Ứng dụng enzyme trong công nghệ thực phẩm

You're Reading a Free Preview
Pages 7 to 15 are not shown in this preview.

Công nghệ enzyme là một trong những công nghệ sinh học được ứng dụng ngày càng phổ biến, mang lại nhiều hiệu quả trong lĩnh vực chế biến thực phẩm.

Enzyme được ứng dụng trong công nghiệp đa dạng và đạt được nhiều kết quả to lớn. Enzyme đóng vai trò là chất xúc tác không thể thiếu trong các ngành công nghiệp:

- Thực phẩm [thịt, chế biến cá, chế biến sữa, bánh mì, bánh kẹo, bia rượu,….]

- Hương – Mỹ phẩm

- Dệt

- Da thuộc

- Phim ảnh

- Y học

Các loại enzyme phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm:

1. Protease [peptit-hidrolase]

- Là tên gọi chung cho nhóm enzyme xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptit [-CO-NH-]n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển axit amin.

- Được sử dụng nhiều trong 1 số ngành sản xuất: chế biến thực phẩm [đông tụ sữa làm pho mát, làm mềm thịt, bổ sung để làm tăng chất lượng sản phẩm trong sản xuất bia, xử lý phế phụ phẩm trong chế biến thực phẩm,…], sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da, y tế, nông nghiệp,…

- Việc sử dụng trong chế biến làm mềm thịt là ứng dụng có tính truyền thống. Ngoài khả năng phân giải để làm mềm thịt, tạo thức ăn dễ tiêu hóa, công nghệ sản xuất các loại dịch thủy phân giàu protein đã được áo dụng 1 cách có hiệu quả tính năng của protease.

Ảnh minh họa - Enzyme Protease ứng dụng trong ngành thịt

- Protease là một công cụ để chế biến các phế liệu của công nghiệp thực phẩm thành thức ăn cho người và vật nuôi, khai thác tính đông tụ như của renin, pepsin vào công nghiệp thực phẩm như trong sản xuất pho mát.

- Protease phân bổ ở thực vật, động vật và vi sinh vật. Tuy nhiên nguồn enzyme ở vi sinh vật là phong phú nhất, có hầu hết ở các vi snh vật nhu vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn… có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất để sản xuất enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghệ và đời sống.

2. Pectinase

- Là một nhóm enzyme xúc tác cho sự thủy phân pectin, đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, nhất là trong công nghiệp sản xuất các loại nước ép trái cây. Đặc biêt, dạng enzyme cố định được sử dụng rất hiệu quả vì có nhiều ưu điểm hơn hẳn dạng enzyme thông thường [enzyme hòa tan]. Pectinase đã được dùng trong một số ngành công nghiệp thực phẩm sau:

+ Sản xuất rượu vang

+ Sản xuất nước quả và nước uống không có cồn

+ Mứt

+ Nước giải khát

+ Cà phê

Ảnh minh họa: Enzyme Pectinase ứng dụng trong sản xuất rượu vang

- Chế phẩm pectinase được dùng trong sản xuất nước quả từ các nguyên liệu quả nghiền hay để làm trong nước quả ép. Bởi vì khi có pectin thì khối quả nghiền sẽ có trạng thái keo, do đó khi ép dịch quả không thoái ra được. Nhờ pectinase mà nước quả trong suốt, dễ lọc, hiệu suất tăng. Pextinase còn góp phần chiết rút các chất màu, tanin và các chất hòa tan khác, do đó làm tăng chất lượng của thành phẩm. Những nghiên cứu cho thấy khi ép nho có xử lý bằng pectinase không những làm tăng hiệu suất mà còn làm tăng màu sắc.

3. Cellulase

- Cellulose là thành phần cơ bản của tế bào thực vật, vì vậy nó có mặt trong mọi loại rau quả cũng như trong các nguyên liệu, phế liệu của các ngành trồng trọt và lâm nghiệp. Nhưng người và động vật không có khả năng phân giải cellulose. Cellulase là enzyme xúc tác cho quá trình chuyển hóa cellulose thành các sản phẩm hòa tan. Nó chỉ có giá trị làm tăng tiêu hóa, nhưng với lượng lớn nó trở nên vô ích hay cản trở tiêu hóa.

- Chế phẩm cellulase thường dùng để:

+ Tăng chất lượng thực phẩm và thức ăn gia súc

+ Tăng hiệu suất trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật

Ảnh minh họa: Enzyme Cellulase ứng dụng trong sản xuất thức ăn gia súc

- Ứng dụng trước tiên của cellulase đối với chế biến thực phẩm là dùng nó để tăng độ hấp thu, nâng cao phẩm chất về vị và làm mềm nhiều loại thực phẩm thực vật. Đặc biệt là đối với thức ăn cho trẻ con và nói chung chất lượng thực phẩm được tăng lên.

- Một số nước đã dùng cellulase để xử lý các loại rau quả như bắp cải, hành, cà rốt, khoai tây, táo và lương thực như gạo. người ta còn xử lý cả chè, các loại tảo biển,…

- Trong sản xuất bia, dưới tác dụng của cellulase sẽ làm tăng chất lượng agar-agar hơn so với phương pháp dùng acid để phá vỡ thành tế bào. Đặc biệt là việc sử dụng chế phẩm cellulase để tận thu các phế liệu thực vật đem thủy phân, dùng làm thức ăn gia súc và công nghệ lên men. Những ứng dụng của cellulase trong công nghiệp thực phẩm đã có kết quả rất tốt. Tuy nhiên hạn chế lớn nhất là rất khó thu được phế phẩm có cellulase hoạt độ cao.

4. Amylase

- Là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân, xác tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước, thường được sử dụng để thủy phân tinh bột.

- Enzyme amylase được phát hiện đã góp phần quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Chế phẩm amylase đã được dùng phổ biến trong một số lãnh vực của công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì, glucose, rượu, bia,…

Ảnh minh họa: Enzyme Amylase ứng dụng trong sản xuất bánh mì

- Trong sản xuất bánh mì, chế phẩm amylase đã làm thay đổi hoàn toàn chất lượng của bánh mì về hương vị, màu sắc, độ xốp,… chế phẩm amylase sạch cho chất lượng bánh mì tốt hơn ở dạng phức hợp với protease.

- Trong sản xuất bánh kẹo, maltose là sản phẩm thủy phân tinh bột bằng amylase và glucose bằng glucoamylase. Chính glucoamylase là yếu tố làm tăng hiệu suất alpha amylase.

- Trong sản xuất rượu, bia việc sử dụng amylase có trong các hạt nẩy mầm thay thế malt đã góp phần đáng kể trong việc giảm giá thành.

- Enzyme amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như amylase từ thực vật động vật, mầm thóc, mầm đại mạch [malt], hạt bắm nảy mầm hay từ nấm mốc,… nguyên liệu cho sản xuất là gạo, bắp, khoai mì… đây là những nguyên liệu dễ tìm, rẻ có thể dễ dàng tìm thấy ở Việt Nam. Do đó, đây là một lợi thế và là hướng phát triển mạnh làm cơ sở cho nhiều ngành khác phát triển.

Vai trò của enzyme trong công nghệ chế biến thực phẩm

- 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.

- 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,

- 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.

- 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 phảm 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.

A/ Khái quát về enzyme:Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất protein, hịa tan trong nước và trongdung dịch muối lỗng. Enzyme có phân tử lượng lớn từ 20 - 1000 KDa nên không quađược màng bán thấm.Tất cả các yếu tố như axit đặc, kiềm đặc, muối kim loại nặng… đều có thể làmenzyme bị biến tính và mất hoạt tính xúc tácEnzyme có nhiều tính chất ưu việt hơn hẳn các chất xúc tác hóa họcEnzyme có cường lực xúc tác rất lớn: ở điều kiện thích hợp hầu hết các phản ứng cóxúc tác enzyme xảy ra với tốc độ nhanh gấp 108 - 1011 lần so với phản ứng khơng có chấtxúc tác.Enzyme có tính đặc hiệu cao: Mỗi enzyme chỉ xúc tác làm chuyển hóa được một hoặcmột số cơ chất nhất định theo một kiểu liên kết hóa học nhất định, và một kiểu phản ứngnhất định. Sự tác dụng có tính chất lựa chọn này gọi là tính đặc hiệu của enzyme, hay cịngọi là tính chun mơn hóa cao. Enzyme có tính đặc hiệu cao nên khơng tạo ra những sảnphẩm phụ.Enzyme tác dụng điều kiện “êm dịu”. Enzyme thường tác dụng thích hợp ở nhiệt độ30-50℃, pH trung tính và ở áp suất thường, khơng cần nồng độ axit hay nồng độ kiềmmạnh, áp suất cao, do đó khơng địi hỏi các thiết bị chịu axit, kiềm và chịu áp suất cao đắttiền.Tất cả các enzyme có nguồn gốc tự nhiên, khơng độc. Điều này có ý nghĩa quan trọngtrong công nghiệp thực phẩm và y học.Hầu hết các chế phẩm enzyme được sản xuất từ nguồn nguyên liệu dễ kiếm, rẻ tiền:+ Enzyme protease động vật thường thu nhận từ các phụ phẩm lò mổ như: tụy tạng, dạ+ Enzyme protease thực vật được thu từ vỏ, lá dứa, lá, thân, nhựa sung, vả, nhựa đu đủxanh. + Enzyme vi sinh vật được thu nhận bằng phương pháp nuôi cấy bề mặt hoặc bề sâu.B/ Ứng dụng của các enzyme trong cơng nghiệp thực phẩmI/ Vai trị của enzyme trong công nghiệp thực phẩmNguyên liệu sử dụng trong công nghệ thực phẩm là các sản phẩm nông sản, thực tếchúng là các vật thể sống, do đó trong quá trình bảo quản hoặc chế biến chúng thành cácsản phẩm, thực phẩm xảy ra hàng loạt các quá trình biến đổi sinh học, mà các quá trìnhnày được xúc tác tự nhiên bởi enzyme bản thể hay do nhà cơng nghệ đưa vào để đạt mụcđích đặt ra. Vì vậy có thể nói enzyme đóng vai trị chủ chốt trong các quá trình chế biếnvà bảo quản thực phẩm.1. Enzyme khắc phục khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu:Các sản phẩm nơng sản có chất lượng về dinh dưỡng, thành phần hóa học, tính chấtcảm quan phụ thuộc nhiều vào: giống, loại nông sản, điều kiện canh tác, điều kiện thu háivà vận chuyển, điều kiện bảo quản. Do vậy chất lượng sản phẩm được tạo ra từ nguyênliệu dao động rất lớn. Trong thực tế nếu chất lượng nguyên liệu quá kém người ta phảiđiều khiển các phản ứng xúc tác bởi enzyme để tạo nên các thành phần thiếu hụt trongnguyên liệu đưa vào sản xuấtTrong công nghệ chế biến tinh bột, sản xuất đường, bánh mì, bia, người ta thường bổsung amylase vào cơng thức để bù lại hoạt lực enzyme yếu của nguyên liệu ngũ cốc.Trong công nghiệp sản xuất phomat, các chế phẩm enzyme lipase và protease được sửdụng để thay thế các enzyme tự nhiên của sữa bị vô hoạt bởi thanh trùng.2. Enzyme nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu:Trong thực tế có rất nhiều các ngun liệu nơng sản có giá trị thương phẩm thấp. Saukhi được chuyển hóa bởi tác dụng của enzyme thì giá trị thương phẩm cao hơn rất nhiều,chúng có thể là các sản phẩm khơng những có giá trị dinh dưỡng cao mà cịn phục vụđược cho các mục đích khác ngồi thực phẩm như y học... Tiêu biểu nhất là q trình đề polyme hố tinh bột. Cho tới những năm 70, sirôglucoza nhận được từ ngũ cốc đã trở thành sản phẩm quen thuộc. Sự phát triển của ngànhcông nghệ enzyme cho ra đời một loạt các chế phẩm enzyme đã cho phép tạo ra nhiềusản phẩm như: chất làm đặc, tiền chất và dẫn suất của chất thơm, chất tạo ngọtacariogenes, chelatants, chất tạo chua. Chính việc cải thiện đặc tính của enzyme về tínhđặc hiệu và tính chịu nhiệt là nguồn gốc của việc sản xuất các chế phẩm enzyme mới. Sảnxuất các chất xúc tác thích ứng hơn với các điều kiện vật lý của môi trường [nhiệt độ, độnhớt môi trường] và đặc hiệu hơn đòi hỏi phải kéo theo sự đa dạng của các sản phẩmtrung gian nhận được từ nguyên liệu tự nhiên.3. Enzyme tăng tính chất cảm quan của sản phẩmTrong chế biến thực phẩm sau khi xảy ra các giai đoạn chuyển hóa chính, thơngthường các sản phẩm thực phẩm chưa hẳn đã đạt chất lượng cảm quan tối ưu. Vì thếchúng có các giai đoạn hồn thiện sản phẩm, trong giai đoạn này hoặc là tạo nên nhữngđiều kiên mới cho các enzyme bản thể có lợi phát huy tác dụng có lợi hoặc bổ sung cácenzyme từ ngoài vào để làm tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm như cải thiện mùivà vị của sản phẩmCác enzyme được sử dụng để loại bỏ các chất tự nhiên có ảnh hưởng xấu tới chấtlượng cảm quan của thực phẩm. Ví dụ naringinase, kết hợp với rhamnosidase và betaglucosidase có thể thuỷ phân rhamno-glucozit của trihydroflavon, chất làm đắng nướcagrumes.Enzyme cũng cho phép tạo ra hương vị mới. Lipase được bổ sung vào giai đoạnđông tụ sữa bò cùng với renin tham gia vào việc tạo hương cho phomat. Hương vị đặctrưng của các sản phẩm phomat chủ yếu nhờ tác dụng của nhóm enzyme này.Vị bổ sung cũng có thể nhận được bởi enzyme. Vị ngọt có thể được tạo nên trongsữa nhờ tác dụng của enzyme lactase, hay được tăng lên nhờ tác dụng đồng phân hoáglucose thành fructose dưới tác dụng của enzyme izomerase. Enzyme cũng có thể tham gia vào cải thiện cấu trúc của sản phẩm. Colagenase vàpapain bằng cách thuỷ phân protein của cơ bắp làm tăng độ mềm của thịt. Protease trungtính làm yếu mạng gluten nên tăng được độ giịn của bánh bisqui4. Enzyme là cơng cụ trong q trình chuyển hóa cơng nghệ:Trong các nhà máy chế biến thực phẩm thì enzyme được sử dụng như một cơng cụcủa tồn bộ q trình chuyển hóa hoặc là tồn bộ q trình chuyển hóa trong dây chuyềnchế biến. Nếu thiếu sự có mặt của nó thì q trình chế biến khơng thành cơng.Khả năng xúc tác chuyển hố của các enzyme được khai thác trong nhiều quá trìnhsản xuất thực phẩm: bánh bisqui, phomat, nước uống.Protease cho phép cải thiện tính chất lọc của bia và tăng tính ổn định của nó ở nhiệtđộ thấp. Amylase, pectinase và hemicellulose tạo điều kiện cho việc tách chiết và lọcnước quả. Pectinase cần thiết cho quá trình lên men rượu vang ở nhiệt độ cao để làmtrong rượu. Trong công nghệ sản xuất bánh bisqui, protease trung tính dùng để làm mềmdẻo khung gluten cải thiện độ nở của bột nhào và độ giịn của bánh bisqui. Trong cơngnghệ phomat, sử dụng pretease làm đông tụ sữa ở giai đoạn đầu tiên của q trình sảnxuất, cịn protease và lipase cho phép thúc đẩy q trình chín của phomat.II/ Ứng dụng của các enzyme trong công nghiệp thực phẩm1. Sử dụng các chế phẩm enzyme trong công nghệ thịt cá1.1.Phương pháp làm mềm thịt bằng chế phẩm enzymeỨng dụng các chế phẩm enzyme để làm mềm thịt được thực hiện bắt đầu vào năm1940. Lúc đầu, người ta sử dụng enzyme của đường tiêu hóa và ở trong thịt để làm mềmthịt. Việc sử dụng trong chế biến làm mềm thịt là ứng dụng có tính truyền thống. Nhândân ta từ rất lâu đã dùng thơm để nấu canh thịt bò; dùng rau sống là chuối chát, vả kếthợp thức ăn nhiều thịt; đu đủ trong chống táo bón…mà thực chất là sử dụng papain,bromelain, fixin. Người Nga còn dùng protease từ hạt đậu tương nảy mầm để làm mềmthịt • Yêu cầu chế phẩm enzyme sử dụng trong làm mềm thịt:- Có khả năng làm giảm độ bền vững của mơ liên kết khi gia nhiệt.- Có khả năng chịu nhiệt- Khơng độc đối với người tiêu dùng.• Các phương pháp làm mềm thịt bằng enzyme: Muối làm mềm, tiêm vào gia súctrước hay sau khi giết mổ.Muối làm mềm chứa 30g papain trong 1 kg muối ăn. Sự có mặt của NaCl cho phépkhuếch tán tốt hơn enzym và phân giải một phần cấu trúc protein, do đó làm cho cơ chấtlại gần protease hơi. Hoạt độ xúc tác của protease đưa từ ngoài vào bị hạn chế khi bảoquản thịt ở nhiệt độ thấp, nhưng trở nên cực đại vào giai đoạn đầu khi nấu. Hiệu quả củachúng càng cao khi nâng nhiệt độ chậm. Đối với papain hoạt độ tối đa ở 40 – 50°C, và bịvô hoạt bởi nhiệt ở nhiệt độ vượt quá 75 - 80°C.➢ Muối làm mềm thịt được đưa vào ngay trước khi nấu bằng các phương pháp:+ Ngâm thịt vào dung dịch chứa hỗn hợp protease trong nhiệt độ ổn định và pH ổn định,trong khoảng thời gian nhất định đối với từng loại thịt. Phương pháp này được ứng dụngnhiều trên thế giới.+ Trộn bột với enzym, sau đó trộn bột có enzym này với thịt. Phương pháp này chỉ phùhợp với một số cách chế biến thịt nhất định.➢ Trước khi giết mổ động vật:Tiêm dung dịch chế phẩm enzym vào hệ tuần hoàn của động vật trước khi giết mổđộng vật. Phương pháp được thực hiện lần đầu tiên vào năm 1960 và dược phát triểnnhiều trong những năm gần đây.Dung dịch đậm đặc của papain được tiêm vào ven tĩnh mạch của động vật 10 - 30phút trước khi giết mổ để nó có thể theo máu vào các tế bào cơ bắp [đảm bảo chắc chắnsự phân bố đồng đều trong các bộ phận con vật]. Dung dịch 5% enzym được tiêm vào ở dạng không hoạt động, trong enzyme này mạch bên Cys-25 bị oxy hoá tới dạng dẫn suấtdisulfit. Papain tồn tại dưới dạng bị oxy hoá này trong động vật sống. Nếu động vậtkhông bị giết enzym sẽ bị thải ra. Sau khi giết mổ sự phân huỷ glucose vẫn tiếp tục nênloại bỏ các cơ chứa oxygen, do vậy các chất lưu huỳnh và các tác nhân khử khác tích tụvà papain trở nên hoạt động. Q trình hoạt hố xảy ra chậm ở thịt ướp lạnh, nhưngnhanh ở thịt ấm. Tiến hành vơ hoạt enzym bằng sự oxy hố trước khi tiêm vào vật là hếtsức cần thiết, vì enzym hoạt động sẽ gây sốc thần kinh nghiêm trọng trong hô hấp. Lượngpapain được tiêm vào dao động từ 1 – 3mg/ kg vật sống tuỳ theo độ tinh khiết của chếphẩm. Sau khi giết con vật được xử lý bình thường, nhưng thời gian chín của thịt giảm đi2 lần [5 ngày thay cho 10 – 12 ngày đối với thịt bò].Tiệm enzym vào tĩnh mạch trước khi mổ cho phép tăng được độ mềm và tỷ lệ thịt sửdụng làm bít tết hay quay, nhưng nó cũng làm tích tụ enzym trong gan và thận, điều nàygây ra mùi khó chịu.➢ Tiêm dung dịch enzym vào khối thịt sau khi giết mổ.Tiêm dung dịch enzym vào sau khi mổ cũng rất hiệu quả để làm mềm miếng thịt.Công nghệ này hứa hẹn một tương lai tốt hơn vì nó được người tiêu thụ dễ chấp nhậnhơn. Tuy nhiên sự khuếch tán enzym trong tế bào cơ bắp sau khi động vật chết địi hỏiphải có xử lý kèm theo [làm mềm cơ học hay xử lý bởi muối]. Mặt khác phải sử dụng chếphẩm enzym tinh khiết để kiểm tra được lượng enzym thực tế tiêm vào, do đó giá thànhcao hơn. Liêu lượng sử dụng thay đổi tuỳ theo loại động vật [gà, cừu, bò ...] và cơng nghệsử dụng enzym. Các cơ bắp có thể được tiêm hay nhúng chìm trong thùng chứa dungdịch enzym với nồng độ 0,1 – 0,001% tuỳ theo kích thước của miếng thịt, thời gian tiếpxúc và hiệu quả của enzym.Ngoài các chế phẩm enzyme từ nguồn thực vật, người ta cịn sử dụng enzyme cónguồn gốc vi khuẩn để làm mềm xương động vật. Ưu điểm của chế phẩm enzyme từnguồn vi khuẩn là chúng có khả năng chịu nhiệt, do đó khi nấu hoạt động của enzymevẫn cịn. 1.2.Sử dụng enzyme để làm tăng giá trị các sản phẩm phụ của thịta/ Sản phẩm thuỷ phân làm chất độn giống thịtSử dụng các loại protein động vật có giá trị thấp để thuỷ phân thành các sản phẩm cógiá trị cao. Khi các chất thuỷ phân này được đưa vào khối thịt thì hình dạng và vị của cácsản phẩm đã trộn tương tự như loại chưa trộn [thịt lợn muối, bít tết, thịt xay, giị xúcxích]. Việc ứng dụng này của enzym protease ngồi lợi ích về kinh tế, nó cịn mang lạimột số cải thiện về mặt công nghệ như sau:- Trường hợp protein không được phân bố động đều trong thịt, việc đưa thêm chất thuỷphân vào sẽ nhận được loại thịt có hàm lượng protein đồng nhất hơn, đáp ứng được yêucầu của khách hàng.- Nhờ đặc tính keo dính của chất thuỷ phân, sau khi phối trộn thịt nhận được sẽ không tiếtnước, chắc hơn, dễ cắt miếng hơn,- Việc phân bố hương vào thịt đã ngâm tẩm sẽ tốt hơn.Trong ứng dụng này người ta thường dùng chế phẩm enzym Protamex. Nguyên liệuban đầu là các sản phẩm phụ của thịt, xương gia súc, gia cầm trong các lị mổ. Ngunliệu thơ phải được nghiền trước khi thuỷ phân trong thời gian khoảng 30 phút tới 4 giờtuỳ thuộc vào lượng enzym sử dụng và mức độ thuỷ phân yêu cầu. Hỗn hợp sau thuỷphân gồm 3 phần : mỡ, dịch lỏng và protein khơng hồ tan. Chúng sẽ được tách ra bằngphương pháp lý tâm hay gạn lọc, Dịch thuỷ phân thu được phải bảo quản bằng muối,thành phần của nó bao gồm:Protein: 66%Muối, tro: 33%Mỡ : 1% Chất thuỷ phân dạng lỏng có chứa 33% protein được cho thêm vào thịt, tỷ lệ bổ sunglà 6 – 10%. Chất thuỷ phân có thể bổ sung vào cùng với các chất ngâm tẩm khác, do đókhơng địi hỏi phải thay đổi qui trình sản xuất.b/ Sản phẩm thuỷ phân như nước hầm xương thịtNước hầm xương thịt được sử dụng cùng với các loại rau thơm để tăng hương vị củacác loại nước súp sấy khơ, đóng hộp, các loại nước sốt, các sản phẩm đóng lọ, các sảnphẩm thực phẩm đông lạnh, các sản phẩm thực phẩm cao cấp.Nhằm mục đích sử dụng này thường dùng chế phẩm enzym flavouzyme vì nó cónhững ưu điểm sau:- Hiệu suất thuỷ phân cao hơn chế phẩm enzym protamex.- Hương và vị của sản phẩm tốt hơn.- Có thể nâng cao hàm lượng chất khô của sản phẩm.Các loại nước hầm này đặc sánh hàm lượng chất khô đạt tới 80% [thông thường 35 –40%].c/ Tăng giá trị của máuMáu là một sản phẩm giết mổ. Ngược với các sản phẩm khác từ động vật, máu rất ổnđịnh về thành phần, nó chỉ thay đổi tuỳ theo từng lồi. Trong thực tế chỉ có 73% máuđược sử dụng, trong đó chỉ khoảng 12% thực sự có giá trị do sự hư hỏng của nó diễn ranhanh, giá thành bảo quản đắt. Máu từ động vật nuôi là nguồn gây ô nhiễm lớn BOD >67 g/l đối với bò, > 207 g/l đối với lợn con.Thuỷ phân hemoglobin bởi enzym cho phép nhận được các peptit có giá trị cao hơn.Protease lựa chọn là pepxin, bởi vì pH phản ứng là 1,8, do đó hạn chế đáng kể nguy cơnhiễm tạp vi sinh vật. Các thực nghiệm trong thiết bị phản ứng cho phép nhận được ổnđịnh peptit. Các peptit kích thước < 10kDa khơng có màu, cịn peptit hem do có trọnglượng phân tử gần 20 kDa nên có màu rõ rệt. Xử lý khử màu với magiê nồng độ 40 g/l ở 50°C trong 1h30 là cần thiết. Sản phẩm sau đó được loại muối bằng điện di rồi cô đặc vàsấy khơ,Các peptit nhận được có thể sử dụng làm mơi trường nuôi cấy VSV nhiễm tạp củathực phẩm, làm giàu sữa mẹ. Hơn nữa một số peptit thể hiện hoạt tính sinh học.1.3.Sử dụng các chế phẩm enzyme trong sản xuất protein thực vật thuỷ phâna/ Sản phẩm thuỷ phân dùng thay cho sữa mẹSử dụng chế phẩm enzym Flavouzyme để thuỷ phân cazein và protein của lúa mì vớimức thuỷ phân trên 50% protein thường được đưa vào công thức sữa đặc biệt cho trẻ em.b/ Sản xuất nước chấm magiNguyên liệu được sử dụng là đậu tương tách chất béo, gluten của lúa mì và ngộ. Cácsản phẩm thuỷ phân có hương vị thịt và có màu nâu sẫm. Sử dụng enzym Flavouzyme,Alkalaza và Protamex, thuỷ phân qua 2 bước trung tính và axit. Protein thực vật thuỷphân bằng enzym đắt hơn so với phương pháp thuỷ phân bằng axit nhưng có các ưu điểmsau:-Tạo ra các sản phẩm muối thấp hoặc khơng muối. Điều này rất khó thực hiện khi sửdụng phương pháp axit. Sản phẩm nước chấm đậu tương chứa 12 - 14% muối, do đóthường nước chấm đậu tương được pha chế với Protein thực vật thuỷ phân 10% proteintheo tỷ lệ 1:1 để đạt nước chấm đậu tượng có chứa 6% muối.-Tạo ra sản phẩm phụ có giá trị cao.Sử dụng chế phẩm enzym mang lại nhiều ưu điểm: Thời gian lên men ngắn nên tăngđược năng suất. Sản xuất được nước sốt có hàm lượng muối thấp. Có thể kiểm tra đượcmức độ thuỷ phân, do vậy tránh được nguy cơ tạo thành các sản phẩm phụ [vị đắng]. Độthuỷ phân 5% protein hay gây ra vị dáng và vị đắng sẽ mất khi độ thuỷ phân đạt trên40%. Sử dụng Flavourzyme và Kojizyme có thể đạt được độ thuỷ phân là 55%. Tăngđược hàm lượng nitơ tổng số trong sản phẩm cuối cùng 20%. c/ Chất thơm tổng hợp từ thuỷ phân đậu tương bằng enzymTổng hợp enzym các sản phẩm thuỷ phân đậu tương đã được phát triển.Hỗn hợp các protease đặc hiệu khác nhau đã được sử dụng để cho phép phân huỷmạnh protein. Phương pháp bao gồm 3 giai đoạn:- Đầu tiên endoprotease được sử dụng ở 60°C và pH = 8. Các protease kiềm tính của vikhuẩn khơng được sử dụng trong giai đoạn này để tránh tạo nên các peptit đắng. pHkhông được điều chỉnh và giảm xuống tới pH = 5, đầu tiên tạo ra các peptit đắng, sau đóchúng được thuỷ phân.- Hỗn hợp endoprotease – exopeptidase hoàn chỉnh việc thuỷ phân protein.- Cuối cùng hỗn hợp exopeptidase cung cấp những cơ chất cần thiết cho phản ứngMaillard. Mức độ thuỷ phân protein khoảng 40%. Bổ sung NaC1, đường, lipit vào hỗnhợp nhận được, sau đó sấy phun. Một số chất thơm có thể được tạo thành tuỳ thuộc vàolượng đường và sản phẩm thuỷ phận lipit bổ sung.1.4. Sử dụng các chế phẩm enzym trong công nghệ chế biến cáa/ Các sản phẩm thuỷ phân của cá và tôm cuaPhần lớn các sản phẩm cá được tiêu thụ trực tiếp, chỉ có một lượng nhỏ được chế biếnthành dạng bột. Khoảng 50% lượng cá bị mất đi dưới dạng chất thải [phủ tạng, đầu, vụncá] tới 70% đối với tôm. Bột cá thô là những sản phẩm phụ có trữ lượng protein lớn cóthể được tiêu thụ sau khi thuỷ phân bằng enzym. Các dạng sản phẩm được chuyển hoá,một phần là sản phẩm truyền thống [tự phân tự nhiên], hay tự phân công nghiệp mà mụcđích của nó là biến đổi các chất protein có sẵn nhằm tăng thêm giá trị dinh dưỡng và kinhtế. Trên thị trường nhiều nhất là sản phẩm thuỷ phân enzym cá.• Cá lên men truyền thốngKỹ thuật lên men các sản phẩm biển đã được biết đến từ lâu như là một phương tiệnbảo quản cá. Ở các nước Đơng nam Á, hàng trăm triệu lít nước mắm và mắm tôm được sản xuất ra hàng năm, Hầu hết tất cả các loại cá và tơm cua đều có thể được sử dụng làmnguyên liệu. Phương pháp sản xuất nước mắm rất đơn giản: cá được trộn với 20 – 40%muối và bảo quản ở - nhiệt độ môi trường trong thời gian 6 – 12 tháng. Dịch thuỷ phânprotein thu được có màu sẫm được lấy ra, lọc và đóng chai. Nói chung một nửa nitơ amincó mặt ban đầu trong nguyên liệu nằm trong phần dịch lỏng này.Trong quá trình chế biến cá truyền thống, phần lớn chuyển hoá là do enzym nội bào,các protease tiêu hoá. Lượng và hoạt độ của enzym cần thiết cho sự chín của sản phẩmphụ thuộc vào nhiều yếu tố: mùa thu hoạch, chế độ nuôi, điều kiện lên men.Đưa thêm protease ngoại bào có nguồn gốc vi sinh vật từ ngồi vào sẽ làm tăng rõ rệtquá trình thuỷ phân, rút ngắn thời gian chế biến. Mức độ thuỷ phân phải được theo dõichặt chẽ để tránh tạo thành peptit quá nhỏ, là nguyên nhân gây ra vị đắng,• Sản xuất nước mắmSản xuất nước mắm theo phương pháp lên men tự nhiên mất rất nhiều thời gian, từ 6tháng đến 1 năm. Nếu bổ sung một lượng rất nhỏ protease vào quá trình ủ chượp thì thờigian làm nước mắm sẽ rút lại còn rất ngắn chỉ từ 15 đến 30 ngày. Hiệu quả kinh tế nhấtcủa việc bổ sung enzym là cấy một lượng vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease cóhoạt độ cao và chống chịu được các điều kiện bất lợi vào nguyên liệu trong quá trình ủ[NaCI 4M]. Các lồi vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease gồm có Bacillussubtilis, B. Megaterium, B. Cereus, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium sporogenes,Halobacterium... Nước mắm Thái lan từ hỗn hợp cá với muối theo tỷ lệ 3:2, sản phẩmcuối cùng nhận được sau 6 – 12 tháng. Việc sử dụng 3 loại enzym thực vật [bromelin,papain, phyxin] cho sản phẩm nước mắm có hương vị nhẹ, có thể bổ sung vào nước mắmsản xuất theo phương pháp truyền thống.Bromelin [nồng độ 0,8%, cofactơ xystein 0,025M, 33°C] cho kết quả tốt nhất và sảnphẩm có chất lượng được chấp nhận thu được sau 21 ngày. Sử dụng bromelin cho phépnhận được sản phẩm thuỷ phân ít có vị đắng. Sử dụng hỗn hợp trypsin: chymotrypsin [50: 50]; nồng độ 0,3%; 37°C cho phép giảm thời gian ủ chín 2 tháng mà vẫn giữ được hươngvị theo yêu cầu của nước mắm sản xuất theo phương pháp truyền thống.b/ Bột cáCá được nghiên, sau đó trộn với nước 60°C theo tỷ lệ 1:1 [g/v]. Trường hợp cá nhiềumỡ, bổ sung hỗn hợp etoxyquin và galatte etyl [1:1, 0,01% theo chất béo] như là chấtchống oxy hoá. Papain được bổ sung vào theo tỷ lệ 0,05%. Hỗn hợp được giữ với sựkhuấy trộn trong thời gian 30 phút, sau đó phản ứng được dừng lại bằng cách đun nóngtới 100C trong thời gian 10 phút để làm biến tính enzym. Sau khi lọc, sản phẩm thuỷphân được sấy khô. Bột cá nhân được chứa 93% chất khô, trong đó 82% protein, 2% lipitvà 6% tro.c/ Các ứng dụng khác của enzym• Đánh vẩy cáĐánh vẩy cá bằng enzym được sử dụng trong trường hợp xử lý cơ học không thể đápứng được. Kỹ thuật dựa trên cơ sở sử dụng một hỗn hợp protease của cá để phân huỷ tếbào cấu trúc liên kết với vảy cá.Tế bào này chủ yếu chứa colagen, mà tính ổn định của nó dao động tuỳ theo kíchthước và loại cá. Do đó, điều kiện thuỷ phân phải được xác định đối với từng trường hợp.Trong thực tế, dung dịch enzym được hồ tan trong axit axetic 0,5%, sau đó cá đượcgiữ ở nhiệt độ đã định trong khoảng thời gian thích hợp. Phương pháp này thường khôngcho kết quả tốt đối với các loại cá nhiều chất béo, da của nó thường bị tuột ra khi rửa.• Làm mềm cấu trúc thịtSử dụng enzym để làm mềm mô thịt được sử dụng từ lâu ở các nước nhiệt đới. Sò, Ốcđược trộn với quả đu đủ băm nhỏ để được làm mềm. Papain tự nhiên có mặt trong quảlàm mềm thịt bởi sự thuỷ phân một phần protein.• Bảo quản cá bằng enzym Phun dung dịch glucose, gluco-oxydase và catalase lên bề mặt của cá cho phép tạo raaxit gluconic và H2O2, làm giảm pH và hạn chế phát triển của vi khuẩn. Kết quả nhậnđược bằng phương pháp này thấp hơn lysozym.Lysozym là enzym có khả năng xúc tác thuỷ phân peptidoglucan của màng vi khuẩn.Lysozym được sử dụng ở Nhật Bản để bảo quản các sản phẩm biển lạnh đông như chaihay tôm.Lactoperoxydase được tách chiết từ sữa và xúc tác oxy hoá thiocyanat [SCN]. ionhypotiocyanat được tạo nên [OSCN], hợp chất trung gian của sự oxy hố, có hoạt tínhkháng khuẩn.2. Ứng dụng enzym trong chế biến sữa2.1.Enzyme đông tụ sữaSản xuất phomat cần một giai đoạn đông tụ sữa, giai đoạn này cho phép đẩy ra mộtphần nước và các chất hồ tan, do đó người ta nhận được vẩy sữa hay gọi là phomatkhông tinh chế. Một số các enzym động tụ của sữa được phân ra như sau:- Dịch vị: tách chiết nhận được từ dạ dày của bị sữa và có tỷ lệ: khối lượng chymosinhoạt động/ khối lượng pepxin hoạt động = 1,38.- Pepsin bò: tách chiết lỏng nhận được từ dạ dày bò trưởng thành có tỷ lệ khối lượngchymosin hoạt động/ khối lượng pepxin bò hoạt động < 0,154.- Hỗn hợp của dịch vị và pepsin bò cho phép với tỷ lệ 2/2 hay 3/1 tuỳ theo độ giàu vềchymosin.Hiện nay gen của chymosin đã được tách dòng trong nhiều vi sinh vật để có thể sảnxuất enzym này bằng phương pháp lên men. Enzym vi sinh vật thể hiện là một chất đơngtụ thay thế tuyệt vời bởi tính chất của nó khơng khác xa với tác dụng của dịch vị bị sữa.- Protease axit có nguồn gốc nấm mốc: protease axit sử dụng trong công nghiệpphomat nhận được từ nuôi cấy nấm mốc Endothia parasitica, Mucor pusillus hay Mucormiehei.- Chế phẩm có nguồn gốc thực vật: tách chiết từ hoa của Cynara cardunculus, hiệnchúng đang được sử dụng rộng rãi đối với một số phomat truyền thống. Vấn đề đắng: trong q trình ủ chín phomat, các enzym đơng tụ có thể tạo ra cácpeptit có vị đắng, đặc biệt là enzym của endothia parasitica. tất cả các yếu tố tạo điều kiệncho việc giữ mạnh hơn tác nhân đông tụ trong vẩy sữa đều kéo theo xu hướng tạo vị đắngnhiều. Nhưng thực tế vị đắng khơng phải hồn tồn chỉ do enzym đơng tụ, mà một phầndo chủng vị khuẩn lactic có hoạt động mạnh của protease thành tế bào,2.2.Enzym Glucooxydase [beta-D glucoza: O2-oxydoreductase, EC 1.1.3.4]Glucooxydase là enzym xúc tác sự oxy hoá glucose thành axit gluconic theo sơ đồphản ứng:Glucooxydase được sử dụng như một chất chống oxy hoá đối với các sản phẩm giàuchất béo như bơ, bột sữa. Sử dụng glucooxydase cho phép tạo ra H2O2, để hoạt hoá hệthống kháng khuẩn [Lactoperoxydase- ThioxyanatHydroperoxyt, LTP]2.3.Một số chế phẩm enzym được sử dụng trong cơng nghệ chế biến sữaNgồi nước chua làm đơng tụ sữa, nhiều hoạt động enzym cũng được đưa vào trongsữa và dịch sữa. Trong giai đoạn đầu tiên, enzym lactase được đưa vào để thuỷ phânlactose tạo thành glucose. Có 3 loại lactase hay dùng trong cơng nghệ sữa:-Lactase từ Aspergillus niger được cố định dễ dàng và có pH ở vùng axit, thích hợp cholàm dịch sữa-Lactase từ Aspergillus oryzae kém ổn định hơn, thích hợp trong điều kiện axit yếu -Lactase từ Kluyveromyces fragilis, có pH, gần 6.0, được sử dụng trong sản xuất sữa tươiđể tăng vị ngọt và cải thiện được độ hấp thụ lactose.Trong sản xuất dịch sữa, người ta có thể kết hợp hoạt động của glucoizomerase vớihoạt động của lactase để thu được sản phẩm ngọt hơn. Thường sử dụng 2 enzym này ởdạng cố định.2.4.Cơng nghiệp sản xuất phomatBổ sung enzym từ ngồi vào cho phép ta có sự biến đổi đặc hiệu hơn ở nhiệt độ caothúc đẩy các phản ứng tạo hương vị trong q trình ủ chín phomat.Một số kết quả nghiên cứu cho thấy: Bổ sung hỗn hợp enzym [protease axit, proteasetrung tính, lipase, decacboxylase và lactase] thúc đẩy được q trình ủ chín phomat.Protease axit từ VSV thường gây ra vị đắng, nhưng protease trung tính và peptidase lạităng hương vị của phomat sau 1 tháng ủ ở 20℃. Xử lý sữa dùng để sản xuất phomat bằngbeta-galactosidase cho phép ta giảm thời gian sản xuất, quá trình ủ chín phomat đượcthúc đẩy tới 50%, cải thiện hương thơm và cấu trúc của phomat thu được.3. Enzyme trong công nghiệp chế biến tinh bột3.1.Một số chế phẩm enzyme thương mạia/ Termamyl 120L MOTOĐược sử dụng trong quá trình dịch hoá tinh bột để đạt mức độ thuỷ phân cần thiết choquá trình tiếp theo.b/ Fungamyl 800LEnzym α-amylase từ nấm mốc xúc tác chuyển hoá tinh bột và các dextrin thành chủyếu là đường maltose, Được sử dụng để sản xuất siro maltose nồng độ cao 40 - 60%,maltose [2 - 7% glucose] hay sirơ có độ chuyển hố cao.Chế phẩm enzym α-amylase này có nhiệt độ tối ưu T = 60 - 65°C. Sản phẩm nhậnđược sau thuỷ phân chứa nhiều maltose. c/ Promozyme 200LPromozyme 200L là một chế phẩm chứa chủ yếu enzym phân nhánh pullulanase[EC.3.2.1.41, pullulan 6-glucano-hydrolase]. Đây là enzym chịu nhiệt nhận được từ mộtchủng nấm mốc của loài Bacillus acidopillulyticus.Promozyme xúc tác thuỷ phân liên kết α- 1,6 glucozit của các amilopectin đã đượcthuỷ phân một phần bởi enzym a- amylase và của các pullulan có ít nhất 2 đơn vị glucosetrong chuỗi mạch bên. Do đó Promozyme thích hợp cho việc phân giải các mạch nhánhcủa tinh bột sau khi dịch hoá, giảm được hàm lượng các oligosacarit trong dịch đườngglucose.Trong sản xuất đường dextrin, promozyme được sử dụng trong giai đoạn đường hoácùng với glucoamylase. Sử dụng promozyme tăng tỷ lệ dextrin bằng cách giảm hàmlượng oligosacarit và cho phép giảm được làm lượng glucoamylase sử dụng.Trong sản xuất đường maltose, Promozyme được sử dụng đồng thời với fungamyl.Nhờ đó tăng được tỷ lệ maltose và giảm được lượng oligosacarit nhánh trong sản phẩm.d/ AMG 300LEnzym glucoamylase xúc tác thuỷ phân dextrin thành đường glucose.e/ Dextrozyme 75Đây là hỗn hợp cân bằng của AMG và promozyme 16ung để sản xuất đường glucosecó hàm lượng cao, nhờ tiến hành song song 2 quá trình phân giải nhánh và tạo glucose.f/ BAN 240LChế phẩm chứa chủ yếu enzym α-amylase được tách chiết từ vi khuẩn. Enzymthường được sử dụng để dịch hoá tinh bột thành các dextrin phân tử lượng thấp ở nhiệt độ90°C.g/ Sweetzyme 350T Chế phẩm chứa chủ yếu enzym glucoizomerase xúc tác chuyển hố glucose thànhfructose. Do đó enzym thường được sử dụng trong công nghiệp sản xuất đường fructose.4. Công nghệ sản xuất bánh mì và kẹo4.1.Cơng nghiệp sản xuất bánh mì và bánh bisquiTrong sản xuất bánh mì, đường khơng chỉ có ý nghĩa đối với q trình lên men, màcịn có vai trị quan trọng trong tạo thành chất mùi và vị của bánh mì.Một đối tượng khác đóng vai trị rất quan trọng trong cơng nghệ chuẩn bị bột nhào đểsản xuất bánh mì là các chất protein trong bột. Các protein và sự biến đổi do enzym củachúng có tác dụng quyết định đến tính chất vật lý của bột nhào, đặc biệt là đến khả nănggiữ khí. Do vậy ảnh hưởng tới độ nở, độ xốp và cấu trúc của ruột bánh. Độ xốp của bánhphụ thuộc vào sự tạo khí CO2 trong q trình lên men bột nhào và khả năng giữ khí nàycủa bột. Cụ thể hơn, độ xốp phụ thuộc vào hàm lượng đường, hoạt động amilaza, hàmlượng và tính chất của gluten trong bột.Trong bột mì thơng thường hàm lượng đường thấp khơng đủ để nấm men tạo ra độxốp cho bánh. Vì vậy đã từ lâu người ta quan tâm tới việc cho thêm amilase vào bột nhào.Các chế phẩm amilase dùng trong cơng nghiệp bánh mì được sản xuất từ cánh trườngnấm mốc A.oryzae, A.awamori hoặc từ vi khuẩn. Trong đó amylase của nấm mốc là tốthơn cả, do α-amylase của nấm mốc nhạy cảm với nhiệt hơn amylase của vi khuẩn và maltnên dễ bị vô hoạt khi nâng nhiệt độ lên tới 65 - 80°C. Mặt khác α-amylase nấm mốc chịuđược môi trường axit tốt hơn, phù hợp với điều kiện hoạt động của nấm men trong bộtnhào, sau đó và hoạt ngay trong thời gian nướng bánh, nên có cho dư cũng khơng sợ tinhbột bị thuỷ phân quá mức cần thiết. Mặc dù vậy ở nhiều nước, amylase của vi khuẩn vẫnđược nghiên cứu để giữ cho bánh mì được "tươi" lâu nhờ độ thuỷ phân sâu sắc của nó.• Các chế phẩm enzym thường được sử dụng là:- AMG: enzym làm tăng hàm lượng glucose, tức là tăng khả năng lên men của bột nhào,tăng độ ngọt cho bánh mì và cải thiện màu sắc của vỏ bánh. - Fungamyl: làm nở bánh, cải thiện cấu trúc của ruột bánh.- Novamyl: chống lão hoá tinh bột, giúp lưu trữ bánh lâu hơn với hình dạng như mới.- Pentosan: enzym Pentosanase/ Xylanase giúp tăng cường độ nở, độ ổn định của bột ủ.4.2.Cơng nghệ sản xuất kẹoEnzym đóng vai trị chuyển hố chính là invertase hay cịn gọi là saccarase, enzymnày xúc tác thuỷ phân saccarose thành glucose và fructose. Ngồi ra nó cịn có khả năngphân giải một số trisacarit và tetrasacarit khác, chúng tách các phân tử glucose vàfructose ở đầu và cuối mạch ra.NướcGlucose + FructoseSaccaroseInvertaseSự thuỷ phân saccarose với sự có mặt của invertase hình thành glucose mạch vòng vàfructose mạch vòng.Invertase bền trong khoảng pH = 3,5-5,5 hoạt động tốt ở pH = 4,5. Nhiệt độ tối thíchcủa enzym này khó xác định và chế phẩm chưa tinh khiết có tính ổn định cao hơn. Nồngđộ đường trong dung dịch ảnh hưởng lớn tới tính ổn định của nó, ở nồng độ đường lỗngnhiệt độ thích hợp cho invertase khoảng 55°C, cịn khi nhiệt độ lên tới 65 - 70°C thì nồngđộ đường phải cao hơn. Nhiệt độ tới hạn của enzym là 59°C, ở nhiệt độ này enzym sẽ bịphá huỷ nhanh chóng khi nồng độ đường loãng. Thuỷ phân saccarose đạt tốc độ tối đakhi nồng độ dịch đường 2 - 8%, khi nồng độ dịch đường đạt 70 - 80% thì tốc độ chỉ còn1/4 tốc độ cực đại ở pH = 4,5. Invertase của nấm men rất nhạy cảm với ion kim loại nhưCu, Cd, Hg..., đặc biệt là ion Ag. Nó hồn tồn mất hoạt lực khi có 7 - 8 Ag/molinvertase, có thể do ion Ag+ liên kết với histidin bên trong phân tử enzym, nhưng khôngliên kết với nhóm -SH.Invectase rất nhạy cảm với ánh sáng. Khi có sự tham gia của oxy nó dễ dàng bị pháhuỷ, ngay cả trong bóng tối dưới tác dụng của tia tử ngoại invectase bị phá huỷ nhanh chóng. Ngồi ra invectase cịn bị giảm hoạt lực dưới tác dụng của dịng điện xoay chiềuvà sóng siêu âm.5. Ứng dụng enzym trong chế biến quả và rau5.1. Một số chế phẩm enzym được sử dụng trong chế biến rau và quảSử dụng các chế phẩm enzyme có thể coi một trong những phương hướng tiến bộ cótriển vọng nhất của sản xuất nước quả và nước uống không cốn. Khi đó cần phải lựa chọncác chế phẩm enzyme có chứa một lượng nhất định các phức hợp enzyme. Trong nhiềutrường hợp cần có các chế phẩm của các enzyme riêng rẽ. Ngoài ra, chế phẩm enzymecần phải thoả mãn các yêu cầu công nghệ sản xuất từng loại sản phẩm cụ thể, khôngnhững chỉ về dạng phản ứng xúc tác, mà cả điều kiện tác dụng tức là pH, nhiệt độ, độ ổnđịnh và một số yếu tố khác, quyết định hiệu quả tác dụng của chế phẩm trong môi trườngđã cho. Với một chế phẩm enzyme không nên dùng để chế biến nhiều loại quả khác nhauhoặc dùng chế biến các sản phẩm khác nhau từ các loại quả ấy.• Pectinex Ultra SP-LChế phẩm enzyme này được sản xuất từ A.niger, ở dạng dung dịch, có màu thẫm,mùi thơm nhẹ đặc trưng của sản phẩm lên men,chứa chủ yếu pectinase và có hoạt tínhnhất định của hemicellulose. Nó có khả năng phân huỷ màng tế bào thực vật. Người tathường sử dụng chế phẩm enzym này để xử lý quả nghiền và ngâm mô tế bào thực vật.Pectin hồ tan và khơng hồ tan cũng như các polysaccarit làm đục nước quả đều bị phânhuỷ.• Pectinex 3XL và Pectinex ARChế phẩm enzym được sản xuất từ một chủng chọn lọc của Aspergillus niger. Chếphẩm enzym ở dạng dung dịch màu thẫm, có mùi thơm nhẹ đặc trưng của sản phẩm lênmen chứa chủ yếu pectinase. Nó có khả năng phân huỷ hoàn toàn araban thành arabinose,đồng thời thuỷ phân nhanh và hoàn toàn polyssacarit. Người ta thường sử dụng chế phẩm enzym này để xử lý làm trong nước quả, vì trong nước ép quả cô đặc thường chứa nhiềuaraban làm vẩn đục.• Viscozyme120LChế phẩm enzym được sản xuất từ một chủng chọn lọc của Aspergillus niger, Chếphẩm enzym ở dạng dung dịch màu nâu, có tỷ trọng d= 1,2 g/ml chứa chủ yếu pectinasevà một lượng lớn cacbohydrolase bao gồm arabanase, glucanase, beta-glucanase vàhemicellulose. Người ta thường sử dụng chế phẩm enzym này để xử lý phá vỡ màng tếbào đậu tương.5.2. Ứng dụng các chế phẩm enzyme trong công nghệ rau quảa/ Ép chiết dịch quảĐể nhận được dịch quả phải tiến hành nhiều công đoạn: nghiền, ép, ly tâm hay lọc,sau đó tuỳ theo dạng sản phẩm mong muốn mà tiến hành làm trong, cô đặc và thanhtrùng. Nghiền kéo theo hoà tan một phần pectin và thịt quả, mơi trường phức tạp màtrong đó pha lỏng rất nhớt. Pha rắn tạo nên một khối nửa dẻo có khả năng giữ nước lớn,ngăn cản thoát dịch quả khi ép. Bổ sung enzym pectinolytic vào khối thịt quả nghiền làmtăng hiệu suất thu hồi dịch quả. Thêm vào đó, sự phân huỷ một phần tế bào quả bởienzym tạo thuận lợi cho việc tách chiết các chất màu, chất thơm và góp phần vào cảithiện chất lượng cảm quan của dịch quả: Dịch quả từ dâu, dâu tây, nho rất giàu pectin, dođó dịch quả rất nhớt và khơng thể lọc hay ly tâm được với năng suất lớn.Hiện nay sử dụng enzym hỗ trợ cho quá trình ép ngày càng được mở rộng ra các lĩnhvực sản xuất khác, đặc biệt là chế biến táo, Thực vậy, nhu cầu ngày càng tăng về các sảnphẩm sản xuất từ táo [nước táo lên men, nước quả táo...] đòi hỏi phải kéo dài thời gianthu hoạch. Mặc dù đã sử dụng các biện pháp bảo quản lạnh nhưng vẫn chưa đáp ứngđược yêu cầu đặt ra. Việc chế biến táo có độ chín cao cần thiết phải được hỗ trợ bằng tácdụng của enzym để tăng hiệu suất thu hồi khi ép. Ngược lại dịch quả thu được sau khi épchứa nhiều pectin hơn nên đục hơn và đòi hỏi phải có tác dụng hỗ trợ của enzym kháclàm tăng độ trong cho sản phẩm thu được. Tác dụng xử lý thịt quả bằng enzyme tới hiệu suất thu hồi dịch quả:Xử lý thịt quảTáo tươiTáo được bảo quản lạnhKhông xử lý enzym80-82%70-74%Xử lý enzyme khi nghiền83-85%81-83%Xử lý enzyme dịch hóa93-96%93-95%Sử dụng enzyme phân hủy polysaccarit trong chế biến quả và rauHoạt động chính của enzym giúp q trình ép là thuỷ phân các khung xương chínhcủa pectin, tức là endo-polygalacturonase, pectinmetylesterase mvà pectinlyase. Mức độtác dụng của mỗi loại enzym phải được kiểm sốt kỹ, vì endo-polygalacturonase,pectinmetylesterase tác dụng đồng thời, trong khi đó dư thừa pectinmetylesterase kìmhãm hoạt động của pectinlyase. Thành phần của các polysaccarit thực vật của tế bào cầnthuỷ phân ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất xử lý enzym. Khả năng phân huỷ của màng tếbào không những phụ thuộc vào loại thực vật mà còn phụ thuộc vào các loại tế bào củacùng một loại thực vật. Các điều kiện bảo quản cũng làm thay đổi ít nhiều tới khả năngphân huỷ của tế bào do nó thay đổi một phần thành phần tế bào. Tuy nhiên, các chế phẩm enizm pectin bán trên thị trường thường được sản xuất từAspergillus và nó có những hoạt động của arabinase và galactanase. Do đó, chúng cũngtham gia vào việc tăng hiệu suất thu hồi dịch quả. Điều này cho thấy lợi ích lớn của việctái tổ hợp gen sinh tổng hợp enzym B-[1-4] galactanase của Aspergillus aculeatus, táchdòng và biểu hiện gen ở Aspergillus oryzae. Vi sinh vật tái tổ hợp sẽ có thể cho ta chếphẩm enzym giàu hoạt độ galactanase, điều này cải thiện đáng kể quá trình ép.Liều lượng enzym được sử dụng được tạo lập tuỳ theo loại quả và điều kiện cơngnghệ [nhiệt độ, thời gian tác dụng, loại hình ép]. Thường chúng được dùng với liều lượng100 - 150 g/ tấn thịt quả. Thường dịch quả thu được có hàm lượng các chất khô và tro caohơn, màu đậm hơn và pH thấp hơn mẫu đối chứng [cà rốt, mướp, khoai tây, hành, mơ,dứa, mận].Enzym hoá trước khi nghiên cũng làm giảm độ nhớt của dịch quả tạo điều kiện thuậnlợi cho quá trình lọc, điều này cho phép giảm được thời gian lọc cũng như thời gian làmtrong dịch quả, chính vì vậy giảm được thời gian cơ đặc dịch quả.b/ Ngâm dầm và ổn định nectarNectar là các loại nước uống, mà nước quả nhớt chứa một lượng lớn các chất ở dạnghuyền phù. Độ đục này chủ yếu là do các tế bào được chiết ra và các tập hợp tế bào. Sựphân tán tế bào này nhận được do sự phân huỷ pectin có độ metoxy hố thấp của các látmỏng trung bình bởi endogalacturonase. Tuỳ theo quả xử lý và đặc biệt đối với cam quýt,nectar tạo ra độ đục nhiều khi rất không ổn định. Tính khơng ấn định này liên quan trựctiếp tới hàm lượng pectimetylesterase của quả: pectimetylesterase của quả dễ este hố cácpectin hồ tan, nó sẽ phản ứng với canxi của mơi trường để tạo nên gel pectatcanxi khơnghồ tan, làm kết tủa các phần tử gây đục. Chính vì vậy các chế phẩm enzym tạo đục phảikhông được chứa hoạt độ của enzym pectimetylesterase. Ngược lại, hoạt độ của enzymendopolygalacturonase.phải đủ lớn để thuỷ phân các pectin hoà tan được ở dạng oligomercó kích thước phân tử q nhỏ để tạo nên các gel. Để tránh tạo thành gel pectat, pectin hoà tan phải có độ metoxy hố cao. Vấn đề đặtra là khơng có một chế phẩm enzym thương mại nào, khơng có một loại quả nào khơngchứa pectimetylesterasec/ Dịch hốĐi ngược với ngâm dấm, dịch hố địi hỏi có sự phân huỷ hoàn toàn của màng tế bào.Sự phá huỷ hoàn toàn màng tế bào đòi hỏi tác dụng đồng thời của các enzym pectinase vàcellulose. Tuy nhiên, tỷ lệ hoạt độ của chúng có ảnh hưởng tới hiệu suất dịch hố vàthành phần polysacarit của dịch quả. Thực vậy, dịch hoá enzym cà rốt tạo ra nhiều pectinhơn và nhớt hơn khi dùng chế phẩm enzym chứa nhiều endoglucanase. Enzym này làđiểm mấu chốt cải thiện hiệu suất dịch hoá. Các enzym pectinesterase, hemicellulose vàcellulose lại là những enzym quyết định hiệu quả tác dụng của chế phẩm, vì chúng làmcho độ đồng thể của nước quả có thật tốt hơn. Trong trường hợp này chế phẩm khơngđược phép có polygalacturonase, đặc biệt là endo-polygalacturonase, vì chúng làm giảmđộ nhớt của dịch quả, gây kết tủa pectin.Hiệu suất tách chiết tốt nhất làm thay đổi đặc tính cảm quan của sản phẩm. Chính vìvậy, dịch táo nhận được bằng xử lý enzym nhiều khi có hương vị khơng thích hợp vớingười tiêu thụ và thường the thé hay axit và biểu hiện thiếu hụt về mùi vị. Vị the thé liênquan trực tiếp với sự giảm pH của dịch quả do thuỷ phân pectin.Những năm gần đây với sự phát triển của cơng nghệ enzym đã có nhiều chế phẩmenzym hoạt lực cao nên đã giảm được thời gian tác dụng và hoạt động ở khoảng nhiệt độxác định tạo điều kiện cho các phản ứng mong muốn và kìm hãm các phản ứng có hạikhác.d/ Làm trongQ trình ép có được sử dụng hay khơng chế phẩm enzym, thì dịch quả thu được đầulà dịch quả thô, mà độ nhớt và độ đục của nó rất cao. Làm trong là loại bỏ các phần tửgây đục. Loại bỏ các chất pectin có thể được thực hiện bằng cách kết tủa hay thuỷ phân.Trường hợp kết tủa, enzym thuần khiết pectimetyesterase được sử dụng kết hợp với việc bổ sung ion canxi kéo theo sự tạo thành các gel pectat canxi, tạo nên cái bẫy để kéo theocác phần tử gây đục. Các gel này co lại và lắng trong dịch quả, hay ngược lại chúng nổilên bề mặt khiến nen do tác dụng của CO2: đây là trường hợp sản xuất nước quả lên menđộ rượu thấp. Làm trong bằng tác dụng kết hợp giữa enzym pectimetylesterase vàpolygalacturonase. Các phần tử đục được tạo nên từ protein liên kết với các pectinthường có mạch bên giàu arabinan và galactan. Ở pH của dịch quả các protein này tíchđiện dương và bao quanh nó là các lớp pectin tích điện âm. Phân huỷ pectin sẽ giải phóngra một phần protein tích điện dương và pectin tích điện âm. Chính vì vậy các phần tử nàykết lắng bởi tương tác tĩnh điện với nhau và dịch quả được làm trong.Hoạt độ của enzym pectimetylesterase thể hiện nhược điểm lớn là giải phóng rametanol trong dịch quả. Sử dụng enzym pectinlyase để đề polyme hố khơng có đề metylhố đã được thử nghiệm. Kết quả nhận được đáp ứng yêu cầu trong trường hợp của cam,táo, nhưng chưa làm trong được hoàn toàn trong trường hợp của nho. Sự khác nhau nàylà do mức độ metyl hoá thấp của pectin nho. Thực vậy, ái lực của pectinlyase giảm xuốngtheo mức độ metyl hố của cơ chất.Trên khía cạnh cơng nghệ, làm trong có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục.Phương pháp liên tục có ưu điểm dung hồ phản ứng enzym liên tục và phân tách đồngthời sản phẩm và enzym mà chúng có thể được tái sử dụng. Mặc dù cải thiện tính chất lọccủa dịch quả bằng sử dụng enzym vào các giai đoạn khác nhau của qúa trình chế biếnthực vật, nhưng phương pháp siêu lọc để phân tách làm cho phương pháp này khơng cókhả năng áp dụng đối với dịch quả nhớt nhất như đào.e/ Ứng dụng của một số enzym khácCác enzym phân huỷ polysacarit thực vật được sử dụng trong công nghệ sản xuất quảvà rau.Sử dụng quả khơng đạt độ chín để sản xuất các sản phẩm cô đặc dễ bị đục bởi tinhbột, Chúng có thể được loại ra bằng việc sử dụng amylase. Các protease đôi khi cũng được bổ sung vào enzym pectiolytic, hoặc để cải thiện hiệusuất ép, hoặc để tránh tạo thành dục protein khi đun nóng, hoặc để tham gia vào cải thiệnviệc tách chiết chất màu trong sản xuất rượu vang đỏVị đắng của một số dịch quả, cam và bưởi liên quan tới sự có mặt của naringin[trihydroxyflavanon 7-rhamnoglucozit]. Chất này có thể bị thuỷ phân bởi naringinase giảiphóng ra phần ozidic của phân tử và naringenin làm giảm vị đắng.Cặp gluco-oxydase, catalase có thể được sử dụng để loại bỏ oxygen và bảo vệ dịchquả khỏi sự oxy hoá.5.3. Ứng dụng enzym để tăng giá trị của các sản phẩm phụ thực vậta/ Thức ăn gia súc,Thức ăn gia cầm được chế biến từ các loại ngũ cốc. Glucan, thành phần của ngũ cốckhơng tiêu hố được làm tăng độ nhớt của dịch dạ dày, do đó hạn chế sự hấp thụ lại cácchất dinh dưỡng, làm giảm khả năng tiêu hoá của động vật. Bổ sung beta-glucanase vàothức ăn cho phép tăng khả năng hấp thu và chuyển hoá thức ăn của động vật. Sử dụng lúamì làm thức ăn cho gà cũng bị hạn chế bởi sự có mặt của các polysacarit thực vật:arabinoxylan. Những chất này làm tăng độ nhớt của dịch dạ dày, do đó làm giảm khảnăng tiêu hố tinh bột và protein. Bổ sung xylanase vào thức ăn cho phép tăng nănglượng chuyển hoá.b/ Sản xuất etanol sinh họcSản xuất etanol sinh học sử dụng hệ enzym ligno-cellulose [cellulase, hemicellulose,laccase,lignin-peroxydase,Mn-peroxydase để thủy phân sinh khối lign cellululose [sảnphẩm phụ nông sản, rác thải sinh hoạt] tạo glucose cho phản ứng lên men tiếp theo. Cácvật liệu này rất bền với tác động thuỷ phân, do đó cần phải xử lý hóa học hay vật lý trướcgiúp enzyme tấn cơng cơ chất dễ dàng hơn. Nhiều phương pháp sản xuất được đặt ra:- Phương pháp thuỷ phân và lên men riêng biệt, thực hiện trong 2 giai đoạn khác nhau:dịch hoá enzym, sau đó lên men bởi nấm men.