nghiên cứu khả năng tách chiết dịch acid amin thô từ phế thải nấm bào ngư

Chế biến phế thải của nấm nói chung và của nấm Bào Ngư nói riêng thành sản phẩm bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm khác sẽ mang lại quả kinh tế cao cho nhà sản xuất và giảm lượng phế thả

Nguyễn Thị Nga - 106110049

Tp.HCM, tháng 8 năm 2010

em tận tình trong suốt thời gian thực hiện đồ án

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, anh chị phụ trách quản lý phòng thí nghiệm trường Đại học Kỹ thuật công nghệ Tp.HCM và trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành đồ án này

Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô là chủ tịch hội đồng, phản biện

và ủy viên hội đồng đã bỏ nhiều thời gian quý báu để đọc và tham gia hội đồng chấm đồ án này

Tp.HCM, Ngày 29 tháng 8 năm 2010 SVTH: Nguyễn Thị Nga

Trần Ngọc Ánh

Chế biến phế thải của nấm nói chung và của nấm Bào Ngư nói riêng thành sản phẩm bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm khác sẽ mang lại quả kinh tế cao cho nhà sản xuất và giảm lượng phế thải gây ô nhiễm môi trường Đề của chúng em là “Nghiên cứu khả năng tách chiết dịch acid amin thô từ phế thải nấm bào ngư” theo phương pháp thủy phân dùng enzyme kết hợp với acid trong điều kiện như sau:

Thủy phân 1: dùng enzyme Protease với thời gian thích hợp là 22 giờ

Hàm lượng acid amin thô thu được đối với mẫu tách béo là 0.086 (g), mẫu không tách béo là 0.079(g)

Thủy phân 2: dùng HCl 32% với tỷ lệ HCl và mẫu thích hợp là 1: 6 (v/v), thời gian 10 giờ Hàm lượng acid amin thô thu được với mẫu tách béo là 0,215 (g),

Dùng HCl 32% với tỷ lệ HCl và mẫu thích hợp là 1: 5 (v/v), hàm lượng acid amin thô thu được mẫu không tách béo là 0,173 (g)

Với hiệu suất thu hồi dịch acid amin thô mẫu tách béo là 84%, mẫu không tách béo là 64%

iv

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

2.1 Nguyên liệu 2

2.1.1 Giới thiệu về nấm bào ngư 2

2.1.2 Cấu tạo 3

2.1.3 Đặc điểm của nấm bào ngư 3

2.1.3.1 Đặc điểm chung của giới nấm 3

2.1.3.2 Đặc điểm sinh lý và dinh dưỡng của nấm bào ngư 4

2.1.3.3 Đặc điểm tế bào học 4

2.1.4 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh 6

2.1.5 Phương pháp thu hoạch và bảo quản nấm bào ngư 7

2.1.6 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của nấm bào ngư 8

2.1.7 Tình hình phát triển việc trồng nấm ở nước ta 13

2.2 Tổng quan về acid amin và phản ứng thủy phân thu dịch acid amin 14

2.2.1 Acid amin 14

2.2.2 Phản ứng thủy phân 16

2.2.2.1 Khái niệm 16

2.2.2.2 Bản chất quá trình thủy phân protein 17

2.2.2.3 Các phương pháp thủy phân 17

2.2.2.4 Ứng dụng phản ứng thủy phân trong công nghệ thực phẩm 20

2.3 Tổng quan về enzyme 24

2.3.1 Định nghĩa 24

2.3.2 Tính chất của enzyme 24

2.3.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme 25

2.3.6 Vài nét về enzyme thủy phân protein thực vật (HVP enzyme) 26

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 Nguyên liệu .27

3.1.1 Nguyên liệu chính 27

3.1.2 Nguyên vật liệu sử dụng 27

3.1.2.1 Enzyme 27

3.1.2.2 HCl (Acid chlohydric) 27

3.1.2.3 Na2CO3 (Natri cacbonat) 28

3.1.2.4 Nước 29

3.1.3 Địa điểm và thời gian thí nghiệm 29

3.1.4 Dụng cụ thí nghiệm 29

3.2 Sơ đồ nghiên cứu 29

3.3 Quy trình dự kiến 30

3.3.1 Quy trình 30

3.3.2 Thuyết minh quy trình 31

3.4 Phương pháp phân tích 36

3.4.1 Xác định độ ẩm của nguyên liệu bằng máy sấy hồng ngoại 36

3.4.2 Phương pháp xác định xơ thô 37

3.4.3 Định lượng protein tổng bằng phương pháp Kejdald 38

3.4.4 Định lượng đạm acid amin theo phương pháp Sorensen 41

3.4.5 Định lượng lipid tổng theo phương pháp Soxhlet 42

3.5 Bố trí thí nghiệm 43

vi

3.5.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát quá trình thủy phân bằng HCl 46

3.6 Phương pháp xử lý số liệu 47

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48

4.1 Khảo sát chỉ tiêu của nguyên liệu 48

4.2 Khảo sát quá trình tách béo 48

4.3 Khảo sát quá trình thủy phân bằng enzyme 50

4.3.1 Khảo sát quá trình thủy phân bằng enzyme của mẫu tách béo 50

4.3.2 Khảo sát quá trình thủy phân bằng enzyme của mẫu không tách béo 52

4.4 Khảo sát quá trình thủy phân bằng HCl 56

4.4.1 Khảo sát quá trình thủy phân HCl mẫu tách béo 56

4.4.2 Khảo sát quá trình thủy phân HCl mẫu không tách béo 58

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

5.1 Kết luận 62

5.2 Kiến nghị 62 Tài liệu tham khảo I Phụ lục A II Phụ lục B III Phụ lục C IV

Hình 2.1 Nấm bào ngư 2

Hình 2.2 Sơ đồ chu trình sống của nấm bào ngư 5

Hình 2.3 Thu hoạch nấm bào ngư 7

Hình 2.4 Sơ đồ biểu diễn sự hình thành liên kết peptid 15

Hình 2.5 Sơ đồ sản xuất nước tương 21

Hình 2.6 Sơ đồ quá trình sản xuất Magi 23

Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 30

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình dự kiến 31

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm quá trình tách béo 44

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm quá trình thủy phân bằng enzyme 45

Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm quá trình thủy phân bằng HCl 48

Hình 4.1 Bảng phân tích Anova kết quả quá trình tách béo 49

Hình 4.2 Đồ thị phân tích LSD của quá trình khảo sát tách béo 49

Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn lượng acid amin sinh ra theo thời gian 51

Hình 4.4 Bảng phân tích Anova kết quả thủy phân mẫu tách béo bởi Flavourzyme 51

Hình 4.5 Đồ thị phân tích LSD kết quả thủy phân mẫu tách béo bởi Flavourzyme 52

Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn quá trình thủy phân mẫu không tách béo bởi Flavourzyme 53

Hình 4.7 Bảng phân tích Anova kết quả thủy phân mẫu chưa tách béo bởi Flavourzyme 54

Hình 4.8 Đồ thị phân tích LSD kết quả thủy phân mẫu chưa tách béo bởi Flavourzyme 54

Hình 4.9 Đồ thị so sánh lượng acid amin sinh ra của mẫu tách béo và chưa tách béo 55

Hình 4.10 Biểu đồ biểu diễn quá trình thủy phân mẫu tách béo bởi HCl 56

Hình 4.11 Bảng phân tích Anova kết quả thủy phân mẫu tách béo bởi HCl 57

viii

Hình 4.13 Đồ thị phân tích LSD kết quả thủy phân mẫu tách béo bởi HCl theo tỉ lệ HCl 58 Hình 4.14 Biểu đồ biểu diễn quá trình thủy phân mẫu không tách béo bởi HCl 59 Hình 4.15 Bảng phân tích Anova kết quả thủy phân mẫu không tách béo bởi HCl 59 Hình 4.16 Đồ thị phân tích LSD kết quả thủy phân của mẫu không tách béo bởi HCl theo tỉ lệ HCl 60 Hình 4.17 Đồ thị phân tích LSD kết quả thủy phân của mẫu không tách béo bởi HCl theo thời gian thủy phân 61 Hình 5.1 Quy trình đề xuất 64

Bảng 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của nấm bào ngư 6

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của nấm bào ngư 8

Bảng 2.3 Thành phần acid amin của nấm Agaricus bisporus và Pleurotos ostreatus (mg/g) theo trọng lượng nấm khô 9

Bảng 2.4 Thành phân acid amin có trong hệ sợi nấm 9

Bảng 2.5 Thành phần chất béo có trong sợi nấm và thân nấm 10

Bảng 2.6 Thành phần một số vitamin trong nấm bào ngư 11

Bảng 2.7 Thành phần dinh dưỡng xủa một số nấm ăn quen thuộc (theo FAO 1972) 13

Bảng 2.8 So sánh các phương pháp thủy phân 19

Bảng 2.9 Một số enzyme dùng trong phản ứng thủy phân protein 26

Bảng 3.1 Bảng chỉ tiêu HCl 28

Bảng 3.2 Bảng chỉ tiêu Na2CO3 28

Bảng 3.3 Bảng thành phần hóa học của nấm (theo trọng lượng khô) 33

Bảng 3.4 So sánh ưu và nhược điểm của quá trình tách béo và không tách béo 33

Bảng 3.5 Bảng so sánh độ phân cuwucj của một số dung môi đối với nước 33

Bảng 3.6 Các chỉ tiêu nguyên liệu cần phân tích và phương pháp sử dụng Bảng 3.6 Bảng thông số kỉ thuật cho quá trình thí nghiệm 36

Bảng 3.7.Bố trí thí nghiệm quá trình thủy phân bằng HCl 47

Bảng 4.1.Chỉ tiêu ban đầu của nguyên liệu 48

Bảng 4.2 Kết quả khảo sát quá trình tách béo 48

Bảng 4.3 Lượng acid amin (g) thu được của quá trình thủy phân bằng enzyme Flavourzyme mẫu tách béo 50

Bảng 4.4 Lượng acid amin (g) thu được của quá trình thủy phân bằng enzyme Flavourzyme mẫu không tách béo 53

x béo 59

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cũng giống như các đại phân tử sinh học khác là polysaccharide, lipid, nucleic acid, các phân tử Protein và acid amin là thành phần thiết yếu trong mọi sinh vật sống Ngoài giá trị sinh học và dinh dưỡng trong công nghệ sản xuất thực phẩm Protein, acid amin cũng đóng vai trò hết sức quan trọng Rất nhiều các sản phẩm thực phẩm thương mại sử dụng Protein thực vật đã thủy phân như là các tác nhân tạo hương ví dụ sản xuất tương, chao nước chấm lên men…Vì thế, việc nghiên cứu tìm ra nguồn Protein, acid amin bổ sung vào trong các sản phẩm thực phẩm luôn được các nhà sản xuất quan tâm

Có rất nhiều nghiên cứu nói về việc trích ly Protein, acid amin từ nguyên liệu động thực vật Tuy nhiên các đề tài nghiên cứu đều tập trung rất nhiều vào các nguyên liệu như: các loại đậu, xương động vật và vi sinh vật…còn nghiên cứu acid amin từ nấm và phế thải nấm thì hầu như là còn rất ít Do vậy, đồ án tốt nghiệp của em là “Nghiên cứu khả năng trích dịch acid amin thô từ phế thải nấm bào ngư” với mục tiêu:

Bước đầu khảo sát quá trình trích dịch acid amin thô bổ sung vào sản phẩm thực phẩm để cải biến chất lượng sản phẩm;

Giảm tải vấn đề ô nhiễm môi trường

Với nội dung như sau:

• Phân tích một số chỉ tiêu chính của nguyên liệu

• Lựa chọn dung môi tách béo cho nguyên liệu

• Khảo sát mức độ thủy phân của Protein bằng phương pháp Enzym kết hợp với HCl

• Khảo sát điều kiện thủy phân bằng Enzyme

• Khảo sát hàm lượng HCl sử dụng và thời gian thủy phân

• Đưa ra quy trình sơ bộ tách chiết dịch acid amin từ phế thải nấm

2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguyên liệu

2.1.1 Giới thiệu về Nấm Bào Ngư

Nấm Bào Ngư thuộc:

Theo Singer (1975) có tất cả 39 loài và chia làm 4 nhóm Trong đó có hai nhóm lớn:

Nhóm “ưa nhiệt trung bình” ra quả thể ở nhiệt độ từ 10°-20°C

Nhóm “ưa nhiệt” ra quả thể ở nhiệt độ từ 20°-30°C Đây là nấm có nhiều loài được trồng nhất ở Pháp, có 7 loài (P.cornucopiae, P.ostreatus, P.florida, P.du Québec, P.columbinus, P.pulmonarius)

mailto:ngmkhang@gmail.comỞ các nước châu Á còn thấy có loài P flabellatus (Indonesia,

Ấn Độ, Philippines), P.sajor- caju (Ấn Độ, Thái Lan và Úc), P.abalonus (Đài Loan và Thái Lan), ngoài ra còn có P fossulatus, P.corticatus, P.eryngii…

Ở Việt Nam nấm bào ngư trước đây mọc chủ yếu hoang dại và có nhiều tên gọi: nấm sò, nấm hương trắng hay chân dài (miền Bắc), nấm dai (miền Nam) Việc nuôi trồng loài nấm này bắt đầu khoảng 20 năm trở lại đây với nhiều chủng loại: P florida, P.ostreatus, P.pulmonarius, P.sajor-caju…

2.1.2 Cấu tạo

Nấm bào ngư có cấu tạo tương tự như những loại nấm lớn và vi nấm khác Trong tế bào cũng chứa đầy đủ các bộ phận như vách tế bào, màng tế bào, nhân, ti thể và các bào quan…Tuy nhiên, trong tế bào của nấm bào ngư có một số điểm khác biệt như sau:

Thành tế bào nấm không chứa cellulose như một số vi thực vật khác Cấu tạo gồm ba lớp từ

trong ra ngoài:

• Lớp chitin - một polymer của n–acetylglucosamin Chitin chiếm khoảng 60% và đóng vai trò như bộ xương của thành tế bào, giúp cố định hình dạng tế bào Trung bình, hàm lượng chitin trong quả thể nấm khoảng 3.78g ( chiếm khoảng 0.97% chất khô), trong chân nấm là 2.8g (chiếm khoảng 0,75% chất khô của tế bào) Hàm lượng chitin trong một số loại nấm này dao động từ 2.16% đến 3.31% khối lượng chất khô Sợi nấm chiếm từ 3,7% ở nấm kim châm cho đến 11,9 - 19,8% ở các loại nấm mèo; 7,5 - 17,5% ở nấm bào ngư; 8 -14% ở nấm mỡ; 7,3 - 8% ở nấm đông cô; và 4,4 - 13,4% ở nấm rơm

• Ngoài ra còn có một số polysaccharide khác như hemicellulose, manan, lignin…

• Lớp manoprotein (là 1 glycoprotein chứa mannose) Lớp protein phía ngoài này liên kết với rất nhiều nhóm manose Các protein nằm ở thành tế bào chủ yếu là protein chức năng enzyme liên kết với vỏ thành tế bào, phần protein còn lại không phải là enzyme, kết hợp với manan và polysaccharide khác để tạo nên cấu trúc của thành tế bào

• Lớp beta-1, 3-glucan

2.1.3 Đặc điểm của Nấm Bào Ngư

2.1.3.1 Đặc điểm chung của giới nấm

• Nấm không phải là thực vật

+ Không có khả năng quang hợp

+ Vách tế bào bằng chitin và glucan (thay vì cellulose)

+ Đường dự trữ là glycogen (thay vì tinh bột)

• Nấm cũng không phải là động vật

4

+ Lấy dinh dưỡng qua sợi nấm như rễ cây

+ Sinh sản bằng kiểu tạo bào tử (hữu tính và vô tính)

Vì vậy, nấm được xếp vào một thế giới riêng gọi là giới nấm

2.1.3.2 Đặc điểm sinh lý và dinh dưỡng của nấm bào ngư

• Hiếu khí: cần oxy và thải CO2

• Sinh sản nhanh bằng bào tử nấm

• Lấy thức ăn qua sợi nấm

• Dinh dưỡng theo kiểu dị dưỡng, lấy thức ăn từ:

+ Cơ thể chết bằng hoại sinh

+ Cơ thể sống bằng ký sinh hoặc cộng sinh

Phần lớn cơ chất dùng cho nấm phát triển đều chứa nguồn cellulose Tuy nhiên, đa số trường hợp lượng cellulose bao giờ cũng thấp hơn 50% còn lại là lignin, hemicellulose và khoáng Nấm bào ngư là loài có khả năng sử dụng lignin mạnh, nhất là thời gian khởi đầu của việc tạo quả thể

2.1.3.3 Đặc điểm tế bào học

Đặc điểm chung của nấm lớn là cấu tạo sợi và cho quả thể kích thước lớn Tai nấm dạng phễu lệch, phiến mang bào, cuống nấm gần gốc có lớp lông nhỏ mịn Tai nấm bào ngư còn non có màu sắc sậm hoặc tối nhưng khi trưởng thành màu trở nên sáng hơn

Hệ sợi nấm

Hình ống có vách ngăn

Vách ngăn không hoàn chỉnh, có những lỗ nhỏ (tế bào chất, thậm chí nhân có thể thương qua lại)

Sợi nấm phát triển chia thành nhiều nhánh chính và nhánh con Có hai dạng sợi

o Sợi sơ cấp: sinh ra từ bào tử, tế bào có một nhân

o Sợi thứ cấp: phối hợp hai sợi sơ cấp, tế bào có hai nhân

Quả thể nấm:

Cơ quan sinh sản của nấm có cấu trúc đặc biệt bằng hệ sợi nấm Thường gồm ba thành phần chính: mũ, cuống và phiến nấm

 Mũ nấm: che chở cho tai nấm Mặt trên có sắc tố (để cản ánh sáng mặt trời) Mặt dưới

mang thụ tầng bằng cơ quan sinh bào tử

 Phiến nấm: thường dạng lá Cơ quan chính sinh bào tử Nôi hai nhân của sợi nấm hợp lại

thành một và giảm phân, nên còn gọi là thụ tầng Thụ tầng sinh ra bào tử nấm

 Cuống nấm: cơ quan đưa mũ nấm lên cao, để phát tán bào tử ra xa

Quả thể nấm bào ngư phát triển qua nhiều giai đoạn dựa theo hình dạng tai nấm mà có tên gọi cho từng giai đoạn

- Dạng san hô: quả thể mới tạo thành, dạng sợi mảnh hình chùm

- Dạng dùi trống: mũ xuất hiện dưới dạng khối tròn, còn cuống phát triển cả về chiều ngang và chiều dài nên đường kính cuống và mũ không khác nhau bao nhiêu

- Dạng phễu: mũ mở rộng, trong khi cuống còn ở giữa (giống cái phễu)

- Dạng bán cầu lệch: cuống lớn nhanh một bên và bắt đầu lệch so với vị trí trung tâm của mũ

- Dạng lá lục bình: cuống ngừng tăng trưởng, trong khi mũ vẫn tiếp tục phát triển, bìa mép thẳng đến dợn sóng

Từ giai đoạn phễu sang bán cầu lệch có sự thay đổi về chất (giá trị dinh dưỡng tăng), còn

từ giai đoạn bán cầu lệch sang dạng lá có sự nhảy vợt về khối lượng (trọng lượng tăng), sau đó giảm dần

Chu trình sống của nấm bào ngý cũng nhý các loại nấm khác, bắt ðầu từ ðảm bào tử hữu tính, nẩy nầm cho hệ sợi tõ dinh dýỡng (sợi thứ cấp) Kết thức bằng việc hình thành cơ quan sinh sản là tai nấm Tai nấm sinh ra các đảm bào tử và chu trinh sống lại tiếp tục Có 4 nhân đơn bội (n), mỗi nhân đơn bội về sau sẽ chui vào 1 đảm và tạo các bào tử đảm (basidiospore)

6

Hình 2.2 : Sơ đồ chu trình sống của nấm bào ngư [9]

2.1.4 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh

Ngoài các chất dinh dưỡng, sự sinh trưởng và phát triển của nấm còn liên quan đến nhiều yếu tố khác của môi trường như: nhiệt độ, ẩm độ, pH, ánh sáng, oxy…

Bảng 2.1 Yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trươ4ng và phát triển của nấm Bào Ngư

2.1.5 Phương pháp thu hoạch và bảo quản nấm Bào Ngư

Việc thu hái nấm bào ngư nên tiến hành ở giai đoạn trưởng thành, đó là lúc tai nấm chuyển từ dạng phễu lệch sang dạng lá lục bình (mũ nấm mỏng lại và căng rộng ra, mép hơi quằn xuống – nếu mép cong lên là nấm già) Nấm thu hoạch ở giai đoạn này, ngoài chất lượng dinh dưỡng cao, ít bị hư hỏng (không gãy bìa mép khi thu hái) và dễ bảo quản (giữ được lâu ở dạng tươi)

Khi hái nên hái từng chùm không nên tách tai lẽ Nấm hái xong nên cắt gốc cho sạch và cho vào túi nylon có đục nhiều lỗ nhỏ (thông khí, tế bào nấm không bị ngột chết)

Tùy theo giống nấm, có thể thu hoạch khoảng 6- 12 đợt, mỗi đợt cách nhau chừng 15- 20 ngày trong khoảng 3-8 tháng Năng suất thu hoạch nấm dao động khoảng 405-60% so với trọng lượng bịch

Yếu tố Giai đoạn ủ tơ Giai đoạn ra quả thể

Hình 2.3 Thu hoạch nấm bào ngư

 Bảo quản nấm bào ngư sau thu hoạch:

Sự biến chất sau 4 ngày bảo quản, lượng đường đa ở nấm Bào Ngư thường trên 10% đã giảm xuống dưới 5% Trong khi đó chitin ở vách tế bào lại tăng lên 50% làm tai nấm Bào Ngư trở nên dai và chắc hơn

Nấm bào ngư trong điều kiện được giữ lạnh ở 5 – 80C, có thể giữ tươi từ 5 – 7 ngày Nấm bào ngư dễ làm khô, chỉ cần dàn mỏng để nơi thoáng có gió là nấm khô quéo lại Nếu phơi và sấy thì thời gian càng nhanh hơn Nhiệt độ sấy khoảng 500C Thường nấm khô có mùi thơm đặc trưng hơn nhưng không giòn, ngọt như nấm tươi Tỉ lệ nấm khô/nấm tươi là 1/10 (10 kg tươi thu được 1kg nấm khô)

2.1.6 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của nấm Bào Ngư

Trong các loại nấm, nấm Bào Ngư được xem là một trong loại nấm quý, là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và là loại thực phẩm rất tốt cho con người Các loại nấm Bào

Ngư Pleurotus là nguồn thực phẩm bổ dưỡng quý giá với nấm tươi chứa khoảng 4% protein, 3.4% glucid Nấm khô hàm lượng protein lên tới 33-43%, thành phần acid amin phong phú, có đủ các acid amin không thay thế như glutamic, valine, isoleucin Bên cạnh đó là các thành phần khoáng chất, axit béo (chủ yếu là axit không no, axit hữu cơ…) Ngoài giá trị dinh dưỡng, nấm Bào Ngư còn có nhiều đặc tính của biệt dược, có khả năng phòng và chữa các bệnh như làm hạ huyết áp, chống béo phì…http://fdlserver.files.wordpress.com/2008/08/nambaongu.jpgVới vị ngọt đậm, thân nấm giòn, dai, nấm bào ngư chế biến được nhiều món ăn từ chay đến mặn nên được mệnh danh là thứ thực phẩm vừa là “rau sạch” vừa là “thịt sạch”

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của nấm Bào Ngư theo trọng lượng nấm tươi

8

Bảng 2.3 Bảng thành phần hóa học của nấm (theo trọng lượng nấmkhô) [2]

• Protein và acid amin

+ Protein: tập trung chủ yếu ở thành tế bào, ti thể và lipoxom

+ Chỉ có 60 – 70% nito hiện diện trong tế bào nấm là protein, một số lượng lớn hiện diện trong chitin của thành tế bào, một số khác trong các acid amine tự do và acid nucleic

+ Rất dễ tiêu hóa Mức độ tiêu hóa đến 98%

+ Thành phần acid amin không thay thế đầy đủ, tuy nhiên không cân đối Trong các acid amine không thay thế, phenylalamine và methionine hơi ít nên phải bổ sung thêm acid amine để hoàn thiện hơn

Bảng 2.4.Thành phần acid amin của nấm Agaricus bisporus và Pleurotus ostreatus (mg/g)

theo trọng lượng nấm khô [2]

+ Phần hệ sợi nấm chứa nhiều hơn quả thể các loại acid amine: aspartic acid, cystein, phenylalanine

và leucine Trong khi đó, phần quả thể lại chứa chủ yếu valine và isoleucine

Bảng 2.5 Thành phần acid amin có trong hệ sợi nấm

10

• Lipid: chứa các acid béo linoleic, panmitic, oleic (80%) Tổng hàm lượng chất béo

trong hệ sợi và quả thể là như nhau nhưng hệ sợi chứa nhiều acid béo bão hòa hơn Tỷ lệ axit no/

axit không no là 14/16

Bảng 2.6 Thành phần chất béo có trong sợi nấm và thân nấm

mailto:ngmkhang@gmail.com

• Chất xơ : Nấm Bào Ngư chứa rất nhiều chất xơ: Cứ 100gr nấm Bào Ngư chứa 2,5g chất

xơ trong khi đó 100gr hạt lúa mạch chỉ chứa 2g chất xơ Hàm lượng chất xơ trong nấm chủ yếu

là thành phần chitin.[4]

• Carbonhydate: Nấm Bào Ngư có nhiều carbohydrat, thậm chí nhiều hơn cả nấm rơm,

nấm đông cô, nấm mỡ Tổng lượng Carbohydrat và sợi: chiếm từ 51 - 88% trong nấm tươi và khoảng 4 - 20% trên trọng lượng nấm khô, bao gồm các đường pentose, methyl pentos, hexose, disaccharide, đường amin, đường rượu, đường acid Về đạm và khoáng không thua gì các loại nấm khác

• Vitamin:

+ Vitamin D: Nấm Bào Ngư là một trong số ít những nguồn nguyên liệu tự nhiên chứa Vitamin D

(thành phần thiết yếu cho xương và răng)

+ Vitamin B1-Thiamin: 100g nấm Bào Ngư chứa khoảng 27% Thiamin mà nguồn thức ăn hàng

ngày cần cung cấp.Thiamin điều khiển việc giải phóng năng lượng từ cacbohydrat, đây là quá trình cần thiết cho hệ thống não và thần kinh

+ Vitamin B2- Riboflavin: Nấm Bào Ngư chứa rất nhiều Riboflavin-Vitamin B giúp duy trì các tế

bào hồng cầu và mang lại sự khỏe mạnh cho làn da

+ Vitamin B3- Niacin: Niacin, là một loại vitamin B khác cũng được tìm thấy trong nấm Bào Ngư,

có tác dụng điều khiển sự giải phóng năng lượng từ protein, chất béo và cacbohydrat, quá trình này giữ cho hệ thần kinh và hệ tiêu hóa được tốt nhất

+ Vitamin B9- Folate: Nấm Bào Ngư khá dồi dào nguồn folate, folate là thành phần chủ yếu tạo

nên tế bào hồng cầu và bạch cầu trong tủy Folate là nhân tố quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển, phụ nữ mang thai nên sử dụng nhiều folate

+ Vitamin H-Biotin: Là thành phần chủ yếu trong việc tổng hợp Protein, cacbohydrat, cũng như

các loại vitamin B, vitamin H cũng được tìm thấy trong nấm Bào Ngư

Mặc dù những loại vitamin này cũng có ở nhiều loại rau quả, tuy nhiên nó thường bị mất hoặc giảm bớt hàm lượng khi nấu do quá trình bay hơi trong nước Vì vậy nấm Bào Ngư ít được nấu sôi cùng với nước để bảo tồn được giá trị vitamin

Bảng 2.7 Thành phần một số Vitamin trong Nấm Bào Ngư

Vitamin (mg/100g nấm khô) Nấm bào ngư

Vitamin

B2

Axit pantotenic

Axit flolic

• Chất khoáng:

+ Kali: Nấm Bào Ngư có chứa nhiều Kali hơn các loại rau quả (nguyên tố chủ yếu tạo nên sự cân

bằng khoáng, giúp điều hòa huyết áp)

+ Potassium: Nấm Bào Ngư chứa nhiều potassium hơn trái cây và rau Potassium giúp cân bằng áp

lực máu

+ Canxi: Cũng là một nguyên tố khoáng quan trọng đối với cơ thể con người, canxi tạo nên cấu

trúc của răng và xương và cần thiết đối với cơ bắp.100g nấm Bào Ngư chứa 2mg canxi

+ Sắt: Nấm Bào Ngư có chứa sắt, thành phần chủ yếu của sự sống con người

+ Kẽm: Kẽm có trong hầu hết các tế bào của cơ thể bạn Kẽm có thể thay thế cho hoạt động của

gần 100 enzym và hỗ trợ cho hệ thống immune Kẽm cũng được tìm thấy trong nấm Bào Ngư

12

+ Magie: Thành phần tạo nên sức khỏe tốt, Mg giúp duy trì cơ bắp và chức năng thần kinh, giúp

tim đập đều đặn, hỗ trợ cho hệ thống immune và giữ xương chắc khỏe, 100g nấm Bào Ngư tươi chứa 9mg Mg

+ Selen: Đây là nguyên tố khoáng hoạt động giống như một chất chống oxi hóa, bảo vệ các tế bào

khỏi bị tổn thương và chống lại các bệnh về tim và ung thư Nấm Bào Ngư chứa dồi dào nhất Selen

+ Ergothioneine: đây là chất chống oxi hóa tự nhiên được tìm thấy trong nấm Bào Ngư

Bảng 2.8 Thành phần khoáng trong nấm Bào Ngư so với nấm rơm (mg/ 100g nấm khô)

• Chống sự oxi hóa

Theo trình bày về “Nấm Bào Ngư và các chất khoáng” ở trên, nấm Bào Ngư có chứa hai chất

chống oxy hóa là Selen và Ergothioneine

Chất chống oxi hóa là chất có thể chống sự lão hóa của cơ thể con người Các nhà nghiên cứu

ở Mỹ đã tìm thấy rằng nấm Bào Ngư trắng chứa gấp 12 lần Ergothioneine so với lúa mạch, cao gấp 4 lần so với gan gà: từ trước tới giờ lúa mạch và gan gà là những loại chứa chất chống oxi hóa hàng đầu

Bảng 2.9 Thành phần dinh dưỡng của một số nấm ăn quen thuộc( theo FAO 1972)

2.1.7 Tình hình phát triển việc trồng nấm ở nước ta

Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn cho biết năm 2010 sẽ sản xuất 1 triệu tấn nấm ăn/ năm, đạt giá trị 7000 tỷ đồng, trong đó xuất khẩu đạt 200 triệu USD

Để đạt mục tiêu này, Bộ đã đưa ra nhiều giải pháp, trong đó, trước hết là các địa phương cần dựa vào điều kiện cụ thể để đề ra các phương hướng ưu tiên phát triển một cách ổn định các loại nấm phù hợp; xây dựng các trung tâm sản xuất giống thương phẩm và chế biến nấm, đồng thời khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư chế biến nấm với thương hiệu riêng để tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường

Việt Nam được đánh giá là có lơi về vị trí địa lí, tự nhiên phù hợp với phát triển sản xuất nấm, cho năng suất và chất lượng cao, hoàn toàn có thể đáp ứng được nhu cầu của thị trường trong nước và xuất khẩu Tuy nhiên, nấm sản xuất tại Việt Nam có chất lượng cao nhưng giá xuất khẩu chỉ bằng 60% so với sản phẩm nấm cùng được sản xuất tại Trung Quốc và Thái Lan

Hiện nay, nấm được bán ở trên thị trường vẫn mang tên của từng chủng loại chứ chưa được có thương hiệu riệng để người tiêu dùng nhận biết về nguồn gốc của sản phẩm Tuy nhiên, việc tạo một thương hiệu nấm Việt Nam trên thị trường thế giới vẫn đang là một bài toán khó

Ngành sản xuất nấm ăn Việt Nam trong 10 năm trở lại đây đã được coi là một nghề mang lại hiệu quả kinh tế cao Trong thời gian gần đây, nhờ được chuyển giao công nghệ rộng rãi, Việt Nam đã hình thành nhiều vùng chuyên sản xuất nấm nguyên liệu như tại các tỉnh phía Nam chủ yều trồng nấm rơm và mộc nhĩ; các tỉnh phía Bắc như Hưng Yên, Bắc Gian, Hải Dương chủ yếu trồng nấm hương, nấm sò, nấm mỡ Nhiều địa phương ở khu vực miền Trung như Quảng Bình, Quảng Trị, Đà Nẵng cũng đang từng bước xây dựng các cơ sở sản xuất giống và nuôi trồng nấm với sản lượng trung bình đạt 1000 tấn/ năm

Hiện nay, tổng sản lượng các loại nấm ở Việt Nam đạt khoản 100000 tấn/ năm Năm ngoái, Việt Nam đã xuất khẩu khoảng 50.000 tấn, đạt kim ngạch khoảng 50 triệu USD

2.2 Tổng quan về acid amin và phản ứng thủy phân thu dịch acid amin

- Acid amin là loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH)

Công thức chung: (H2N)x – R – (COOH)y

- Trong phân tử amino axit, nhóm NH2 và nhóm COOH tương tác với nhau tạo ion lưỡng cực Vì vậy acid amin kết tinh tồn tại ở dạng ion lưỡng cực

- Trong dung dịch, dạng ion lưỡng cực chuyển một phần nhỏ thành dạng phân tử

Nhóm R- là chuỗi bên và được dùng để phân định acid amin Các acid amin nối với nhau qua liên kết peptit -C(=O) NH- và giải phóng một phân tử nước (H 2 O)

 Sự hình thành liên kết peptit từ hai acid amin

Hình 2.4 Sơ đồ biểu diễn sự hình thành liên kết peptide

 Dựa vào cấu tạo gốc R:

+ Không phân cực, không tích điện: thường R là mạch hydrocarbon + Phân cực, không tích điện

+ Tích điện, phân cực

 Dựa vào giá trị dinh dưỡng:

+ Acid amin không thay thế: acid amin mà cơ thể con người và động vật không thể

tự tổng hợp được mà phải đưa từ ngoài vào qua thức ăn ví dụ như Vang, leucin, isoleucin, treo nin, methionin, phenylalanin, tryptophan, ly sin, histidin

+ Acid amin thay thế: tức là loại acid amin mà cơ thể động vật có thể tự tổng hợp được từ các nguyên liệu sẵn có (các acid béo, amiac, amid ) Nhóm này gồm các acid amin còn lại

+ Acid amin bán thay thế: Thuộc nhóm này có arginin, cystein, tyrosin

 Dựa vào công thức:

+ Acid amin dạng D: không đươc tiêu hóa trong cơ thể con người + Acid amin dạng L: có nhóm amino ở phía trái và nhóm cacboxyl trên Liên kết hình nêm nằm ở phía trên mặt phẳng thể hiện và liên kết hình chấm nằm phía dưới Có nhiều giá trị dinh dưỡng

2.2.2 Phản ứng thủy phân

2.2.2.1 Khái niệm chung [5]

16

Phản ứng thủy phân là phản ứng phân giải các chất, có sự tham gia của nước Phản ứng thủy phân là phản ứng quan trọng và phổ biến trong công nghệ thực phẩm Người ta đã ứng dụng phản ứng thủy phân để sản xuất ra hàng loạt những sản phẩm có tính chất mới khác xa với tính chất của nguyên liệu ban đầu ví dụ sản xuất nước tương, nước mắm, chao, nước chấm lên men…

Từ protein của thực vật và động vật Như vậy sau phản ứng thủy phân tính chất cảm quan, dinh dưỡng của thực phẩm có thể tăng lên, trong đa số trường hợp phản ứng thủy phân là có lợi Tuy nhiên cũng có trường hợp phản ứng thủy phân cũng gây sự hư hỏng thực phẩm trong khi bảo quản, ví dụ trong bảo quản thịt, cá, trứng, sữa, chất béo…

Phản ứng thủy phân thường là phản ứng mở đầu cho hàng loạt các phản ứng khác tiếp diễn Ví dụ: protein sau khi thủy phân thành acid amin, sau đó acid amin bị phân giải sâu xa hơn như dezamine hóa, decarboxyl hóa…cuối cùng tạo ra những sản phẩm có hại về mặt cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm Polysaccarit sau khi thủy phân tạo monosaccarit (monose), các monose tiếp tục bị oxy hóa sâu xa hơn tạo một loạt sản phẩm trung gian, sản phẩm cuối cùng là

CO2 và H2O Lipid bị thủy phân tạo axit béo và glixerin, axit béo tiếp tục bị oxy hóa, tạo sản phẩm có mùi vị khó chịu

Ngày nay phản ứng thủy phân ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất- đặc biệt là công nghệ thực phẩm Trong công nghiệp thực phẩm, thông thường tác nhân thủy phân là axit, kiềm hay enzyme, trong đó đặc biệt được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả là enzyme thủy phân từ vi sinh vật

Nhóm enzyme thủy phân gọi tên chung là Hydrolase Phương trình tổng quát phản ứng thủy phân:

Protein, peptit Peptidase

2.2.2.2 Bản chất quá trình thủy phân protein [5]

Bản chất của sự thủy phân Protein là sự thủy phân liên kết peptide Do liên kết peptide là một liên kết mạnh, sự thủy phân xảy ra trong điều kiện có xúc tác

Tác nhân xúc tác hóa học là axit hoặc kiềm và tác nhân xúc tác hoá sinh học là nhóm enzym thủy phân Protein có tên chung là Protease

Trong chế biến, sự thủy phân Protein được ứng dụng để thu nhận các sản phẩm thủy phân hoàn toàn hoặc thu nhận các sản phẩm thủy phân chưa hoàn toàn

2.2.2.3 Các phương pháp thủy phân Protein [7]

Để thủy phân Protein thì hiện nay người ta sử dụng bốn phương pháp:

Thủy phân bằng phương pháp hóa học:

Cơ sở sinh hóa của phương pháp: là thủy phân protein của thực vật hay động vật thành acid

amin dưới tác nhân xúc tác là axit mạnh ( HCl, H2SO4) hay kiềm mạnh ( NaOH) Sau thủy phân trung hòa dung dịch băng kiềm (hay axit) tùy thuộc là tác nhân axit hay kiềm đưa pH về 6.5- 7

 Thủy phân dùng HCl:

Ưu điểm:

Thời gian và quy trình sản xuất được rút ngắn hơn

Hiệu suất thuỷ phân cao từ 85 đến 90%

Sản phẩm giàu acid amin và dễ bảo quản Mùi vị ngọt và thơm

Nhược điểm:

Chi phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và chống axit ăn mòn

Độc hại và gây ô nhiễm môi trường,

Phân hủy hoàn toàn Tryptophan, các acid amin chứa lưu huỳnh bị mất 30%.Các acid amin chứa nhóm -OH bị phân hủy một phần

10-
Khi nồng độ HCl cao và nhiệt độ cao sinh độc tố 3-MCPD

 Thủy phân dùng NaOH:

Ưu điểm:

Thủy phân trong điều kiện này thì Tryptophan được bảo toàn

Thời gian và quy trình sản xuất được rút ngắn hơn

L-
Kiềm xúc tác cho phản ứng tạo lysinoalanine làm giảm lysine trong thực phẩm

Thủy phân bằng phương pháp lên men:

Cơ sở sinh hóa của phương pháp: là sử dụng phản ứng thủy phân protein nhờ xúc tác là

enzyme vi sinh vật Enzyme này có thể tạo ra bằng cách nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường riêng rồi đưa vào nguyên liệu giàu đạm hoặc tận dụng enzyme vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu ban đầu Dưới tác dụng enzyme vi sinh vật, thành phần dịch thu được chủ yếu là acid amin, peptone, peptit trọng lượng phân tử nhỏ, dễ đồng hóa, dễ hấp thu cho con người

Ưu điểm:

Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ban đầu không cao

Không độc hại với công nhân sản xuất và môi trường

Điều kiện sản xuât nhẹ nhàng, ôn hòa

Không tổn hao acid amin trong quá trình sản xuất

Nhược điểm:

Hiệu suất thủy phân không cao

Thời gian và quy trình sản xuất kéo dài Vì vậy sản phẩm proteolysat là hỗn hợp gồm cả protein, pepton, peptide và acid amin

Các sản phẩm này thường khó bảo quản, do trong sản phẩm có nhiều enzym khác gây nên sự biến đổi chất lượng vì vậy cần có biện pháp ức chế enzym hay thanh trùng sản phẩm khi đã thủy phân đạt yêu cầu

Các enzym endoprotease của vi khuẩn thủy phân đặc hiệu tại vị trí liên kết các acid amin kỵ nước Vì vậy các peptides tạo thành sẽ có acid amin kỵ nước ở đầu chuỗi, làm tăng khả năng bị đắng

 Thủy phân bằng enzyme:

Ưu điểm:

Điều kiện thủy phân ôn hòa, hoàn toàn không sử dụng hóa chất

Không làm biến đổi thành phần acid amin ban đầu

Nhược điểm:

Hiệu suất tối đa chỉ đat 70%

Cần lưu ý đến các điều kiện sử dụng và đặc tính của chế phẩm enzyme như:

• pH của môi trường phản ứng phải tương ứng với pHopt của enzyme

• Nhiệt độ liên quan đến hoạt lực enzyme

• Nếu thời gian xúc tác enzyme nhanh, sau phản ứng phải nhanh chóng vô hoạt hóa Nếu thời gian tác dụng lâu nên sử dụng enzyme có độ bền hoạt lực cao

 Phương pháp enzyme kết hợp axit

Có thể thực hiện thuỷ phân bằng enzym trước rồi sau đó mới thuỷ phân bằng axit hoặc thuỷ phân bằng axit rồi sau đó thuỷ phân bằng enzym

Ưu điểm:

Giảm thiểu sử dụng hóa chất độc hại

Giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Rút ngắn thời gian sản xuất

Có thể sản xuất trên hệ thống thiết bị sẵn có

Bảng 2.10 So sánh các phương pháp thủy phân

Phương pháp

công nghệ

Đặc điểm công nghệ

Tính chất sản phẩm

Ưu điểm Nhược điểm

Axit

Tác chất thủy phân là HCl đặc

Không an toàn

do chứa 3- MCPD

Chi phí hóa chất rẻ

aminoaxit Lysinoalamin

Chi phí hóa chất rẻ

Thời gian ngắn

Tiêu hao năng lượng, ăn mòn thiết bị

Vi sinh

Tác nhân thủy phân là vi sinh vật

An toàn Ít tiêu hao năng

lượng

Diện tích nhà xưởng lớn Thời gian kéo dài

Enzyme

Tác chất thủy phân là enzym

là enzym

năng lượng Thủy phân trên 85% Protein

Chi phí enzyme cao hơn hóa chất

(Nguồn TS: Nguyễn Bích Lam, Đại học Bách khoa Tp.HCM)

2.2.2.4 Ứng dụng phản ứng thủy phân trong công nghệ thực phẩm [7]

 Thủy phân thu dịch acid amin từ nguyên liệu thực vật

Nước tương, xì dầu, tàu vị yểu… là các sản phẩm thủy phân từ protein thực vật còn gọi chung là HVP (hydrolyzed vegetable protein)

Nguyên liệu sản xuất tương là các nguồn protein thực vật, có thể từ hạt:

Nguyên liệu có bột: gạo, nếp, bột mì, khoai, bắp… chiếm 70-8-% nguyên liệu chính

Nguyên liệu giàu đạm: Đậu nành, chiếm 20-30% tổng nguyên liệu chính

Hiện tại ở Việt Nam có các nguồn nguyên liệu như sau đang được sử dụng:

Bã khô đậu nành trích ly của Argentina

Bã khô đậu phộng trích ly của Ấn độ

Bã khô đậu nành trích ly của Mỹ

(Đậu nành từ Mỹ và Argentina là GMO)

Bánh khô dầu đậu phộng ép thủ công còn 5-8% chất béo

Bánh khô dầu đậu phộng ép công nghiệp còn 3-5% chất béo

Hàm lượng protein tổng trong các nguyên liệu này 42-50% Hàm lượng chất béo từ 0,1 đến 8%

Hình2.5 Sơ đồ sản xuất nước tương

 Sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải

- Dùng HCl nồng độ 6 -10 N, nhiệt độ 100 – 1800C, thời gian thủy phân 24 đến 72 giờ

- Sử dụng xúc tác là NaOH, nồng độ 4-8 N, nhiệt độ 100 – 1100C, thời gian 24 đến 36 giờ

 Phương pháp lên men bao gồm các giai đoạn sau:

o Làm mốc giống:

Chủng vi sinh vật thường dùng là Asp Oryzae- một loại nấm mốc có màu vàng Có đặc tính

cho protease hoạt tính cao, không tạo độc tố

Nguyên liệu đậu nành, đậu phụng ngâm nước, hấp chín, để nguội đến 30-350C cấy mốc giống vào với tỷ lệ 0.8-1% Sau đó trải lớp mỏng trên khay vô trùng, nuôi ở phòng có độ ẩm cao 90-100% nhiệt độ 30-320C trong 40-42 giờ Khi có màu vàng hoa cau là được Trộn đều, bóp rời

o Ủ, thủy phân

 Thủy phân thu dịch acid amin từ nguyên liệu động vật:

Dịch xúp sau khi tách mỡ, được thủy phân bằng NaOH (lượng NaOH cho 100 lít là 4.5kg) thời gian 12 giờ, nhiệt độ 100-1050C làm nguội dịch thủy phân đến 800C, sau đó trung hòa bằng HCl đến pH 6.5-6.8 sau đó cần lọc tách xà phòng, các cặn bẩn để thu sản phẩm

Hình 2.6 Sơ đồ quy trình sản xuất Magi

• Sản xuất nước mắm

Cá rửa sạch đất, cát, bùn (không bỏ ruột) để cho ráo nước xếp vào chum, khạp, sành sứ, một lớp cá một lớp muối theo tỷ lệ 25-30 kg NaCl /100 kg cá Sau đó đem phơi nắng từ 6-9 tháng Sau 6-9 tháng, cá ngấu, mùi thơm thịt nhuyễn ta có “chợp chín”

Làm nước muối: muối hòa tan trong nước theo tỷ lệ 1:3 đến 1:4 phơi nắng 3-4 tháng ta có nước muối chín dùng để chiết nước mắm chợp chin cho vào chum, khạp có vòi ở đáy để lấy sản phẩm ra Sau mỗi lần chiết, lại cho nước muối vào xác mắm khuấy đều – phơi nắng vài ngày rồi chiết tiếp

Bỏ mỡ, tủy

Nước súp Hầm áp xuất

Cán dập Phân loại

Thủy phân Tách mỡ Xương

Trung hòa

Tinh chế, cô đặc

Magi NaOH

Xương

Sản xuất bột canxi

24

2.3 Tổng quan về Enzyme [7], [8]

2.3.1 Định nghĩa: Enzyme là những protein có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa

học xảy ra bên ngoài và bên trong cơ thể VSV Hay có thể nói enzyme là chất xúc tác sinh học

2.3.2.1 Tính chất của enzyme

Enzyme có trọng lượng phân tử lớn, khoảng từ sáu nghìn đến một triệu Dalton

Hầu hết enzyme đều có dạng hình cấu, nhạy cảm với tính chất hóa học

Tan tốt trong nước tạo dịch keo có độ nhớt cao Ngoài ra cỏn tan trong các dung môi phân cực và một số dung dịch muối loãng

Bị kết tủa thuận nghịch bởi nhiệt độ không quá cao, aicd hay kiềm đặc hoặc muối có nồng

2.3.4 Trung tâm hoạt động của enzyme

Trung tâm hoạt đông (TTHD) của enzyme là bộ phận nhỏ của enzyme nhưng có nhiệm vụ liên kết với cơ chất và chuyển hóa cơ chất

Phản ứng enzyme: E + S
ES
EP
E + P

Tất cả các enzyme đều hoạt động thông qua TTHD của enzyme Phần nằm ngoài TTHD có thể cắt bỏ mà không ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme phần nay có tác dụng cố định cấu hình không gian của enzyme Khi làm biến tính TTHD của enzyme thì enzyme sẽ bị mất hoạt tính xúc tác

Đối với enzyme một thành phần, TTHD chứa các nhóm hoạt động nằm ở mạch bên của amino acid, thường là các aminoacid có khả năng phân ly thành các ion hoặc có cực, ví dụ nhóm – NH2 của Lysine, vòng imidizol của Histidine, nhóm – COOH của Aspartic acid và Glutamic acid… Các nhóm trong TTHD sẽ liên kết yế đảm bảo cơ chất có thể gắn vào TTHD để có thể phản ứng

Đối với enzyme hai thành phần, TTHD chứa các nhóm hoạt động của aminoacid và các nhóm hoạt động của coenzyme Tuy nhiên, chức năng xúc tác chủ yếu là do nhóm hoạt động của coenzyme còn phần apoenzyme chỉ đảm bảo tính đặc hiệu của enzyme

2.3.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme

 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính xúc tác của enzyme Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp, khi nhiệt độ tăng thì hoạt tính của enzyme cũng tăng từ 1,2 đến 8 lần Khi tăng đến nhiệt độ tới hạn thì hoạt tính xúc tác sẽ giảm và nếu nhiệt độ tiếp tục tăng thì enzyme bị biến tính

và mất hoạt tính xúc tác Thông thường đối với đa số enzyme bị biến tính hoàn toàn ở nhiệt độ lớn hơn hoặc bằng 70oC Khi nhiệt độ thấp hơn 0oC thì enzyme bị biến tính thuận nghịch và giảm hoạt tính xúc tác hoặc không thể hiện hoạt tính xúc tác

Mỗi loại enzyme có nhiệt độ tối thích mà tại đó nó thể hiện hoạt tính xúc tác cao nhất Nhiệt

độ thích hợp này phù thuộc vào loại enzyme, nguồn thu enzyme, pH

 Ảnh hưởng của pH

pH ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính xúc tác của enzyme pH ảnh hưởng đến trạng thái ion hóa của enzyme và cả cơ chất pH thích hợp cho enzyme hoạt động là giá trị pH mà tại đó enzyme và

cơ chất tích điện trái dấu do đó mà kết hợp với nhau dễ dàng

Đại đa số enzyme thích hợp với pH tù 5 dến 9 pH thích hợp của mỗi loại enzyme còn phụ thuộc vào nguồn thu enzyme, bản chất enzyme và có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ, cơ chất

 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme

Nồng độ cơ chất enzyme ảnh hưởng lớn đến phản ứng enzyme Khi cơ chất còn thừa, nếu nồng

độ enzyme tăng thì vận tốc phản ứng tăng Khi hết cơ chất, nếu tăng nồng độ enzyme vận tốc phản ứng vẫn không tăng

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

Khi nồng độ cơ chất giảm thì mức độ tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất giảm nên phản ứng enzyme cũng giảm

 Ảnh hưởng của chất hoạt hóa và ức chế

Chất hoạt hóa là chất khi them vào phản ứng enzyme sẽ làm tăng hoạt tính xúc tác của enzyme hoặc chuyển enzyme từ dạng không hoạt động sang dạng hoạt động Do vậy khi có mặt chất hoạt

 Những lợi ích mà HVP enzyme mang lại

_ Tính đặc thù và sự kiểm soát lớn qua những đặc tính của sản phẩm thủy phân bằng enzyme trái ngược với sự phân cắt không đặc hiệu những hợp chất cao phân tử của quá trình thủy phân bằng acid

_ Tính chất của sản phẩm tốt hơn vì mùi nhẹ và thuần khiết Trong quá trình thủy phân cũng có những phản ứng khác xảy ra như phản ứng Maillard và tạo mùi hương đặc trưng phù hợp với sản phẩm

_ Giảm bớt hàm lượng muối trong các sản phẩm thủy phân

_ Loại trừ những phản ứng không mong muốn tạo ra bởi sự thủy phân bằng acid (như acid Chlohydric) sẽ phát sinh trong những chất có hại tiềm tang như 3- MCPD (hợp chất gây ung thư với liều lượng thấp)

_ Tạo ra những sản phẩm có giá trị hơn với những chức năng tốt hơn ví dụ như khả năng kết hợp với nước tạo ra từ những thành phần vật chất nhỏ trong dung dịch

2.3.7 Một số enzyme dùng trong phản ứng thủy phân protein

Bảng 2.11 Một số enzyme dùng trong phản ứng thủy phân protein

Sản phẩm Lợi ích/ khả năng ứng dụng

của sản phẩm

Liều lượng sử dụng ( g/kg

Pro) Flavourzyme 500MG

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đây là chế phẩm enzyme của quá trình lên men chìm của Aspergillus oryzae Là một

phức hợp gồm endo- peptidase, amino-peptidase, carcoxyl-peptidase và có cả hoạt tính amylase Flavourzyme 500MG: bột mịn, màu nâu, tan tốt trong nước Do vậy khi sử dụng cần hòa tan trong nước thành dung dịch enzyme để thích hợp cho việc sử dụng Điều kiện tối ưu:

+ pH: 5,5 – 6,5

+ Nhiệt độ: 55 – 65oC

Đây là sản phẩm enzyme được FAO/WHO, JECFA và FCC công bố đạt tiêu chuẩn dùng trong thực phẩm Sản phẩm này đã được công bố chất lượng bởi Bộ Y Tế Việt Nam số 16536/2005/YT-CNTC

Chúng tôi sử dụng Enzyme của công ty Nam Giang (đường HT25, Phường Hiệp Thành, Quận

12, Tp HCM)

3.1.2.2 HCl (Acid chlohydric)

HCl được dùng trong sản xuất acid amin có độ tinh khiết (>99%) và nồng độ cao (32%), nếu nồng độ thấp sẽ không đủ tác dụng để phân giải hết lượng đạm trong nguyên liệu Yêu cầu của HCl là không có kim loại nặng để tránh nhiễm độc

Yêu cầu chất lượng natricacbonat: độ tinh khiết trên 99.8%, không bị vón cục, hàm lượng Fe và những chất hòa tan khác phải ít

Thành phần hóa học và chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình kỷ thuật sản xuất và đặc biệt ảnh hưởng lớn đến đặc điểm, tính chất và chất lượng thành phẩm

Nước giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành sản phẩm do vậy nước đưa vào sản xuất luôn được kiểm tra chất lượng, thành phần hóa học của nước phải ổn định và không bị ôi nhiễm Nhóm chúng tôi sử dụng nước thủy cục theo TCVN

3.1.3 Địa điểm và thời gian thí nghiệm

• Phòng thí nghiệm trường Đại học kỹ thuật công nghệ Tp.HCM

• Phòng thí nghiệm trường Đại học công nghiệp Tp.HCM

Thời gian thí nghiệm 1/6/2010 đến 10/8/2010

3.2 Sơ đồ nghiên cứu

PHÁP NGHIÊN CỨU

GIAI ĐOẠN 3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

GIAI ĐOẠN 4 KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ

Tổng quan về tài liệu

Tìm hiểu các phương pháp phân tích chỉ tiêu ban đầu

Thiết lập quy trình công nghệ

Đề xuất quy trình sản xuất

Đưa ra các thông số của sản phẩm

Tính khả thi của đề tài

Kiến nghị