Bài thuyết trình quá trình đông tụ protein trong sản xuất phomat

Quá trình đông tụ proteinĐể tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường sử dụng một trong hai phương pháp sau : - Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein - Sử dụng enz

NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH

I Giới thiệu về Protein sữa - Casein

I Giới thiệu về Protein sữa - Casein

III.Cơ sở khoa học của quá trình đông tụ casein

III.Cơ sở khoa học của quá trình đông tụ casein

IV.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ protein trong sữa

IV.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ protein trong sữa

V Thiết bị đông tụ protein trong sữa

I Giới thiệu về Protein sữa - Casein

Phomat (cheese –fromage)

là một trong những loại thực phẩm xa xưa nhất của nhân loại, xuất hiện từ 6000 năm TCN (tại Ai Cập)

Phomat là một sản phẩm lên men được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê, sữa cừu) với sự tham gia của một số nhóm vi sinh vật

Hình ảnh minh chứng từ Ai Cập

I Giới thiệu về Protein sữa - Casein

• Casein là tên của một nhóm protein chủ yếu

trong sữa Casein có mặt trong tất cả các sữa động vật, bao gồm cả sữa người

• Trong sữa bò casein chiếm gần 80% tổng số

protein hay khoảng 26 g cho 1 lít sữa

Sữa mẹ có thành phần Carbohudrat

cao nhất

I Giới thiệu về Protein sữa - Casein

casein

α-casein

κ-casein γ-casein

β-casein

• Casein được chia

làm bốn nhóm nhỏ casein, β-casein, γ-casein và κ-casein

α-• Cả bốn nhóm này

đều rất không đồng nhất và có chứa từ 2 – 8 các biến thể gen khác nhau

• Những biến thể này

khác nhau chỉ bởi một số ít axit amin

 Do có nhiều nhóm phosphate và những

nhóm kỵ nước trong phân tử casein, các

phân tử polyme được hình thành từ

casein rất đặc biệt và bền.

Hình 1 : một micelle casein

Những phân tử này được cấu tạo từ hàng trăm và hàng nghìn những phân tử đơn lẻ và hình thành nên dung dịch keo, tạo nên màu trắng của sữa

Những phức chất này được gọi là các

micelle casein

 Các micelle casein bao gồm một phức hợp các tiểu micelle,

 D= 15 đến 20nm (1 nm = 10–9 m).

 Một micelle với kích thước trung bình có tới

400 đến 500 tiểu micelle và có thể có kích thước lớn tới 0.4 micron (0.0004 mm)

E: nhóm phosphat

I Giới thiệu về Protein sữa - Casein

Casein và các nhóm carbonhydrate của nó rõ ràng rất quan trọng trong sản xuất phomat

Được sử dụng trong công đoạn đầu tiên của quá trình

sản xuất phomat, men dịch

vị loại bỏ carbonhydrate của casein ra khỏi bề mặt của micelle Do đó các micelle

sẽ mất đi khả năng hòa tan

và liên kết với nhau để tạo thành sữa đông

II Quá trình đông tụ protein

Đông tụ casein trong sữa là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang trạng thái khối

đông với cấu trúc gel.

Đây là một trong những quá trình quan trọng

nhất trong quy trình sản xuất phomai.

II Quá trình đông tụ protein

Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường sử dụng một trong hai phương pháp sau :

- Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein 

- Sử dụng enzyme động vật đông tụ sữa

Chỉnh giá trị pH về điểm đẳng điện

II Quá trình đông tụ protein

Trước hết photphat

canxi có trong micelle

casein sẽ hòa tan và

canxi có trong micelle

casein sẽ hòa tan và

4.2 -4.7

Sau đó độ pH của sữa sẽ tiến đến điểm đẳng điện của từng loại casein Điểm đẳng điện là điểm mà tại đó khả năng hòa tan của casein là thấp nhất và thường nằm trong khoảng

4.2 -4.7

Chỉnh giá trị pH về điểm đẳng điện

II Quá trình đông tụ protein

Hai quá trình này khởi đầu sự thay

đổi trong chính những micelle, bắt đầu là sự tăng về kích thước của micelle thông qua quá trình kết tụ và cuối cùng tạo thành một khối kết tụ

Sử dụng enzyme đông tụ sữa

II Quá trình đông tụ protein

Sử dụng enzyme đông tụ sữa: chúng được thu nhận và tinh sạch từ nhiều nguồn gốc, được thương mại hóa với những tên gọi

khác nhau

Nhóm Nguồn gốc Tên enzyme

Động vật

Dạ dày bê Dại dày cừu

Thực vật Cynara cardunculus Chymosin 1, 2, 3 hoặc cardosin A, B

Vi sinh vật

Rhizomucor miehei Rhizomucor pusillus Cryphonectria

parasitica

Aspartic protease Aspartic protease Aspartic protease  

Vi sinh vật

chuyển gen

chymosin từ bê

Aspergillius niger Kluyveromyces lactics

Chymosin B Chymosin B  

Một số enzyme đông tụ sữa sử dụng trong sản

xuất phomat

Quy trình cấy enzyme chymosin trong dạ dày

vào tế bào nấm men

Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ

sữa từ động vật

Nguồn enzyme phổ biến nhất được tách chiết

từ ngăn thứ tư dạ dày bê

đến 80-90% và pepsin chỉ khoảng 10-20%

trong ngăn thứ tư dạ dày sẽ thay đổi

Chymosin trong ngăn thứ tư dạ dạy bê tồn tại dưới

- Bền hơn, không bị phân hủy thành chymosin C.

- Hoạt tính riêng thấp hơn:

223 đơn vị IMCU/mg.

Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ thực vật

Cynara cardunculus

• Enzyme này thuộc nhóm Aspartic protease

và khả năng gây đông

tụ sữa của nó không thua kém chymosin

Từ xưa ở Bồ Đào Nha, người ta sử dụng dịch chiết hoa Cynara cardunculus làm tác

nhân gây đông tụ sữa

để chế biến một số loại phô mai nổi tiếng như Serra, Serpa…

Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông

tụ sữa từ thực vật

Enzyme đông tụ sữa từ Rhizomucor miehei và

Rhizomucor pusillus Enzyme này bền nhiệt và có

hoạt lực thủy phân protein khá cao

Enzyme đông tụ sữa từ Cryphonectria parasitica là

một protease acid với hoạt tính thủy phân protein rất cao

Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ vi

sinh vật

Rhizomucor miehei

Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ vi sinh vật chuyển

gen

Đặc điểm của một số chế phẩm enzyme đông tụ sữa từ vi sinh vật chuyển

gen

Gần đây, những thành tựu

của kỹ thuật di truyền đã giúp

cho những nhà nghiên cứu

thành công trong việc chuyển

gen chymosin từ bê vào tế

bào vi sinh vật như vi khuẩn

E.coli, nấm men Kluyveromyces lactics hoặc

nấm mốc Aspergillius niger

III.Cơ sở khoa học của quá trình đông tụ casein

• Cơ sở khoa học đông tụ casein bằng

phương pháp sử dụng điểm đẳng điện

Casein trong sữa tồn tại dưới dạng micell

Chúng có điểm đẳng điện pI=4,6.

Casein trong sữa tồn tại dưới dạng micell

Chúng có điểm đẳng điện pI=4,6.

Khi bảo quản sữa tươi ở 4 , các micell sẽ bị phân ly một phần thành các tiểu micell, sau 24h có đến 50% -casein sẽ liên kết một cách chậm chạp lại với micell ban đầu.

Khi bảo quản sữa tươi ở 4 , các micell sẽ bị phân ly một phần thành các tiểu micell, sau 24h có đến 50% -casein sẽ liên kết một cách chậm chạp lại với micell ban đầu.

Nếu ta đưa pH sữa về giá trị 4,6- điểm đẳng điện của casein-sẽ làm tăng lực hút tĩnh điện giữa các phân tử với nhau Khi đó casein sẽ chuyển sang trạng thái không tan

và sẽ xuất hiện các khối đông tụ sữa

III.Cơ sở khoa học của quá trình đông tụ casein

• Cơ sở khoa học quá trình đông tụ casein sữa

Liên kết peptid bỵ gãy

bởi chymosin

Đầu

COOH

Giai đoạn 2: đông tụ casein

caseinomacropeptide trong phân tử k-casein

bắt đầu liên kết lại với nhau

 Bề mặt micelle trở nên ưa béo hơn do chỉ

chứa các phân đoạn paracasein k và chúng

có thể liên kết với nhau một cách dễ dàng hơn

micelle và góp phần làm tăng kích thước khối đông tụ

Trong cấu trúc gel của

casein là thành phần chính người ta còn tìm thấy lipid, lactose, nước và một số chất khác

Giai đoạn 3: Kết thúc quá trình đông tụ và

tách huyết thanh sữa.

Giai đoạn 3: Kết thúc quá trình đông tụ và

tách huyết thanh sữa.

Khi casein đã đông tụ hoàn toàn, người ta thực hiện giai đoạn tách khối đông ra khỏi

huyết thanh sữa

Khi casein đã đông tụ hoàn toàn, người ta thực hiện giai đoạn tách khối đông ra khỏi

huyết thanh sữa

IV Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

đông tụ protein trong sữa

IV Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

đông tụ protein trong sữa

Hàm lượng chymosin sử dụng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân liên kết peptide đặc

hiệu trong phân tử k-casein

vào tần số va chạm của các micelle đã giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề

mặt chúng

Hàm lượng chymosin sử dụng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân liên kết peptide đặc

hiệu trong phân tử k-casein

Còn tốc độ quá trình đông tụ sữa lại phụ thuộc

vào tần số va chạm của các micelle đã giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề

mặt chúng

Hàm lượng enzyme sử dụng.

 Hàm lượng chymosin

sử dụng càng cao thì tốc độ phản ứng thủy phân k- casein sẽ càng lớn

Số micelle giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng sẽ càng nhiều, tốc độ quá trình đông tụ sẽ nhanh hơn.

 Hàm lượng chymosin

sử dụng càng cao thì tốc độ phản ứng thủy phân k- casein sẽ càng lớn

Số micelle giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng sẽ càng nhiều, tốc độ quá trình đông tụ sẽ nhanh hơn.

Hàm lượng enzyme sử dụng.

Hoạt tính enzyme phụ thuộc pH Giá trị pH tối ưu của chymosin là 6,0

Ngoài ra, pH cũng ảnh hưởng đến cấu trúc micelle trong sữa

pH

Nhiệt độ

Ion calci sẽ làm giảm điện tích của các casein do chúng tạo liên kết với các nhóm tích đện trong phân tử casein, do đó sẽ làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle với nhau và giúp cho quá trình đông tụ sữa diễn ra nhanh và dễ dàng hơn.

Calci

CO2 cóthể tìm thấy trong sữa tươi

Việc bổ sung CO2 vào sữa

sẽ làm giảm pH tự nhiên của sữa xuống 0,1÷0.3 đơn vị Khi đó,thời gian đông tụ sẽ được rút ngắn

CO2

Thiết bị đông tụ thế hệ mới

V Thiết bị đông tụ protein trong sữa

Các bộ phận chính1.Dụng cụ khuấy và cắt

2 Lọc nước sữa

3.Motor quay4.Lớp vỏ trong khi xử lý

nhiệt 5.Nắp đậy6.Đầu phun vệ sinh thiệt bị

Bể đông tụ Protein

5 Xe đẩy với bơm và dụng

cụ chứa huyết thanh sữa

THANKYOU FOR YOUR

LISTENING