Tiểu luận Ứng dụng của enzyme trong công nghệ chế biến sữa

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM a & b Bộ môn: Hóa sinh học thực phẩm ĐỀ TÀI 2: ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA GVHD: Trần Thị Minh Hà Danh sách nhóm Tp.Hồ Chí Minh, năm 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC PHÂN CÔNG NỘI DUNG TIỂU LUẬN Đề tài: ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA. LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, kỹ thuật enzyme đóng một vai trò rất quan trọng trong các quy trình công nghệ hiện đại và hầu như không thể thiếu được trong các mô hình sản xuất công nghiệp. Enzyme và các chế phẩm của nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong y học, nông nghiệp, sinh học, hóa học và đặc biệt là trong công nghiệp thực phẩm. Hiện nay ở Việt Nam cũng như các nước trên thế giới việc ứng dụng enzym trong công nghệ thực phẩm rất phát triển. Trong đó, nổi bật lên ứng dụng của enzyme trong công nghệ sản xuất sữa bởi sữa có giá trị dinh dưỡng rất lớn, sữa cung cấp cho con người nhiều dinh dưỡng nên nhu cầu của con người về sữa và các sản phẩm của sữa ngày càng gia tăng lên. Việc ứng dụng enzym trong công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa góp phần to lớn trong việc cải tiến và tối ưu hóa công nghệ, nhằm tạo ra sản lượng sữa lớn với chất lượng cao, đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của người tiêu dùng cũng như đem lại uy tín và doanh thu cao cho nhà sản xuất. Với bài báo cáo này, chúng mình trình bày về: “Ứng dụng enzyme trong công nghệ chế biến sữa”, trong đó các vấn đề quan trọng được đề cập đến: Một số tính chất và giá trị dinh dưỡng của sữa Các enzyme và một số ứng dụng của nó trong công nghệ chế biến sữa Tác động của enzyme đến các thành phần của sữa Ưu điểm của việc ứng dụng enzyme Cảm ơn cô đã giúp chúng em hoàn thành bài báo cáo này. Qua bài báo cáo này, mình mong sẽ giúp các bạn hiểu và thu thập thêm một số kiến thức về ứng dụng của enzyme, đặc biệt là đối với công nghệ chế biến sữa. Trong một thời gian ngắn và với lương kiến thức chưa đầy đủ chúng mình không thể tìm hiểu và thu thập các kiến thức sâu hơn cũng như là hiểu sâu và rõ các vấn đề đã nêu. Do đó, sai sót là điều khó có thể tránh khỏi mong cô và các bạn thông cảm và góp ý thêm. Xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN I. TỔNG QUAN VỀ SỮA 1.1. Khái niệm về sữa [3] Sữa là một chất lỏng màu trắng đục được tạo ra bởi loài cái động vật có vú. Sữa nhân tạo là sữa do con người chế tạo ra. Sữa là loại thức uống đặc biệt, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng và có mùi vị thơm ngon. Sữa là một trong những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Cho đến ngày nay thì nguyên liệu chủ yếu cho ngành sữa Việt Nam vẫn là sữa bò. 1.2. Tính chất vật lý Sữa là một chất lỏng có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị đường nhẹ và có ít mùi. Sữa thường có những tính chất sau: Mật độ quang ở 15 0C 1,030 – 1,034 Tỷ nhiệt 0,93 Điểm đông -0,55 0C pH 6,5 – 6,6 Độ acid ( 0D ) 16 -18 Chỉ số khúc xạ ở 20 0C 1,35 1.3 Giá trị dinh dưỡng của sữa [2, 3] Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm: nước (khoảng 90%), protein, chất béo, đường, lactose, các vitamin và chất khoáng, Tuy nhiên hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong một khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật, tình trạng sinh lý, điều kiện chăn nuôi, Hàm lượng muối canxi và phospho trong sữa cao, giúp cho quá trình tạo thành xương, các hoạt động của não. Đối với trẻ em, canxi cả sữa là nguồn không thể thay thế. Sữa không những bổ mà còn có tác dụng chữa bệnh, giải độc.Trong số các thức ăn tự nhiên của con người, không có sản phẩm nào mà hỗn hợp các chất cần thiết lại được phối hợp một cách có hiệu quả như sữa. Bảng 1. Thành phần hóa học của sữa ở một số động vật và người Động vật Protein tổng casein Chất béo Carbonhydrat Khoáng Bò Dê Cừu Ngựa Người 3,4 3,6 5,8 2,2 1,2 2,8 2,7 4,9 1,7 3,8 3,9 4,1 7,9 1,7 3,8 4,8 4,7 4,5 6,2 7,0 0,8 0,8 0,8 0,5 0,2 1.3.1 Protein Protein sữa bao gồm 2 kiểu khác nhau trong dung dịch + Protein hòa tan: α- lactalbulin, β-lactoglobulin, proteose-peptone, Serum-albuminm, Imunoglobulin, lizozim, + Protein ở trạng thái keo không bền gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxi phosphate. Trong đó thành phần chiếm tỉ lệ cao nhất, là thành phần quan trọng nhất của protit có trong sữa là casein. Tính chất của các casein Casein trong sữa chúng tồn tại dưới dạng mixen (phosphat caseinat), pH=4,6. Mỗi mixen chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (Ca, Mg, P và Citrate). Các mixen này không đồng nhất với nhau nên được phân chia thành 4 thành phần khác nhau. α- casein: 60% casein toàn phần β- casein: 30% casein toàn phần γ- casein: 4-8% casein toàn phần κ- casein: 2-6% casein toàn phần Casein là một loại photphoprotein có nhiều Lysin rất cần thiết cho sự phát triển của trẻ em. Lactoalbumin khác với casein là không chứa photpho nhưng có nhiều lưu huỳnh làm cho sữa có mùi khó chịu. 1.3.2 Lipit (chất béo) Chất béo của sữa có 2 loại: Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit) có hàm lượng 35 – 45 g/l gồm acid béo no và không no. Công thức cấu tạo của chất béo: Chất béo phức tạp trong sữa thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử. Tên gọi chung là phosphoaninolipid, đại diện là lexitin và xephalin. Chất béo trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt hình cầu hoặc hình ovan với đường kính 2 -10 µm. Chất béo trong sữa có giá trị sinh học cao: Ở trong trạng thái nhũ tương và có độ phân tán cao. Có nhiều axit béo chưa no cần thiết. Có nhiều photphatit là một photpho lipit quan trọng. Có độ tan chảy thấp và dễ đồng hóa. 1.3.3 Gluxit (đường) Đường lactose trong sữa có hàm lượng trung bình 50g/l, là một gluxit thuộc nhóm diholozit liên kết với nhau tạo thành. Tồn tại dưới hai dạng α- và β- lactose: Dạng α- lactose monohydrate C12H22O11.H2O Dạng β- lactose anhydrous C12H22O11 Thủy phân Khi thủy phân lactose cho ra một phân tử đường glucose và một phân tử đường galactose. C12H22O11+ H2O C6H12O6 + C6H12O6 Đường lactose của sữa rất nhạy cảm bởi nhiệt. Giữa 110 – 1300C xảy ra dạng mật nước của tinh thể đường. Trên 1500C ta nhận được màu vàng và ở 170 0C có màu nâu đậm hình thành bởi quá trình carame hóa. Trong sữa, đường lactose luôn ở trạng thái hòa tan. Nhờ những đặc điểm đặc biệt về khả năng hòa tan và kết tinh của lactose mà nó được ứng dụng trong công nghiệp chế biến sữa cô đặc có đường. 1.3.4 Chất khoáng Sữa thường bao gồm: các muối clorua (2,01g/l), phosphat (3,32g/l), xitrat (3,21g/l), natri bicarbonate (0,25g/l), natri sunfat (0,18g/l), muối canxi protein (0,16g/l). Tức là trong sữa có nhiều Ca, K, P do đó sữa là thức ăn gây kiềm. Canxi trong sữa đồng hóa rất tốt vì nó dưới dạng liên kết với casein (caseinat canxi). Sữa là nguồn thức ăn cung cấp canxi quan trọng đối với trẻ em. Các kim loại nặng có trong sữa: Fe (1-1,5mg), Cu (0,2-0,5mg), Zn (2-mg), Mn (0,05mg) 1.3.5 Vitamin Là chất hữu cơ chỉ có ở dạng vết trong sữa nhưng rất cần cho sự phát triển và các hoạt động của cơ quan trong cơ thể. Được chia làm hai loại: Vitamin hòa tan trong nước: C, B1, B2, B3, B5, B6, B8, B12 và acid folic Vitamin tan trong dầu: A, D, E Trên thực tế có thể coi sữa là nguồn cung cấp vitamin A, B1, B2, còn các vitamin khác không đáng kể. 1.4 Đặc điểm cảm quan của sữa Sữa tươi có chất lượng tốt phải có mầu trắng ngà, hơi vàng, mùi thơm đặc hiệu của sữa. Khi sữa có dấu hiệu kết tủa thì chắc chắn sữa đã bị nhiễm khuẩn. Ðể đánh giá chất lượng vệ sinh của sữa người ta thường dựa vào các chỉ tiêu sau: Tỷ trọng sữa: là biểu hiện các thành phần dinh dưỡng (protein, lipit, gluxit) có trong sữa. Độ chua của sữa: là phản ánh độ tươi tốt của sữa. Nếu vắt sữa theo đúng yêu cầu vệ sinh thì sữa mới vắt ra là vô khuẩn. II. Một số enzyme trong sản xuất sữa [2, 4] Enzyme là các loại protein xúc tác sinh học, do tế bào sống sản xuất ra, có tác dụng tăng tốc độ và hiệu suất của một phản ứng hóa sinh chuyên hóa, mà sau phản ứng vẫn còn nguyên không bị phân hủy và giữ được khả năng xúc tác. Enzyme được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ có tính đặc hiệu cao và tác dụng trong điều kiện “êm dịu”, tất cả các enzyme có nguồn gốc tự nhiên đều không độc, các chế phẩm enzyme được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu dễ kiếm và rẻ tiền. Hiện nay, hằng năm thị trường enzyme thế giới tiêu thụ hơn 1,5 tỷ USD. Trong vòng 10 năm qua, lượng enzyme được sản xuất hằng năm tăng lên 12%. Xấp xỉ 75% enzyme công nghiệp được sử dụng để thủy phân và khử trùng hợp (depolymerisation) các hợp chất tự nhiên phức tạp, trong đó protease chiếm ưu thế trong công nghiệp tẩy rửa và sản xuất bơ sữa. Các ứng dụng enzyme trong thực phẩm được xem là lớn nhất. Các ứng dụng này bao gồm chuyển hóa tinh bột thành glucose và fructose, phomát, rượu vang, bia, chất thơm, nước ép trái cây và thức ăn động vật. 2.1 Một số enzyme thường gặp trong tự nhiên Các enzyme này có mặt trong sữa từ tuyễn sữa, từ vi sinh vật có trong không khí và từ nhiều nguồn khác. Con người còn chủ động đưa vào các loại vi khuẩn, nấm men hoặc enzyme của sữa. Các loại enzyme dùng trong chế biến sữa chia thành sáu nhóm: - Oxydoreductaza - Transpheraza - Hydolaza - Liaza Enzyme izomeraza - Izomeraza - Lagaza 2.2 Một số enzyme được quan tâm nhiều trong kỹ thuật chế biến sữa. 2.2.1 Các loại enzyme thủy phân Lipase Nguồn gốc có thể từ tuyến sữa hoặc từ vi sinh vật. Lipase là 1 enzym tan được trong nước, xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết ester trong chất nền lipid không tan trong nước. pH tối ưu cho hoạt động của lipase là 9,4. Lipase phân hủy chất béo của sữa thành glycerol và các acid béo tự do. Kết quả làm cho sữa và các sản phẩm từ sữa có vị đắng, ôi khét và có mùi kim loại. Bình thường khi thanh trùng, lipase bị phá hủy ở 750C sau 60 giây Trong điều kiện môi trường acid cao hoặc có mặt của một vài kim loại nặng (Cu, Fe,) làm kìm hãm hoạt động của lipase. Lipase thực hiện chức năng cần thiết trong việc tiêu hóa, vận chuyển và xử lý các chất béo. Gen mã hóa cho lipase thậm chí hiện diện ở các virus. Enzyme lipase Enzyme lipase Chức năng: Hầu hết lipase giữ một vị trí đặc biệt “cột sống” glicerol của chất béo. Là enzym chính để phân nhỏ mỡ trong hệ tiêu hóa người. Biến đổi triglyceride trong dầu ăn thành monoglyceride và các axit béo tự do. Sử dụng trong công nghiệp: Lipase từ vi khuẩn và nấm có vai trò quan trọng trong viêc lên men yogurt và phô mai. Lipase xúc tác phản ứng thuỷ phân triglyceride ở giao diện cơ chất và nước được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như bột giặt, sữa, chế biến dầu Ứng dụng trong sản xuất chế phẩm enzyme xử lý nước thải, hoạt tính của lipaza được áp dụng để loại bỏ các vết bẩn dạng dầu. Phosphatase Phosphatse xâm nhập vào sữa từ tuyến sữa. trong sữa có Phosphatse kiềm (pH 9 – 10) và Phosphatse acid (pH 4 – 4,3) Phosphatse phân hủy phosphoric acid ester thành phosphoric acid và rượu tương ứng. Phosphatase kiềm bị phá hủy hoàn toàn ở chế độ thanh trùng 63oC trong 30 phút hoặc 80oC tức thời. Người ta sử dụng tính chất này để kiểm tra hiệu quả thanh trùng sữa và crem. Enzyme protease hoặc galactase Protease rất cần thiết cho các sinh vật sống, phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi sinh vật, đến thực vật và động vật. Các vi khuẩn này xâm nhập vào sữa từ không khí hoặc do con người chủ động đưa vào khi sản xuất. Protease vi khuẩn: Protease vi khuẩn được tổng hợp từ các vi khuẩn trong sữa, về hoạt tính, tương tự như trixin. Điều kiện tối ưu cho enzyme này là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37 – 42 độ C. Protease sữa bị phá huỷ hoàn toàn ở 75 độ C trong 10 phút. Protease từ 1 số vi khuẩn như A.candidus, P.roquerti, B.mesentericus được dùng trong sản xuất phomat. Trong công nghiệp sữa: protease được dùng trong sản xuất phomat nhờ hoạt tính làm đông tụ sữa của chúng. Enzyme protease Amylase Amylase thường có trong nước bọt, nó thủy phân tinh bột thành các dextrin. Cấu trúc của enzyme này hoàn toàn bị phá vỡ khi chịu tác động của nhiệt độ khoảng 650C trong 30ph. Rennin Chymosin hay rennin là 1 arspartic acid, protease enzyme được tìm thấy trong chất rennet. Enzyme này có tác dụng làm kết tủa và đông tụ sữa. Nó được sản xuất bởi chất dịch lấy từ phần màng lót của dạ dày múi khế túi của con bê. Ngày nay chymosin được sản xuất tái tổ hợp nhờ E.coli, Aspergillus niger var awmori và K.lactis như 1 nguồn thay thế cho nguồn duy nhất từ bê. Enzyme rennin Phản ứng enzyme Nó gây nên sự phân tách của liên kết Phe 105 và Met 106 trong K-casein. Nếu phản ứng này được áp dụng vào trong sữa, liên kết đặc biệt giữa nhóm hydrophobic (para-casein) và nhóm hydrophylic của casein trong sữa sẽ bị bẻ gãy. Nhóm hydrophobic sẽ kết hợp với nhau và hình thành nên 1 mạng lưới 3D để cản nước của sữa.Sản phẩm kết quả là calcium phosphocaseinate. Dựa vào phản ứng này rennin được sử dụng để gây ra sự kết tủa và cục đông trong việc làm ra phô mai. 2.2.2 Các enzyme oxy hóa sinh học Reductase: Trong thực tế, sự hiện diện của enzyme này dẫn đến sự mất màu nhanh chóng của hợp chất xanh metylen được chow vào ban đầu trong sữa tươi (do sự hình thành hợp chất Leuco – derive không màu). Ở nhiệt độ 700C trong 10ph loại emzyme này phá hủy hoàn toàn reductase sinh ra do vi sinh vật. Lactoperoxydase: Enzyme này thủy phân nước oxy già thành oxy hoạt động và có thể liên kết với các chất chứa oxy. Sự ngừng hoạt động của enzyme này xảy ra ở 750C trong 20ph. Catalase: Sữa vắt từ bò bị viêm vú thường thì hàm lượng catalase trong sữa rất cao. Enzyme này phân hủy nước oxy già, thành O2 ở dạng tự do, không hoạt động. Dựa vào lượng oxi giải phóng ra trong quá trình phân hủy, ta có thê xác đinh được hàm lượng catalase trong sữa, từ đó kiểm tra được nguồn sữa có vắt từ bò bị nhiễm bệnh hay không. Loại enzyme này khá bền nhiệt nên cần phải đun nóng sữa đến ở 700C trong 30ph để phá hủy nó. III. Một số ứng dụng của enzim trong công nghệ sản xuất sữa: [1, 2] 3.1 Ứng dụng của enzyme trong chế biến sữa Sữa và các sản phẩm từ sữa không chỉ là những thực phẩm quan trọng ở các nước châu Âu và châu Mỹ, mà còn rất phổ biến ở các nước châu Á và cả ở Việt Nam. Chế biến các sản phẩm từ sữa không thể không sử dụng các chế phẩm enzyme. Cụ thể hơn là, enzyme và các chế phẩm của nó đóng vai trò quyết định trong việc tạo ra các sản phẩm từ sữa. 3.1.1 Ứng dụng của enzyme tạo kết tủa và gây đông tụ sữa Trước đây, người ta chế biến sữa hoàn toàn sử dụng nguồn enzyme từ đường tiêu hóa của động vật non. Sau này, người ta sử dụng nhiều chế phẩm enzyme từ nguồn vi sinh vật và thực vật. Các chế phẩm enzyme được sử dụng trong chế biến sữa thành các sản phẩm khác nhau. Dựa vào thành phần amino acid và vùng pH tối ưu của protease. Người ta chia thành 3 nhóm: Protease acid: pepsin, rennin, hoạt động ở vùng pH acid. Protease trung tính: amylase, papain, hoạt động ở vùng trung tính. Protease kiềm: trypsin, chymotrypsin, hoạt động ở vùng pH kiềm. Kết tủa và đông tụ sữa Hai loại protease acid quan trọng trong tuyến tiêu hóa ở người và động vật, có nhiều ứng dụng và được quan tâm là pepsin và rennin, được ứng dụng trong quá trình lên men làm đông tụ sữa của công nghệ sản xuất phomat. Công nghệ sản xuất phomat hiện đại gồm 2 công đoạn chính: Công đoạn 1: sữa được lên men nhờ vi khuẩn lactic nhằm làm giảm pH tới điểm đẳng điện của casein và khiến chúng đông tụ. Công đoạn 2: loại bỏ dịch trong và làm đặc phần sữa đông tụ. Kết tủa sữa bằng enzyme (rennet) rất hiệu quả và rất khác so với kết tủa bằng axit. Ngày nay phần lớn phomat được sản xuất theo công nghệ này. Đông tụ sữa là quá trình quan trọng trong quá trình sản xuất phomat. Dưới tác dụng của rennin, casein chuyển thành paracasein rồi paracasein kết hợp với canxi tạo thành quện sữa (gel). Phomat Lactase trong quá trình lên men sữa chua Quá trình chủ yếu trong lên men sữa chua là đường lactose chuyển hóa thành glucose và galactose dưới tác dụng của enzym lactaza sau đó các sản phẩm đường này chuyển hóa thành axit pruvic. Từ axit pruvic sẽ khử hydro tạo thành axit lactic làm sữa bị axit hóa và sau đó bị đông tụ lại. Sữa chua Enzym trong sản xuất sữa không có lactose Trong sữa có lactose nên gọi là đường sữa. Một số người sử dụng sữa không thể hấp thu được sữa này. Như vậy nếu thủy phân lactose và galactose sẽ mang lại hiệu quả to lớn. Lúc đó sữa sẽ có chất lượng cao hơn, loại bỏ hiện tượng sạn sữa nâng cao độ tiêu hóa. 3.1.2 Ứng dụng enzyme để thủy phân protein Thực chất của quá trình thủy phân protein là chuyển nitơ hữu cơ dạng không hòa tan (protein) sang nitơ hữu cơ hòa tan (peptide và amino acid). Hỗn hợp các amino acid và peptide hòa tan rất có ý nghĩa trong sản xuất thực phẩm và thức ăn gia súc. Khi sử dụng enzyme thủy phân protein trong sữa sẽ làm tăng bột. Trong quá trình thủy phân protein có thể xuất hiện vị đắng, khi đó, ta có thể loại chúng bằng sự hấp thụ của than hoạt tính. 3.1.3 Ứng dụng enzyme để thủy phân chất béo Người ta tiến hành thủy phân chất béo bằng enzyme lipase từ động vật và vi sinh vật. Trong công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, người ta thường ứng dụng tác động này giúp đẩy nhanh quá trình làm chín phomai. 3.1.4 Ứng dụng một số enzyme tạo mùi và cấu trúc cho sản phẩm chế biến từ sữa. Lipase Lipase từ động vật Năm 1923, Willstatter và Memmen đã tách được lipase từ pancerease lợn (heo). Các enzyme lipase có tác dụng tạo mùi và cấu trúc cho sản phẩm chế biến từ sữa. Lipase từ vi sinh vật Ngày nay, người ta sản xuất lipase từ nấm sợi (Aspergillus spp.,) và nấm men (Mucor sp.,). Năm 1963, Fukumoto đã tách được lipase từ nấm sợi. Trên thế giới có 3 sản phẩm lipase được thương mại hóa là lipolact (AM), lipase AP (AM), lipozyme (NO). Các enzyme này có tác dụng thủy phân triglyceride. Photphatase: Photphatase được sản xuất nhiều trong sản xuất casein. Enzyme này phân giải phosphoprotein, làm giảm hàm lượng photphate có trong casein. β – 1,4 – galactosidase: là enzyme tham gia thủy phân lactose đến đường glucose và galactose. Người ta thu nhận β – 1,4 – galactosidase từ các nguồn vi sinh vật khác nhau. 3.2 Ứng dụng enzym trong bảo quản sữa Trong mỗi gia đình thường có vài hộp sữa. Tuy nhiên, ít người chú ý đến bảo quản khiến cho sữa hay bị hỏng. Chúng ta nên lưu ý cách sau đây: Mùa hè sữa thường lên men. Nếu bạn cho vào một ít muối vào sẽ kéo dài thời gian sử dụng của sữa. Cho một ít đường cát vào sữa đun sôi cũng là cách bảo quản hay. Trong công nghiệp, bên cạnh việc ứng dụng enzym trong sản xuất phomat, sản xuất sữa chua, sản xuất sữa không có lactose enzyme còn được dùng trong bảo quản sữa. 3.2.1 Bảo quản sữa bằng phức chất LPS Phức chất Lactoperoxydaza (LPS) là phương tiện bảo vệ tự nhiên có sẵn trong sữa. Nó bao gồm 1 enzym LPS liên kết với 1 anion và 1 lượng nhỏ peroxyde. Phức chất này oxy hóa các chất đặc trưng trên màng tế bào, dẫn đến quá trình trao đổi chất và kết quả là vi khuẩn có thể bị chết. 3.2.2 Enzyme oxy hóa Glucose oxydase – Catalase Glucose oxydase được tạo ra bởi nấm thuộc họ Penicillium và Aspergillus. Glucose oxydase nấm mốc hoạt động trong khoảng pH 2.5 – 7.5 và ở nhiệt độ 30 – 40 độ C. Glucose oxydase là enzyme oxy hóa khử, chỉ tác dụng lên glucose khi có mặt oxy, nó oxy hóa glucose thành acid gluconic và H2O2.                                      Glucose oxydase C6H12O6 + ½ O2 + H2O   C6H12O7 + H2O2 Dưới tác dụng của catalase – một ezyme hay đi cùng với glucose oxydase – H2O2 sẽ khử thành H2O và khí O2. Hệ enzyme này có tác dụng ức chế với các vi khuẩn gram dương và cả vi khuẩn gram âm, thậm chí đến các loài vi khuẩn kháng penicillin hoặc các kháng sinh khác. Dựa vào phản ứng oxy hóa trên ta thấy, cứ một phân tử glucose cần 0.5 phân tử O2. Chính chất này của enzyme có một ý nghĩa thực tế rất lớn. Glucose oxydase – catalase có thể loại bỏ oxy không khí khỏi môi trường. Vì vậy, chúng được dùng để bảo vệ những nguyên, vật liệu khác nhau để tránh bị oxy hóa. Sử dụng những enzyme này cho phép kéo dài thời gian bảo quản sữa và nhiều thực phẩm khác. 3.2.3 Lysozyme Nhiều loại Lysozyme tồn tại trong nước mắt, sữa, côn trùng, trứng chim. Ngày nay, lòng trắng trứng là nguồn chính sản xuất enzyme này có giá trị kinh tế. Lysozyme xúc tác làm mất thành peptidoglycan tạo thành tế bào trần, cuối cùng tiêu hủy màng sinh chất của tế bào vi khuẩn và làm chết tế bào, hay ít nhất là ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Những loại vi khuẩn này có khả năng sống sót ở điều kiệu xử lý thanh trùng sữa dùng để sản xuất phomat, và chúng nhân lên sau đó, gây ra hư hỏng đối với phomat. Chính hiện tượng này làm cho phomat hình thành những lỗ không đều, ảnh hưởng đến mùi vị, làm phá vỡ cấu trúc phomat. Thêm Lysozyme vào sữa phomat nhằm ngăn chặn sự phát triển quá mức của bào tử vi khuẩn Clostridium Tyrobutyricum (VK gram dương). IV. ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Nguyên liệu sử dụng trong CN thực phẩm là các sản phẩm nông sản thực tế chúng là các vật thể sống, do đó trong quá trình bảo quản hoặc chế biến chúng thành các sản phẩm thực phẩm xảy ra hàng loạt các quá trình biến đổi sinh học mà các quá trình này được xúc tác tự nhiên bởi enzyme bản thể hay do nhà công nghệ đưa vào để đạt mục đích đặt ra. Bên cạnh một vài khuyết điểm như dễ gây đắng, thay đổi một số tính chất đặc trưng của sản phẩm, thì lợi ích của enzyme đem lại là rất lớn. Vì vậy có thể nói enzym đóng vai trò chủ chốt trong các quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm. 4 vai trò chính của enzyme trong CNTP: 5.1 Enzyme khắc phục khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu: Các sản phẩm nông sản có chất lượng về dinh dưỡng, thành phần hóa học, tính chất cảm quan phụ thuộc nhiều vào: giống loại nông sản, điều kiện canh tác, điều kiện thu hái và vận chuyển, điều kiện bảo quản. Do vậy chất lượng sản phẩm được tạo ra từ nguyên liệu dao động rất lớn. Trong thực tế nếu chất lượng nguyên liệu quá kém người ta phải điều khiển các phản ứng xúc tác bởi enzyme để tạo nên các thành phần thiếu hụt trong liệu đưa vào sản xuất. 5.2 Enzyme nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu: Trong thực tế có rất nhiều các nguyên liệu nông sản có giá trị thương phẩm thấp. Sau khi được chuyển hóa bởi tác dụng của enzyme thì giá trị thương phẩm cao hơn rất nhiều, chúng có thể là các sản phẩm không những có giá trị dinh dưỡng cao mà còn phục vụ được cho các mục đích khác ngoài thực phẩm như y học... Trước đây ở các nhà máy người ta dùng phương pháp axit: môi trường axit mạnh, HCl; nhiệt độ cao; áp suất cao, các công đoạn phức tạp, tốn nhiều thời gian và tiền bạc mà chất lượng cũng chưa được đảm bảo. Với sự phát triển của ngành công nghiệp enzyme, đặc biệt là amylase thì hầu hết các nhà máy chế biến tinh bột trên thế giới đã chuyển sang sử dụng phương pháp enzyme. Công nghệ mới này đã khắc phục được toàn bộ nhược điểm trên của phương pháp axit. Thêm vào đó, trong quá trình chế biến còn tạo thêm nhiều sản phẩm có giá trị cao. 5.3 Enzyme là công cụ trong quá trình chuyển hóa công nghệ: Trong các nhà máy chế biến thực phẩm thì enzyme được sử dụng như một công cụ của toàn bộ quá trình chuyển hóa hoặc là toàn bộ quá trình chuyển hóa trong dây chuyền chế biến. Nếu thiếu sự có mặt của nó thì quá trình chế biến không thành công. 5.4 Enzyme tăng tính chất cảm quan của sản phẩm: Trong chế biến thực phẩm sau khi xảy ra các giai đoạn chuyển hóa chính, thông thường các sản phẩm thực phẩm chưa hẳn đã đạt chất lượng cảm quan tối ưu. Vì thế chúng có các giai đoạn hoàn thiện sản phẩm, trong giai đoạn này hoặc là tạo nên những điều kiên mới cho các enzyme bản thể có lợi phát huy tác dụng có lợi hoặc bổ sung các enzyme từ ngoài vào để làm tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm như cải thiện mùi và vị của sản phẩm Tóm lại, đối với mỗi quá trình sản xuất muốn sử dụng các chế phẩm enzyme một cách hiệu quả nhất ta phải xét đầy đủ đến các tiêu chí lựa chọn như: độ hoạt động của enzyme, độ đặc hiệu của enzyme và sự có mặt của các chất ảnh hưởng. V. KẾT LUẬN Việc ứng dụng enzym trong công nghệ sản xuất sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa không những tạo ra được các sản phẩm có chất lượng tốt, thành phần dinh dưỡng cao như: phomat, bơ, sữa chua, sữa tươi thanh trùng mà còn tăng khả năng bảo quản. Ngoài các ứng dụng trong công nghệ chế biến sữa, thì emzyme còn được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực tại hầu hết các nước. Do đó, đòi hỏi phải hoàn thiện và cải tiến các kỹ thuật enzyme. Và với sự phát triển không ngừng về công nghệ sinh học, thì trong tương lai không xa, công nghệ enzyme còn có thể phát triển vượt trội hơn để nghiền nát cả vỏ tế bào, các chất cao phân tử phi tinh bột của nguyên liệu hạt. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Lượng (chủ biên), Công nghệ enzyme, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2004. [2]. Lâm Xuân Thanh, Giáo trình công nghệ chế biến sữa & Các sản phẩm từ sữa, Hà Nội, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2003 [3]. Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó, Giá trị dinh dưỡng và phương pháp chế biến sữa, Hà Nội, NXB Lao động, 2006. [4]. Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng, Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, Hà Nội, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2002.