Từ xưa con người đã biết sử dụng enzyme vào thực tiễn sản xuất, tuy nhiên các ứng dụng này chỉ mang tính tự phát chưa có cơ sở hoa học. Theo thời gian các nghiên cứu về khoa học phát triển[2].
● Trong công nghiệp: người ta dùng protease bổ sung vào xà phòng, chất tẩy rửa để nâng cao tính năng tẩy rửa các loại dầu mỡ và chất bẩn hay người ta dùng protease để khử lông trâu bò trong công nghệ thuộc da.
● Trong y học: người ta dùng protease để loại bõ các phần mô bị hỏng, bị thối hay các ổ viêm, các vết thương hay làm tan các cục máu đông tắc nghẽn mạch máu.
● Trong thực phẩm: người ta dùng protease để làm mềm thịt, thủy phân thịt cá, sản xuất nước mắm, bột cá… hoặc người ta có thể dùng protease để thủy phân tế bào gan có trích ly dầu…
● Trong nông nghiệp: người ta dùng protease và một số enzyme khác để sản xuất các loại thức ăn cho động vật nhằm làm tăng hệ số hấp thụ thức ăn giảm lượng thức ăn sử dụng và tăng cao tốc độ tăng trọng. Đặc biệt ngày nay trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, người ta đã tạo ra nhiều loại thức ăn có nhiều protease, amylase…đê làm tăng hiệu quả sử dụng thức ăn, giảm chi phí và nâng cao sự tăng trọng cho động vật nuôi như cá, tôm…Do vậy, năng suất nuôi trồng thủy sản ngày càng tăng.
1.2.4. Quá trình thủy phân protein Nguyên lý
Thực chất của quá trình thủy phân thịt cá là quá trình biến đổi protein để tạo các axít amin dưới tác dụng của hệ enzyme protease nội tại và enzyme bổ sung bên ngoài :
Protein enzyme polypeptid enzyme pepton enzym peptid enzyme axít amin Do vậy tùy vào mức độ thủy phân, thời gian thủy phân mà người ta có thể thu được peptid hay axít amin
Enzyme là chất xúc tác sinh học có tính đặc hiệu cao do vậy nó chỉ có tác dụng đối với một vài loại liên kết nào đó và kiểu liên kết nhất định.
Protease là chất xúc tác thủy phân liên kết peptid (-CO-NH-) trong phân tử protein và cơ chất tương tự.
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân protein.
Tốc độ thủy phân bằng enzyme chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố [2], cụ thể là:
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ chất lớn, vận tốc thủy phân phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme. Khi nồng độ enzyme tăng, tốc độ phản ứng thủy phân tăng đến một giá trị giới hạn v = vmax thì nếu nồng độ enzyme tiếp tục tăng, tốc độ enzyme phản ứng thủy phân bởi enzyme tăng không đáng kể, thậm chí không tăng.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Enzyme là protein có hoạt tính xúc tác nên kém bền với nhiệt, chúng chỉ có hoạt tính trong khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm chúng biến tính. Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng thủy phân tăng. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng thủy phân do enzyme xúc tác được đặc trưng bằng hệ số:
Q10 =
k
Kt10
Với Kt : Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t
Kt+10 : Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t + 100
C Người ta đã xác định được hệ số Q10 của các loại enzyme trong cơ thể cá trong khoảng từ 2 – 3, cá biệt có thể lên đến 7 như phản ứng Hemoglobin trong máu cá.
Vùng nhiệt độ tạo cho enzyme có nhiệt độ cao nhất gọi là vùng nhiệt độ thích hợp của enzyme, trong đó có một giá trị nhiệt độ mà ở đó, tốc độ enzyme đạt cực đại gọi là nhiệt độ tối thích. Với đa số enzyme, vùng nhiệt độ thích hợp trong khoảng 40 - 500C. Nhiệt độ làm cho enzyme mất hoàn toàn hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn, đa số enzyme có nhiệt độ tới hạn khoảng 700C, với các enzyme bền nhiệt (bromelin, papin…), nhiệt độ tới hạn có thể
cao hơn. Nhiệt độ thích hợp với một enzyme có sự thay đổi khi có sự thay đổi về pH, nồng độ cơ chất…
- Ảnh hưởng của thời gian thủy phân: Thời gian phản ứng thích hợp giúp enzyme cắt mạch triệt để làm cho cơ chất bị thủy phân hoàn toàn hơn. Nhưng nếu kéo dài thời gian thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động làm sản sinh ra các sản phẩm cấp thấp như : NH3, H2S, indol, scatol…và việc kéo dài thời gian thủy phân sẽ làm giảm hiệu quả kinh tế. Ngược lai nếu thời gian thủy phân ngắn thì quá trình thủy phân chưa triệt để các axít amin tạo thành còn ít trong khi các peptit còn tồn tại nhiều trong sản phẩm như vậy sẽ gây lãng phí nguyên liệu và khó khăn cho quá trình lọc để thu dịch thủy phân protein.
- Ảnh hưởng của pH: pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính enzyme vì pH ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, ion hóa enzyme và đến độ bền của protein enzyme. Đa số enzyme có khoảng pH thích hợp từ 5 – 9. Với nhiều protease, pH thích hợp ở vùng trung tính nhưng cũng có một số protease có pH trong vùng axít (pepsin, protease axít của vi sinh vật…) hoặc nằm trong vùng kiềm ( tripsin, subtilin…). Với từng enzyme, giá trị pH thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất … thay đổi.
- Ảnh hưởng của lượng nước: Nước vừa là môi trường phân tán enzyme và cơ chất lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng nên tỷ lệ nước có ảnh hưởng lớn đến tốc độ và chiều hướng và là một yếu tố điều chỉnh phản ứng thủy phân bởi enzyme.
- Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: Diện tích tiếp xúc lớn tức là enzyme và cơ chất có điều kiện gặp nhau tốt hơn, như vậy sẽ thuận lợi cho phản ứng thủy phân nó sẽ làm cho phản ứng thủy phân diễn ra nhanh hơn. - Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng thủy phân, khi càng tăng nồng độ cơ chất, tốc độ
phản ứng thủy phân càng tăng, nhưng khi tốc độ phản ứng thủy phân đạt đến giới hạn v = vmax nếu tiếp tục tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng thủy phân hầu như không tăng.
- Ảnh hưởng của các chất kiềm hãm: Chất kiềm hãm (hay chất ức chế) là những chất vô cơ hay hữu cơ mà khi có sự hiện diện của chúng, enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính. Với mỗi enzyme ta có các chất kìm hãm khác nhau, vì vậy khi sử dụng enzyme ta phải biết rõ các chất kiềm hãm của nó để điều chỉnh phản ứng.
- Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa: Chất hoạt hóa là những chất khi có mặt trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme, các chất này có bản chất hóa học khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất hữu cơ. Tuy nhiên các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng trong giới hạn nồng độ xác định. Khi dùng quá nồng độ cho phép, hoạt độ enzyme sẽ giảm.
1.2.6. Các dạng sản phẩm thủy phân 1.2.6.1.Dịch đạm thủy phân 1.2.6.1.Dịch đạm thủy phân
Dịch đạm thủy phân là sản phẩm của quá trình thủy phân. Khi cô đặc thì chúng sẽ thành dịch đạm cô đặc.
Dịch đạm thủy phân có màu vàng nhạt, trong suốt, có mùi đặc trưng của sản phẩm thủy phân.
Thành phần chủ yếu của dịch đạm thủy phân là các axít amin, các peptid. Ngoài ra thì trong dịch đạm thủy phân còn chứa một lượng nhỏ khoáng và lipid.
1.2.6.2 Bột đạm thủy phân
Bột đạm thủy phân cũng là một trong những dạng sản phẩm của quá trình thủy phân protein. Dịch đạm thủy phân được đem đi cô đặc và sấy phun hoặc sấy chân không thăng hoa thì thu được bột đạm thủy phân (bột đạm hòa tan).
Bột đạm thủy phân có hàm lượng protein cao, rất có giá trị dinh dưỡng. Bột đạm thủy phân có màu trắng ngà, vàng nhạt hay nâu tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu. Mùi thơm đặc trưng, khi cho vào nước dễ tan. Thực chất của quá trình sản xuất bột đạm từ cá bằng phương pháp sư dụng enzyme protease , là quá trình thủy phân protein để tạo các peptid và các axit amin dưới tác dụng của hẹ enzyme nội tại và enzyme bổ sung từ ngoài vào.
1.2.7. Ứng dụng của các sản phẩm thủy phân protein.
Dịch đạm thủy phân và bột đạm thủy phân có thể được ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là trong nuôi trồng thủy sản. Sản phẩm với hàm lượng protein cao, gồm hỗn hợp các axít amin cần thiết cho sự phát triển của tôm, cá. Khi phối trộn sản phẩm vào viên thức ăn thì thức ăn dễ tiêu hóa. Bột đạm thủy phân cũng có thể được dùng trong thực phẩm sản xuất các sản phẩm bột dinh dưỡng cao đạm đối với bột đạm thủy phân có chất lượng cao.
Dịch đạm cô đặc còn có thể sử dụng để bổ sung trong quá trình làm nước mắm do nó có hàm lượng axít amin cao, làm tăng độ đạm của nước mắm. Dịch đạm thủy phân có thể dùng trong sản xuất nước mắm công nghiệp hoặc được sử dụng để sản xuất bột nêm canh gia vị.
1.3. TỔNG QUAN VỀ BỘT NÊM GIA VỊ
1.3.1 Khái quát chung về các sản phẩm bột nêm canh gia vị
Bột nêm thực phẩm là sản phẩm được tạo ra từ các chất phụ gia, hương liệu, gia vị… đã xuất hiện trước đây rất lâu và đang ngày càng phát triển, có nhiều cải tiến mới đáng kể [43]. Trước đây, bột nêm chỉ là gia vị được sản xuất từ lá, rễ, củ, hạt… của các loại thảo mộc… được sấy khô và nghiền nhỏ hoặc chiết xuất lấy dung dịch rồi phối trộn với các phụ gia sau đó đem sấy.Thành phần phụ gia phối trộn thường gặp là các chất điều vị như bột
ngọt 621 (chiếm khoảng 30% - 40%), chất điều vị 627, 631 (được xem là chất siêu ngọt), đường, muối,…
Bột nêm ở dạng bột (hoặc có thể tạo thành dạng hạt gọi là hạt nêm) là loại phụ gia hỗn hợp chứa nhiều nguyên liệu. Bột nêm mang nhiều hương vị khác nhau cho món ăn tùy theo sự lựa chọn và ưa thích của người tiêu dùng mà các nhà sản xuất cho ra các sản phẩm như bột nêm có hương vị thịt, hương vị tôm, hương vị gà, hương vị nấm... được chiết xuất từ thịt và xương heo, thịt tôm, thịt gà, nấm… Ngoài các thành phần nêu trên, bột nêm còn có thể bổ sung tinh bột, hương tổng hợp và một số phụ gia khác như muối, đường, tiêu, ớt, hành… để có thể tạo nên sản phẩm đặc trưng cho mỗi thương hiệu. Các sản phẩm này sẽ được bổ sung vào món ăn tạo nên hương vị đặc trưng thơm ngon đậm đà và màu sắc hấp dẫn.
Bên cạnh đó, một loại bột nêm được chiết xuất từ thủy sản cũng đang được nghiên cứu và phát triển mạnh bởi dịch chiết thủy phân thu được từ nguyên liệu thủy sản có chứa các axít amin thay thế và không thay thế, dễ hấp thụ tạo mùi vị thơm ngon và bổ dưỡng cần thiết cho con người. Đối với các loại bột nêm này cũng phù hợp cho nhiều đối tượng sử dụng. Đặc biệt là những vùng dân cư không có trực tiếp nguồn cá. Ngoài ra, còn góp phần làm tăng hương vị, phong phú trong bữa ăn hằng ngày.
Gia vị làm đậm đà thêm bữa ăn hằng ngày với muối, đường, bột canh nước mắm, hạt súp, hạt nêm… hiện được sử dụng rất phổ biến mà bất cứ gia đình nào cũng phải cần đến. Cũng chính gia vị góp phần trong việc nâng cao giá trị thực phẩm khác như thịt, trứng, sữa, cá, rau… làm bữa ăn chất lượng hơn.
Hiện nay, trên thị trường bột nêm canh gia vị được sản xuất theo hai hướng chính sau:
- Dạng sản phẩm thứ nhất: các nhà chế biến phối trộn các phụ gia thường dùng với nhau như: đường, muối, bột ngọt, tiêu, hành khô… và một số hương liệu với tỷ lệ khác nhau tạo sản phẩm nêm gia vị để phục vụ thị hiếu người tiêu dùng thay vì dùng trực tiếp từng loại gia vị trên.
Hình 1.7. Một số sản phẩm bột nêm từ nấm trên thị trường
- Dạng sản phẩm thứ hai: các nhà chế biến cũng phối trộn các loại phụ gia trên nhưng theo một hướng khác có bổ sung thêm thịt heo, gà, bò, hải sản… đã qua chế biến định hình nhiều dạng, để bổ sung những dưỡng chất cần thiết cho người sử dụng. Mặc khác, góp phần làm tăng hương vị trong bữa ăn hằng ngày. Những loại này hiện nay rất được người nội trợ tin dùng.
Hình1.8. Một số sản phẩm từ thịt và hải sải
Sau đây là một số sản phẩm hạt nêm gia vị của các nhãn hiệu lớn trên thị trường Việt Nam được nhiều người tin dùng:
Sản phẩm hạt nêm củaCông ty Nestle Việt Nam:
- Hạt nêm cao cấp Maggi xương hầm: Chiết xuất từ thịt và nước cốt xương hầm tạo độ ngọt đậm đà căn bản của xương và thịt cho bất kì món canh nào. Với Maggi xương hầm nước canh trong nguyên chất giữ được màu sắc của nguyên liệu tươi, mùi dễ chịu, vị ngọt thịt đậm đà.
- Hạt nêm Maggi thơm Ngon Ngon dùng để nêm nếm và cung cấp vị ngọt của thịt cho tất cả các món ăn. Nước súp trong lý tưởng được hơn 60% người tiêu dùng ưa thích so với sản phẩm cùng loại.
- Hạt nêm Maggi nấm làm từ loại nấm hương cao cấp, chay mặn đều dùng.
Hình 1.9. Một số sản phẩm hạt nêm Maggi Sản phẩm hạt nêm Knorr của Cty Unilever Việt Nam:
- Hạt nêm từ thịt Knorr được làm từ thịt nguyên chất kết hợp cùng các gia vị truyền thống. Sản phẩm này được sản xuất với công thức cải tiến tăng đáng kể lượng thịt sẽ đem đến cho món ăn hương thịt và vị thịt đậm đà, thuần khiết.
- Hạt nêm Knorr Nấm và Rong biển, chay mặn đều dùng được.
Thành phần chính của một số loại bột nêm (hạt nêm) có trên thị trường [44]:
Muối: 30% - 40%
Chất điều vị Sodium glutamate (E621) (còn gọi là bột ngọt): 30% - 40%
Tinh bột: 10% - 20%
Chất điều vị Sodium guanylate (E627), Sodium inosiate (631) (được xem là chất siêu ngọt): 10% - 20%
Bột thịt: < 2%
Ngoài ra, một số ít thành phần các chất khác như: bột đạm đậu nành thủy phân, dầu ăn, hương thịt tổng hợp, chất tạo vị chua, một số gia vị thảo dược (tiêu, hành, tỏi…).
1.3.2.Xu hướng phát triển của các sản phẩm bột nêm canh gia vị
Hiện nay, trên thị trường có nhiều sản phẩm nêm gia vị với nhiều cách phối chế khác nhau. Với mục đích phục vụ thị hiếu ngày càng cao của người tiêu dùng. Ngoài những sản phẩm nêm gia vị thông thường trước đây thì thời gian gần đây trên thị trường gia vị Việt Nam xuất hiện nhiều sản phẩm nêm gia vị như: hạt nêm Maggi, Hạt nêm Aji – ngon, hạt nêm từ thịt knorr…đây là sản phẩm được chế biến theo một cách khác, tức là ngoài công thức phối chế các gia vị với nhau như: đường, muối, bột ngọt…thì trong các sản phẩm này, các nhà sản xuất còn bổ sung nhiều dưỡng chất từ thịt, gia súc, gia cầm, hải sản…để cung cấp chất dinh dưỡng cũng như hương vị trong bữa ăn hàng ngày. Hàng loạt sản phẩm này được nhiều người ưa chuộng và tin dùng.
Chính vì các nhà chế biến nắm bắt được xu hướng của người tiêu dùng cho nên thời gian hiện nay cũng như thời gian sắp đến sẽ phát triển thêm nhiều sản phẩm bột nêm canh gia vị mới. Mà đặc biệt là phát triển những sản phẩm bột nêm canh gia vị được chế biến từ thịt gia súc, gia cầm, hải sản…Trong đó, cá là đối tượng được quan tâm, vì trong cá có nhiều dưỡng chất rất tốt cho người sử dụng. Trong quá trình chế biến cá có thể tận dụng đầu cá, thịt vụn cá để sản xuất bột nêm góp phần làm đa dạng sản phẩm bột nêm, làm tăng tổng doanh thu của các doanh nghiệp chế biến thủy sản cũng như làm giảm ô nhiễm môi trường.
1.3.3. Gía trị dinh dưỡng của một số sản phẩm bột nêm trên thị trường
Trong thực tế đời sống hàng ngày, người ta đơn thuần chỉ nghĩ bột