (P/V), nhiệt độ thuỷ phân ở giữa 250C và 350C, tỷ lệ enzim/cơ chất ở giữa 1/100 và 1/5000, và 2% ( nhằm hạn chế tới mức thấp nhất sự tạo thành các peptide nhỏ nhằm thu được những sản phẩm thuỷ phân cĩ tính tạo bọt và tạo nhủ tốt). Trong điều kiện đĩ, dù dùng protease nào, khối lượng phân tử của đa số peptide cũng nằm trong khoảng 7000 – 33000. Rất ít gặp các peptide cĩ khối lượng dưới 35000 và cũng cĩ thể cĩ mặt một số peptide đến cận 100 000 các peptide lớn này được tạo thành từ nhiều mảnh cĩ khối lượng phân tử 10 000 liên kết với nhau nhờ cầu disulfua. Thành phần đa phân tán của dịch thuỷ phân phụ thuộc nhiều vào tính đặc hiệu của các protease. Tuy nhiên, khơng thể thiết lập được bằng thực nghiệm mối tương quan rõ nét do tính chất cực kỳ phức tạp của cơ chất. Thành phần acide amin chủ yếu của sản phẩm thuỷ phân khác rất ít so với thành phần acide amin của gluten.
Bảng9: Thành phần axitamin chủ yếu của sản phẩm thuỷ phân gluten bằng enzim (số gốc%)
Thuỷ phân bằng Alcalaza 0,6L(2)
550C , 60 ph Axitamin Gluten
nguyên thể bằng neutraza Thuỷ phân DH 2%
Thuỷ phân bằng Chymotripsin(1)
DH 2% Phân đọan hồ tan Phân đoạn khơng hồ tan Thr 28 27 27 27 35 tyr 20 16 17 26 28 val 44 44 45 40 51 lie 48 45 48 35 42 leu 86 75 82 66 79 Phe 45 43 41 40 41 lys 13 14 11 10 21 lys 28 23 30 22 24 Met 12 12 12 9 10
VI.3 Tính chất chức năng của sản phẩm thuỷ phân gluten: VI.3.1 cĩ khả năng cải thiện chất lưu biến của bột nhào
Hỗn hợp peptit thu được đem sấy phun trực tiếp thì được dạng bột cĩ tỷ lệ trọng thấp, màu nhạt và thoan thoảng mùi ngủ cốc, cĩ thể ứng dụng nhủ một phụ gia trong nhiều loại thực phẩm
Nếu thêm 10g chế phẩm này vào 1kg bột, cĩ tác dụng giống như là thêm 30 -50 mg cystein/1 kg bột. Kết quả cho thấy, thể tích bánh khơng thay đổi, nhưng thời gian nhào bột giảm và cấu trúc của ruột bánh được cải thiện hơn. Để giải thích sự biến đổi về chất lưu biến của bột nhào Asp và cộng sự (1986 ) đã giả thiết rằng việc thêm các peptide kỵ nước sẽ gĩp phần cùng với các liên kết kỵ nước vốn tự thiết lập nên giữa các protein của gluten trong khi hình thành bột nhào. Việc liên kết thêm với các peptide – các phân tử cĩ kích thước nhỏ - đã giảm độ kết dính của cả hệ thống
VI.3.2 Tính tan của sản phẩm thuỷ phân gluten
Dịch thuỷ phân sau khi sấy, cĩ thể hồ tan lại trong nước tính tan của thuỷ phân phụ thuộc vào mức độ thuỷ phân cĩ thể đạt được 73 mg/ml đối với một dịch cĩ độ phân tán 10% trong nước. Khi mức độ thuỷ phân tăng lên thì đường cong độ hịa tan theo pH cũng sẽ thay đổi rất đáng kể. Ta cĩ thể thấy sự tăng dần tính tan ở điểm đẳng điện khi pH tăng lên. Ở mức độ tuỷ phân thấp, chưa quá 2%, sẽ cho phép tăng mạnh độ hồ tan của gluten đã biến hình ở mọi pH, đặc biệt là ở mơi trường pH = 6- 8, ở đĩ gluten nguyên thể hầu như khơng tan, trong khi đĩ, một sản phẩm thuỷ phân bằng pepsin cĩ DH = 2%, lại cĩ độ hồ tan khoảng 90%. Tuy nhiên, ảnh hưởng của protease đến độ hồ tan của gluten khơng giống nhau. Thực chất độ hồ tan khơng chỉ phụ thuộc vào điểm cắt (DH), mà cịn phụ thuộc vào tính chất của peptide tạo thành: kích thước, độ kỵ nước, độ tích điện. Ngồi ra nĩ cịn phụ thuộc vào tính đặc hiệu của protese và vị trí bị cắt trên chuỗi. Người ta nhận thấy rằng cĩ thể hạn chế các nguy cơ tạo thành các pepetit đắng, các peptit này sẽ răng lên khi kích thước của các pepde giảm
VI.3.3 sản phẩm thuỷ phân gluten cĩ tính tạo bọt
Sự thuỷ phân hạn chế các protein cĩ thể phản hồi trên tính chất tạo bọt của chúng. Nĩi chung, khi mức độ thuỷ phân vừa phải (<10%), sẽ làm tăng khả năng tạo bọt. Đồng thời điều đĩ cũng kéo theo sự giảm đáng kể độ bền của bọt. Các pepetit thu được khi xử lý gluten bằng pepsin trong 20 giờ ở nhiệt độ 550C ( E/S =1/50) cĩ khả năng tạo bột tốt; đặc biệt độ bền của bọt rất cao dù ở bất cứ pH nào .
Khả năng tạo bọt của các sản phẩm thuỷ phân gluten sẽ cao khi DH ở giữa 5 và 12%, tuy nhiên khi đo ùđộ bền của bọt lại thấp. Đơn bền của bọt sẽ giảm thấp, khi mức độ thuỷ phân (DH) vượt quá 5% đến 10%. Sự vỡ bọt xảy ra trong khoảng từ 5 đến 20 phút sau khi tạo nên bọt tuỳ theo nồng độ của sản phẩm thuỷ phân (5 đến 20%).
Khi mức độ thuỷ phân nhỏ (<2%), thì khả năng tạo bọt của các sản phẩm thuỷ phân gluten sẽ cao, khơng thể proeza cĩ tính đặc hiệu rộng hay hẹp. Khả năng tạo bọt của sản phẩm thuỷ phân ở pH 4 cao hơn khả năng này của gluten nguyên thuỷ.
Người ta khơng nhận thấy được sự khác nhau cĩ ý nghĩa giữa khả năng tạo bọt của sản phẩm thuỷ phân cĩ DH1% và DH 2%. Ngược lại, độ bền của bọt được đo bằng phương pháp độ dẫn điện của KATO(1983) lại cực kỳ nhỏ đối với các dung dịch pepetit 0,1%.
Thời gian vỡ bọt khơng bao giờ vượt 10 phút và nĩi chung ở pH 4 thường ngắn hơn ở pH 7.
VI.4 Vai trị của protease trong quá trình sản xuất bánh mì:
Trong sản xuất bánh mì, người ta sử dụng enzyme protease nhằm làm giảm độ nhớt của bột nhào do gluten gây ra nhờ đĩ bột nhào cĩ đủ điều kiện thuận lợi nhất cho sự phát triển của nấm men và qúa trình tạo ra CO2 vừa ổn định vừa cao đảm bảo cho việc tạo thành các phản ứng melanoidin trên vỏ bánh mì nếu sử dụng protease cĩ hoạt tính qúa mạnh thì cấu trúc gluten sẽ bị phá huỷ và khi đĩ khả năng giữ CO2 sẽ bị giảm, cấu trúc bánh mì dễ bị thay đổi, bánh mì nỡ ra nhưng nhanh chĩng bị teo lại khi nhiệt độ bánh trở về bình thường .
Trong sản xuất bánh mì người ta sử dụng protease cĩ tính acide của nấm sợi vì : -Chất lượng bánh được quyết định chủ yếu do hương và vị bánh. Nguyên nhân tạo màu của vỏ bánh mì và chất thơm của bánh mì là do các phản ứng tương hỗ oxy hố khử giữa đường khử và amino acide. Kết quả của các phản ứng tương hỗ này là tạo ra các phản ứng trung gian furfurol và oxy methyl furfurol .
-Bột nhào và bánh mì chứa các amino acide tự do .Lượng amino acide này giảm nhiều khi nướng bánh mì do tham gia vào phản ứng melanoidin tạo màu vàng nâu trên lớp vỏ bánh mì .Lượng amino acide giảm mạnh khi trong bột cĩ chứa nhiều đường khử, do đĩ phản ứng màu diễn ra rất mạnh. Sự tạo thành oxymethyl furfurol cĩ thể do đường bị phân huỷ bởi nhiệt và cũng cĩ thể do phản ứng Maiar. Chất oxymethyl furfurol chỉ được tạo ra khi nhiệt độ cao và chúng tích tụ nhiều ở vỏ bánh mì .Trong ruột bánh mì nhiệt độ khoảng 93 – 95 oC, nên lượng oxymethyl furfurol khơng hình thành. Trong nấm sợi Aspergillus Oryzae hay Aspergillus Awamori thì lượng đường khử và các amino acide tự do tăng lên. Đây là nguyên nhân chính dẫn tới sự tạo thành màu và mùi trong sản xuất bánh mì .
Trong sản xuất bánh mì người ta thường sử dụng protease acide của nấm sợi (protease của nấm sợi từ phương pháp nuơi cấy bề mặt).
VI.5 Thị trường Protease:
Các chế phẩm protease nấm sợi được bán rộng rãi trên thế giới gồm cĩ Amano “A” của hãng AMANO, Fungal protease của hãng Miles lab.
Ở Nga, người ta sử dụng chế phẩm sản xuất bánh mì cĩ tên thương mại là Amilorizin-P810X. Chế phẩm này được sản xuất từ nấm sợi Aspergillus oryzae chủng 476-1. Chế phẩm enzyme amilorizin-P810X chứa cả enzyme amylase và protease. Chế phẩm amilorizin-P810X thường được cơ đặc tinh khiết và cả dạng bột. Lượng sử dụng chế phẩm amilorizin-P810X dạng cơ đặc là 0,002%.
Ở Mỹ hầu hết các xí nghiệp sản xuất bánh mì đều sử dụng chế phẩm enzyme. Các chế phẩm enzyme ở Mỹ thường cĩ dạng hạt. Hãng sản xuất chế phẩm enzyme dùng trong sản xuất bánh mì lớn nhất ở Mỹ là hãng Rom và Khaac. Hãng này sản xuất enzyme cĩ tên thương mại là GUMASE NR-150. Ngồi ra người ta cịn bán các chế phẩm VITASE và VITOLA. Các chế phẩm này là phức hợp lipoxygenase của đậu nành, cịn chế phẩm Del Park.P/A là hỗn hợp enzyme amylase và protease được sử dụng rất phổ biến.
VII. CƠNG NGHIỆP DA: VII.1 Giới thiệu chung:
Đã từ lâu, lồi người đã biết dùng thịt, da, lơng động vật phục vụ cho đời sống hàng ngày của mình. Trong đĩ da thú được xem là nguyên liệu tự nhiên cĩ nhiều ứng dụng rộng rãi tạo nhiều sản phẩm khác nhau. Chính vì thế ngành sản xuất, chế biến da trở thành một ngành sản xuất cĩ ý nghĩa kinh tế rất cao.
VII.2 Thành phần da động vật:
Da động vật được xem là tấm áo của động vật, đĩng vai trị bảo vệ, giữ nhiệt, trao đổi chất cho động vật. Tuỳ lồi động vật và điều kiện sống khác nhau mà da động vật cĩ những tính chất khác nhau.
Hình6: Thành phần hố học đặc trưng của da động vật Nước 65% Da động vật Protein 33% Lipide 2% Chất khống 2% Protein khơng tham gia cấu trúc Protein cấu trúc (keratin) Albumin 35% Lipide trung tính Collagen 98% Mở Elastin, 1% chuyển hố thành cơng Tristearin Glycoprotein Keratin (chủ yếu trong lơng)
VII.3 Enzyme trong chế biến da động vật:
Cĩ rất nhiều enzyme được ứng dụng trong chế biến da động vật. Các loại enzyme đĩ thuộc hệ protease như: Protease acide, protease pancreatic, protease trung tính, protease kiềm của vi khuẩn, protease nấm sợi, papain từ đu đủ, bromelin từ trái thơm.
Hình7: Các giai đoạn làm sạch lơng:
Trong các giai đoạn này giai đoạn ngâm với enzyme đĩng vai trị quan trọng. Trong giai đoạn này người ta thường dùng protease kiềm của vi khuẩn, pancreatic, nấm sợi. Các enzyme này ngồi khả năng hoạt động trong mơi trường kiềm, chúng cịn phải cĩ khả năng chịu được tác động của NaCl và phải cĩ hoạt tính cao. Người ta thường cho 50 – 200 gam protease cĩ hoạt tính 100.000 LVU/gam để tách một tấn lơng.
-Thời gian ngâm kéo dài khoảng 6-12 giờ. Một số điều kiện khi sử dụng enzyme như: Da động vật Ướp muối Cạo lơng Làm sạch Eùp (cán) Sấy Bán thành phẩm
+ Trước khi ngâm: Ngâm với 600% nước; 4% carbonate natrium; 0,1% chất bảo quản; 0,8%surfactant; thời gian ngâm từ 12- 18 giờ; pH 9,3-9,6 ; nhiệt độ 270C.
+ Thời gian ngâm enzyme: 500% nước cĩ nhiệt độ 280C; 0,5% surfactant; 0,6% enzyme từ Bacillus Subtilis, nấm sợi Aspergillus Sojae, Pacreatic, cĩ tổng hoạt tính là 4000LVU/gam; 1,5-2% soda; thời gian 12-18 giờ; pH 9,3-9,6; nhiệt độ 27-280C.