Đề tài: Ứng dụng enzyme trong công nghệ chế biến và bảo quản sữa

Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao. Cơ thể dễ dàng đồng hóa được vì nó chứa một lượng lớn các acid amin cần thiết mà cơ thể không thể tổng hợp được cùng với nhiều khoáng chất cần thiết cho các hoạt động sống của cơ thể như Kali, Phospho, Calci, cùng với các vitamin như A, B1, B2…Vì vậy, sữa được sử dụng phổ biến như là một nguồn dinh dưỡng không thể thiếu trong đời sống hằng ngày. Tuy nhiên, sữa là một loại thực phẩm rất dể hỏng, nên đòi hỏi ngành công nghệ thực phẩm phải tìm cách khắc phục yếu điểm này, cũng như là đảm bảo được lượng dinh dưỡng cho sữa. Vì vậy, để có thể bảo quản sữa được lâu cũng như là bảo vệ được các chất dinh dưỡng quý có trong sữa người ta đã áp dụng công nghệ enzyme trong quy trình chế biến và bảo quản sữa. Đây là một thành phần không thể thiếu để góp phần tạo nên giá trị dinh dưỡng cho sữa cũng như là giúp cho loại thực phẩm này ngày càng được sử dụng phổ biến hơn.LỜI MỞ ĐẦU4CHƯƠNG 1:5GIỚI THIỆU VỀ ENZYME51.1.Enzyme51.2.Vai trò của enzyme trong công nghiệp sản xuất sữa6CHƯƠNG 2:8GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG VÀ ĐẶC ĐIỂM VỆ SINH CỦA SỮA82.1.Khái niệm về sữa82.2.Giá trị dinh dưỡng92.2.1.Protein92.2.2.Lipit112.2.3.Glucid122.2.4.Chất khoáng132.2.5.Vitamin132.3.Đặc điểm vệ sinh của sữa14CHƯƠNG 3:15ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CHẾ BIẾN SỮA153.1.Một số enzyme được quan tâm nhiều trong kỹ thuật chế biến sữa153.1.1.Enzyme Lipase153.1.2.Enzyme Rennin163.1.3.Enzyme Phosphataza173.1.4.Enzyme Protease173.1.5.Enzyme Reductaza193.2.Ứng dụng enzyme trong đông tụ sữa20CHƯƠNG 4:24ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG BẢO QUẢN SỮA244.1.Ứng dụng của enzyme trong bảo quản sữa244.1.1.Bảo quản sữa bằng phức chất LPS244.1.2.Enzyme oxy hóa Glucose oxydase – Catalase254.1.3.Lysozyme26CHƯƠNG 5:27KẾT LUẬN27TÀI LIỆU THAM KHẢO28

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN H A SINH HỌC THỰC PHẨM

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013

M C C

ỜI M Đ U 4

CHƯƠNG 1 5

GIỚI THIỆU VỀ N M 5

1.1 Enzyme 5

1.2 Va trò của enzyme tron côn n ệp sản xuất sữa 6

CHƯƠNG 2 8

GI TR INH Ư NG VÀ Đ C ĐIỂM VỆ SINH C A S A 8

2.1 K á n ệm về sữa 8

2.2 G á trị n ưỡng 9

2.2.1 Protein 9

2.2.2 Lipit 11

2.2.3 Glucid 12

2.2.4 Chất k oán 13

2.2.5 Vitamin 13

2.3 Đặc đ ểm vệ sinh của sữa 14

CHƯƠNG 3 15

NG NG C A N M TRONG CH BI N S A 15

3.1 Một số enzyme được quan tâm n ều trong kỹ thuật chế biến sữa 15

3.1.1 Enzyme Lipase 15

3.1.2 Enzyme Rennin 16

3.1.3 Enzyme Phosphataza 17

3.1.4 Enzyme Protease 17

3.2 ng dụn enzyme tron đôn tụ sữa 20

CHƯƠNG 4 24

NG D NG C A ENZYME TRONG BẢO QUẢN S A 24

4.1 ng dụng của enzyme trong bảo quản sữa 24

4.1.1 Bảo quản sữa bằng phức chất LPS 24

4.1.2 nzyme oxy óa Glucose oxy ase – Catalase 25

4.1.3 Lysozyme 26

CHƯƠNG 5 27

K T U N 27

TÀI IỆU THAM KHẢO 28

ỜI M Đ U

Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao Cơ thể dễ dàng đồng hóa được vì nó chứa một lượng lớn các acid amin cần thiết mà cơ thể không thể tổng hợp được cùng với nhiều khoáng chất cần thiết cho các hoạt động sống của cơ thể như Kali, Phospho,

nguồn dinh dưỡng không thể thiếu trong đời sống hằng ngày Tuy nhiên, sữa là một loại thực phẩm rất dể hỏng, nên đòi hỏi ngành công nghệ thực phẩm phải tìm cách khắc phục yếu điểm này, cũng như là đảm bảo được lượng dinh dưỡng cho sữa Vì vậy, để có thể bảo quản sữa được lâu cũng như là bảo vệ được các chất dinh dưỡng quý có trong sữa người ta đã áp dụng công nghệ enzyme trong quy trình chế biến và bảo quản sữa Đây là một thành phần không thể thiếu để góp phần tạo nên giá trị dinh dưỡng cho sữa cũng như là giúp cho loại thực phẩm này ngày càng được sử dụng phổ biến hơn

Chúng tôi đã chọn đề tài “ứng dụng của enzyme trong công nghệ chế biến và bảo

quản sữa” để giúp mọi người biết được rõ ràng hơn về các loại enzyme được ứng dụng trong

sữa và tác dụng mà nó mang lại Đồng thời bài báo cáo này của chúng tôi sẽ giúp mọi người

có cái nhìn khách quan hơn về việc ứng dụng công nghệ enzyme trong công nghệ sản xuất và bảo quản sữa

Do thời gian có hạn nên thông tin do nhóm tìm kiếm chưa được đầy đủ và còn nhiều thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn để bài tiểu luận của nhóm được hoàn thiện hơn Đồng thời, nhóm chúng tôi in gửi lời cảm ơn đến các thầy

cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã hướng d n chúng tôi thực hiện tốt bài tiểu luận này

in chân thành cảm ơn!

cơ thể sống ho c ở ngoài cơ thể

úc tác enzyme có nhiều hơn h n các úc tác thong thường như: cường lực úc tác lớn, t nh đ c hiệu cao, không độc, có thể tác dụng trong điều kiện nh nhàng, đơn giản Hầu hết phản ứng được úc tác bởi enzym đều có tốc độ cao hơn nhiều so với khi không được úc tác

Song có thể sản uất enzyme t các nguyên liệu giá r nhưng mang lại hiệu quả kinh

tế cao, nhờ vậy enzyme được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, y học,…

nh .1 t enzyme

T n c ất

enzym có dạng hình cầu và không đi qua màng bán thấm do có k ch thước lớn

các dung môi không phân cực

 Không bền dưới tác dụng của nhiệt độ, nhiệt độ cao thì enzym bị biến t nh Một trường a t hay bazơ cũng làm enzym mất khả năng hoạt động

anion hay trung hòa điện

amylase và các enzym hai cấu tử (trong phân tử còn có nhóm không phải protein)

1.2 Va trò của enzyme tron côn n iệp sản xuất sữa

Các enzyme này có m t trong sữa t tuyến sữa, t vi sinh vật có trong không kh và t nhiều nguồn khác Con người còn chủ động đưa vào các loại vi khuẩn, nấm men ho c enzyme của sữa

Enzym do tuyến vú tiết ra ho c do vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên Sự có m t của các enzym là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học của sữa trong quá trình bảo quản,

d n đến làm giảm chất lượng ho c hư hỏng sữa Nhưng một số enzym trong sữa có vai trò kháng khuẩn như lactopero ydase, lysozyme Hàm lượng vi sinh vật càng nhiều thì thành phần enzym càng đa dạng và hoạt t nh càng cao, có hơn 60 enzym trong sữa

Các loại enzyme dùng trong chế biến sữa chia thành sáu nhóm:

úc tác tự nhiên bởi enzyme bản thể hay do nhà công nghệ đưa vào để đạt mục đ ch đ t ra Enzyme có 4 vai trò ch nh trong công nghệ thực phẩm:

 Enzyme khắc phục khiếm khuyết tự n n của n uy n l ệu: Trong thực tế

nếu chất lượng nguyên liệu quá kém người ta phải điều khiển các phản ứng úc tác bởi enzyme để tạo nên các thành phần thiếu hụt trong nguyên liệu đưa vào sản xuất

 nzyme nân cao á trị t ƣơn p ẩm của n uy n l ệu: Nhờ tác dụng của

enzyme mà giá trị thương phẩm cao hơn rất nhiều, chúng có thể là các sản phẩm không những có giá trị dinh dưỡng cao mà còn phục vụ được cho các mục đ ch khác ngoài thực phẩm như y học

 nzyme là côn cụ tron quá trìn c uyển óa côn n ệ: Trong các nhà

máy chế biến thực phẩm thì enzyme được sử dụng như một công cụ của toàn bộ quá trình chuyển hóa ho c là toàn bộ quá trình chuyển hóa trong dây chuyền chế biến Nếu thiếu sự có

m t của nó thì quá trình chế biến không thành công

 nzyme tăn t n c ất cảm quan của sản phẩm: Trong chế biến thực phẩm

sau khi áy ra các giai đoạn chuyển hóa ch nh, thông thường các sản phảm thực phẩm chưa

h n đã đạt chất lượng cảm quan tối ưu Vì thế chúng có các giai đoạn hoàn thiện sản phẩm, trong giai đoạn này ho c là tạo nên những điều kiên mới cho các enzyme bản thể có lợi phát huy tác dụng có lợi ho c bổ sung các enzyme t ngoài vào để làm tăng chất lượng cảm quan như cải thiện mùi và vị của sản phẩm

Vì vậy có thể nói enzyme đóng vai trò chủ chốt trong các quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm

CHƯƠNG 2

GI TR INH Ư NG VÀ Đ C ĐIỂM VỆ SINH

C A S A

2.1 K á n ệm về sữa

Sữa là một chất lỏng màu trắng đục tạo ra bởi các loài động vật có vú Độ đục của sữa

là do các chất béo, protein, một số khoáng tạo nên Màu sắc của sữa chủ yếu phụ thuộc vào

Sữa nhân tạo là sữa do con người chế biến lại t sữa tươi Có nhiều dạng sữa nhân tạo:

trong sữa bay hơi tới 60%

lý để ổn định các protein casein

44% trọng lượng của sản phẩm cuối cùng Hàm lượng đường cao sẽ giúp ức chế sự phát triển của vi khuẩn trong sữa đ c

Có một số sản phẩm sữa lên men như phomat, kem chua (sour cream) và sữa chua là sản phẩm sữa tươi

Sữa là loại thức uống đ c biệt, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng và có mùi vị thơm ngon Không những thế, sữa là loại thực phẩm chứa các chất các chất dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất Các sản phẩm t sữa là rất đa dạng và phổ biến T nguyên liệu sữa, người ta đã cho ra vô vàn các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị khác nhau

Sữa chứa hầu hết các men có trong tự nhiên Các men này vào sữa theo tuyến sữa và

t các vi sinh vật trong không kh hay dụng cụ chứa sữa như lipase, protease

2.2 G á trị n ƣỡng

2.2.1 Protein

Protein của sữa rất quý, rất đ c biệt; có chứa nhiều và hài hòa các acid amin cần thiết

và có sự đồng hóa cao Cơ thể con người sử dụng protein sữa để tạo thành hemoglobin dễ dàng hơn bất cứ protein của thực phẩm nào khác Độ tiêu hóa của protein sữa đạt 96 – 98%

Protein của sữa gồm 3 nhóm chủ yếu: casein, lactoalbumin, lactoglobulin và còn vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể

 Casein: là thành phần cơ bản của protein sữa, do lượng casein chiếm hơn 75%

tổng số protein trong sữa động vật, là một loại photphoprotit, có nhiều Lysin rất cần thiết cho

sự phát triển của tr em

nh 2 2 Cấu trúc micelle của casein Chú thích: A: dưới micelle; B: chuỗi bề m t; C: Phosphat canxi; D: κ – casein; E:

nhóm phosphat

Casein trong sữa bao gồm nhiều loại casein khác nhau, casein, casein, κ casein,

thành phần chủ yếu có trong sữa bò nhưng lại là thứ yếu trong sữa người κ – casein là một glycoprotein và nó hiện diện khắp nơi trong thể mi en casein Ch nh vì vậy mà mi en ở trạng thái ổn định

– casein và – casein không tan trong sữa tươi Các protein này chứa nhóm phosphate (phosphor chiếm khoảng 0,8% trong toàn casein) và nhóm phosphate này kết hợp

với ion Ca2+ Sự trung hòa một phần lớn các điện t ch âm ngăn ng a – casein và – casein kết khối và kết tủa

Hai phân tử casein có thể tồn tại một cách ổn định trong sữa là do có sự hiện diện của – casein Casein không tồn tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các hạt mi en có

k ch thước t 0,003 – 0,3 m Trung bình mỗi hạt chứa hàng ngàn phân tử – casein và – casein Hiệu quả bảo vệ của – casein có thể là do nó góp phần gia tăng điện t ch âm của hạt

Mỗi hạt casein chứa khoảng 70% nước và 30% chất khô Trong thành phần chất khô

casein chiếm khoảng 93% và muối (chủ yếu là can i phosphate) chiếm khoảng 7%

 Lactoalbumin: còn gọi là albumin của sữa Hàm lượng lactoalbumin trong sữa

không nhiều khoảng 0,5 – 1,0% tùy t ng loại sữa Lượng casein chiếm khoảng 12% ( t hơn 75%) tổng số protein trong sữa động vật

Trong sữa non có nhiều lactoalbumin hơn sữa thường Sữa m thuộc loại sữa albumin Lactoalbumin khác với casein là không chứa phosphor nhưng có nhiều lưu huỳnh và tryptopan (0,7%) làm cho sữa có mùi vị khó chịu

Ngoài ra, lactoalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, lactoalbumin bị đông tụ Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh

và mau Các enzyme làm đông tụ casein không có khả năng làm đông tụ lactoalbumin Sau khi đông tụ, lactoalbumin mất khả năng hòa tan lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi

 Lactoglobulin: còn gọi là globulin của sữa Hàm lượng lactoglobulin trong sữa

khoảng 0,1% Lượng casein chiếm khoảng 6% tổng số protein sữa động vật

Globulin sữa có nhiều trong sữa non, thuộc loại protein đơn giản và là protein hoàn thiện Trong sữa, globulin tồn tại dưới dạng keo và có độ phân tán kém hơn so với albumin sữa khoảng 18000

Globulin có 3 dạng đồng phân: - glactoglobulin, epglobulin, pseudogglobulin Chúng khác nhau về khả năng hòa tan trong nước và t nh kháng trùng

– glactoglobulin không tan trong nước, hòa tan tốt trong dung dịch muối loãng, epglobulin tan trong nước khi có m t muối Pseudogglobulin hòa tan trong nước nguyên chất

Gần giống với lactoalbumin, lactoglobulin không chứa phospho nhưng có lưu huỳnh làm cho sữa có mùi vị khó chịu

2.2.2 Lipit

Lipid là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa Lipid sữa có giá trị sinh học và dinh dưỡng cao:

nh 2 2 2 Thành phần chất béo trong ữa

Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng Có loại sữa t béo, khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5 – 6g trong 100ml sữa

Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ K ch thước của những hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài giống, tùy t ng con vật, thời gian khác nhau trong thời kì tiết sữa,…Các hạt chất béo k ch thước lớn thì dễ tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có k ch thước nhỏ Khi để sữa yên l ng một thời gian, các hạt chất béo của sữa sẽ nổi lên trên m t thành một lớp váng mỏng gọi là váng sữa

Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và còn lại là các acid béo không no cần thiết Trong số những acid béo trong sữa

có khá nhiều acid béo dễ hòa tan trong nước (v dụ acid caproic)

Ngoài chất béo thuộc nhóm lipid của sữa còn có phosphatide và một số chất khác nhưng hàm lượng không nhiều, phosphatide có khoảng 0,5 – 0,7g / lit sữa, trong đó chủ yếu

là lecithin

2.2.3 Glucid

Glucide có trong sữa chủ yếu là lactose - một loại đường kép Hàm lượng lactose trong sữa khoảng 4,5 – 5,1% tùy theo t ng loại sữa Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng 2,7 – 5,5%, thường là 4,9%; trong sữa m là 7% Lactose trong sữa ở dưới dạng hòa tan

nh 2 2 3 Cấu tạo không gian của lactose

Lactose khó bị thủy phân hơn các loại đường khác Lactose bị thủy phân sẽ cho một phân tử glucose và một phân tử galactose

C 12 H 22 O 11 C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

Lactose Glucose Galactose

Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen Vì vậy khi khử trùng sữa một phần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường s m hơn lúc chưa khử trùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amin của protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu s m

Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic Dưới tác dụng của vi khuẩn propionic, acid lactic có thể chuyển hóa thành acid propionic, acid acetic và kh cacbonic Phản ứng này là cơ sở của quá trình chế biến một

Sữa là nguồn thức ăn cung cấp can i đ c biệt quan trọng đối với tr em và không thể thay thế được Mỗi ngày chỉ cần cho tr uống 0,5 lit sữa đã đủ nhu cầu canxi cho tr (500mg/ngày)

Trong sữa có nhiều loại muối khoáng, phổ biến là muối photphat, clorua, citrat, caseinat…Hàm lượng muối can i và phosphor trong sữa cao giúp cho quá trình tạo thành ương và các hoạt động của não Các muối khoáng có tỉ lệ Ca/P hài hòa phù hợp với đ c

điểm tiêu hóa

2.2.5 Vitamin

Sữa là thức ăn có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể, nhưng hàm lượng các vitamin không cao lắm Số lượng và hàm lượng các loại vitamin trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và tuổi của các loại gia súc,…

Trong sữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo (vitamin A, D, E, K…),

; còn các vitamin khác không đáng kể

2.3 Đặc đ ểm vệ sinh của sữa

Sữa tươi có chất lượng tốt phải có màu trắng ngà, hơi vàng, mùi thơm đ c hiệu của sữa Khi sữa có dấu hiệu kết tủa thì chắc chắn sữa đã bị nhiễm khuẩn Ðể đánh giá chất lượng

vệ sinh của sữa người ta thường dựa vào các chỉ tiêu sau:

sữa Với sữa tươi nguyên chất, tỷ trọng dao động t 1,029 đến 1.034 Nếu sữa bị pha loãng thì tỷ trọng sẽ hạ thấp và nếu bị lấy mất bơ thì tỷ trọng sẽ tăng lên

 Độ chua của sữa: là phản ánh độ tươi tốt của sữa Ðộ chua của sữa tươi dao động t

nữa thì sữa đó chắc chắn đã bị nhiễm khuẩn Nếu vắt sữa theo đúng yêu cầu vệ sinh thì sữa mới vắt ra là vô khuẩn

Thời gian vô khuẩn có thể kéo dài nếu sữa được bảo quản ở nhiệt độ thấp Nếu như trong quá trình vắt sữa, bảo quản, vận chuyển, chế biến và mua bán sữa không tuân thủ nghiêm ng t những yêu cầu vệ sinh của nó thì sữa có thể truyền một số bệnh cho người tiêu dùng như bệnh lao, bệnh sốt sẩy thai súc vật, bệnh than,