Đề tài : Quá trình đông tụ protein trong sản xuất phomat

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level ‹#› 5/30/2014 Đề tài: QUÁ TRÌNH ĐÔNG TỤ PROTEIN TRONG SẢN XUẤT PHOMAT GVHD: LÊ THỊ HỒNG ÁNH SVTH: NHÓM 13 TÊN THÀNH VIÊN BIỆN NGỌC QUỲNH NHƯ TRẦN THỊ HỒNG TUYẾT QUÁCH THỊ VŨ LAN NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG THỊ THIỆT NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH I. Giới thiệu về Protein sữa - Casein II. Quá trình đông tụ protein III.Cơ sở khoa học của quá trình đông tụ casein IV.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ protein trong sữa V. Thiết bị đông tụ protein trong sữa I. Giới thiệu về Protein sữa - Casein Phomat (cheese –fromage) là một trong những loại thực phẩm xa xưa nhất của nhân loại, xuất hiện từ 6000 năm TCN (tại Ai Cập). Phomat là một sản phẩm lên men được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê, sữa cừu) với sự tham gia của một số nhóm vi sinh vật. Hình ảnh minh chứng từ Ai Cập I. Giới thiệu về Protein sữa - Casein Casein là tên của một nhóm protein chủ yếu trong sữa. Casein có mặt trong tất cả các sữa động vật, bao gồm cả sữa người. Trong sữa bò casein chiếm gần 80% tổng số protein hay khoảng 26 g cho 1 lít sữa. Sữa mẹ có thành phần Carbohudrat cao nhất. I. Giới thiệu về Protein sữa - Casein Casein được chia làm bốn nhóm nhỏ α-casein, β-casein, γ-casein và κ-casein. Cả bốn nhóm này đều rất không đồng nhất và có chứa từ 2 – 8 các biến thể gen khác nhau. Những biến thể này khác nhau chỉ bởi một số ít axit amin Do có nhiều nhóm phosphate và những nhóm kỵ nước trong phân tử casein, các phân tử polyme được hình thành từ casein rất đặc biệt và bền. Hình 1 : một micelle casein. Những phân tử này được cấu tạo từ hàng trăm và hàng nghìn những phân tử đơn lẻ và hình thành nên dung dịch keo, tạo nên màu trắng của sữa. Những phức chất này được gọi là các micelle casein Các micelle casein bao gồm một phức hợp các tiểu micelle, D= 15 đến 20nm (1 nm = 10–9 m). Một micelle với kích thước trung bình có tới 400 đến 500 tiểu micelle và có thể có kích thước lớn tới 0.4 micron (0.0004 mm). Chú thích : A: tiểu micelle B : chuỗi ưa nước của κ -casein C: Phosphat canxi D: κ -casein E: nhóm phosphat I. Giới thiệu về Protein sữa - Casein Casein và các nhóm carbonhydrate của nó rõ ràng rất quan trọng trong sản xuất phomat. Được sử dụng trong công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất phomat, men dịch vị loại bỏ carbonhydrate của casein ra khỏi bề mặt của micelle. Do đó các micelle sẽ mất đi khả năng hòa tan và liên kết với nhau để tạo thành sữa đông. II. Quá trình đông tụ protein Đông tụ casein trong sữa là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang trạng thái khối đông với cấu trúc gel. Đây là một trong những quá trình quan trọng nhất trong quy trình sản xuất phomai. II. Quá trình đông tụ protein Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường sử dụng một trong hai phương pháp sau : - Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein  - Sử dụng enzyme động vật đông tụ sữa Chỉnh giá trị pH về điểm đẳng điện II. Quá trình đông tụ protein Trước hết photphat canxi có trong micelle casein sẽ hòa tan và tạo ra các ion Ca2+ các ion này sẽ thâm nhập cấu trúc micelle và tạo nên những liên kết nội bền vững Sau đó độ pH của sữa sẽ tiến đến điểm đẳng điện của từng loại casein. Điểm đẳng điện là điểm mà tại đó khả năng hòa tan của casein là thấp nhất và thường nằm trong khoảng 4.2 -4.7 Chỉnh giá trị pH về điểm đẳng điện II. Quá trình đông tụ protein Hai quá trình này khởi đầu sự thay đổi trong chính những micelle, bắt đầu là sự tăng về kích thước của micelle thông qua quá trình kết tụ và cuối cùng tạo thành một khối kết tụ đặc Sử dụng enzyme đông tụ sữa II. Quá trình đông tụ protein Sử dụng enzyme đông tụ sữa: chúng được thu nhận và tinh sạch từ nhiều nguồn gốc, được thương mại hóa với những tên gọi khác nhau Nhóm Nguồn gốc Tên enzyme Động vật Dạ dày bê Dại dày cừu Dạ đà dê Dạ dày heo Chymosin A và B, pepsin A và gastriscin Chymosin và pepsin Chymosin và pepsin Pepsin A, B và gastriscin Thực vật Cynara cardunculus Chymosin 1, 2, 3 hoặc cardosin A, B Vi sinh vật Rhizomucor miehei Rhizomucor pusillus Cryphonectria parasitica Aspartic protease Aspartic protease Aspartic protease   Vi sinh vật chuyển gen chymosin từ bê Aspergillius niger Kluyveromyces lactics Chymosin B Chymosin B   Một số enzyme đông tụ sữa sử dụng trong sản xuất phomat Quy trình cấy enzyme chymosin trong dạ dày vào tế bào nấm men Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ động vật Nguồn enzyme phổ biến nhất được tách chiết từ ngăn thứ tư dạ dày bê. Thông thường, hàm lượng chymosin chiếm đến 80-90% và pepsin chỉ khoảng 10-20%. Khi bê trưởng thành, tỉ lệ thành phần enzyme trong ngăn thứ tư dạ dày sẽ thay đổi . Hàm lượng pesin sẽ tăng đến 80-90% Chymosin trong ngăn thứ tư dạ dạy bê tồn tại dưới hai dạng A và B. Chymosin A Chymosin B Vị trí acid amin số 244 trong mạch protein là acid aspartic. Kém bền dễ bị thủy phân thành Chymosin Cở pH thấp. Hoạt tính riêng cao hơn: 290 đơn vị IMCU/mg Vị trí acid amin số 244 trong mạch protein là glysine. Bền hơn, không bị phân hủy thành chymosin C. Hoạt tính riêng thấp hơn: 223 đơn vị IMCU/mg. Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ thực vật Cynara cardunculus Enzyme này thuộc nhóm Aspartic protease và khả năng gây đông tụ sữa của nó không thua kém chymosin. Từ xưa ở Bồ Đào Nha, người ta sử dụng dịch chiết hoa Cynara cardunculus làm tác nhân gây đông tụ sữa để chế biến một số loại phô mai nổi tiếng như Serra, Serpa… Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ thực vật Enzyme đông tụ sữa từ Rhizomucor miehei và Rhizomucor pusillus .Enzyme này bền nhiệt và có hoạt lực thủy phân protein khá cao.Enzyme đông tụ sữa từ Cryphonectria parasitica là một protease acid với hoạt tính thủy phân protein rất cao. Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ vi sinh vật Rhizomucor miehei Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ vi sinh vật chuyển gen Gần đây, những thành tựu của kỹ thuật di truyền đã giúp cho những nhà nghiên cứu thành công trong việc chuyển gen chymosin từ bê vào tế bào vi sinh vật như vi khuẩn E.coli, nấm men Kluyveromyces lactics hoặc nấm mốc Aspergillius niger III.Cơ sở khoa học của quá trình đông tụ casein Cơ sở khoa học đông tụ casein bằng phương pháp sử dụng điểm đẳng điện Casein trong sữa tồn tại dưới dạng micell. Chúng có điểm đẳng điện pI=4,6. Khi bảo quản sữa tươi ở 4 , các micell sẽ bị phân ly một phần thành các tiểu micell, sau 24h có đến 50% -casein sẽ liên kết một cách chậm chạp lại với micell ban đầu. Nếu ta đưa pH sữa về giá trị 4,6- điểm đẳng điện của casein-sẽ làm tăng lực hút tĩnh điện giữa các phân tử với nhau. Khi đó casein sẽ chuyển sang trạng thái không tan và sẽ xuất hiện các khối đông tụ sữa III.Cơ sở khoa học của quá trình đông tụ casein Cơ sở khoa học quá trình đông tụ casein sữa bằng phương pháp sử dụng enzyme Enzyme chimosin xúc tác thủy phân liên kết peptide tại một vị trí đặc hiệu trong phân tử k-casein Giai đoạn 1 phe met 106 105 Liên kết peptid bỵ gãy bởi chymosin Đầu amino Đầu cacboxyl COOH Giai đoạn 2: đông tụ casein Các micelle sau khi bị mất phân đoạn caseinomacropeptide trong phân tử k-casein bắt đầu liên kết lại với nhau Bề mặt micelle trở nên ưa béo hơn do chỉ chứa các phân đoạn paracasein k và chúng có thể liên kết với nhau một cách dễ dàng hơn. Cầu calci photphat sẽ xuất hiện giữa các micelle và góp phần làm tăng kích thước khối đông tụ. Trong cấu trúc gel của khối đông, ngoài casein là thành phần chính người ta còn tìm thấy lipid, lactose, nước và một số chất khác. Giai đoạn 3: Kết thúc quá trình đông tụ và tách huyết thanh sữa. Khi casein đã đông tụ hoàn toàn, người ta thực hiện giai đoạn tách khối đông ra khỏi huyết thanh sữa IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ protein trong sữa Hàm lượng enzyme sử dụng. Chế phẩm enzyme đông tụ sữa ở dạng lỏng hay dạng bột. Hoạt tính của chúng thường được biểu diễn dưới dạng một tỉ lệ Hàm lượng chymosin sử dụng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân liên kết peptide đặc hiệu trong phân tử k-casein. Còn tốc độ quá trình đông tụ sữa lại phụ thuộc vào tần số va chạm của các micelle đã giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng Hàm lượng enzyme sử dụng. Hàm lượng chymosin sử dụng càng cao thì tốc độ phản ứng thủy phân k- casein sẽ càng lớn Số micelle giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng sẽ càng nhiều, tốc độ quá trình đông tụ sẽ nhanh hơn. Hàm lượng enzyme sử dụng. Hoạt tính enzyme phụ thuộc pH. Giá trị pH tối ưu của chymosin là 6,0 Ngoài ra, pH cũng ảnh hưởng đến cấu trúc micelle trong sữa pH Nhiệt độ Ion calci sẽ làm giảm điện tích của các casein do chúng tạo liên kết với các nhóm tích đện trong phân tử casein, do đó sẽ làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle với nhau và giúp cho quá trình đông tụ sữa diễn ra nhanh và dễ dàng hơn. Calci CO2 cóthể tìm thấy trong sữa tươi. Việc bổ sung CO2 vào sữa sẽ làm giảm pH tự nhiên của sữa xuống 0,1÷0.3 đơn vị. Khi đó,thời gian đông tụ sẽ được rút ngắn. CO2 Thiết bị đông tụ thế hệ mới V. Thiết bị đông tụ protein trong sữa   Các bộ phận chính 1.Dụng cụ khuấy và cắt 2 Lọc nước sữa 3.Motor quay 4.Lớp vỏ trong khi xử lý nhiệt 5.Nắp đậy 6.Đầu phun vệ sinh thiệt bị Bể đông tụ Protein 1. Bể đông tụ2. Cánh khuấy3. Hệ thống dao cắt khối đông tụ4. Lưới tách huyết thanh sữa5. Xe đẩy với bơm và dụng cụ chứa huyết thanh sữa6. Bảng ép7. Thanh đỡ8. Xilanh thủy lực sử dụng để ép sơ bộ khối đông9. Dao cắt Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Thankyou for your listening