TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SÚC SẢN Đề tài: TÁC ĐỘNG CỦA HỆ ENZYM ĐẾN NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU SÚC SẢN GVHD: Nguyễn Thị Thanh Bình SVTH: Trần Thị Thu Hà 12138501 Dương Đức Long 12128351 Nguyễn Thị Nhài 12143861 Huỳnh Thị Bích Phượng 12132341 Lâm Thị Thùy Trang 12143891 Lê Thị Thanh Trà 12087811 TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 04/2015 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Cuộc sống ngày đại, nhu cầu vật chất tinh thần người ngày nâng cao Cùng với phát triển khoa học công nghệ, ngành công nghệ chế biến thực phẩm không ngừng nghiên cứu, sáng tạo nhằm tạo sản phẩm có chất lượng tốt nhất, đáp ứng nhu cầu thiết yếu người Những sản phẩm từ thịt súc sản nguồn thực phẩm dồi dào, giàu dinh dưỡng lựa chọn bữa ăn ngày Nhưng việc bảo quản chế biến loại thực phẩm cách, để cho thịt mềm hơn, thơm ngon hơn, chế biến dễ dàng giữ giá trị dinh dưỡng thịt làm Nhờ nghiên cứu tác động ứng dụng enzym công nghệ chế biến súc sản tạo nhiều sản phẩm từ thịt hấp dẫn hơn, đa dạng hơn, thỏa mãn nhu cầu ẩm thực người Qua tiểu luận này, hiểu rõ loại enzym, tác động chúng đến biến đổi nguyên liệu súc sản ứng dụng enzym công nghệ chế biến súc sản.Bài tiểu luận nhiều thiếu sót, mong nhận góp ý cô giáo bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm tiểu luận I I.1 Khái quát enzym:[1],[2].[3],[4],[13] Enzym: Enzym có chất protein sinh vật tổng hợp nên, tham gia vào phản ứng hóa sinh học Enzym làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng Enzym có phân tử lượng lớn từ 20000 đến 1000000 dalton, enzym không qua màng bán thấm Đặc tính chung enzym: - Enzym tạo tế bào sinh vật, không độc hại, thân thiện với môi trường - Enzym tham gia phản ứng tế bào sống tách khỏi tế bào sống - Enzym tham gia xúc tác phản ứng thể từ giai đoạn đầu I.2 đến giai đoạn cuối giải phóng hoàn toàn lượng dự trữ hợp chất hóa học Trong chuỗi chuyển hóa hở hay chuỗi chuyển hóa khép kín, sản phẩm phản ứng trước chất cho phản ứng sau - Enzym thực phản ứng: xảy tế bào (như ống nghiệm) - Phản ứng enzym tiêu hao lượng ít, hiệu suất tốc độ cao - Enzym tính chọn lọc cao - Enzym chịu điều khiển gen điều kiện phản ứng I.3 Cấu tạo enzym: - Nhóm enzym đơn phân tử: Thành phần cấu tạo có protein - Nhóm enzym đa cấu tử: Trong nhón enzym đa cấu tử gồm phần: + Phần 1: Protein thuần: apoprotein hay apoenzym Phần protein thường định tính đặc hiệu cao enzym làm tăng hoạt tính xúc tác coenzym + Phần 2: Thành phần protein: cofactor – chúng gắn chặt (prosthetic) lỏng lẻo với phần protein (coenzym).Có chất hợp chất hữu phức tạp, thường định kiểu phản ứng mà enzym xúc tác, trực tiếp tham gia vào phản ứng làm tăng độ bền apoenzym - Enzym có chất protein nên có tất thuộc tính lý hóa protein + Đa số enzym có dạng hình cầu không qua màng bán thấm có kích thước lớn + Tan nước, dung dịch muối loãng dung môi hữu phân cực khác, không tan ete dung môi không phân cực + Không bền tác dụng nhiệt độ, nhiệt độ cao enzym bị biến tính Môi trường axít hay bazơ làm enzym khả hoạt động + Enzym có tính lưỡng tính: tùy pH môi trường mà tồn dạng: cation, anion hay trung hòa điện Cơ chế hoạt động: - Trung tâm hoạt động enzym: Trong trình xúc tác enzym vùng cấu trúc không gian đặc biệt tham gia trực I.4 tiếp vào phản ứng để kết hợp với chất gọi "trung tâm hoạt động".Cấu tạo đặc biệt trung tâm hoạt động định tính đặc hiệu hoạt tính xúc tác enzym + Trong "enzym cấu tử", acid amin thường phân bố phần khác mạch polypeptid nằm kề không gian tạo thành trung tâm hoạt động Sự kết hợp nhóm chức acid amin, thường gặp -SH cysteine, -OH serine, vòng imidazol histidine, w-COOH aspartie acid glutamic, -COOH acid amin cuối mạch + Trong "enzym hai cấu tử" mạch polypeptid mà nhóm chức kết hợp để tạo trung tâm hoạt động, có nhóm chức coenzym nhóm ngoại khác kết hợp tạo thành trung tâm hoạt động + Một enzym có nhiều trung tâm hoạt động, tác dụng trung tâm hoạt động không phụ thuộc vào nhau.Trong số enzym có "trung tâm dị không gian" - phần enzym kết hợp với chất có phân tử nhỏ làm biến đổi cấu trúc bậc ba toàn phân tử enzym làm cấu trúc trung tâm hoạt động thay đổi → biển đổi hoạt tính enzym - Các chất kết hợp với trung tâm hoạt động enzym tạo phức hợp enzym-cơ chất (ES), sau enzym biến đổi chất thành sản phẩm giải phóng enzym tự E + S → ES->ES++ → E + P Trong đó: E enzym, S chất, P sản phẩm Các liên kết chủ yếu tạo thành E S phức ES tương tác tĩnh điện, liên kết hydro, tương tác Van der Waals, …mỗi loại liên kết đòi hỏi điều kiện khác chịu ảnh hưởng khác có nước Tốc độ phản ứng enzym phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nồng độ enzym, nồng độ chất, nhiệt độ, pH môi trường, ion kim loại, chất vô hữu khác,… II Ứng dụng enzym công nghệ chế biến súc sản[4],[2] Enzym có nhiều ứng dụng quan trọng công nghệ chế biến súc sản Bằng cách sử dụng enzym nội tạng có sẵn nguyên liệu súc sản enzym bổ sung từ nguồn thực vật, vi sinh vật, nấm mốc,…đã tạo bước ngoặc lớn việc nâng cao giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan cho nhiều sản phẩm thực phẩm Phản ứng thủy phân phản ứng quan trọng phổ biến bảo quản chế biến thực phẩm, enzym xúc tác phản ứng thủy phân góp phần làm tăng chất lượng sản phẩm từ thịt: làm thịt mềm hơn,vị ngon hơn, mùi thơm gia nhiệt, trình tự phân thịt thời gian định tạo hương vị đặc trưng cho thực phẩm, công nghệ sản xuất loại dịch thủy phân giàu protein áp dụng cách có hiệu tính enzym protease, trình tự chín thịt chế biến nem thành sản phẩm hoàn hảo, dễ hấp thu,… Cùng với phản ứng thủy phân, phản ứng oxy hóa khử tác dụng enzym có tác dụng làm tăng chất lượng thực phẩm: tạo màu sắc, mùi vị đặc trưng cho sản phẩm lên men từ thịt Việc sử dụng chế biến làm mềm thịt ứng dụng có tính truyền thống Nhân dân ta từ lâu dùng thơm để nấu canh thịt bò; dùng rau sống chuối chát, vả kết hợp thức ăn nhiều thịt; đu đủ chống táo bón…mà thực chất sử dụng papain, bromelain, ficin Người Nga dùng protease từ hạt đậu tương mầm để làm mềm thịt Ngoài khả phân giải để làm mềm thịt, tạo thức ăn dễ tiêu hóa, công nghệ sản xuất loại dịch thủy phân giàu protein áp dụng cách có hiệu tính protease III Hệ enzym công nghệ chế biến súc sản: III.1 Enzym thủy phân protease [14],[17],[1],[3] III.1.1 Định nghĩa: Nhóm enzym protease xúc tác trình thủy phân liên kết peptid (-CO-NH-) n phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm cuối axit amin Ngoài ra, nhiều protease có khả thủy phân liên kết este vận chuyển axit amin Cấu trúc không gian enzym protease III.1.2 Phân loại: Protease phân loại dựa đặc điểm riêng chúng cấu tạo trung tâm hoạt động enzym, chia làm nhóm chính: - Serin protease - Threonine protease - Cysteine protease - Aspartic acid protease - Metallo protease - Glutamic acid protease III.1.3 Cơ chế tác dụng: Protease enzym xúc tác thủy phân protein, cơ chế xúc tác sinh học enzym người ta đề nhiều giả thuyết để giải thích, thống chỗ trình xúc tác bắt đầu kết hợp enzym chất thành hợp chất trung gian E (enzym) + S (cơ chất) = ES (hợp chất trung gian) Protease enzym sử dụng nhiều số ngành sản xuất như: chế biến thực phẩm (đông tụ sữa làm mát, làm mềm thịt, bổ sung để làm tăng chất lượng sản phẩm sản xuất bia, xử lý phế phụ phẩm chế biến thực phẩm…), sản xuất chất tẩy rửa… III.1.4 Ứng dụng: - Protease dùng làm mềm thịt nhờ thủy phân phần protein thịt, kết làm cho thịt có độ mềm thích hợp có vị tốt Protease sử dụng để làm mềm thịt tăng hương vị thịt - Chế phẩm enzym để làm mềm thịt thường papain hay hỗn hợp papain với protease vi sinh vật - Tùy theo tính chất thịt mà sử dụng chế phẩm thích hợp - Chất lượng loại thịt nâng cao - Thời gian chín thịt rút xuống nhiều lần - Kỹ thuật làm mềm thịt không phức tạp Có thể: + Ngâm thịt phức hệ enzym cần thiết pH, nhiệt độ, nồng độ thích hợp + Rải lên bề mặt thịt chất làm mềm dạng bột có chứa enzym chất phụ gia + Tiêm dung dịch enzym vào mô + Đưa dung dịch enzym vào máu động vật trước giết thịt III.1.5 Một số loại enzyme protease thường dùng III.1.5.1 Protease nguồn gốc thực vật Enzym Papain [7],[9],[3] a) Định nghĩa – cấu tạo: - Papain enzym thuộc loại proteaza thực vật có nguồn gốc từ đu đủ, chuỗi - polypeptit gồm 187 gốc aminoaxit Papain gồm có nhiều axit amin, theo thứ tự nhiều (từ 11,35-12,43 xuống 2,14-3,57 g/100g): tyrosin, axit glutamic, axit aspartic, glycin, valin, arginin, leucin, isoleucin, lysin, serin, alanin, prolin, tryptophan, threonin, phenylalanin, cystin, histidin - Papain chất bột màu trắng xám nhạt, dễ hút nước, tan nước glixerin, không tan dung môi hữu khác Mô hình phân tử enzym papain Tính chất: - Papain có khả thủy phân protein thành tiểu phân nhỏ axit amin b) peptid ngắn Khả thủy phân chúng khác tùy thuộc vào điều kiện phản ứng - Khi chưa hoạt hóa, papain có hoạt lực yếu, tác dụng chất có tính khử, kèm theo có mặt chất kết hợp với kim loại, papain hoạt hóa thành dạng hoạt động - Điểm đẳng điện papain vào khoảng pH = 9, khối lượng phân tử khoảng 20.700 - Papain có tính đặc hiệu rộng - Ở pH = – 7,5 papain thủy phân thành peptid, amit este aminoaxit - Dựa vào ta thấy papain hoạt động thủy phân mạnh môi trường có tính trung tính kiềm yếu - Ngoài trình thủy phân phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ cao khả thủy phân papain tăng - Papain có độ bền đặc biệt cao tác dụng nhiệt độ chịu ảnh hưởng dung môi c) Hoạt động - Papain thuộc nhóm Cystein-protease trung tâm hoạt động có chứa nhóm -SH Cystein, nhóm nằm gần vòng imidazol Histidine nhóm -COOH axit Aspartic Sự tổ hợp nhóm chức có mặt trung tâm hoạt động tạo điều kiện cho hoạt động xúc tác phân tử enzyme - Papain đóng vai trò vừa endoprotease vừa exoprotease nên chúng thủy phân protein thành polypeptid axit amin Các endopeptidase thủy phân protein chủ yếu thành peptid: (-NH-CH(R)-CO-NH-CH(R)-CO-)n + HOH  (-NH-CH(R)-COOH)I + (H2NCH(R)-CO-)k i+k=n - Các exopeptidase thủy phân peptide thành amino acid (H2N -CH(R )-CO-NH-CH(R )-CO-)n + HOH  (H2N -CH(R)- COOH)n’ + (H2N -CH(R)-CO-)k n’ +k = n - So với protease có nguồn gốc động vật vi sinh vật khác papain có khả thủy phân sâu Tính đặc hiệu chất papain rộng có khả phân hủy hầu hết liên kết peptide trừ liên kết với proline glutamic acid có nhóm carboxy tự - Khả thủy phân chất papain tùy thuộc vào trạng thái chất,tức chất có bị biến tính hay không.Nếu chất có bị biến tính papain có khả thủy phân sâu hơn.Papain có khả xúc tác phản ứng thủy phân dẫn xuất acyl - Phản ứng tiến hành sau RCOX + pap-SH -> O=pap-S-C-R+ HXO= pap-S-C-R +H2O -> pap-SH + R-COOH - Khả nǎng thủy phân chúng khác tùy thuộc vào điều kiện phản ứng - Khi chưa hoạt hoá, Papain có hoạt lực yếu; tác dụng chất có tính khử, kèm theo có mặt chất kết hợp với kim loại, Papain hoạt hoá thành dạng hoạt động - Điểm đẳng điện Papain vào khoảng pH =9; khối lượng phân tử khoảng 20.700 - Ở pH = ÷ 7,5, Papain thuỷ phân thành peptit, amit este aminoaxit - Papain hoạt động thủy phân mạnh mội trường có tính trung tính kiềm yếu - Ngoài trình thủy phân phạu thuộc vào nhiệt độ.Khi nhiệt độ cao khả thủy phân papain tăng.Papain có độ bền đặc biệt cao đối vời tác dụng nhiệt độ chịu ảnh hưởng dung môi 10 từ enzym hoạt động chất diệt vi khuẩn tốt Bảo vệ màu sắc tự nhiên thịt 3.5 Enzym catalase[18] 3.5.1 Khái niệm: Catalase enzyme phổ biến tìm thấy gần tất sinh vật sống tiếp xúc với oxy (như rau, trái động vật) Nó xúc tác cho phân hủy hydrogen peroxide để tạo thành nước oxy Nó enzyme quan trọng việc bảo vệ tế bào khỏi tổn thương oxy hóa oxy phản ứng (ROS) 3.5.2 Cơ chế phản ứng: Mặc dù chế xúc tác catalase hoàn toàn không hiểu rõ, trình xúc tác coi chia thành hai bước sau: H2O2 Fe (III)-E → H2O O = Fe (IV)-E ( ) H2O2 O = Fe (IV)-E ( ) → H2O Fe (III)-E O2 [12] 3.5.3 Nguồn gốc Hầu tất sinh vật sống có mặt catalase Nó tồn thể hít thở chủ yếu lạp lục thực vật, ty thể, mạng lưới nội chất, động vật, gan tế bào máu đỏ, hoạt động enzyme thể để cung cấp chế bảo vệ chống oxy hóa 3.5.4 Ứng dụng: - Catalase có mặt tế bào hồng cầu mô định thể peroxide, vai trò để phân hủy xúc tác H 2O2 thành H2O O2, H2O2 không làm cho chelate sắt với O2 phản ứng có hại – OH Catalase vai trò hydrogen - peroxidetrở lại thành nước: 2H2O2 = O2 + 2H2O Catalase sử dụng bao bì thực phẩm để ngăn chặn thực phẩm không bị oxy hóa 26 IV Quy trình sản xuất nem chua có sử dụng enzyme bổ sung biến đổi xảy ra.[19],[20],[21],[22] Thịt heo nóng (95%) Lọc bỏ gân mỡ Xay Ướp gia vị Quết nhuyễn Trộn Vo viên Gói vông Gói chuối Lên men Muối, đường, bột Da heo (5%) Luộc chín Rửa qua nước lạnh Tách mỡ Làm Phơi khô Tỏi phi Dầu ăn Tỏi xay Ép định hình Sản phẩm Xắt sợi Để ớt, tỏi Tiêu nguyên hạt IV.1 Quy trình 27 Nem chua sản phẩm lên men truyền thống dân tộc Việt Nam, sử dụng chế biến nhiều bữa ăn, từ bữa ăn gia đình tới tiệc tùng cưới hỏi Mỗi vùng có cách làm riêng, tạo nên đặc trưng sản phẩm nem chua Tuy nhiên phương pháp truyền thống nhiều nhược điểm nên sản xuất theo quy trình công nghiệp như: • • • Chỉ sản xuất theo quy mô nhỏ Chất lượng nem không ổn định Quá trình lên men khó kiểm soát phụ thuộc vào nhiều yếu tố: + Chất lượng thịt + Số lượng chủng loại vi sinh vật + Nồng độ, hoạt lực enzym nội + Cách bao gói + Nhiệt độ ủ + Thời gian ủ 28 Nem chua sản phẩm lên men lactic thịt sống Bản chất trình lên men trình chuyển hoá đường (cho thêm vào chế biến) thành axit lactic nhờ hoạt động vi khuẩn lactic IV.2 Quá trình lên men:[17],[18],[19] IV.2.1 Mục đích: Đây công đoạn tạo nên hương vị đặc trưng sản phẩm nem chua Nem chua sản phẩm trình lên men thịt trình lên men thịt kết trình lên men lactic hoạt động vi khuẩn lactic có sẵn không khí, bề mặt dụng cụ chế biến, vật liệu làm bao bì nguyên liệu sử dụng để lên men lactic đường IV.2.2 Quá trình lên men lactic nem chua Được chia làm giai đoạn:  Giai đoạn 1: Bắt đầu có hoạt động vi khuẩn lactic vài vi sinh vật khác có sẵn nguyên liệu đầu, khả sinh tổng hợp acid lactic  Giai đoạn 2: Vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ acid lactic tạo nhiều làm giảm pH khối nguyên liệu xuống thấp, từ có khả ức chế hoạt động loài vi sinh vật khác Đây giai đoạn quan trọng trình sản xuất nem chua, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng giá trị dinh dưỡng sản phẩm 29 Lactobacillus Pediococcus  Giai đoạn 3: Do acid lactic tích tụ nhiều, làm pH giảm mạnh, từ dẫn đến ức chế vi khuẩn lactic Trong công nghiệp, nem sau trình lên men khoảng ngày đưa vào kho bảo quản mát lạnh - o C nhằm dừng lại giai đoạn 2, không cho chuyển sang giai đoạn trình bảo quản tiêu thụ IV.3 Các biến đổi xảy trình lên mên: IV.3.1 Hóa sinh: Quá trình sản xuất nem chua trình sinh hoá phức tạp, đường tác dụng vi khuẩn lactic chuyển hoá dần thành acid lactic, giảm pH thịt, ức chế phát triển vi sinh vật gây thối rữa Protein thịt tác dụng enzyme protease bị cắt thành phân tử polypeptide acid aminee vừa làm cho thịt có mùi vị thơm ngon hơn, dễ tiêu hoá IV.3.1.1 Quá trình lên men lactic: Lên men lactic trình sinh hoá phổ biến thiên nhiên, trình chuyển hoá vật chất glucide thành acid lactic nhờ hoạt động sống trực tiếp hệ vi sinh vật lactic Năng lượng tạo dùng cho trình sinh hoá cần thiết điều kiện yếm khí Có kiểu lên men lactic: lên men lactic đồng hình lên men lactic dị hình: 30  Lên men lactic đồng hình: Sự chuyển hoá đường thành acid lactic theo chu trình Embden – Mayerhoff, lên men rượu đến giai đoạn tạo thành acid pyruvic Acid khử nguyên tử H nhờ hoạt động enzyme lacticodehydrogenase để trở thành acid lactic (chiếm tới 90%) Kiểu lên men có ý nghĩa mặt công nghiệp Tùy thuộc vào tính đặc hiệu quang học enzyme lacaticodehydrogenase có mặt lactataxemase mà loại acid lactic dạng tạo (D hay L) 31  Lên men lactic dị hình: Quá trình diễn phức tạp hơn, sản phẩm tạo thành acid lactic có lượng lớn sản phẩm phụ khác aldehyde, keton, rượu ethylic, CO 2, số chất thơm diacetyl ester Số lượng sản phẩm phụ phụ thuộc vào giống vi sinh vật, môi trường dinh dưỡng điều kiện ngoại cảnh Nói chung acid lactic chiếm khoảng 40% lượng đường phân huỷ, acid succinic gần 20%, rượu ethylic 10% khí khoảng 20% Đôi lượng khí tạo hơn, thay vào acid formic Trong trình lên men lactic dị hình, glucose chuyển hóa theo chu trình Embden – Mayerhoff, hydro tách dehydro hóa triosephosphate chuyển đến pyruvat Vì nguyên sinh chất vi khuẩn lên men lactic dị hình enzyme carboxylase acid pyruvic không phân hủy mà tiếp tục khử thành acid lactic theo sơ đồ chuyển hóa đây: Acid lactic tạo thành từ acid pyruvic tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ dehydrase theo phương trình: Acid succinic tạo thành từ acid pyruvic tác dụng với CO tiếp nhận hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau: Ethanol acid acetic tạo thành nhờ men aldehydrase từ acetaldehyde theo phương trình: 32 Việc sinh khí liên quan đến điều kiện yếm khí, tỉ lệ hợp chất phụ sinh phụ thuộc vào môi trường dinh dưỡng loại vi khuẩn lactic Quá trình lên men lactic cần có lên men đồng thời lên men đồng hình dị hình, trình lên men lactic dị hình tạo sản phẩm cấu tử hương tạo mùi thơm cho sản phẩm IV.3.1.2 Sự acid hóa: Trong lên men lactic, vi khuẩn lactic có nhiệm vụ sinh acid lactic từ nguồn carbohydrate, từ dẫn tới giảm độ pH sản phẩm Sự acid hóa thúc đẩy tạo gel protein mô thịt, phân cắt mạch protein gắn kết mạch ngắn lại Ngoài ra, tích tụ acid lactic ngăn cản phát triển vi khuẩn gây bệnh tạp nhiễm vào thịt Cuối cùng, thịt đạt đến độ chín nhờ pH giảm dần đến điểm đẳng điện protein Ngoài ra, điều kiện pH thấp thúc đẩy trình tạo màu cho sản phẩm IV.3.1.3 Sự thủy phân Protein Một số vi khuẩn lactic Lb casei, Lb plantarum, Lb curvatus Lb sakei có khả thủy phân thủy phân protein tốt đóng vai trò việc phân hủy protein thành peptide acid amine Enzyme protease, peptidase chúng phân cắt oligopeptide dipeptide Các amino acid sau phân hủy tạo thành acid bay hợp chất sulfur Acid lactic các acid hữu khác tạo trình dị hóa carbohydrate peptide amino acid sinh trình thủy phân protein tạo nên vị đặc trưng cho sản phẩm thịt lên men Vì vi khuẩn đóng vai trò tạo hương cấu trúc cho sản phẩm thịt lên men Đây trình biến đổi có ý nghĩa quan trọng chất lượng sản phẩm, vừa có tác dụng tăng giá trị dinh dưỡng vừa góp phần nâng cao tính cảm quan cho sản phẩm IV.3.2 Vật lý Độ dai, độ mềm mại, độ giòn tăng, khối lượng nem thay đổi phần sau trình lên men IV.3.3 Hóa lý: IV.3.3.1 Sự tạo gel protein 33 Khả tạo gel tính chất chức quan trọng việc tạo cấu trúc, hình thái cho nhiều sản phẩm thịt nói chung cho nem chua nói riêng Gel protein tạo protein bị biến tính tập hợp lại tạo thành mạng lưới không gian có trật tự Khi protein bị biến tính cấu trúc bậc cao bị phá huỷ, liên kết phân tử bị đứt, mạch peptid bị giãn ra, nhóm hợp nước ẩn bên xuất Các mạch polypeptid bị duỗi trở nên gần nhau, tiếp xúc với liên kết lại với mà vị trí tiếp xúc nút, phần lại hình thành mạng lưới không gian ba chiều vô định hình, rắn, có chứa đầy pha phân tán (H2O) Các nút mạng lưới tạo tương tác nhóm kỵ nước Khi nhóm gần nhau, tương tác với hình thành liên kết hydrophop (kỵ nước hay ưa béo), phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy có khuynh hướng tụ lại Tương tác ưa béo thường ổn định tăng cường tăng nhiệt độ, làm cho mạch polypeptid sít lại với hơn, khiến cho khối gel trở nên cứng Các nút lưới tạo liên kết hyđro nhóm peptit với nhau, nhóm OH serin, threonin tironin với nhóm COOH axit glutamic axit aspartic Liên kết hyđro liên kết yếu, tạo độ linh hoạt phân tử với nhau, làm cho gel có độ dẻo định Trong trình lên men thịt, pH giảm từ 5,6-6,2 xuống đến 4,5-5,0 đến gần điểm đẳng điện pI mô thịt, tạo điều kiện cho trình đông tụ biến tính để thúc đẩy trình tạo gel protein Kết tạo cấu trúc rắn cho sản phẩm Nhờ khả mà sợi thịt (bì) nem chua có khả liên kết tạo khối gel làm tăng giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan nem chua IV.3.4 Sinh học: Hàm lượng vi sinh vật tăng (vi khuẩn lên men lactic có lợi cho hệ tiêu hóa), thành phần dinh dưỡng (các chất thay đổi) làm cho giá trị lượng nem thay đổi IV.3.5 Cảm quan: IV.3.5.1 Sự biến đổi màu sắc Màu sắc đặc trưng sản phẩm thịt đặc trưng sắc tố có thịt mà chủ yếu myoglobin 34 Trong trình lên men pH giảm làm cho dạng cấu tạo hóa học sắc tố thay đổi Myoglobin chuyển sang dạng metmyoglobin nên làm cho thịt có màu đỏ thẫm Ngoài màu sắc nem bị thay đổi số chủng vi sinh vật có khả sinh peroxide Một số vi khuẩn không lên men lactic có mặt hệ vi khuẩn thịt lên men St xylosus, St carnosus, St simulans có khả chuyển hóa nitrate thành nitrite tham gia tạo hợp chất nitroso- (nitosomyoglobin hay nitrosoheme) tạo màu đỏ hồng cho sản phẩm IV.3.5.2 Sự biến đổi hương thơm Hương thơm sản phẩm thịt lên men tao loại gia vị acid sinh trình lên men Với nồng độ acid cao hương thơm mạnh Chủng Lactobacillus vai trò sinh acid lactic, có khả sinh chất tham gia vào trình tạo hương thơm cho sản phẩm Những chất sinh hương đến từ trình thuỷ phân Phospholipid triglyceride thuỷ phân protein thành a amin peptide Việc tạo acid amin đường decarboxyl hay đường khử amin sinh hợp chất thơm Một số hợp chất tạo hương thơm cho sản phẩm phải kể đến hợp chất alcohol, aldehyde, ester acid bay Quá trình oxi hóa lipid góp phần tăng cường hương vi cho sản phẩm nem chua Bên cạnh đó, gia vi bổ sung vào trình sản xuất góp phần tạo hương cho sản phẩm 4.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng: 4.3.4.1 Thành phần nguyên liệu Quá trình lên men lactic trình chuyển hóa đường thành acid lactic Do hàm lượng acid lactic tạo thành trình lên men có liên quan chặt chẽ đến hàm lượng đường có nguyên liệu ban đầu 4.3.4.2 Hệ vi sinh vật Quá trình lên men lactic trình sinh hóa thực vi khuẩn lactic việc chọn chủng vi sinh vật thích hợp có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Nhưng trình sản xuất nem chua theo phương pháp dân gian trình lên men lactic thực hệ vi sinh vật tự nhiễm Do ta không 35 thể khống chế hay lựa chọn chủng vi khuẩn thích hợp mà hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiễm 4.3.4.3 Độ pH Tất chủng vi sinh vật có khoảng pH thích hợp cho hoạt động chúng Tuy nhiên trình lên men lactic sản xuất nem chua ta khống chế pH nguyên liệu khoảng thích hợp mà thay đổi cách tự nhiên theo trình chín nem chua Do thay đổi tự nhiên mà trình lên men lactic xảy từ từ pH đạt giá trị thích hợp lúc trình lên men xảy mạnh 4.3.4.4 Nhiệt độ Cũng loài vi sinh vật khác Khi nhiệt độ cao trình lên men diễn mạnh Nhưng chất lượng trình lên men không tỉ lệ thuận với tốc độ trình lên men Do ta phải chọn nhiệt độ thích hợp để trình lên men diễn thuận lợi cho chất lượng tốt Một số nghiên cứu cho thấy trình lên men thịt làm nem diễn nhiệt độ thường ( 27 – 30 0C ) cho giá trị dinh dưỡng cảm quan sản phẩm tốt 4.3.4.5 Độ yếm khí môi trường Do trình lên men lactic sản xuất nem chua trình lên men dị hình điều kiện yếm khí nên để trình lên men xảy tốt phải tạo điều kiện yếm khí cho vi sinh vật lên men Như trình lên men thịt có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men mà ta khống chế mà phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện tự nhiên Chúng ta điều chỉnh số yếu tố như: nhiệt độ, độ yếm khí môi trường lượng đường ban đầu nguyên liệu 4.4 • • • • • • Ứng dụng enzym bổ sung vào quy trình sản xuất nem chua: 4.4.1 Mục đích: Rút ngắn thời gian lên men Tăng tốc độ trình làm chín Hạn chế VSV gây an toàn VSTP Tăng chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường Làm ổn định cấu trúc sản phẩm, bảo quản tốt Tăng hiệu quả, mở rộng sản xuất công nghiệp 4.4.2 Nguồn enzym bổ sung: chủ yếu từ thực vật vi sinh vật 4.4.2.1 Từ vi sinh vật: 36 • • Chế phẩm Neo-Xel 2010: dùng để cấy vi Khuẩn lactic: Lactobacillus.spp + Thúc đẩy trình lên men hiệu + Bổ sung vào thịt giai đoạn ướp gia vị + Lượng sử dụng: 20gram men nem chua dùng cho 10kg thịt Chế phẩm đông khô (chủng khởi động): sử dụng kết hợp chủng: Lactobacillus plantarum, Pediococcus cerevisiae Micrococcus varians Tỷ lệ phối trộn 103 : 106 : 103 (cfu/g) Chế phẩm phải cho vào hỗn hợp thịt sau phối trộn gia vị • Chế phẩm sinh học Starter culture BIO-NC : Từ cácchủng VSV cócácđặc tínhsinhhọctốtnhưkhảnăng kháng khuẩn cao, probiotic, hoạtlực Proteaza cao để nâng cao chất lượng sản phẩm nem Chế phẩm phải cho vào hỗn hợp thịt sau phối trộn gia vị 4.4.2.2 Từ thực vật: Chế phẩm enzym papain bromelain Bổ sung vào giai đoạn quết nhuyễn 37 papain KẾT LUẬN Enzym chất xúc tác sinh học có vai trò quan trọng trình chuyển hóa vật chất có nhiều ứng dụng công nghệ chế biến thực phẩm Trong trình bảo quản chế biến thực phẩm enzym có nhiều tác động tiêu cực (tạo sản phẩm không mong muốn, làm giá trị dinh dưỡng, biến đổi nguyên liệu,…) tích cực (tạo mùi vị, hương thơm đặc trưng, tăng giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan cho sản phẩm,…) đến biến đổi nguyên liệu súc sản Hiểu nắm vững chế tác động loại enzym, hạn chế biến đổi lợi tăng cường vai trò enzym biến đổi nguyên liệu có lợi thật lúc cách nhằm tạo sản phẩm dinh dưỡng chất lượng Vì “sức khỏe vốn quý người” thực phẩm nhân tố quan trọng để trì “vốn quý” Do đó, cần phải quan tâm đến vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm, việc đảm bảo chất lượng thực phẩm, bảo quản chế biến nguyên liệu hợp lí khoa học 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Đặng Thị Thu, Lê Ngọc Tú (2003).Công nghệ enzyme NXB Khoa học kỹ thuật [2]Lê Ngọc Tú (2004).Hóa sinh công nghiệp NXB Khoa học kỹ thuật [3]Nguyễn Đức Lượng 2004 Công Nghệ Enzyme Nxb Đại Học Quốc Gia, Thành Phố Hồ Chí Minh , tr 200 – 230 [4]Phạm Thị Trân Châu 2006 Công nghệ sinh học, tập 3: Enzyme ứng dụng Nxb Giáo dục [5]Lương Đức Phẩm (2004), Công nghệ vi sinh vật, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Lê [6]Xuân Phương (2001), Vi sinh vật công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội [7]Nghiên cứu qui trình điều chế bột enzyme papain thô từ nhựa đu đủ Tạp chí khoa học [8]http://123doc.org/document/2058983-trich-ly-enzyme-ficin-tu-mu-cay-sung.htm? page=9 ww.scribd.com/doc/152656725/KiloBooks-com-109159370-Cong-Nghe-San-Xuat[9]Enzyme-Papain [11]http://www.slideshare.net/letrikieng/cong-nghe-enzyme[12]kinghttp://123doc.org/document/195384-tong-quan-ve-enzym-lipase.htm?page=5 [13]ttp://www.foodnk.com/tim-hieu-nhanh-ve-he-enzyme-trong-nguyen-lieu-thuysan.html [14]enzyme_protease_9334.pdf [15]http://luanvan.co/luan-van/tieu-luan-su-tong-hop-va-ung-dung-cua-enzymeprotease-46035/ [16]http://kkhtn.duytan.edu.vn/Home/ArticleDetail/vn/116/1261/phuong-phap-thunhan-pepsin-tu-mang-nhay-da-day-dong-vat [17]http://luanvan.co/luan-van/seminar-enzyme-protease-51956/ [18]http://vi.swewe.net/word_show.htm/?79593_1&Catalase [19] Keith H Steinkraus“Industriallization of indigenous fermented foods” 2nd edition, revised & expanded Cornell Uni, Geneva & Ifhaca, New York, USA Copyright 2004 by MarcelDekker 39 [20]Y.H Hui Waikit, Nip Robert, W Rogers, Owen A Young ”Meet science and applications” Copyright 2007 by Marcel Dekker [21]Nguyễn Thị Hiền, Tài liệu giảng dạy CNCB Thịt,Bộ môn CNTP, Trường DHBK DHQG TP HCM [22] “slide súc sản” cô Nguyễn Thị Thanh Bình 40