Ứng dụng enzyme trong công nghệ thực phẩm trở thành chất xúc tác hữu hiệu giúp thúc đẩy quá trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm
Ứng dụng enzyme trong công nghệ thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm. Enzyme giúp tăng tốc các phản ứng hóa học, cải thiện chất lượng sản phẩm và gia tăng giá trị dinh dưỡng. Đồng thời, nó còn đảm bảo lợi ích kinh tế và môi trường bằng cách giảm thiểu hóa chất và năng lượng.
Nội dung
1. Enzyme là gì? Enzyme có mấy loại?
Enzyme (men) là chất xúc tác quan trọng trong các phản ứng có thành phần chính là protein. Chúng được chia làm 2 loại: enzyme tiêu hóa và enzyme chuyển hóa với các chức năng riêng. Ngoài do cơ thể sản xuất, enzyme còn được bổ sung thông qua đa dạng thực phẩm. Nó đảm bảo các cơ quan hoạt động trơn tru, khỏe mạnh.
- Enzyme tiêu hóa: Được tiết ra từ tuyến nước bọt, dạ dày, tuyến tụy và ruột non. Nhờ đó, thức ăn được tiêu hóa tốt và dễ dàng hấp thu các chất dinh dưỡng.
- Enzyme chuyển hóa: Được sinh ra trong các tế bào. Nó giúp cơ thể tổng hợp và cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống. Cụ thể là hít thở, suy nghĩ, vận động,…
Hình dạng của enzym sẽ gắn liền với chức năng của nó. Do đó, chúng có thể thay đổi hình dạng, kích thước tùy theo một số yếu tố. Cụ thể là nhiệt độ, bệnh tật hoặc các điều kiện khắc nghiệt khác. Enzyme hoạt động kém hoặc không hoạt động có thể ảnh hưởng đến các chức năng cơ thể mà nó tham gia hỗ trợ.
2. Những điều cần biết về enzyme trong thực phẩm
Dưới đây là những enzyme trong thực phẩm khá phổ biến đã được BCC tổng hợp:
2.1 Dứa
Dứa là thực phẩm giàu enzyme bromelain. Ngoài cải thiện hệ tiêu hóa, loại enzyme này còn được sử dụng để điều trị một số rối loạn sức khỏe. Bao gồm các triệu chứng liên quan đến bệnh viêm khớp.
2.2 Kiwi
Enzyme trong Kiwi được khuyên dùng để cải thiện tiêu hóa. Do chứa nhiều enzyme tiêu hóa. Đặc biệt là protease với tên gọi actinidain. Chúng giúp cơ thể tiêu hóa protein và làm mềm thịt. Ngoài ra, quả kiwi còn chứa nhiều enzym khác khiến trái cây nhanh chín.
2.3 Đu đủ
Đu đủ chứa nhiều papain. Đây là loại enzyme hỗ trợ cơ thể tiêu hoá tốt protein. Enzyme được sử dụng như chất làm nhừ thịt khi nấu thức ăn. Bởi khả năng tách chuỗi protein trong tổ chức mô xơ cứng của thịt.
2.4 Xoài
Enzyme amylase là enzyme tự nhiên có trong xoài giúp phá vỡ một số tinh bột thành đường mantose. Bởi vậy những trái xoài xanh đã già có thể mềm đi nhanh chóng chỉ sau vài ngày.
2.5 Chuối
Enzyme trong thực phẩm, ví dụ như chuối có chứa rất nhiều enzym tiêu hóa tự nhiên, như amylase và glucosidase có khả năng phân hủy carbs phức tạp như tinh bột thành các phân tử đường nhỏ hơn và dễ hấp thụ hơn. Tương tự xoài, khi chuối bắt đầu chín, các enzym này giúp phân hủy tinh bột thành đường. Đó là lý do tại sao chuối chín vàng thường ngọt hơn chuối xanh chưa chín.
2.6 Bơ
Bơ là thực phẩm giàu enzyme lipase giúp phân giải các phân tử chất béo thành các phân tử nhỏ hơn. Cụ thể là acid béo và glycerol. Từ đó, hỗ trợ hệ tiêu hóa và nâng cao khả năng hấp thu. Ngoài ra, trong bơ còn chứa các enzyme khác như polyphenol oxidase, Chúng có tác dụng biến quả bơ xanh thành nâu khi có oxy.
2.7 Mật ong
Mật ong chứa rất nhiều loại enzyme. Điển hình là enzyme diastase, invertase và catalase. Chúng hỗ trợ tiêu hóa carbohydrate và protein bằng cách phân hủy chúng thành các axit amin cần thiết cho cơ thể.
2.8 Kim chi
Kim chi chứa vi khuẩn thuộc chủng Bacillus. Chúng có thể sản sinh ra protease, lipase và amylase. Những enzyme này hỗ trợ tiêu hóa protein, chất béo và carbs. Chưa kể, kim chi còn giúp giảm cholesterol và các yếu tố nguy cơ bệnh tim mạch.
2.9 Gừng
Gừng không chỉ là gia vị nấu ăn. Nó còn là thảo dược hỗ trợ sức khỏe nhờ chứa nhiều enzyme tiêu hóa. Cụ thể là protease zingibain.
Xem thêm:
- Công nghệ Enzyme – Chi tiết quy trình và ứng dụng thực tiễn
- Enzyme là gì? Thành phần thiết yếu cho mọi phản ứng của cơ thể
3. Các loại enzyme trong ngành công nghiệp thực phẩm
Với ưu thế vượt trội, enzyme được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm. Rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh được hiệu quả này. Bởi vậy, enzyme đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp. Đặc biệt là công nghiệp thực phẩm.
3.1 Glucoamylase
Enzyme Glucoamylase là chất xúc tác quá trình thủy phân tinh bột polysacarite từ đầu không khử. Đồng thời, giải phóng β-glucose. Chúng là các enzyme đường hóa và có mặt ở hầu hết các sinh vật sống. Đa số chúng đều hoạt động ổn định ở nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ cao, hình dạng thay đổi khiến hoạt tính bị giảm sút. Enzyme này được sử dụng để điều chế siro có hàm lượng glucose và fructose cao trong ngành chế biến bánh mì. Ngoài ra, nó còn được sử dụng hiệu quả trong điều chế rượu sake, nước tương và bia ít cồn.
3.2 Protease (Peptit-hidrolase)
Protease là chất dẫn trong quá trình thủy phân các liên kết peptide trong protein và polypeptide. Và axit amin chính là sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển axit amin. Protease được phân loại dựa trên nguồn gốc, hoạt tính và bản chất xúc tác. Hiện nay, Protease chia thành 2 nhóm: exopeptidase và endopeptidase. Phân loại này dựa vào vị trí hoạt động trên chuỗi polypeptide. Chúng thường có ở thực vật, động vật và vi sinh vật. Trong đó, enzyme ở vi sinh vật là phong phú nhất. Bao gồm: vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn,…
Protease được sử dụng trong một số ngành sản xuất. Cụ thể là chế biến thực phẩm (sản xuất pho mát, làm mềm thịt, nâng cao chất lượng bia, xử lý phế phụ phẩm,…), sản xuất chất tẩy rửa, dược phẩm, nông nghiệp,…
3.3 Pectinase
Pectinase là enzyme xúc tác trong quá trình thủy phân glycoside trong các chuỗi polymer pectic. Một số thực phẩm giàu Pectinase: cà chua, dứa, cam, bột chanh, vỏ cam,… Chúng làm chất nền tự nhiên, tăng cường hoạt động cho enzyme này. Nhóm Pectinase chia thành Polygalacturonase, Pectin esterase, Pectin lyase và Pectate lyase. Chưa kể, chúng còn được sản sinh từ vi khuẩn tự nhiên và tái tổ hợp. Từ đó, làm tăng khả năng chịu nhiệt và hiệu suất hoạt động.
Chất enzyme này sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Đặc biệt là trong sản xuất ép trái cây. Bởi khi có pectin, khối quả nghiền có khả năng kết dính khiến dịch quả không thoát ra được. Điều này khiến nước quả trong suốt, dễ lọc và gia tăng hiệu suất. Đồng thời, hỗ trợ chất màu, tanin và các chất hòa tan khác. Dạng enzyme cố định có nhiều ưu điểm vượt hơn so với enzyme thông thường (enzyme hòa tan). Ngoài ra, nó còn được ứng dụng trong: Sản xuất rượu vang, sản xuất nước quả và nước uống không có cồn, mứt, nước giải khát, cà phê,…
3.4 Cellulase
Cellulose là enzyme xúc tác giúp chuyển hóa cellulose thành chất hòa tan. Liều lượng phù hợp giúp gia tăng hiệu quả cải thiện hệ tiêu hóa. Đây còn là thành phần cơ bản trong tế bào thực vật. Enzyme này có mặt trong rau, củ, quả, nguyên liệu, phế liệu ngành trồng trọt. Tuy nhiên, người và động vật khó có thể phân giải Cellulose. Đồng thời, phế phẩm có cellulase hoạt độ cao rất khó thu được. Chế phẩm cellulase được ứng dụng trong:
- Tăng chất lượng thực phẩm và thức ăn gia súc. Cụ thể là tăng độ hấp thu, nâng cao khả năng điều vị và làm mềm thực phẩm thực vật. Điều này đặc biệt quan trọng với thức ăn cho trẻ.
- Tăng hiệu suất trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật
- Xử lý các loại rau quả (bắp cải, hành, táo), lương thực (gạo), chè, các loại tảo biển,…
- Tăng chất lượng agar-agar trong sản xuất bia. Chế phẩm cellulase giúp tận thu phế liệu thực vật đem thủy phân, làm thức ăn gia súc và công nghệ lên men
3.5 Lipase
Enzyme Lipase hỗ trợ quá trình thủy phân các chất béo chuỗi dài. Chúng xuất hiện ở dạ dày và tuyến tụy giúp tiêu hóa chất béo và lipid. Lipase được sản xuất bởi nấm, nấm men và vi khuẩn. Enzyme vi sinh vật chiếm đến 90% thị trường lipase toàn cầu. Ứng dụng của enzyme này trong công nghệ thực phẩm là dùng làm bánh, sữa, nước ép trái cây, bia và rượu vang. Đồng thời, nó còn giúp cải thiện hương vị đặc trưng của phô mai, bơ. Đồng thời, kéo dài hạn sử dụng của các sản phẩm nướng.
3.6 Amylase
Amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử polysaccharide với sự tham gia của nước. Đồng thời, tham gia thủy phân tinh bột. Các thực phẩm chứa enzyme amylase như: mầm thóc, mầm đại mạch, gạo, bắp, khoai mì,… Enzyme amylase được ứng dụng trong một số lĩnh vực công nghiệp thực phẩm. Chẳng hạn như thực phẩm nướng, sản xuất bánh mì, gạo, glucose, rượu, bia, dịch hóa tinh bột và hỗ trợ tiêu hóa..
- Sản xuất bánh mì: Amylase giúp nâng cao chất lượng bánh mì từ hương vị, màu sắc, độ xốp,… Chế phẩm này giúp đảm bảo chất lượng bánh mì ở dạng phức hợp với protease.
- Sản xuất bánh kẹo: Maltose thủy phân tinh bột bằng amylase và glucose bằng glucoamylase. Đây là yếu tố làm gia tăng hiệu suất alpha amylase.
- Sản xuất rượu, bia: Amylase có trong các hạt nảy mầm thay thế malt làm giảm giá thành.
Enzyme amylase được tìm thấy trong amylase từ thực vật, động vật, mầm thóc, mầm đại mạch (malt), hạt bắp nảy mầm hay từ nấm mốc, gạo, bắp, khoai mì… Chúng là những nguyên liệu rẻ và dễ tìm. Đây chính là lợi thế và cơ sở nền tảng cho các ứng dụng tiếp theo của enzyme.
Xem thêm:
- Ngành công nghệ sinh học – Xu hướng ngành hot hiện nay
- Công nghệ tế bào – Bước tiến nhảy vọt, ứng dụng mọi lĩnh vực
4. Ứng dụng của enzyme trong công nghệ chế biến thực phẩm
Ứng dụng của enzyme trong công nghệ chế biến thực phẩm là một trong những vai trò quan trọng. Việc sử dụng đã có từ lâu. Tuy nhiên, công nghệ ngày càng hiện đại kéo theo các chế phẩm sinh học chất lượng và đa dạng. Dưới đây là một số ứng dụng của enzyme trong công nghệ thực phẩm hiện nay:
Enzyme khắc phục hạn chế tự nhiên của nguyên liệu
Các sản phẩm nông sản đảm bảo chất lượng dinh dưỡng, thành phần hóa học, tính chất cảm quan. Nó phụ thuộc vào một số yếu tố: giống loài, điều kiện canh tác, thu hoạch, vận chuyển và bảo quản.
Enzyme nâng cao giá trị thực phẩm
Một số loại nông sản có chất lượng thương phẩm thấp. Tuy nhiên, với khả năng chuyển hóa và xúc tác của enzyme, giá trị này được tăng cường dễ dàng.
Enzyme là công cụ trong quá trình chuyển hóa công nghệ
Trong quy trình chế biến, enzyme được ứng dụng như chất chuyển hóa một hoặc toàn bộ quá trình. Nếu thiếu chất này, quy trình này không thể hoàn thành thành công.
Enzyme tăng tính chất cảm quan của sản phẩm
Chất lượng cảm quan chưa đạt được tối ưu sau khi hoàn thành các giai đoạn chuyển hóa chính. Trong giai đoạn hoàn thiện, các enzyme bản thể có điều kiện thuận lợi để phát huy tác dụng. Đồng thời, bổ sung các enzyme từ bên ngoài để làm tăng chất lượng cảm quan về mùi và vị của sản phẩm.
Xem thêm:
- Enzyme tiêu hóa – Khái niệm, vai trò và cách thức bổ sung hiệu quả
- Men tiêu hóa là gì? Vai trò và sự khác biệt với men vi sinh
5. Tạm kết
Trên đây toàn bộ thông tin về ứng của enzyme trong công nghệ thực phẩm. Enzyme được tìm thấy rất nhiều trong thực phẩm. Do đó, có thể bổ sung chúng từ thực phẩm tự nhiên hoặc bổ sung vào chế độ ăn uống hàng ngày. Từ đó, đảm bảo thúc đầy sức khỏe đường ruột và cải thiện hệ tiêu hóa. BCC chuyên cập nhật nhanh chóng và chính xác nhất các thông tin liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng Công nghệ sinh học trong mọi lĩnh vực.
