Enzyme amylase trong sản xuất bánh mì
|
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (736.13 KB, 24 trang )
Bạn đang đọc: ứng dụng enzyme trong sản xuất bánh nướng – Tài liệu text TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCMKhoa Công nghệ sinh học & Kỹ thuật môi trường Bộ môn Công nghệ sinh học Tiểu luận Công nghệ enzyme Đề tài: 1 MỤC LỤC GIỚI THIỆUBánh mì và các loại bánh nướng là một trong những loại thực phẩm cungcấp dinh dưỡng chính hiện nay. Hằng năm, sản lượng bột mì trên thế giới lên đến600 triệu tấn. Người Châu Âu, nhận được gần một nửa nhu cầu carbohydrate vàgần một phần ba nhu cầu protein từ bột mì.Trong suốt lịch sử làm bánh mì, các loại enzyme luôn đóng vai trò quantrọng. Người Ai Cập cổ đại từ lâu đã sử dụng các enzyme nội sinh có sẵn trong bộtmì măc dù hoàn toàn chưa biết tác dụng của chúng. Mãi cho đến thế kỉ 20, conngười mới biết sử dụng enzyme để làm tăng chất lượng bột. Ứng dụng đầu tiên làđưa α-amylase trong các hạt đại mạch nảy mầm vào bột làm bánh nướng. Sau đó,amylase đại mạch được thay thế bằng amylase vi sinh vật có tính chịu nhiệt tốthơn. Đó là enzyme công nghiệp đầu tiên được sản xuất như một công cụ bù cho sựbiến đổi bột mì tự nhiên. Ngày nay, trong các sản phẩm bánh nướng người ta đãthấy sự hiện diện của hàng loạt các loại enzyme khác nhau, chúng có khả năng làmtăng giá trị các thành phần từ các hợp chất đơn giản trong bột mì, chính vì thế nócó thể nâng cao chất lượng của bột mì.Mặc dù vẫn có các loại hóa chất có hiệu quả tương tự enzyme như sodium metabisulfate, cysteine, azodicarbonamide (ADA), potassium bromate,…Tuy nhiên, thị trường thực phẩm ngày nay có xu hướng về các sản phẩm “xanh” nhiều 2 CÁC LOẠI ENZYME DÙNG TRONG SẢN XUẤT 1.1 Amylase Enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải liênkết glucoside nội phân tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước. 1.1.2 Phân loại Enzyme amylase có 6 loại được xếp vào 2 nhóm: Endoamylase (enzymenội bào) và Exoamylase (enzyme ngoại bào)1.1.2.1 Endoamylase 1.1.2.1.1 α-amylase (α-1,4-glucanhydrolase) – α-amylase có khả năng cắt các liên kết 1,4-glucoside nằm bên trong phân tử cơ chất (tinh bột, glycogen) một cách ngẫu nhiên và vì thế gọi là enzyme nội bào. αamylase không chỉ có khả năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả năng phân hủy các hạt tinh bột nguyên vẹn. tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme, duy trì cấu – Đặc tính enzyme: 3 + pH tối ưu: α-amylase nấm mốc 4,5-4,9, α-amylase vi khuẩn 5,9-6,1. Ở pH < enzyme bị vô hoạt hoàn toàn trừ α-amylase của Asp.Niger có thể chịu được pH2,5-2,8.+ Có thể chiu độ cao, α-amylase có thể vẫn giữ được hoạt lực ngay cả khi đun sôi trong nước một thời gian ngắn. Hình 1: α-Amylase Oligo-1,6-glucosidase hay glucanhydrolase) 4 dextrinase tới hạn (dextrin-6- Hình 2: Oligo-1,6-glucosidaseEnzyme này thủy phân liên kết β-1,6-glucoside trong isomaltose, panose vàcác dextrin tới hạn thành đường có thể lên men được. Chúng được tổng hợp từ cácloài nấm mốc Asp.Oryae, Asp.Awanori,…ngoài ra chúng còn tốn tại trong malt,mô động vật và cả nấm men. 1.1.2.1.3 α-glucosidase hay maltase (α-D-glucozit-glucanhydrolase) Có nhiều loại nấm mốc sinh tổng hợp ra enzyme này, tác dụng thủy phân 5 Hình 3: α-glucosidase 1.1.2.1.4 Transglucosidase (α-1,4-Glucan: D-glucoza-4-glucozil transferaza) Enzyme này thường tồn tại song song với glucoamylase, có vai trò thủy Hình 4: Cấu trúc α-1,4-Glucan1.1.2.2 Exoamylase 1.1.2.2.1 β-amylase (β-1,4-glucan-maltohydrolase) 6 Hình 5: β-amylase – β-amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết 1,4-glucan trong tinh bột, glucogen và – polysaccharide, phân cắt tuần tự từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch.Hầu như không thủy phân hạt tinh bột nguyên mà chỉ thủy phân tinh bột hồ hóa. Có khả năng thủy phân 100% amylase thành maltose và 54-58% amylopectin – thành maltose.β-amylase là một albumin, là một enzyme ngoại phân, chỉ có trong malt, kém bềnở nhiệt độ cao, bị vô hoạt hoàn toàn ở 70 oC. pHopt trong dịch tinh bột thuần khiết là4,6 còn trong dịch nấu tinh bột là 5,6. Và nhiệt độ tối ưu trong dịch tinh bột thuần khiết là 40-50oC còn trong dịch nấu tinh bột là 60-65oC. 1.1.2.2.2 γ-amylase (glucoamylase hay -1,4-glucan-glucohydrolase) 7 Hình 6: Cấu trúc γ-amylase – Glucoamylase có khả năng thủy phân liên kết -1,4- lẫn -1,6-glucoside, ngoài ra – bào. – dextrin,…thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại amylase khác. mất hoạt tính ở nhiệt độ trên 70oC. Ứng dụng của enzyme amylase 1.1.3.1 Amylase để chuẩn hóa bộtHầu hết enzyme dùng trong ngành bánh nướng đều có nguồn gốc từ vi nấmnhư Taka-amylase từ Aspergillus oryzae. Việc bổ sung thêm lượng men để tối ưuhóa hoạt động của enzyme α-amylase được sử dụng nhằm mục đích cải thiện thểtích và cấu trúc ruột bánh. Đầu tiên enzyme sẽ có tác dụng phân hủy các hạt tinhbột đã bị thương tổn, tạo ra maltose dưới tác động của β-amylase, nhờ đó đảm bảolượng khí tạo ra bên trong khối bột do maltose là loại đường nấm men có thể sửdụng. Cơ chế này có thể hỗ trợ tích cực cho các loại bột kém chất lượng màkhông cần bổ sung thêm đường. Tuy nhiên, vai trò chính của amylase là làm giảmđộ nhớt của bột nhào trong quá trình hồ hóa tinh bột ban đầu, tạo tiền đề cho việc 8 tăng thể tích bánh trong giai đoạn nướng và tạo một cấu trúc đồng nhất ở ruột bánhmì.Taka-amylase là cái tên sau khi Takamine đạt được bằng sáng chế số 525823 US về việc sử dụng nấm men để sản xuất enzyme amylase năm 1894. Enzymenày bắt đầu được dùng trong qui trình làm bánh mì từ năm 1928 nhưng mãi đếnnăm 1955 mới được thông qua tại Mỹ. Ưu điểm của Taka-amylase là ít lẫnprotease, chịu nhiệt tương đối nên enzyme bị vô hoạt ngay sau giai đoạn hồ hóatinh bột (ở 70-80%). Amylase thu từ đại mạch và lúa mì đều chứa một lượng khánhiều protease và chịu được nhiệt độ cao hơn nên rất dễ có tác dụng ngược khi sửdụng quá liều.1.1.3.2 Amylase làm giảm hiện tượng cứng bánh Vai trò quan trọng thứ hai của enzyme amylase trong bánh mì là thực hiện quá trình khử để cải thiện độ tươi ngon của bánh mì. Qúa trình bánh bị cứng lạikhá phức tạp nhưng nói chung là do hiện tượng thoái hóa của amylopectin. Giaiđoạn giảm nhiệt độ trong vài giờ sau khi nướng bánh là giai đoạn hình thành nêncấu trúc vỏ bánh mì nhờ amylose được gel hóa, tạo nên một mạng lưới trong đó cóchứa các hạt tinh bột đã hồ hóa. Qúa trình tái kết tinh các mạch nhánh amylopectinsẽ làm cứng cấu trúc các hạt tinh bột, từ đó làm cứng vỏ bánh. Phương pháp giảiquyết là đưa vào các hạt amylose tái kết tinh trong quá trình bánh bị cứng lại.Mỗi loại amylase khác nhau sử dụng sẽ có một tác động khác nhau. Cácamylase có hoạt tính vừa phải giúp tăng thể tích bánh. Các amylase phân cắt bêntrong mạch có tác dụng làm mạng lưới gel giữa các hạt amylose trở nên yếu ớt,nhờ đó vỏ bánh ít bị cứng hơn sau khi nướng và trong thời gian bảo quản. Nếudùng endo-amylase chịu nhiệt thì có thể cho hiệu quả cao hơn. Một trong nhữngenzyme có tác dụng tốt nhất là amylase từ B.amyloliquefaciens được sử dụng ởMỹ từ thập niên 1950. Enzyme này giúp bảo quản được lâu hơn, tuy nhiên chỉ cần dùng một lượng nhỏ, nếu dùng sẽ gây hiện tượng key-holding, hiện tượng vỏ bánh Xem thêm Hooc môn thực vật 9 có cấu trúc kết dính, giảm độ dai. Nếu dùng amylase chịu nhiệt sẽ hạn chế tácdụng ngược này nhưng hiệu quả làm giảm hiện tượng bánh cứng có thể thấp hơn.So với các amylase phân cắt nội mạch (endo-amylase) thì các amylase phâncắt từ bên ngoài (exo-amylase) như G4 amylase (E.C.3.2.1.60) và maltogenicamylase (E.C. 3.2.1.133) cho hiệu quả tốt hơn. Nhờ khả năng cắt ngắn bớt mạchamylopectin, giải phóng maltooligosaccaride mà các enzyme này có thể giúp tránhhiện tượng tái kết tinh của amylopectin, giúp vỏ bánh mềm hơn, dai hơn màkhông làm yếu quá mức mạng lưới amylose. Ngoài ra, các đoạn amylose kíchthước vừa phải được tạo ra nhờ tác động của exo-amylose có thể giúp quá trình kếttinh amylose xảy ra nhanh hơn quá trình thoái hóa amylopectin, nhờ đó giảm hiện tượng gắn kết quá mức làm cứng vỏ bánh. 1.2 Xylanase 1.2.1 Khái niệm Hình 7: Cấu trúc xylanase Xylanases (E.C. 3.2.1.8, b-1,4-D-xylan xylanohydrolase), tên truyền thốnglà pentosanase hay hemicellulase, xúc tác thủy phân liên kết β-1,4-D-xylosidicnằm bên trong phân tử xylan.1.2.2 Đặc tính enzyme 10 – Điểm đẵng điện pI từ 5,75 đến 4,69pH hoạt động 5-6, pH tối ưu 5,5 Hoạt động ở nhiệt độ 35-60, nhiệt độ tối ưu 45oC Hình 8: Cấu tạo của arabinoxylan 1.2.3 Ứng dụng của enzyme xylanase Xylanase thường giúp giảm bớt các vấn đề phát sinh ở khối bột nhào làm từbột kém chất lượng, giúp ổn định khối bột, cải thiện cấu trúc ruột và thể tích bánhmì.Cơ chất chính của enzyme là arabinoxylan, một trong các polysaccharidekhông phải tinh bột quan trọng trong ngũ cốc, chiếm 60-70% thành tế bào lúa mìvà 2–3% bột ngũ cốc. Thông thường arabinoxylan được chia ra làm hai phần, phần không loại nước (WU-AX) và phần có loại nước (WE-AX). ). Vài AX có sự loại nước và các loại AX khác không được nghiên cứu nhiều. Gỉa thuyết đơn giản giải thích sựkhác biệt của hai phần dựa trên cấu trúc được phân tích, để mô tả một mức độ saikhác. Tuy nhiên, những quan điểm nghiên cứu gần đây miêu tả hai phần có nhiềuđiểm tương đồng, nhưng khối lượng phân tử của hai phần AX khác nhau, WU-AXcó khối lượng phân tử cao hơn. Hơn nữa, nồng độ diferulate của hai phần khácnhau. Nồng độ diferulate có thể giúp giải thích một phần khác nhau về khối lượngphân tử và khả năng trích ly bởi nước của hai phần AX. WU-AX có nồng độdiferulate cao hơn nên số liên kết chéo tạo giữa các phân tử AX cao hơn và khốilượng phân tử cũng lớn hơn WE-AX. Điều này cũng lý giải một phần AX khôngthể chiết được bằng nước.Một số đặc điểm nổi bậc nhất của ngũ cốc AX là khả năng giữ nước củaWU-AX và khả năng tạo ra độ nhớt của các AX. Girhamer cho rằng WU-AX cóthể hấp thụ nước gấp 10 lần trọng lượng cơ thể, Izydorczyk và Biliaderis cho rằngAX có độ nhớt nội tại rất cao. Đặc điểm này có lẽ là yếu tố chính quyết định chứcnăng của xylanase trong ngành công nghiệp làm bánh mì. Trong các sản phẩmbánh mì nướng hiện tượng này là có lợi, nhưng trong một số sản phẩm khác thìkhông như thế.Tùy vào sản phẩm mà AX trong bột sẽ có những ảnh hưởng khác nhau nhưảnh hưởng lên quá trình tạo bột nhão, đặc điểm bột nhão, chất lượng của sảnphẩm. Đã có bằng chứng cho rằng WU-AX ảnh hưởng xấu đến lên mạng lướigluten nên giảm tính ổn định của khối bột nhào, kết quả là làm thay đổi chấtlượng. Nếu không dùng xylase, sản phẩm sẽ bị giảm thể tích so với sản phẩm cóWU-AX thành các arabinoxylan hòa tan (S-AX), solubilized arabinoxylan) có thểgiúp chuyển chúng thành các polymer chức năng. S-AX khối lượng phân tử lớn cóthể hoạt động như chất tạo gel, tăng độ nhớt cho khối bột nhào, làm hệ thống khối bột nhào ổn định hơn. Đã có nhiều chứng minh thực tế trong việc dùng xylanase để cải tiến cấu trúc và tăng thể tích bánh lên 10-30%.Các sản phẩm ngũ cốc khô như bánh mì giòn, bánh quy giòn,…AX làmtăng độ nhớt của khối bột, ngăn trở quá trình bốc hơi nước trong giai đoạn nướng 12 bánh do khả năng giữ nước của AX. Điều này làm thời gian nướng bánh bị kéodài, sản phẩm bị sậm màu. Các enzyme xylanase dùng trong sản xuất các loạibánh khô này cần phải có tính đặc hiệu với WE-AX và S-AX để làm giảm độ nhớtcho khối bột nhào. 1.3 Oxidoreductases Các enzyme oxy hóa có tác dụng mang lại lợi ích về phát triển và chấtlượng bột nhào. Chất lượng bột nhào sẽ trực tiếp làm thay đổi các tham số như thểtích, cấu trúc bánh và cấu trúc vỏ bánh nướng. Trong quá trình nhào bột và đóngkhuôn, các liên kết disulfide sẽ đồng thời được hình thành và bị bẻ gãy bên trongmạng lưới gluten. Nếu quá trình này xảy ra tối ưu sẽ giúp cho khối bột nhào cómạng lưới gluten bền chắc. Ở nhiều nước, người ta đã sử dụng một số hóa chấtnhư acid ascorbic, bromated để tăng cường liên kết disulfide trong quá trình làmbánh mì. Tuy nhiên ngày nay người tiêu dùng phương tây có khuynh hướng thíchcác loại thực phẩm không chứa chất hóa học. Ngoài ra, theo quy định tại Mỹ vàcác nước Châu Âu cũng giới hạn việc sử dụng bromated trong thực phẩm vì thế rấtcần có thành phần thay thế chất hóa học này. Các enzyme chính là một trongnhững lựa chọn được đặt ra. 1.3.1 Glucose oxidase Hình 9: Glucose oxidase xúc tác phản ứng oxy hóa 13 Glucose oxidase (E.C.1.1.3.4) thường được thu nhận từ Aspergillusniger. Nó phân bố giữa dich ngoại bào, vách tế bào và trong dịch nhầy nấmmốc.với trọng lượng phân tử 192000 dalton, là một protein lưỡng phân hình thành2 tiểu đơn vị giống nhau. Mỡi tiểu đơn vị hoặc monomer, cuộn vào trong 2domain: một domaim gắn với cơ chất, β-D-glucose, trong khi đó domain khác lienkết không đồng hóa trị với một nhân tố phụ, flavin adenine dinucleotide (FAD),mà nó sử dụng như là một chất oxi hóa mạnh. FAD là một thành phần phổ biếntrong các phản ứng oxi hóa – khử sinh học, cho và nhận từ từ một phân tử. Trongglucose oxidase, FAD hoạt động như một chất nhận điện tử mà làm nó khử thànhFADH2, FADH2 sau đó bị oxi hóa bởi chất nhận điện tử cuối cùng và khử thànhH2O2. Glucose oxidase hoạt động trong khoảng pH = 2,7 – 8,5. Nếu nâng nhiệt độlên 800C trong 2 phút thì chúng sẽ biến tính.Nó được sử dụng thay thế chất oxyhóa học như là bromat, azodicacbon amit và axit ascorbic.Glucose oxidase xúc tác phản ứng oxy hóa glucose để tạo thànhgluconolactone và hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide sinh ra sẽ phản ứng vớinhóm thiol tự do trong gluten để hình thành các liên kết disulfide, làm tăng tínhbền vững gluten. Glucose oxidase giúp khối bột nhào khô, ít bị dính. Chính vì cácđặc điểm này mà glucose oxidase nên được sử dụng kết hợp với xylanase vì enzyme xylanase thường tạo ra độ dính nếu chỉ dùng một mình. Xem thêm 9 câu hỏi tuyển dụng hóc búa của FBI dành cho ứng viên 14 Một cuộc khảo sát ảnh hưởng nồng độ enzyme đến độ nở bánh mìhambuger ta thấy độ nở bánh mì đạt giá trị cao nhất là 312,7 cm2 tương ứng với tỉlệ Glucose oxidase bổ sung là 0,003%. Nếu hàm lượng enzyme đưa vào tỉ lệ 0,035% – 0,04% thì độ nở bánh mì giảm. 1.3.2 Hexose oxidaseHexose oxidase (EC 1.1.3.5) là một enzyme có nguồn gốc từ tảo biển chứacarrageenan, Crispus Chondrus. Enzyme này có tính đặc hiệu cơ chất rất rộng, cókhả năng oxyhóa10:glucose,galactose,vv…Các enzymeHìnhẢnh hưởngnồng maltose,độ enzymeglucoseoxidase oxybổ hóa cơ chấtđếnbột,thể tíchhambugercó sẵnsungtrongchủ bánhyếu làmìglucosevà maltose, sử dụng oxi tạo lactones tươngứng và sự hình thành của hydrogen peroxide. Các peroxide hydrogen được hìnhthành sẽ oxy hóa nhóm thiol trong các protein gluten hình thành liên kết disulfide.Hexose oxidase xúc tác quá trình oxy hóa β-D-glucose thành D-Glucono-δlacton và làm giảm số lượng oxy đồng thời hình thành phân tử hydrogen peroxide.Hexose oxidase ảnh hưởng đến bột nhào và chất lượng sản phẩm bánh mì từ thànhphần hóa học của bột được sử dụng. β-D-glucose + O2 D-glucono-1,5-lactone + H2O2 1.3.3 LipoxygenaseLipoxygenase (EC 1.13.11.12) cho vào sản xuất bánh mì thông qua việc sửdụng bột đậu nành hoặc các loại bột từ đậu (Pháp) mà chưa được xử lý nhiệt, tứclà, vẫn còn enzyme hoạt động. Chúng làm vỏ bánh mì trắng hơn. Lipoxygenasexúc tác quá trình oxy hóa các axit béo không no chứa nhóm cis-cis-1,4pentadiene. Kết quả tạo ra các hydroperoxide từ acid béo có thể làm mất màu các carotenoid trong bột nhào. Theo CASEY cơ sở phân tử của sự cải thiện chất lượng 15 bánh mì thông qua các hoạt động của lipoxygenase có khả năng liên quan đến sựhình thành cầu disulfide giữa phân tử trong mạng lưới gluten.Linoleate + O2 (9Z,11E)-(13S)-13-hydroperoxyoctadeca-9,11-dienoate1.3.4 Sulfhydryl oxidaseSulfhydryl oxidase (EC 1.8.3.2) thường được thu nhận từ A. niger, xúc tácquá trình oxy hóa nhóm sulfhydryl tự do làm giảm nhóm disulfide trong các hệthống thiol. Một vấn đề được đặt ra là liệu sulfhydryl oxidase chỉ có ái hoạt tínhgiới hạn đối với nhóm SH trong cơ chất có khối lượng phân tử như gluten haykhông?. SZALKUCKI đã viết:” thử nghiệm thêm lần nữa là cần thiết để chứngminh lợi ích thương mại của sulfhydryl oxidase trong quá trình sản xuất bánhnướng ”1.3.5 PeroxidasePeroxidase (EC 1.11.1.7, horseradish peroxidase) là tên chung của mộtnhóm nhiều enzyme có độ đặc hiệu cơ chất không như nhau. Hầu hết các peroxidephản ứng với hydrogen peroxide như một chất nhận điện tử và oxy hóa đượcnhiều chất cho khác nhau. Trong quá trình phản ứng, các gốc tự do sẽ được sinh ravà chúng sẽ tiếp tục phản ứng với các thành phần khác có trong khối bột mà khôngcần đến enzyme xúc tác. Cơ chế phản ứng được nhiều tác giả đưa ra không giốngnhau mặc dù đã có rất nhiều tài liệu nghiên cứu về enzyme này. Nhiều nghiên đã chứng minh vai trò của peroxidase trong việc cải thiện tính chất của bột nhào. Có thể peroxidase tạo các cầu acid diferulic giúp hình thành các liên kết chéo giữa cácarabinoxylan. Qúa trình oxy hóa acid ferulic và cysteine/tyrosine trong phân tửprotein đã hình thành liên kết cộng hóa trị giúp gắn kết các cặp arabinoxylanprotein. Peroxidase cũng tạo các liên kết chéo giữa các phân tử protein-proteinthông qua gốc lysyl hoặc gốc sulfhydryl. Hydrogen-peroxide oxidoreductase oxidoreductase đã bị oxy hóa + 2H2O + H 2 O2 Hydrogen-peroxide 1.3.6 Polyphenol oxidasePolyphenol oxidase oxi hóa nhóm diphenolic thành quinon. Nhómpolyphenol oxidase có ba loại enzyme là tyrosinase (monophenol oxygenase đơn,EC 1.14.18.1), diphenol oxidase hoặc catechol oxidase (EC 1.10.3.1), và laccase(EC 1.10.3.2). Hai cơ chế xúc tác của polyphenol oxidase trong bột được côngnhận. Cơ chế thứ nhất có liên quan đến quá trình oxy hóa của acid ferulic (liên kếteste với arabinoxylan), nhờ đó hình thành liên kết chéo giữa các phân tử AX. Cơchế thứ hai cho rằng liên kết chéo hình thành giữa các protein trong gluten thông qua quá trình oxy hóa các nhóm tyrosyl hoặc gắn kết các nhóm tyrosyl và thiol lại với nhau. Hình 11:Triglyceride lipaseLipase (EC 3.1.1.3) được xem như là carboxylesterase xúc tác cho quá trìnhthủy phân các acylglycerols mạch dài thành glycerol, acid béo tự do, mono vàdiglyceride. Trong lúa mì lipase nội sinh chiếm 2-3%. Các thành phần của các chất 17 béo tự do (chiết với butanol bão hòa nước tại nhiệt độ phòng) được thể hiện trong Hình 12: Thành phần các chất béo tự do Chất béo làm tăng chất lượng bánh mì đã được biết đến rất lâu, trong khi đóviệc sử dụng lipase như một chất làm tăng chất lượng bánh mì tương đối mới.Chức năng lipase được nghiên cứu liên tục, nhưng chủ yếu là dựa trên kiến thứcvề tác động của chất béo trong bột nhào và quá trình nướng bánh. Sử dụng lipasegiúp cho khối bột nhào bền chăc hơn, đảm bảo quá trình hình thành lỗ khí trongbánht, cấu trúc vỏ bánh đồng nhất và tăng thể tích bánh.Lipase làm biến đổi lipid trong bột hoặc lipid thêm vào, việc thêm lipasehiệu quả tùy thuộc vào sản phẩm cuả quá trình thủy phân. Các sản phẩm thủy phânthường có khả năng hoạt động bề mặt tương đối tốt hoặc có tính hoạt động bề mặtnhiều hơn so với lipid chưa biến đổi, và do đó ổn định các bọt khí bên trong bộtnhào, làm cấu trúc vỏ bánh được cải thiện, tăng tính ổn định bột, và thể tích bánh tăng lên. Trong số các sản phẩm phản ứng tiềm năng, monoglycerides là chất làm 18 mềm trong nấu nướng, chúng tạo thành một phức hợp với tinh bột và do đó làmgiảm thoái hóa.Phospholipases là một nhóm các enzyme thủy phân các liên kết đặc biệttrong trong phospholipid, bao gồm 4 loại (Xem hình 32): Phospholipase A1 (EC3.1.1.32), phospholipase A2 (EC 3.1.1.4), phospholipase C (EC 3.1.4.3), vàphospholipase D (EC 3.1.4.4). Lysolecithin là một chuỗi acyl béo tạo thành từphosphatidylcholine 1-acylglycerophosphorylcholine, là chất nhũ tương mang lại hiệu quả tích cực trong lò nướng. Xem thêm 6 thủ thuật giúp sử dụng chiếc Blackberry Passport dễ dàng hơn Hình 13: Các loại phospholipaseGần đây, một số enzyme lipase mới có khả năng xúc tác phản ứng đối vớicơ chất lipid phân cực đã có mặt trên thị trường như triglycerides. Các lipase mớihoạt tính trên galactolipid và phospholipid mạnh hơn cả triglyceride. Qúa trìnhbiến đổi phospholipid và galactolipid thành lysolipid tương ứng (ví dụ, lecithin tạo thành lysolecithin và digalactosyl diglyceride tạo thành digalactosyl monoglyceride), sẽ tạo ra các chất có hoạt tính hoat động bề mặt rất mạnh. Do đólipase mới cung cấp cơ hội để tạo ra các chất hoạt động bề mặt ngay trong chếbiến và có thể giảm bớt hoặc thay thế việc sử dụng các chất nhũ hoá trong sảnphẩm bánh mì. Các chất béo phân cực hình thành một lớp lipid tại bề mặt tiếp xúc pha khí-lỏng giúp ổn định của các bọt khí và cải thiện khả năng giữ khí của khối 19 bột. Hơn nữa, sự tương tác giữa lipid phân cực và gluten có thể đóng một vai tròquan trọng trong việc giữ khí trong bột nhào. 1.5 Protease Hình 14: Cấu trúc protease Protease (EC 3.4.XX) xúc tác thủy phân liên kết peptide trong protein. Tùythuộc vào loại protease được sử dụng mà khối bột nhào trở nên nở to hơn hay mấthẳn tính chất dính dẻo (trong trường hợp thủy phân quá mức làm hỏng cấu trúcgluten). Ngoài các tác động trên tính chất vật lý và tính lưu biến của bột, một sốprotease được biết ảnh hưởng đến hương vị và màu sắc của sản phẩm.Do protein là loại phân tử không đồng nhất, cấu tạo từ 20 amino acid khácnhau, cho nên enzym có khả năng thủy phân protein cũng rất đa dạng. Cácprotease được chia thành hai nhóm nhỏ: các peptidase và polypeptidases (đồngnghĩa với protease). Các peptidase cắt protein từ đầu mạch (đầu C hoặc N) cònprotease thì cắt ở bên trong mạch. 20 Bột mì khi trộn với nước có khả năng tạo thành mạng lưới gluten. Gluten
Xem thêm: TOP 8 phần mềm xem tivi trên máy tính tốt nhất hiện nay có thể giữ khí trong bột, làm cho bột mì hiệu suất nướng cao. Do đó, chất lượng vàhàm lượng của protein là các thông số đánh giá chính cho bột mì.Nếu chất lượng bột không phù hợp sẽ ngăn cản quá trình nở bánh, bánhkhông đạt thể tích mong muốn. Sử dụng các loại protease đặc hiệu (thường là mộtprotease nấm) để làm biến đổi mạng lưới gluten sẽ giúp bánh nở tốt hơn, phát triểnnhanh hơn, và do đó cấu trúc và khối lượng sản phẩm cuối cùng tốt hơn. Các chứcnăng tương tự có thể đạt được bằng cách sử dụng hóa chất khử, ví dụ như Lcysteine hoặc natri metabisulfit (Hình 33). Tuy nhiên, chất xúc tác sinh học không bắt buôc ghi trên nhãn khi sử dụng-vẫn được ưa chuộng hơn. Hình 15: Các loại phospholipase 21 Trong bánh bích quy, bánh xốp, và bột bánh pizza các loại bột ít dính dẻođược ưa thích hơn. Một mạng lưới gluten bền vững sẽ ngăn cản tạo thành hìnhdạng và kết cấu của sản phẩm theo mong muốn. Việc sử dụng protease ít đặc hiệuhơn(thường là vi khuẩn Bacillus protease) giúp các nhà sản xuất không bị lệ thuộcvào chất lượng bột mì. Nó có thể có được các tính chất lưu biến bột mong muốnbằng cách sử dụng hầu hết các loại bột kết hợp với protease. Một lần nữa, giảipháp này cũng có thể đạt được với hóa chất khử, nhưng nhu cầu về các giải phápsinh học và đánh dấu enzyme tự do được ưu thích hơn.Ứng dụng của peptidase có thể ảnh hưởng đến hương vị và màu sắc lớp vỏsản phẩm bánh mì. Các sản phẩm của peptidase, axit amin hoặc peptide ảnh hưởngđến hương vị của sản phẩm. Các axit amin là sản phẩm trung gian trong sản xuấttinh dầu, và peptide là chất oxy hóa tiềm năng, chất hỗ trợ hương vị, chất ngọt, vàchất đắng. Hơn nữa, các axit amin tạo thành từ protein gluten có thể phản ứng vớiđường khử thông qua các phản ứng Maillard, qua đó góp phần tạo ra hương vị vàmàu sắc vỏ bánh mì. 1.6 Transglutaminase Hình 16: Cấu trúc transglutaminase Transglutaminase (protein-glutamine γ-glutamytransferase, E.C.2.3.2.13)giúp hình thành các liên kết chéo đồng hóa trị giữa các protein thông qua liên kếtgiữa lysine và glutamine. Nhờ tính chất này mà transglutaminase được sử dụng đểlàm chắc khối bột nhào trong sản xuất bánh mì và các loại bánh nướng khác.Enzyme này cũng giúp tăng khả năng liên kết với nước. Ngoài ra,transglutaminase còn giúp cải thiện tính chất của bánh nướng khi sử dụng kết hợpbột mì với các loại vật liệu khác không phải bột mì. Tuy nhiên, Gerrard và Suttonđã đề nghị đình chỉ sử dụng transglutaminase trong các sản phẩm ngũ cốc bao gồmcây lúa mì, lúa mạch, lúa mạch đen hoặc yến mạch quý có nguy cơ tạo ra các thụ thể gây bệnh phủ tạng. 23 KẾT LUẬNSử dụng enzyme trong công nghiệp sản xuất bánh nướng là rất cần thiết,những enzyme giúp quá trình chuyển hóa cơ chất diễn ra nhanh hơn, quá trình lênmen hiệu quá hơn, tạo ra sản phẩm bánh thơm ngon hơn. Hiểu được bản chất, vaitrò của từng loại enzyme giúp cho nhà sản xuất có thể kiểm soát từng giai đoạnlàm bánh, khắc phục những nhược điểm và tân dụng những ưu điểm của enzymemột cách hiệu quả nhất.TÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Enzymes in industry (2007), Wolfgang Achle, trang 99-109[2] Công nghệ enzyme (2004), Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thị Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thúy Hương, Phan Thị Huyền, NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh, trang398-405.[3] Ứng dụng enzyme trong công nghiệp thực phẩm (2012), Hoàng Kim Anh, Trần Ngọc Hiếu, NXB Khoa học kỹ thuật, trang 5-25. 24 nhiên, thị trường thực phẩm ngày này có khuynh hướng về những loại sản phẩm “ xanh ” nhiềuhơn, do đó những enzyme xúc tác sinh học ngày càng được ưu thích. CÁC LOẠI ENZYME DÙNG TRONG SẢN XUẤTBÁNH NƯỚNG1. 1 Amylase1. 1.1 Định nghĩaEnzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải liênkết glucoside nội phân tử trong những polysaccharide với sự tham gia của nước. 1.1.2 Phân loạiEnzyme amylase có 6 loại được xếp vào 2 nhóm : Endoamylase ( enzymenội bào ) và Exoamylase ( enzyme ngoại bào ) 1.1.2. 1 Endoamylase1. 1.2.1. 1 α-amylase ( α-1, 4 – glucanhydrolase ) – α-amylase có năng lực cắt những link 1,4 – glucoside nằm bên trong phân tử cơchất ( tinh bột, glycogen ) một cách ngẫu nhiên và do đó gọi là enzyme nội bào. αamylase không chỉ có năng lực phân hủy hồ tinh bột mà còn có năng lực phânhủy những hạt tinh bột nguyên vẹn. α-amylase là một metaloenzyme, trong phân tử có từ 1-6 nguyên tử C, chúngtham gia vào sự hình thành và không thay đổi cấu trúc bậc 3 của enzyme, duy trì cấuhình hoạt động giải trí của enzyme và quyết định hành động tính bền với nhiệt. – Đặc tính enzyme : + pH tối ưu : α-amylase nấm mốc 4,5 – 4,9, α-amylase vi trùng 5,9 – 6,1. Ở pH
Source: https://bem2.vn |
