Xem mẫu
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙN COÂNG TOÂN ÑÖÙC THAÉNG
KHOA KHOA HOÏC ÖÙNG DUÏNG
NGAØNH COÂNG NGHEÄ SINH
SEMINAR: ÖÙNG DUÏNG CUÛA HEÄ PROTEASE
GVHD: ThS. NGUYEÃN THÒ THU SANG
SVTH: LEÂ HUY KYÕ
DÖÔNG KIM LINH
PHAÏM HOAØNG MINH
NGUYEÃN THANH NGA
THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH
THAÙNG 5 NAÊM 2006
1
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
MUÏC LUÏC 2
LÔØI NOÙI ÑAÀU 3
Phaàn A: PHAÂN LOAÏI VAØ TÍNH CHAÁT MOÄT SOÁ ENZYME
THUOÄC HEÄ PROTEASE
I. Phaân loaïi heä Protease ............................................................................................ 5
II. Tính chaát moät soá enzyme thuoäc heä Protease ........................................................ 6
Phaàn B: ÖÙNG DUÏNG CUÛA HEÄ PROTEASE
I TRONG SAÛN XUAÁT PHOMAI 8
I.1 Giôùi thieäu chung ............................................................................................. 8
I.2 Thaønh phaàn vaø nguyeân lieäu ............................................................................ 8
I.3 Quy trình saûn xuaát........................................................................................... 9
I.4 Rennin trong saûn xuaát Phomai ...................................................................... 10
I.5 Bieán hình κ-casein ........................................................................................ 12
I.5.1 Caáu taïo vaø ñaëc tính cuûa κ-casein 12
I.5.2 Caáu truùc cuûa Micelle 14
I.6 Quaù trình ñoâng tuï .......................................................................................... 15
I.7 Caùc yeáu toá aûnh höôûng tôùi quaù trình ñoâng tuï ................................................. 18
III. SAÛN XUAÁT NÖÔÙC MAÉM TÖØ THUYÛ SAÛN 19
III.1 Giôùi thieäu chung ......................................................................................... 19
III.2 Nguyeân lieäu................................................................................................ 20
III.3 Quy trình coâng ngheä vaø vai troø cuûa enzyme protease ............................... 20
III.3.1 Quaù trình chuyeån hoaù Protein thaønh caùc acide amin 20
III.3.2 Quaù trình taïo höông thôm 21
III.3.1.1 Coâng ngheä saûn xuaát nöôùc maém daøi ngaøy
III.3.1.2 Coâng ngheä saûn xuaát nöôùc maém ngaén ngaøy
III.4 Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa nöôùc maém ..................................................... 26
IV. SAÛN XUAÁT CHAÁT TAÅY RÖÛA 28
IV.1 Giôùi thieäu chung......................................................................................... 28
IV.2 Söû duïng enzyme protease ñeå taåy saïch protein .......................................... 28
V. BIEÁN HÌNH COLLAGEN VAØ LAØM MEÀM THÒT 29
V.1 Giôùi thieäu chung .......................................................................................... 29
V.2 Moät soá tính chaát cuûa thòt sau gieát moå .......................................................... 30
V.3 Caùc phöông phaùp laøm taêng ñoä meàm cuûa thòt ............................................... 30
V.4 Laøm meàm thòt baèng phöông phaùp söû duïng cheá phaåm enzyme .................... 31
VI. SAÛN XUAÁT BAÙNH MÌ 32
2
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
VI.1 Giôùi thieäu chung......................................................................................... 32
VI.2 Ñieàu kieän thuyû phaân .................................................................................. 32
VI.3 Tính chaát, chöùc naêng cuûa saûn phaåm thuyû phaân gluten. .............................. 33
VI.3.1 Khaû naêng caûi thieän chaát löu bieán cuûa boät nhaøo
VI.3.2 Tính tan cuûa saûn phaåm thuyû phaân gluten
VI.3.3 Saûn phaåm thuyû phaân gluten coù tính taïo boït
VI.4 Vai troø cuûa protease trong quaù trình saûn xuaát baùnh mì .............................. 35
VI.5 Thò tröôûng protease .................................................................................... 35
VII. COÂNG NGHIEÄP DA 36
VII.1 Giôùi thieäu chung ....................................................................................... 36
VII.2 Thaønh phaàn da ñoäng vaät ........................................................................... 36
VII.3 Enzyme trong cheá bieán da ñoäng vaät ......................................................... 38
VIII. SAÛN XUAÁT BIA 39
VIII.1 Giôùi thieäu chung ...................................................................................... 39
VIII.2 Vai troø cuûa protease ................................................................................ 40
IX. SAÛN XUAÁT RÖÔÏU VANG 41
IX.1 Giôùi thieäu chung......................................................................................... 41
IX.2 Vai troø cuûa protease ................................................................................... 41
X. TRONG Y HOÏC 42
XI. SAÛN XUAÁT BAÙNH KEÏO 42
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 43
3
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Enzyme laø thaønh phaàn khoâng theå thieáu trong moïi teá baøo. Chuùng ñoùng vai troø
quyeát ñònh trong moïi chuyeån hoaù vaät chaát trong teá baøo vaø quyeát ñònh moái quan heä giöõa
cô theå soáng vaø moâi tröôøng soáng. Chính vì vaäy maø töø khi phaùt hieän ra enzyme vaø bieát
ñöôïc khaû naêng chuyeån hoaù cuûa noù, con ngöôøi ñaõ nhanh choùng öùng duïng enzyme vaøo
trong coâng nghieäp. Soá löôïng enzyme phaùt hieän ngaøy caøng nhieàu vaø khaû naêng öùng duïng
enzyme vaøo saûn xuaát coâng nghieäp ngaøy caøng taêng.
Trong soá ñoù caùc enzyme thuoäc nhoùm protease hieän ñang ñöôïc öùng duïng nhieàu
nhaát trong nhieàu lónh vöïc khaùc nhau nhö: chaát taåy röûa, thuoäc da, phoâmai, laøm meàm thòt,
nöôùc chaám,…
Seminar cuûa nhoùm goàm coù hai phaàn:
Phaàn A: Giôùi thieäu moät soá caùch phaân loaïi vaø tính chaát cuûa moät soá enzyme thuoäc
heä protease.
Phaàn B: Goàm moät soá öùng duïng cuûa caùc enzyme thuoäc heä protease. Trong phaàn
naøy, nhoùm seõ giôùi thieäu coâng ngheä saûn xuaát moät soá saûn phaåm coù söï tham gia cuûa
enzyme thuoäc heä protease. Ñaëc bieät laø vai troø vaø öùng duïng cuûa enzyme protease trong
caùc quaù trình saûn xuaát.
Trong quaù trình thöïc hieän, do laø laàn laøm ñaàu tieân neân khoâng traùnh khoûi nhöõng
sai soùt. Nhoùm mong nhaän ñöôïc yù kieán ñoùng goùp cuûa coâ vaø caùc baïn veà noäi dung ñeà taøi
ñeå nhoùm ngaøy caøng hoaøn thieän hôn.
NhoùmSV
KLMN
4
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Phaàn A
PHAÂN LOAÏI VAØ TÍNH CHAÁT MOÄT SOÁ ENZYME
THUOÄC HEÄ PROTEASE
I. Phaân loaïi:
Protease laø enzyme thuyû phaân caùc lieân keát peptide beân trong protein. Heä
Protease ñöôïc chia ra moät soá loaïi döïa vaøo nhöõng ñaëc ñieåm cuûa chuùng cuõng nhö caáu taïo
trung taâm hoaït ñoäng cuûa enzyme.
Phaân loaïi Protease :
Döïa vaøo tính ñaëc hieäu vôùi cô chaát , ngöôøi ta chia protease laøm 2 nhoùm:
- Exopeptidase :thuûy phaân lieân keát peptide ôû ñaàu taän cuøng cuûa maïch, giaûi phoùng
acide amin ñaàu –NH+ hay –COO-.
+ Aminopeptidase :thuûy phaân lieân keát peptide ôû ñaàu N.
+ Carboxypeptidase (thuûy phaân lieân keát peptide ôû ñaàu C).
+ Dipeptidase :thuûy phaân lieân keát peptide cuûa caùc dipeptide.
- Endopeptidase :Thuûy phaân caùc lieân keát peptide beân trong noäi maïch cuûa chuoãi
polypeptide.
+ Pepsin
+ Trypsin
+ Chymotrypsin
+ Elastase
+ Papain
Döïa vaøo nhoùm chöùc trong trung taâm hoaït ñoäng cuûa enzyme, ngöôøi ta chia enzyme
laøm 4 nhoùm:
- Protease-serin (OH): Trypsin, chymotrypsin, alastase, subtilisin…
- Protease-thiol (SH): Papain, bromelin, ficine,…
- Protease-acide (COOH): Pepsin, rennin,…trong trung taâm hoaït ñoäng coù chöùa
asparagyl hay glutamyl.
5
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
- Protease-kim loaïi: collagenase,…
Döïa vaøo pH hoaït ñoäng coù theå chia laøm 3 loaïi:
- Protease acide: Pepsin, rennin,…
- Protease bazô: Chymotrypsin, trypsin, elastase, colagenase, subtilisin,…
- Protease trung tính: Papain, bromelin,…
Döïa vaøo nguoàn thu nhaän enzyme coù theå chia ra laøm 3 loaïi:
- Protease ñoäng vaät: Trypsin, chymotrypsin, pepsin, rennin,…
- Protease thöïc vaät: Papain, bromelin, ficine,…
- Protease vi sinh vaät: colagenase, protease acide, protease bazô, protease trung
tính,…
Döïa vaøo söï phaân boá enzyme coù theå chia enzyme laøm 2 loaïi:
- Protease noäi baøo(endoprotease): Catepsin,…
- Protease ngoaïi baøo(exoprotease): Pepsin, chymotrypsin,…
II. Tính chaát cuûa moät soá enzyme thuoäc heä protease:
II.1 Pepsin(EC.3.4.4.1):
Pepsin ñöôïc thu nhaän töø maøng nhaày daï con cuûa heo con vaø beâ. Pepsin thöôøng ñöôïc
söû duïng vôùi Rennin trong saûn xuaát phomai, laøm meàm thòt vaø laøm thuoác tieâu hoaù. Hoãn
hôïp naøy hoaït ñoäng maïnh ôû pH 2-4 vaø nhieät ñoä khoaûng 500C.
II.2 Rennin(EC.3.4.4.3):
Rennin thöôøng ñöôïc saûn xuaát töø bao töû cuûa beâ, cöøu. Ñaây laø enzyme coù hoaït tính ñaëc
bieät cao. Hoaït ñoäng maïnh ôû pH=3,7. Ñieåm ñaúng ñieän pI=4,5. Ngöôøi ta thöôøng phoái
troän vôùi pepsin theo tyû leä 1:1 duøng trong coâng nghieäp cheá bieán söõa.
II.3 Papain(EC.3.4.22.2):
Thu nhaän baèng caùch saáy khoâ muû caây ñu ñuû carica papaya. Papain ñöôïc öùng duïng
trong saûn xuaát baùnh, saûn xuaát bia, trong coâng nghieäp cheá bieán thòt, trong y hoïc ñeå laøm
laønh caùc veát thöông ngoaøi da.
Papain thoâ coù hoaït löïc 400-600mUI/g, papain tinh khieát coù hoaït löïc 100.000mUI/g.
Papain hoaït ñoäng ôû khoaûng pH raát roäng (pH 4,5-10). PH toái öu laø 7-8, nhieät ñoä toái öu laø
55-600C.
II.4 Bromelin(EC.3.4.22.5):
Bromelin ñöôïc saûn xuaát töø voû vaø choài cuûa quaû thôm. Cheá phaåm thöông maïi coù hoaït
löïc 5.000-10.000UI/g nhöng khoâng oån ñònh baèng papain.
II.5 Ficine(EC.3.4.22.3):
6
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Ficine ñöôïc thu nhaän töø nhöïa caây sung. Ficine öùng duïng nhieàu trong coâng nghieäp
cheá bieán söõa.
II.6 Trypsin(EC.3.4.21.4):
Trypsin coù trong dòch tuî cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät. Trypsin hoaït ñoäng trong moâi
tröôøng kieàm. PH toái öu laø 8, pH thích hôïp laø 7,8-9,5. Nhieät ñoä thích hôïp cho hoaït ñoäng
cuûa trypsin laø 30-400C.
II.7 Chymotrypsin(EC.3.4.21.1):
Chymotrypsin laø prtotease ñöôïc tieát ra töø tuyeán tuî. Ñaây laø protease kieàm tính quan
troïng sau trypsin. Chymotrypsin hoaït ñoäng ôû pH 7-9, ñieåm ñaúng ñieän pI=5,4.
7
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Phaàn B
ÖÙNG DUÏNG CUÛA HEÄ PROTEASE
I. TRONG SAÛN XUAÁT PHOÂ MAI :
I.1 Giôùi thieäu chung :
Phoâ mai laø moät saûn phaåm raát giaøu dinh döôõng
ñöôïc cheá bieán töø söõa. Hieän nay treân theá giôùi coù haøng traêm
loaïi phoâ mai. Caùc loaïi phoâ mai khaùc nhau veà caáu truùc,
muøi vò, maøu saéc vaø caùc chæ tieâu hoaù sinh. Quy trình coâng
ngheä cuõng raát khaùc nhau nhöng vaãn döïa treân nguyeân taéc
chính ñoù laø ñoâng tuï casein coù trong söõa, sau ñoù taùch khoái
ñoâng tuï thu ñöôïc ñeå cheá bieán tieáp thaønh phoâ mai.
I.2 Thaønh phaàn vaø nguyeân lieäu:
Baûng 1: Thaønh phaàn hoaù hoïc söõa cuûa moät soá ñoäng vaät vaø ngöôøi
Ñoäng vaät Protein toång Casein Chaát beùo Carbonhydrat Khoaùng
Boø 3,4 2,8 3,9 4,8 0,8
Deâ 3,6 2,7 4,1 4,7 0,8
Cöøu 5,8 4,9 7,9 4,5 0,8
Ngöïa 2,2 1,3 1,7 6,2 0,5
Ngöôøi 1,2 0,5 3,8 7,0 0,2
Trong soá ñoù caùc hôïp chaát chöùa nitô trong söõa boø laø raát quan troïng:
Hình1: Caùc hôïp chaát chöùa nitô trong söõa boø
Protein(95%) Caùc hôïp chaát chöùa nitô phi protein(5%)
Acide amin töï do
Nucleotide
Casein(75-85%) Protein hoaø tan(15-25%) Ure
8
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
αS-casein β-lactoglobulin Acide uric
β-casein α-lactalbulin
κ-casein Proteose-peptone
γ-casein Serum-albumin
Immunoglobulin
Casein laø thaønh phaàn protein chuû yeáu trong söõa. Chuùng toàn taïi döôùi daïng micelle.
Moãi micelle chöùa 65% nöôùc, phaàn coøn laïi laø caùc loaïi casein vaø khoaùng (goàm calcium,
magie, phosphate,…)
Nguyeân lieäu trong saûn xuaát Phoâ mai laø söõa boø, söõa deâ hoaëc söõa cöøu döôùi daïng
söõa töôi, söõa ñaõ taùch moät phaàn chaát beùo hoaëc söõa gaày. Ngoaøi caùc chæ tieâu vi sinh nhö
khaû naêng sinh baøo töû, khaû naêng chòu laïnh,…Ngöôøi ta coøn ñaëc bieät quan taâm tôùi haøm
löôïng protein- casein, söõa nguyeân lieäu coù haøm löôïng casein caøng cao thì hieäu suaát thu
hoài Phoâ mai trong saûn xuaát seõ cao.
Baûng 2: Moät soá loaïi phoâ mai phoå bieán :
Teân saûn phaåm Nöôùc saûn xuaát
Blanc Phaùp
Mascarpore ,Ricotta YÙ
Quarg Moät soá nöôùc Taây Aâu vaø Ñoâng Aâu
Cottage , bakers vaø Neufchatel Anh ,Myõ
I.3 Quy trình saûn xuaát:
Hình2: Sô ñoà quy trình coâng ngheä saûn xuaát phoâ mai Blanc
9
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Söõa töôi
Chuaån hoaù
Thanh truøng
Gioáng vi
Caáy gioáng
khuaån lactic
Leân men
Ñoâng tuï
Rennin
Taùch huyeát Huyeát
thanh söõa thanh söõa
Khuaáy troän
Roùt saûn phaåm
Bao bì
Phoâ mai
Blanc
10
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
I.4 Rennin trong saûn xuaát Phoâ mai:
Vai troø chuû yeáu cuûa protease trong saûn xuaát Phoâ mai laø ñoâng tuï casein. Quaù trình
ñoâng tuï dieãn ra nhö sau:
I.4.1 Giôùi thieäu chung:
- Ñoâng tuï casein trong söõa laø quaù trình chuyeån casein töø traïng thaùi keo vôùi
caáu truùc sol sang traïng thaùi ñoâng vôùi caáu truùc gel. Ñaây laø moät trong nhöõng quaù trình
quan troïng cuûa saûn xuaát phoâ mai.
- Ñeå tieán haønh ñoâng tuï casein trong söõa, ngöôøi ta thöôøng söû duïng moät trong hai
phöông phaùp sau:
+Chænh giaù trò pH söõa veà ñieåm ñaúng ñieän cuûa casein: Phöông phaùp naøy
duøng trong saûn xuaát moä soá loaïi phoâ mai nhö Cottage, Quarg,…
+Söû duïng enzyme ñoâng tuï söõa: Chuùng ñuôïc thu nhaän vaø tinh saïch töø nhieàu
nguoàn goác, ñöôïc thöông maïi hoaù vôùi nhieàu teân goïi khaùc nhau.
Baûng3: Moät soá enzyme ñoâng tuï söõa söû duïng trong saûn xuaát Phoâ mai
Nhoùm Nguoàn goác Teân enzyme
Ñoäng vaät Daï daøy beâ Rennin A vaø B, Pepsin vaø gastriscin
Daï daøy cöøu Rennin, pepsin
Daï daøy deâ Rennin, pepsin
Daï daøy heo Pepsin A, B vaø gastriscin
Thöïc vaät Cynara Cyprosin 1 ,2 , 3 hoaëc cardosin A,B
Vi sinh vaät Rhizomucor miehei Aspartic protease
Aspartic protease
Rhizomucor pusillus
Aspartic protease
Cryphonectria
parasitica
Vi sinh vaät Aspergillus niger Rennin B
chuyeån gen Kluyveromyces latis Rennin B
Rennin töø beâ
Rennin(hay coøn goïi laø: men ñoâng tuï söõa, labenzim,
chymiase, chymosin, rennase: Laø enzyme ñöôïc taùch chieát töø
ngaên thöù tö cuûa daï daøy beâ. Thoâng thöôøng ôû ngaên thöù tö cuûa daï
daøy beâ haøm löôïng Rennin chieám ñeám 80-90% vaø pepsin chæ
chieám khoaûng 10-20%. Khi beâ tröôûng thaønh thì tyû leä thaønh
phaàn enzyme trong ngaên thöù tö cuûa daï daøy coù söï thay ñoåi, haøm
löôïng pepsin chieám tôùi 80-90%. Rennin laø enzyme coù hoaït tính
ñoâng tuï söõa raát cao.
11
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Tuyø loaïi phoâmai maø löôïng enzyme rennin cho vaøo coù khaùc nhau. Ví duï nhö trong quaù
trình saûn xuaát phoâmai Blanc thì vôùi hoaït tính ñoâng tuï söõa 1:10.000, löôïng cheá phaåm
rennin caàn söû duïng trung bình 5-10g/100kg söõa, rennin ñöôïc hoaø tan vôùi nöôùc theo tyû
leä 1:10 roài cho vaøo boàn ñoâng tuï. Nhöng vôùi quy trình saûn xuaát phoâmai Bleu des
Causses thì vôùi hoaït tính ñoâng tuï 1:10.000, haøm löôïng rennin söû duïng laø 25-35ml cho
100 lít söõa nguyeân lieäu.
Rennin chieát taùch töø ngaên thöù tö cuûa daï daøy beâ toàn taïi döôùi hai daïng A vaø B:
Rennin A Rennin B
-Vò trí acide amin thöù 244 trong maïch -Vò trí acide amin soá 244 trong maïch
Protein laø aspartic. protein laø glycine.
-Keùm beàn, deã bò phaân huyû thaønh -Beàn hôn, khoâng bò phaân huyû thaønh
Rennin C ôû pH thaáp. Rennin C.
-Hoaït tính rieâng cao hôn: 290 ñôn vò -Hoaït tính rieâng thaáp hôn: 233 ñôn vò
IMCU/mg IMCU/mg
(IMCU-International Milk Clotting Unit)
Pepsin A, B: Pepsin A tìm thaáy trong heä tieâu hoaù cuûa ñoäng vaät coù vuù, Pepsin B tìm
thaáy trong daï daøy heo vôùi haøm löôïng khaù thaáp. Nhìn chung khaû naêng ñoâng tuï cuûa
pepsin keùm.
gastiscin: laø enzyme thuoäc nhoùm aspartic protease vaø coøn ñöôïc goïi laø pepsin B, C, I,
II, III, 6 hoaëc 7.
Toùm laïi caùc cheá phaåm enzyme gaây ñoâng tuï casein trong söõa raát ña daïng.
Trong coâng ngheä saûn xuaát phoâ mai hieän nay, nhoùm enzyme ñöôïc taùch chieát töø nguuoàn
ñoäng vaät chieám tyû leä söû duïng cao nhaát. Tuy nhieân ngöôøi ta döï ñoaùn raèng cheá phaåm
Rennin saûn xuaát baèng phöông phaùp leân men seõ ñöôïc söû duïng phoå bieán trong töông lai
khoâng xa.
I.5 Bieán hình κ-casein(κ :kappa):
*Tröôùc khi ñi vaøo quaù trình ñoâng tuï casein, chuùng ta seõ tìm hieåu caáu taïo, vai troø
cuøng nhöõng tính chaát caáu taïo cuûa κ-casein.
I.5.1.Caáu taïo vaø ñaëc tính cuûa κ-casein:
Phaân töû κ-casein do 196 acide amin taïo neân, coù khoái löôïng phaân töû 19007
dalton. Chuoãi polypeptide cuaûa κ-casein goàm naêm vuøng vôùi caáu truùc xoaén α (23%),
baûy vuøng vôùi caáu truùc laù xeáp β (31%) vaø 10 vuøng vôùi caáu truùc voøng cung β (24%),
Phaân töû κ-casein coù tính löôõng cöïc –moät ñaàu kî nöôùc, moät ñaàu haùo nöôùc:
-Ñaàu cuoái C (ñaàu caseinoglucopeptide) hay (caseinomacropeptide) coù maïch giaõn,
khoâng chöùa acide amin maïch voøng, giaøu acide amin alcol vaø taát caû caùc goác glucide
12
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
ñeàu ñöôïc dính ôû ñaây. Ñaàu naøy thöôøng bò ion hoaù taïo ra moät anion tích ñieän aâm lôùn (-
8,8 vôùi κA-casein,-7,8 vôùi κB-casein, pH=6,6), do ñoù raát haùo nöôùc vaø laø phaàn baûo veä
cho caùc micelle beàn vöõng.
-Ñaàu cuoái N (paracasein κ ) 1-105 vôùi caáu truùc raát coù traät töï, laø moät cation kî nöôùc.
Hai vuøng laù xeáp β ôû vò trí 22-32 vaø 40-56 taïo thaønh caáu truùc ñoái song song. Vuøng laù
xeáp 73-80 raát kî nöôùc, ñöùng bieät laäp vôùi caùc voøng cung β (58-61, 69-72, 85-88) vaø caùc
vuøng voâ traät töï, do ñoù raát deã daøng tham gia vaøo caáu truùc micelle.
-Vuøng nhaïy caûm vôùi Rennin (102-
109), maëc duø coù caáu truùc traät töï
nhöng laïi ñöôïc vaây quanh bôûi caùc
vuøng raát “chuøng”(voøng cung β )
neân enzyme Rennin coù theå tieáp
caän vaø xen vaøo moät caùch deã daøng
beà maët cuûa phaân töû.
-Khaùc vôùi caùc Casein αS vaø casein
β, κ - casein coù möùc ñoä phosphoryl
hoaù thaáp nhaát, chæ chöùa duy nhaát
moät goác phosphat ôû Ser 149, do ñoù
ñoä hoaø tan cuûa noù khoâng bò aûnh
höôûng khi coù maët Ca2+.
-Do caáu truùc löôõng cöïc neân κ -
casein coù khuynh höôùng taïo ra caùc
Rennin
micelle gioáng khuynh höôùng cuûa
caùc chaát taåy röûa. Caáu truùc cuûa caùc
micelle κ - casein laïi raát “chuøng”
neân coù theå vuøi ñöôïc caùc casein
khaùc vaøo loøng cuûa mình.
-Trong caùc Casein α, β, γ vaø κ thì
κ - casein laø cô chaát chính cuûa
Rennin. So vôùi caùc casein khaùc, thì
κ - casein coù ñaëc ñieåm chöùa nhieàu
glucide (5%) nhöng laïi raát ít nhoùm
phosphate (chæ coù moät nhoùm
phosphate ôû serin-149) do ñoù noù
raát haùo nöôùc vaø raát beàn khi coù maët
ion calcium. Theâm vaøo ñoù κ - casein thöôøng phaân boá ôû maët ngoaøi cuûa moãi micelle, taïo
neân moät lôùp voû baûo veä cho micelle khoâng bò keát tuï khi coù ion calcium. Vaäy quaù trình
ñoâng tuï casein cuûa söõa döôùi taùc duïng cuûa rennin thöïc chaát laø quaù trình thuyû phaân haïn
13
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
cheá κ - casein, voû haùo nöôùc bò phaù huyû do ñoù caùc ion calcium deã daøng tieáp caän vôùi caùc
casein α, β vaø paracasein κ vaø laøm cho chuùng taïo gel.
I.5.2 Caáu truùc cuaû Micelle:
Micelle caáu taïo töø caùc tieåu micelle. Moãi micelle coù 400-500 tieåu micelle hôïp
thaønh. Tieåu micelle coù daïng hình caàu, ñöôøng kính dao ñoäng töø 10-15nm, bao goàm
khoaûng 10 phaân töû casein keát hôïp laïi vôùi nhau. Caùc αS vaø β-casein naèm taäp trung taïi
taâm tieåu micelle taïo neân vuøng öa beùo, coøn caùc phaân töû κ-casein ñöôïc phaân boá ôû vuøng
bieân tieåu micelle. Phaân töû κ-casein coù hai ñaàu: ñaàu öa beùo seõ töông taùc vôùi αS vaø β-
casein ôû vuøng taâm tieåu micelle, ñaàu öa nöôùc seõ höôùng ra ngoaøi vuøng bieân micelle. Moãi
tieåu micelle coù phaân töû löôïng trung bình khoaûng 250.000Dalton. Trong caáu truùc
micelle, caùc tieåu micelle lieân keát vôùi nhau nhôø muoái phosphate calcium vaø söï töông
taùc giöõa caùc goác kî nöôùc.
Theo Schmidt, caùc micelle ñöôïc taïo neân theo nhöõng caùch nhö sau:
-Caùc sieâu micelle ñöôïc taïo neân do phöùc hôïp giöõa caùc αS cuõng nhö cuûa β, coù ñöôøng
kính khoaûng 20 nm, trong ñoù caùc ñaàu kî nöôùc thì ñöôïc xaép xeáp laïi ôû trong loøng coøn caùc
nhoùm haùo nöôùc cuûa caùc casein vaø κ - casein thì bao phuû ôû beà maët.
14
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
-Caùc sieâu micelle naøy seõ töï lieân hôïp laïi thaønh caùc micelle nhôø canxi phosphate (ôû
traïng thaùi keo döôùi daïng apatit) phaân taùn raát mòn, lieân keát vôùi caùc casein αS, β qua caùc
nhoùm phosphate ñính treân chuoãi cuûa chuùng. Caùc sieâu micelle ngheøo κ - casein thì maèn
ôû beân trong micelle vaø micelle seõ ngöøng lôùn theâm khi toaøn boä maët ngoaøi ñöôïc bao phuû
bôûi κ - casein. Nhö vaäy κ - casein naèm beân ngoaøi laø caàn thieát cho micelle bôûi leõ ñoaïn
caseinoglucopeptide (töø acide amin 86-169) cuûa ñaàu C raát haùo nöôùc, coù khaû naêng taïo
ra moät chuøm nhaùnh töï do, raát meàm deûo, daøy khoaûng 7nm noåi treân lactoserum.
- κ - casein coù vai troø baûo veä micelle. Do κ - casein chöùa ít phosphate nhöng laïi
giaøu glucide neân raát haùo nöôùc vaø laøm beàn ñöôïc micelle. Haøm löôïng κ - casein caøng
lôùn, kích thöôùc micelle caøng nhoû thì micelle caøng beàn.
I.6 Quaù trình ñoâng tuï Casein:
I.6.1 Giai ñoaïn 1:
Casein trong söõa toàn taïi döôùi daïng micelle. Chuùng coù ñieåm ñaúng ñieän pI=4,6.
Trong söõa caùc phaân töû κ - casein giöõ vai troø quan troïng trong vieäc oån ñònh caáu truùc
micelle cuûa söõa. Ñaàu amino cuûa phaân töû κ - casein (ñaàu öa beùo ) ñöôïc lieân keát vôùi caùc
phaân töû αs vaø β - casein trong micelle luoân höôùng veà phía taâm micelle, coøn ñaàu
carboxyl (ñaàu öa nöôùc ) luoân höôùng ra ngoaøi vuøng bieân micelle.
15
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Rennin seõ xuùc taùc thuyû phaân lieân keát peptide taïi vò trí giöõa acide amin soá 105
(Phenilalanin) vaø acide amin soá 106 (Methionin) trong phaân töû κ - casein.
16
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Keát quaû laø phaân ñoaïn caseinomacropeptide (106-169) taùch khoûi phaân töû κ-casein
vaø hoaø tan vaøo dung dòch. Rieâng phaân ñoaïn paracasein (1-105) vaãn coøn gaén laïi treân
caùc goác micelle vaø laøm cho
micelle deã “taäp hôïp” laïi vôùi
nhau chuaån bò taïo khoái ñoâng.
Trong giai ñoaïn thöù nhaát chæ coù
caùc phaân töû κ-casein bò thuyû
phaân bôûi enzyme rennin taïi vò trí
lieân keát ñaëc bieät noùi treân. Caùc
phaân töû αs vaø β-casein gaàn nhö
khoâng thay ñoåi. Ñoä nhôùt söõa vaøo
thôøi ñieåm ñaàu cuûa phaûn öùng thuyû
phaân κ-casein bò giaûm nheï
nhöng sau ñoù laïi taêng daàn cho
ñeán khi caùc khoái ñoâng tuï baét ñaàu xuaát hieän. Phaûn öùng treân khoâng phuï thuoäc vaøo ion
Ca2+.
I.6.2 Giai ñoaïn 2: Ñoâng tuï casein
Caùc micelle sau khi bò maát phaân ñoaïn caseinomacropeptide trong phaân töû κ-
casein baét ñaàu lieân keát laïi vôùi nhau. Ñoù laø hieän töôïng giaûm söï tích ñieän beà maët cuûa
micelle, töø ñoù löïc ñaåy tónh ñieän giöõa caùc micelle cuõng bò giaûm. Beà maët micelle trôû neân
öa beùo hôn do chæ chöùa caùc phaân ñoaïn paracasein κ vaø chuùng cuûa theå lieân hôïp laïi vôùi
nhau moät caùch deã daøng hôn. Ngoaøi ra phaàn tích ñieän döông cuûa phaân ñoaïn paracasein
κ coù theå töông taùc vôùi phaàn tích ñieän aâm cuûa phaân töû αs vaøβ-casein. Caàu calci
phosphate seõ xuaát hieän giöõa caùc micelle vaø goùp phaàn laøm taêng kích thöôùc khoái ñoâng tuï.
Trong quaù trình lieân hôïp laïi vôùi nhau ñeå taïo neân kh oái ñoâng, caùc micelle seõ keùo
theo moät soá phaân töû lipide vaø caùc hôïp chaát khaùc coù trong söõa nhö lactose,
vitamin,…Nhö vaäy trong caáu truùc gel cuûa khoái ñoâng, ngoaøi casein laø thaønh phaàn chính,
ngöôøi ta coøn tìm thaáy lipide, lactose, nöôùc vaø moät soá chaát khaùc.
17
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Söï ñoâng tuï söõa chæ xaûy ra khi coù hôn 85%κ-casein trong micelle bò thuyû phaân
bôûi enzyme vaø nhieät ñoä cao hôn 150C. Khi söû duïng rennin ñeå ñoâng tuï, haøm löôïng
casein thu ñöôïc trong khoái ñoâng coù theå leân ñeán 95% toång löôïng casein ban ñaàu coù
trong söõa. Ngöôïc laïi khi söû duïng caùc protease töø naám sôïi ñeå ñoâng tuï, hieäu suaát thu hoài
casein trong khoái ñoâng tuï chæ ñaït 40-45%. Beân caïnh ño, quaù trình thuyû phaân protein
dieãn ra maïnh meõ vaø laøm taêng ñaùng keå haøm löôïng nitô trong huyeát thanh söõa.
I.6.3 Giai ñoaïn 3: Keát thuùc quaù trình ñoâng tuï vaø taùch huyeát thanh söõa.
Khi casein ñaõ ñoâng tuï hoaøn toaøn, ngöôøi ta thöïc hieän giai ñoaïn taùch khoái ñoâng tuï
ra khoûi huyeát thanh söõa. ÔÛ giai ñoaïn naøy, nhìn chung söï xuùc taùc cuûa enzyme rennin
khoâng laøm thay ñoåi ñaùng keå caáu truùc khoái ñoâng. Haøm löôïng nitô amin trong söõa duôøng
nhö khoâng thay ñoåi. Neáu duøng caùc protease vi sinh vaät laøm taùc nhaân ñoâng tuï söõa, ñoä
cöùng cuûa khoái ñoâng thu ñöôïc seõ bò giaûm vaø haøm löôïng nitô amin trong khoái ñoâng tieáp
tuïc taêng.
I.7 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình ñoâng tuï:
I.7.1 Haøm löôïng enzyme rennin söû duïng:
Haøm löôïng rennin söû duïng caøng nhieàu thì toác ñoä phaûn öùng thuyû phaân κ-casein
seõ caøng lôùn, soá micelle giaûi phoùng ñöôïc phaân ñoaïn caseinomacropeptide treân beà maët
chuùng seõ caøng nhieàu vaø chuùng va chaïm vaøo vôùi nhau laøm cho toác ñoä ñoâng tuï seõ nhanh
hôn. Trong thöïc teá saûn xuaát, vôùi rennin coù hoaït löïc 1:10.000 – 1:15.000, ngöôøi ta
thöôøng söû duïng 30 ml enzyme rennin cho 100kg söõa töôi. Ta caàn hoaø löôïng enzyme
vaøo moät theå tích nöôùc toái thieåu gaáp hai laàn theå tích enzyme roài cho vaøo boàn ñoâng tuï ñaõ
chöùa saün nguyeân lieäu söõa töôi, sau ñoù khuaáy ñeàu trong thôøi gian 2 – 3 phuùt.
I.7.2 pH :
Hoaït tính enzyme phuï thuoäc vaøo pH. Giaù trò pH toái öu cuûa rennin laø 6,0. Khi
giaûm pH söõa töø giaù trò töï nhieân 6,6 – 6,7 veà 6,0 thì toác ñoä ñoâng tuï seõ taêng ñaùng keå vaø
phosphate calci bò taùch khoûi caáu truùc micelle laøm giaûm ñieän tích micelle, nhôø ñoù thôøi
gian ñoâng tuï seõ ruùt ngaén.
I.7.3 Nhieät ñoä :
Khi nhieät ñoä nhoû hôn 150C thì enzyme rennin vaãn xuùc taùc thuyû phaân lieân keát
peptide trong phaân töû κ-casein ñeå giaûi phoùng caseinomacropeptide nhöng caùc phaân töû
β - casein töø vuøng trung taâm seõ nhoâ ra beà maët ngoaøi micelle vaø laøm cho caùc micelle
khoâng taäp hôïp laïi vôùi nhau ñöôïc, traïng thaùi keo cuûa micelle trong söõa trôû neân oån ñònh
vaø beàn vöõng.
Khi taêng nhieät ñoä thì phaûn öùng thuyû phaân seõ dieãn ra nhanh hôn vaø taàn soá va chaïm giöõa
caùc micelle ñaõ giaûi phoùng ñöôïc caùc phaân ñoaïn caseinomacropeptide treân beà maët cuûa
chuùng seõ taêng laøm cho söõa ñoâng tuï nhanh choùng. Nhieät ñoä toái öu cho quaù trình ñoâng tuï
casein laø 42,5 – 45,00C.
18
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
I.7.4 Calci :
Ion calci seõ laøm giaûm ñieän tích cuûa caùc casein do chuùng taïo lieân keát vôùi caùc nhoùm
tích ñieän trong phaân töû casein, do ñoù seõ laøm giaûm löïc ñaåy tónh ñieän giöõa caùc micelle
vôùi nhau vaø giuùp cho quaù trình ñoâng tuï söõa dieãn ra nhanh vaø deã daøng hôn. Trong quaù
trình saûn xuaát, ngöôøi ta thöôøng söû duïng muoái clorua calci (CaCl2) ñeå boå sung vaøo söõa
tröôùc khi thöïc hieän quaù trình ñoâng tuï, haøm löôïng duøng khoaûng 5 – 20g cho 100kg söõa
töôi.
I.7.5 CO2 :
Boå sung CO2 vaøo söõa seõ laøm giaûm pH töï nhieân cuûa söõa xuoáng 0,1 – 0,3 ñôn vò.
Khi ñoù thôøi gian ñoâng tuï seõ ñöôïc ruùt ngaén, ngoaøi ra coøn tieát kieäm ñöôïc moät löôïng nhoû
enzyme ñoâng tuï söõa maø thôøi gian ñoâng tuï khoâng thay ñoåi.
III SAÛN XUAÁT NÖÔÙC MAÉM TÖØ THUYÛ SAÛN:
III.1 Giôùi thieäu chung:
Nöôùc maém laø saûn phaåm ñöôïc leân men töø caùc loaïi caù, laø saûn phaåm truyeàn thoáng
cuûa daân toäc Vieät Nam. Caùc nhaø nghieân cöùu ngöôøi Phaùp nhö Matxna, Krem, Ghibec ñaõ
nghieân cöùu thaønh phaàn hoaù hoïc vaø coâng ngheä saûn xuaát nöôùc maém ôû Phuù Quoác vaø Bình
Thuaän:
-Nöôùc maém laø hoãn hôïp caùc acide amin. Caùc acide amin naøy ñöôïc taïo thaønh do söï
thuyû phaân cuûa protease, caùc protease naøy do vi sinh vaät toång hôïp neân.
-Muoán coù taùc duïng öùc cheá vi sinh vaät gaây thoái, tyû leä muoái thích hôïp laø 20 – 25%.
-Taùc duïng laøm ngaáu vaø taïo höông ngoaøi protease cuûa vi sinh vaät coøn do caùc
enzyme tieâu hoaù cô trong noäi taïng caù.
-Nhieät ñoä coù taùc duïng lôùn ñeán hoaït ñoäng cuûa enzyme trong quaù trình saûn xuaát
nöôùc maém. Nhieät ñoä thích hôïp laø 36 – 440 .
-Trong quaù trình thuyû phaân ñoä acide taêng.
III.2 Nguyeân lieäu :
Nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát nöôùc maém laø caùc loaïi caù. Tuy nhieân chaát löôïng nöôùc maém
laïi phuï thuoäc raát nhieàu vaøo caùc loaïi caù. Chính vì theá maø vieäc löïa choïn caù nguyeân lieäu
laø raát caàn thieát.
19
- Coâng ngheä Protein & Enzyme KLMN
Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa moät soá loaïi caù:
Baûng4: Thaønh phaàn hoaù hoïc caù nöôùc ngoït
Thaønh phaàn hoaù hoïc
(%khoái löôïng)
STT Nöôùc Protein Lipid
Teân loaïi caù
1 Dieác 85 13,0 1,1
2 Cheùp 79 18,1 1,5
3 Traém ñen 77 17,9 3,8
4 Meø hoa 82 14,5 0,6
5 Meø traéng 86 10,0 1,0
6 Loøng canh 76 15,6 2,3
Baûng5: Thaønh phaàn hoaù hoïc caù bieån
Thaønh phaàn hoaù hoïc
(% khoái löôïng)
STT Nöôùc Protein Lipid
Teân loaïi caù
1 Nuïc soà 76,8 21,75 0,85
2 Moái thöôøng 77,5 19,26 1,8
3 Trích 75,9 21,76 3,15
4 Pheøn hai soïc 76,2 20,35 2,20
5 Löôn ngaén 79,3 19,03 1,21
6 Côm 75,14 11,25 2,10
7 Moøi 76,6 9,37 14,4
8 Leïp 81,84 10,00 1,40
9 Chuoàn 76,17 9,75 7,4
III.3 Quy trình coâng ngheä vaø vai troø cuûa protease:
Nöôùc maém laø dung dòch acide amin, natriclorua,caùc chaát thôm taïo ra trong quaù
trình leân men. Baûn chaát cuûa quaù trình saûn xuaát nöôùc maém goàm coù hai quaù trình chuyeån
hoaù cô baûn:
III.3.1 Quaù trình chuyeån hoaù protein thaønh caùc acide amin :
Ñaây laø quaù trình quan troïng trong quaù trình saûn xuaát nöôùc maém. Quaù trình naøy
xaûy ra do taùc ñoäng cuûa enzyme protease töø vi sinh vaät vaø enzyme protease coù trong
20
nguon tai.lieu . vn