Pyruvate dưới tác dụng của enzyme lactate dehydrogenase chuyển thành acid lactic
2. Cơ chế đông tụ sữa trong sản xuất sữa chua
• Acid lactic đóng vai trò rất quan trọng đối với sự đông tụ sữa trong quá trình sản xuất sữa chua đặc
• Bình thường các micelle cacein trong sữa tích điện âm nên chúng đẩy nhau và điều đó làm cho các micelle casein tồn tại dưới dạng keo.
• Acid lactic tạo ra từ quá trình lên men sẽ làm giảm pH của sữa. Khi pH của sữa bằng pI của casein các micelle casein bị trung hòa về điện tích và nó sẽ bị đông tụ tạo thành gel. Khi pH giảm xuống dưới pI, các micelle casein được tái hòa tan. Đặc điểm này được ứng dụng trong sản xuất sữa chua khi dừng quá trình lên men đối với sữa chua đặc là pH = 4,7 còn sữa chua uống là 4,1.
Acid lactic còn tham gia phản ứng với caseinate calcium tạo nên quện sữa.
Các calcium phosphate keo sẽ bị hòa tan và tạo ra Ca2+ , ion này làm cho khối đông tụ bền chặt hơn.
3. Sơ đồ quy trình sản xuất men sữa chua
4. Quy trình sản xuất phomai
Tùy theo loại phomai mà quy trình sản xuất có khác nhau, nhưng dù sản xuất theo phương pháp nào thì quá trình sản xuất cũng chia thành 4 giai đọan.
Giai đoạn 1: lên men nhờ vi khuẩn lactic nhằm làm giảm pH tới điểm đẳng điện của casein và khiến chúng đông tụ.
Sau khi cấy giống chuẩn và cho enzyme đông tụ sữa vào sữa, quá trình lên men lactic do vi khuẩn lactic gây nên xảy ra ngay làm cho sữa bị đông tụ. Đây là quá trình kết tủa những micelle của casein thành cục đặc rắn chứa huyết thanh sữa bên trong. Khỏang ¾ số vi sinh vật nằm trong phần đặc rắn, còn ¼ trong huyết thanh. Vi khuẩn lactic hoạt động chuyển đường sữa thành acid lactic, trong điều kiện này, enzyme đông tụ sữa hoạt động mạnh hơn, tác dụng làm đông sữa nhanh hơn. Một phần enzyme bị thủy phân thành peptone, các acid amin tự do… tập hợp lại trong cục sữa đông. Trong quá trình chế biến, vi khuẩn trong phần phomai tăng lên rất nhiều không chỉ vì tách một phần huyết thanh, vì làm đặc thêm phần phomai và chình còn do sự sinh sản nhanh chóng của vi khuẩn.
Giai đoạn 2: loại bỏ dịch trong và làm đặc phần sữa đông tụ.
Giai đoạn ép phomai nhằm mục đích tách huyết thanh sữa khỏi khối đông. Thời gian ép kéo dài khoảng 20-24h ở 35- 50 oC. Trong lúc này, quá trình lên men vẫn tiếp tục. Sau khi ép số
lượng vi khuẩn trong một phần gram phomai có thể tăng lên đến khỏang một tỉ tế bào, phomai lúc này cấu tạo chủ yếu từ casein và lipide, còn huyết thanh bị loại bỏ chứa lactose.
Giai đoạn 3: Kết tủa nhờ giai đoạn muối phomai.
Ngay sau khi ép cục đông hết huyết thanh, phomai được ngâm vào bể nước muối trong vài ngày để tạo sự đồng nhất của phomai và tăng vị. Casein trương lên nên tính đàn hồi tăng lên, muối còn có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của các vi sinh vật có hại nhất là nhóm vi khuẩn trực tràng. Kết quả của việc ngâm nước muối nồng độ cao là các chất ở bề mặt phomai như đường, sữa và các muối khoáng thoát ra ngoài, ngược lại muối ăn từ dung dịch thấm vào phomai và lớp muối trên bề mặt phomai tạo nên lớp bảo vệ chống lại các vi sinh vật có hại.
Giai đọan 4: làm chín phomai
Giai đọan cuối cùng, phomai được đưa vào hầm làm chín phomai ở 18-220C, độ ẩm 80-90%. Quá trình làm chín xảy ra dưới tác dụng của các ezyme đông tụ sữa và enzyme vi khuẩn lactic là loại vi sinh vật chủ chốt của hệ vi sinh vật sữa kể từ giai đoạn ép. Sự lên men vẫn tiếp tục nếu vẫn còn lactose nhưng khi ép huyết thanh thì hầu hết lactose đã thóat ra ngoài. Trước hết,
Streptococcocus lactic lên men lactose cho đến khi hết đường này. Chúng hết dần dần và được thay thế bằng trực khuẩn lactic. Trong phomai, peptone được tích lũy do sự phân hủy protein. Dần dần trực khuẩn lactic cũng chết và vi khuẩn propionic bắt đầu hoạt động mạnh chuyển các muối lactate thành acid propionic, acid acetic và khí CO2. Hai acid này tuy bay hơi nhưng vẫn làm cho phomai có vị chua và mùi hăng đặc trưng. Khí CO2 tạo cho phomai những “ hình vẽ”, những khe hở, những túi khí gọi là” mắt” phomai. Những loại phomai có lớp nhòn trên bề mặt ta thấy có nhiều vi sinh vật lạ như nhóm trực tràng, các trực khuẩn tạo bào tử.
VI. Enzyme trong thủy phân và chế biến nước mắm
Nước mắm là một dung dịch bao gồm nước, muối, amino acid, peptide, các chất tạo mùi và tạo màu. Hỗn hợp đó được tạo ra từ quá trình lên men tự nhiên trong thời gian ít nhất là chín tháng. Việc lên men tự nhiên thường kéo dài cho nên người ta muốn rút ngắn quá trình lên men ngắn hơn. Để rút ngắn quá trình này, người ta cho bromelin vào cùng khối chượp. Nhờ hoạt động của bromelin, protein cá được phân hủy nhanh hơn. Nước mắm là sản phẩm không những chứa amino acid, peptide mà còn phải chú ý đến mùi vị. Cho nên việc đẩy nhanh quá trình thủy phân protein cá phải hài hòa với việc tạo ra hương vị cho nước mắm.
1. Quá trình phân giải ở con mắm
Quá trình tự phân giải này bắt đầu từ khi cá còn tê cứng. Sau khi ngừng trao đổi chất thì sẽ bắt đầu xảy ra sự phân hủy các hợp chất phức tạp. Trong quá trình này có nhiều loại enzyme tham gia, nhưng chủ yếu là enzyme cathepsin phân giải protein thành pepton, và sau đó pepton sẽ lần lượt bị các enzyme khác thủy phân đến cùng cho ra 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 đặc trưng, có độ ẩm lớn và dễ bị tác dụng của men tiêu hóa hơn. Giai đoạn đầu của quá trình chín tự nhiên là quá trình ngược lại với sự tê cứng, lúc đó xuất hiện sự phân ly của actomyosin,và quá trình phân giải protein của các enzyme làm mô cơ mềm dần ra. Quá trình chin tự nhiên sẽ làm tăng hương vị của cơ thịt do sự phân giải các chất ngấm ra thành những mùi vị đặc trưng.
2. Các hệ enzym trong sản xuất nước mắm
Gồm 3 hệ enzym lớn
Hệ enzym metalo-protease (aminodipeptidase)
Hệ enzym này tồn tại trong nội tạng của cá và chịu được nồng độ muối cao nên ngay từ đầu nó đã hoạt động mạnh, giảm dần từ tháng thứ 3 trở về sau. Loại enzym này có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptid. Đây là nhóm thủy phân enzym trung tính, pH tối thích từ 5-7, pI = 4-5, nó ổn định với ion Mg2+, Ca2+và mất hoạt tính với Zn2+, Ni2+, Pb2+, Hg2+..
Hệ enzym serin-protease
Điển hình là enzym tripsin, tồn tại nhiều trong nội tạng của cá. Ở giai đoạn đầu của quá trình sản xuất nước mắm hoạt động của nó yếu đến tháng thứ 2 và phát triển dần đạt giá trị cực đại ở tháng tứ 3 rồi giảm dần đến khi chượp chín (protein phân giải gần như hoàn toàn không còn ở dạng peptol). Hệ enzym này luôn bị ức chế bởi chuỗi acid amin trong cấu trúc của enzym. Để tháo gỡ chuỗi này phải nhờ đến hoạt động của men cathepsin B nhưng men cathepsin B dễ bị ức chế bởi nồng độ muối cao. Vì vậy để men cathepsin B hoạt động được người ta thực hiện phương pháp cho muối nhiều lần. Enzym serin-protease hoạt động mạnh ở pH từ 5-10, mạnh nhất ở pH=9.
Hệ enzym acid-protease
Có trong thịt và nội tạng cá, điển hình là enzym cathepsin D. Hệ enzym này dễ bị ức chế bởi nồng độ muối khoảng 15% nên thường nó chỉ tồn tại một thời gian ngắn ở đầu thời kỳ của quá trình thủy phân. Loại men này đóng vai trò thứ yếu trong quá trình sản xuất nước mắm.
3. Quy trình chế biến nước mắm
Khi sử dụng protease để thủy phân thịt cá, người ta sử dụng bromelin từ dứa. Bromelin có nhiều nhất ở đọt dứa, người ta dùng đọt dứa như một dạng bromelin thô và trộn chế phẩm thô này vào các lớp cá đã trộn muối.
Để tránh hiện tượng bị biến tính ở bromelin, thay vì cho muối vào một lần trong lên men thì người ta cho muối vào nhiều lần. Nhờ vậy mà người ta có thể sản xuất nước mắm từ 5-7 tháng thay vì 9-12 tháng như trước đây.
KẾT LUẬN
Cùng với tác động lớn lao mà enzyme mang lại đối với đời sống xã hội, nhu cầu về việc ăn uống của con người lại càng tăng cao. Nó tác động đến từng bửa ăn hằng ngày của chúng ta. Làm cho cuộc sống hằng ngày thêm phong phú.
Ở Việt Nam, công nghệ enzyme vẫn chưa phát triển xứng với tiềm năng của mình. Các nghiên cứu có đề cập tới hầu hết các loại enzyme từ động vật, thực vật, vi sinh vật, nhung chưa có enzyme nào thực sự được đưa vào sản xuất ở quy mô công nghiệp. Hiện nay Việt nam vẫn phải hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn giống enzyme sản xuất từ nước ngoài. Điều đó cho thấy việc hiểu biết, nghiên cứu, phát triển sản xuất enzyme tại Việt Nam là đều rất cần thiết. Chính vì thế mà việc phát triển công nghệ sinh học nói chung cũng như công nghệ protein-enzyme nói riêng lại càng hết sức cấp bách.
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Đức Lượng (2010), Công nghệ enzyme, NXB đại học quốc gia TPHCM 2. http://en.wikipedia.org/wiki/Lipase 3. http://ww.authorstream.com/Presentation/msnguyenthao-887183-enzyme- lipase/ 4. http://community.h2vn.com/index.php/topic,12456.0.html#iz1VvqCfgIN 5. http://community.h2vn.com/index.php?topic=12456.0 6. http://en.wikipedia.org/wiki/oxidoreductase 7. http://en.wikipedia.org/wiki/Papain 8. http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/4368881 9. http://www2.hcmuaf.edu.vn/contents.php?stt=3330&ur=mnam 10. http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=391084. 11. http://www.scribd.com/doc/27545807/Enzyme-Thuc-Pham-Amylase 12. http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/3083284 13. http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=4177580 14. http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/4368882