Những ứng dụng của enzyme từ động vật thủy sản trong công nghệ thực phẩm

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 3/2014<br /> <br /> VAÁN ÑEÀ TRAO ÑOÅI<br /> <br /> NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TỪ ĐỘNG VẬT THỦY SẢN<br /> TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM<br /> APPLICATIONS OF ENZYME FROM FISH AND AQUATIC INVERTEBRATES<br /> IN FOOD TECHNOLOGY<br /> Nguyễn Lệ Hà1<br /> Ngày nhận bài: 01/12/2013; Ngày phản biện thông qua: 20/3/2014; Ngày duyệt đăng: 13/8/2014<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Bài viết điểm lại những kết quả nghiên cứu về ứng dụng của enzyme thu nhận từ nhiều loại thủy sản khác nhau vào<br /> chế biến thực phẩm, các điều kiện thích hợp để phản ứng xảy ra, ưu nhược điểm của sản phẩm thu được so với sản phẩm<br /> chế biến theo phương pháp truyền thống. Một số loại enzyme từ thủy sản tỏ ra rất có triển vọng, mở ra nhiều cơ hội ứng<br /> dụng, một số khác vẫn còn cần thêm nhiều nghiên cứu để có được giải pháp phù hợp cho chế biến.<br /> Từ khóa: enzyme, protease, ứng dụng của enzyme, thủy sản<br /> <br /> ABSTRACT<br /> The article reviews research results relating to applications of enzymes from fish and invertebrates in food technology,<br /> the optimal conditions for processing, advantages and disadvantages of enzymatic method and final product as compared<br /> to traditional one. Some enzymes originated from fish and invertebrates showed potential possibilities and offered a wide<br /> range of applications, while others required further investigation before coming to successful solutions in food technology.<br /> Keywords: enzyme, protease, application of enzymes, fish and aquatic invertebrates<br /> I. MỞ ĐẦU<br /> Enzyme đã được sử dụng như phương tiện trợ<br /> giúp hiệu quả ở rất nhiều lĩnh vực sản xuất và ngày<br /> càng đóng vai trò quan trọng hơn trong công nghệ<br /> thực phẩm. Trước đây, người ta chỉ chú trọng đến<br /> việc điều khiển hoạt động của các enzyme có sẵn<br /> trong thực phẩm, vì vậy, ứng dụng vào sản xuất thực<br /> phẩm của enzyme vẫn chỉ mới giới hạn ở phạm vi<br /> một số sản phẩm lên men nhờ enzyme nội tại và<br /> hệ vi sinh vật tự nhiên như nước mắm, cá muối<br /> hay dịch thủy phân làm thức ăn gia súc hoặc ứng<br /> dụng vào xử lý nước thải của các nhà máy chế biến<br /> thủy sản để làm giảm độ nhớt (Haard, Stefansson<br /> & Steigrimsdottir, 1990). Một số nghiên cứu mới ở<br /> Canada, Đan mạch, Ailen, Nhật, Hàn quốc, Nauy<br /> và Mỹ đã chú trọng phát triển những ứng dụng<br /> mới vào lĩnh vực thực phẩm. Người ta đã tinh sạch<br /> được nhiều enzyme như deoxyribonuclease, lipase,<br /> carboxypeptidase A và B, trypsin, chymotrypsin<br /> và elastase từ cá tuyết Atlantic để ứng dụng vào<br /> <br /> 1<br /> <br /> mục đích thực phẩm. Các enzyme cũng đóng vai trò<br /> quan trọng trong việc cải thiện năng suất và thông<br /> số kỹ thuật ở nhiều công đoạn sản xuất.<br /> II. NỘI DUNG<br /> 1. Ứng dụng của enzyme vào phân giải có chọn<br /> lọc mô thịt cá và thủy sản<br /> Do bản chất sinh hóa khác nhau giữa lớp da và<br /> cơ thịt động vật thủy sản, người ta có thể sử dụng<br /> enzyme để thực hiện quá trình phân giải một cách<br /> có định hướng, sao cho tế bào da cá bị hòa tan<br /> nhưng lại không gây ảnh hưởng đến cơ thịt (Strom<br /> & Raa, 1982, 1993). Điều này cho phép sử dụng<br /> enzyme như một công cụ đặc biệt vào công nghệ<br /> chế biến thực phẩm nhằm loại bỏ hoặc biến đổi có<br /> chọn lọc một số bộ phận nhất định ở nguyên liệu<br /> động vật thủy sản cần chế biến.<br /> 1.1. Loại da cá bằng phương pháp dùng enzyme<br /> Có thể sử dụng các enzyme protease nội<br /> bào tách chiết từ cá với mục đích loại lớp da của<br /> <br /> TS. Nguyễn Lệ Hà: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. Hồ Chí Minh<br /> <br /> 216 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> nguyên liệu này. Đây là phương pháp ưu việt hơn<br /> hẳn các phương pháp cơ, hóa học thường gây<br /> thương tổn và làm giảm hiệu suất thu sản phẩm<br /> (Haard & Simpson, 1994).<br /> Ở Iceland, hàng năm có khoảng 2000 tấn cá<br /> đuối bị thải trở lại biển vì công đoạn loại da thật sự<br /> quá khó khăn, thường phải thực hiện thủ công. Mặc<br /> dù có nhiều loại máy bóc/tách da cá nhưng hiệu quả<br /> không cao, nhiều trường hợp phải lặp lại nhiều lần,<br /> và sau cùng vẫn cần kiểm tra và loại da lần cuối<br /> bằng thủ công. Quá trình đó làm hao hụt khá nhiều<br /> cơ thịt cá và vì vậy có hiệu quả kinh tế thấp. Một số<br /> phòng thí nghiệm ở Iceland đã thử loại da cá đuối<br /> Raja radiate bằng enzyme. Đầu tiên, người ta biến<br /> tính collagen da cá bằng cách xử lý nước ấm trong<br /> thời gian ngắn, tiếp đó ngâm trong hỗn hợp chứa<br /> enzyme proteolytic và glycolytic 4 giờ ở 250C hoặc<br /> 10 - 12 giờ ở 50C (Stefanson, 1988), cuối cùng rửa<br /> sạch lớp da hòa tan này bằng nước.<br /> Cá trích cũng đã được thử nghiệm bóc tách da<br /> ở Nauy (Jokimsson, 1984). Người ta xử lý cá bằng<br /> dung dịch acid acetic 5% ở 100C nhằm biến tính<br /> collagen da cá, sau đó chuyển sang ngâm trong các<br /> bể chứa có pha protease acid tách chiết từ nội tạng<br /> cá tuyết (Gilberg, 1993). Sau quá trình xử lý như<br /> vậy, lớp vảy và da phía ngoài được loại ra để lại bề<br /> mặt màu bạc rất mỏng. Đối với cá thu, cá ngừ bò<br /> và cá ngừ đại dương cũng có thể loại da bằng cách<br /> tương tự (Borresen, 1992).<br /> Fehmerling (1973) đã sử dụng dung dịch hỗn<br /> hợp gồm nhiều enzyme khác nhau như proteolytic,<br /> glycoside, hydrolase và lypolytic với nồng độ khác<br /> nhau 0,003 - 3% để loại bỏ da, vỏ, những phần<br /> không mong muốn của nhiều loại thủy sản khác<br /> nhau như hàu, hến, tôm, mực, nghêu, cá da trơn,<br /> cá ngừ đại dương, cá hồi, cá tuyết và một số loài cá<br /> mình dẹt khác.<br /> Kim, Byun, Choi, Roh, Lee và Lee (1993)<br /> cũng đã thử dùng collagenase tách chiết từ nội<br /> tạng cá để loại phần da từ các miếng fillet cá<br /> Novoden modestrus. Thí nghiệm cho thấy, quá trình<br /> thủy phân có thể thực hiện tốt ở 180C trong 4 giờ<br /> bằng dung dịch enzyme thô 0,3% (w/w) sau khi đã<br /> xử lý sơ bộ bằng dung dịch acid acetic 0,5 M trong<br /> 10 phút.<br /> 1.2. Dùng enzyme để bóc da mực<br /> Tính chất cơ học, lý học và hóa sinh của cơ<br /> thịt mực cũng như lớp da của nó rất khác so với<br /> cá (Nilsen, Viana, & Raa, 1989; Raa, 1990). Mặc<br /> dù thành phần chủ yếu của lớp da mực dày chứa<br /> sắc tố phía ngoài là collagen nhưng nó lại không<br /> đóng vai trò quyết định để tạo nên độ bền cơ học<br /> <br /> Số 3/2014<br /> của lớp da đó, có những thành phần khác chiếm tỉ<br /> lệ khối lượng ít hơn nhưng quan trọng hơn, ví dụ<br /> như proteoglycans chẳng hạn (Raa và ctg, 1985).<br /> Ở nhiều nơi, người tiêu dùng cho rằng da mực quá<br /> dày và dai nên không muốn dùng nó để chế biến<br /> thực phẩm. Điều này là do mực có lớp màng dưới<br /> da cấu tạo từ mô liên kết dày đặc, lớp màng này<br /> vẫn còn nguyên trên thân mực sau khi bóc da và co<br /> lại lúc nấu tạo cho các miếng mực độ dai cứng khó<br /> nhai nuốt. Trong sản xuất thường lột lớp da như cao<br /> su của mực bằng phương pháp thủ công, nhưng<br /> đây là công việc không dễ dàng. Khi sản xuất mực<br /> ống lột da, thường người ta cũng chỉ loại lớp da<br /> ngoài cùng có chứa sắc tố bằng cách dùng máy,<br /> những máy này không loại được lớp da ở dưới<br /> không chứa sắc tố bao trùm cả bên trong lẫn bên<br /> ngoài thân mực. Để giải quyết vấn đề này, một số<br /> nhà nghiên cứu cho rằng, có thể dùng enzyme để<br /> phân giải có chọn lọc da mực mà không ảnh hưởng<br /> đến cơ thịt của nó (Strom & Raa, 1993). Hơn thế<br /> nữa, sản phẩm mực ống chế biến có sử dụng<br /> enzyme còn có khác biệt đáng kể so với sản phẩm<br /> thu nhận bằng máy hay thủ công ở chỗ nó không<br /> có lớp vỏ dai dày bao bọc. Mực ống lột da bằng<br /> phương pháp này có hình dạng như bình thường<br /> sau khi gia nhiệt và đặc biệt là không hề có lớp màng<br /> dai bên ngoài, đây thực sự là một ưu điểm đáng kể.<br /> Tuy nhiên, các glucosidase và collagenase thương<br /> mại lại hiếm và tương đối đắt, do đó thích hợp ứng<br /> dụng trong dinh dưỡng, còn các protease thương<br /> mại như trypsin, ficin hay papain lại không thể phân<br /> giải được collagen nguyên thủy của lớp màng bọc<br /> thân mực, thêm vào đó, chúng lại có khả năng tấn<br /> công hữu hiệu vào cơ thịt mực, ảnh hưởng đáng kể<br /> đến chất lượng bảo quản, mùi và vị của nó. Tuy vậy,<br /> có thể bổ sung có kiểm soát thêm protease vào quá<br /> trình chế biến mực theo cách thông thường, cơ thịt<br /> mực sẽ mềm mại hơn, đặc biệt là phần ria mực, và<br /> làm cho nó dường như ngon hơn (Nilsen và các tác<br /> giả, 1989; Strom & Raa, 1993).<br /> Strom & Raa (1993) nhận thấy trong nội tạng<br /> mực có mặt một số enzyme có khả năng phân giải<br /> da mực và đã sử dụng chúng để loại da một số loại<br /> như mực ống Illex, Todarodes, Nototodarus và mực<br /> nang. Phương pháp này đơn giản và không đòi hỏi<br /> chi phí cao. Quá trình thực hiện như sau: rửa mực<br /> đã moi ruột bằng nước lạnh, sau đó làm mềm da<br /> mực bằng enzyme trong bể ở nhiệt độ thấp (Raa<br /> và các tác giả, 1985). Các tác giả này cũng đã thử<br /> xử lý mực bằng cách ngâm trước trong dung dịch<br /> muối 5%, sau đó gia nhiệt nhẹ (450C, 10 phút) để<br /> hoạt hóa enzyme nội tại của mực và nhờ vậy làm<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 217<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> mềm lớp da dai dày của nó. Leuba và ctg (1987)<br /> cũng đề xuất một phương pháp loại da mực bằng<br /> cách dùng chiết xuất gan mực trong dung dịch muối<br /> ăn 0,2 - 2%.<br /> 1.3. Dùng enzyme để đánh vảy cá và sản xuất cốt<br /> ngọc trai<br /> Ở một số thị trường, người ta ưa chuộng fillet<br /> cá còn da nhưng đã loại sạch vảy. Các nhà nghiên<br /> cứu đã đề xuất qui trình làm sạch vảy cá bằng cách<br /> ứng dụng enzyme nhằm đạt hiệu suất cao và chất<br /> lượng tốt so với sản phẩm loại vảy bằng phương<br /> pháp cơ học. Quá trình xử lý bằng enzyme còn loại<br /> được cả các vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu,<br /> nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản (Raa, 1997).<br /> Khi đánh vảy theo cách cơ học, một số loài cá<br /> như cá tuyết Melanogrammus aeglefinus thường<br /> bị dập nát vì thịt chúng rất mềm (Stefansson &<br /> Steingrimsdottir, 1990). Các thí nghiệm thực hiện<br /> tại phòng thí nghiệm thủy sản Iceland đã chỉ ra<br /> rằng, nếu sử dụng enzyme thì có thể tránh được<br /> các tổn thương cho da và thịt cá, toàn bộ quá trình<br /> chỉ bao gồm xử lý nguyên liệu cá bằng dung dịch<br /> enzyme ở 00C, sau đó rửa sạch bằng cách phun tia<br /> nước (Stefansson, 1988).<br /> Hiện nay, có rất nhiều nhà nghiên cứu thực hiện<br /> các thí nghiệm khám phá thành phần hóa học của<br /> vảy cá nhằm tìm ra ứng dụng mới cho các protein<br /> dạng sợi thu được sau khi tách chiết phần cốt ngọc,<br /> sắc tố, các protein hòa tan và collagen (Raa, 1997).<br /> Có một sáng chế đã được cấp bản quyền ở Canada<br /> là sáng chế tách vảy và loại da cá bằng enzyme<br /> keratolytic kết hợp với một hay nhiều loại hợp chất<br /> hoạt động bề mặt (anion, lưỡng tính hoặc không<br /> mang điện tích) trong môi trường ít nước (Rudolf,<br /> 1990). Ở Nhật bản, người ta đã sử dụng phần cốt<br /> ngọc thu nhận từ vảy cá trích, cá mòi, hay cá hồi vào<br /> sản xuất ngọc trai nhân tạo và nhiều sản phẩm khác<br /> từ khá lâu. Thành phần tạo nên hợp chất có ánh<br /> xà cừ màu trắng bạc ở vảy cá là quanin (Tanikawa,<br /> 1985), hợp chất này có mặt ở lớp da ngoài hoặc<br /> lớp vảy của các loài cá sống nơi tầng nước mặt<br /> (Ockerman, 1992). Trong vảy cá, quanin kết hợp với<br /> collagen và calcium phosphate tạo nên màu trắng<br /> bạc óng ánh xà cừ. Người ta gọi dịch huyền phù có<br /> những tinh thể quanin lơ lửng là “cốt ngọc”. Có thể<br /> thu được cốt ngọc từ vảy cá bằng cách dùng các<br /> enzyme proteolytic như trypsin chẳng hạn (Windsor<br /> & Barlow, 1981).<br /> 1.4. Dùng enzyme để bóc tách các màng và cơ<br /> quan nội tạng thủy sản<br /> Trong sản xuất gan cá tuyết đóng hộp, việc bóc<br /> tách lớp màng gan cá là một nhiệm vụ quan trọng<br /> <br /> 218 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Số 3/2014<br /> nhằm ngăn ngừa dòi phát triển ở lớp màng collagen<br /> bao bọc gan cá làm hư hỏng sản phẩm. Ở Iceland,<br /> người ta đã thử nghiệm bóc lớp màng này bằng<br /> phương pháp sử dụng enzyme và thu được kết quả<br /> khả quan: phương pháp này giúp tăng hiệu suất<br /> thu gan cá 20 - 30% so với phương pháp thủ công<br /> (Stefansson, 1990).<br /> Sản phẩm bong bóng cá tuyết muối rất được<br /> ưa chuộng ở một số nơi, tuy nhiên việc chế biến<br /> ra loại sản phẩm có màu trắng đẹp mà người tiêu<br /> dùng ưa chuộng lại thật sự khó thực hiện do lớp<br /> màng đen bao quanh bong bóng cá. Ở Iceland,<br /> thử nghiệm ứng dụng với enzyme đã cho kết quả<br /> rất đáng khích lệ: hiệu suất loại màng đen bằng<br /> enzyme cao hơn so với phương pháp thủ công ít<br /> nhất tám lần (Stefansson & Steingrimsdottir, 1990).<br /> Collagen thu được từ bong bóng cá tuyết còn được<br /> sử dụng như chất làm trong khi sản xuất bia rượu ở<br /> Nhật bản (Oshima, 1996).<br /> 2. Sử dụng enzyme protease trong tách chiết<br /> carotenoprotein từ phế liệu của quá trình chế<br /> biến các loài giáp xác<br /> Việc phát triển ngành chế biến thủy sản trong đó<br /> có chế biến tôm luôn song hành cùng với lượng lớn<br /> các phế liệu mà nếu được sử dụng một cách có hiệu<br /> quả và kinh tế sẽ giúp nâng cao lợi nhuận và giảm<br /> thiểu ô nhiễm môi trường. Các carotenoprotein,<br /> loại phụ phẩm thu nhận từ quá trình chế biến tôm<br /> thường được sử dụng như chất bổ sung cho sản<br /> xuất thức ăn chăn nuôi hoặc chất tạo màu trong<br /> công nghệ thực phẩm. Nếu tách carotenoid bằng<br /> dung môi hữu cơ hoặc dầu sẽ có tác dụng làm<br /> giảm lượng chitin và tro, nhờ đó hiệu suất thu chất<br /> màu cao. Tuy nhiên sản phẩm thu được bằng cách<br /> như vậy không đi kèm với protein nên giảm tính ổn<br /> định do dễ bị oxy hóa (Haard, 1992). Trong phế liệu<br /> chế biến thủy sản, protein chiếm khoảng 1/3 hàm<br /> lượng chất khô, vì vậy, người ta đã thử nghiệm dùng<br /> enzyme để tận thu chúng song song với quá trình<br /> thu nhận carotenoid ở dạng carotenoprotein nguyên<br /> thủy. Quá trình tách chiết carotenoprotein từ các<br /> phế liệu thủy sản như tôm, cua, tôm hùm đạt hiệu<br /> quả cao nếu trong dung dịch đệm để tách chiết có<br /> mặt trypsin (Cano-Lopez, Simpson & Haard, 1987).<br /> Cano-Lopez và các tác giả khác còn cho biết, nếu<br /> sử dụng trypsin từ cá tuyết Atlantic trong quá trình<br /> tách chiết carotenoprotein từ phế liệu tôm thì có thể<br /> thu nhận được 64% astaxanthin và 81% protein,<br /> trong khi nếu dùng bovine trypsin thì chỉ có thể thu<br /> được 49% astaxathin và 65% protein trong cùng<br /> điều kiện như nhau. Khi thực hiện trên vỏ tôm hùm<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> thì Simpson, Dauphin và Smith (1992) lại thấy rằng,<br /> trypsin từ tụy tạng bò cho hiệu suất thu chất màu<br /> cao hơn so với khi sử dụng chế phẩm thô từ phế<br /> thải chế biến cá tuyết Atlantic.<br /> 3. Sử dụng protease trong việc thu nhận chitin<br /> và protein từ phế thải chế biến tôm<br /> Phế liệu tôm là nguồn cung cấp chitin dồi dào.<br /> Phế liệu tôm ướt có chứa 4 - 5% chitin. Để thu nhận<br /> chitin từ phế liệu cần phải loại bỏ các protein còn<br /> dính sót lại, sau đó khử khoáng. Người ta thường<br /> dùng kiềm để loại protein, nhưng cách này có thể<br /> gây nên hiện tượng deacetyl một phần và thậm chí<br /> thủy phân mạch polymer, do đó sản phẩm thu được<br /> sẽ có tính chất không bền. Các enzyme protease<br /> có thể cho hiệu quả rất tốt khi dùng để thực hiện<br /> quá trình loại protein từ phế liệu tôm. Simpson và cs<br /> (1994) đã dùng chymotrypsin để loại protein và đạt<br /> hiệu quả tốt khi tỉ lệ enzyme: cơ chất là 7:1000 (w/w)<br /> ở pH 8, thời gian xử lý là 72 giờ ở 400C.<br /> 4. Ứng dụng protease chiết rút từ cá và thủy sản<br /> thay thế rennet trong sản xuất phomai<br /> Rennet chiết xuất từ dạ dày bò là một chế phẩm<br /> đóng vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến<br /> phomai. Lượng trâu bò giết mổ giảm trong khi nhu<br /> cầu tiêu dùng phomai trên thế giới lại tăng nhanh<br /> chóng đã đặt ra cho các nhà nghiên cứu một yêu<br /> cầu cấp bách tìm chất thay thế rennet vốn không<br /> rẻ lại hiếm hoi. Người ta đã tìm ra nhiều loại<br /> enzyme có tác dụng làm đông sữa từ nguồn thực<br /> vật, động vật và cả vi sinh vật. Tuy nhiên, cho đến<br /> hiện tại, pepsin bò và lợn vẫn là loại được sử dụng<br /> rộng rãi nhất vì có hoạt tính proteolytic cao. Mặc<br /> dù loại enzyme thay thế rennet thu nhận từ vi sinh<br /> vật đã được cho phép sử dụng trong sản xuất thực<br /> phẩm, nhưng người ta vẫn khá dè dặt khi sử dụng<br /> do tính đặc hiệu tương đối rộng của nó, dẫn đến<br /> hiệu suất thu sữa đông thấp, đồng thời sự phân giải<br /> protein quá mức có thể tạo ra các mùi lạ khi ủ chín<br /> phomai sau này (Brewer, Helbig, & Haard, 1984).<br /> Một nhược điểm nữa của các rennet có nguồn gốc<br /> vi sinh vật là bền nhiệt. Tuy nhiên, chymosin tương<br /> đối ít bền nhiệt hơn và vào cuối quá trình làm đông<br /> sữa thì nó cũng mất gần hết hoạt tính (Han, 1993).<br /> Chính vì lý do này mà chymosin thường được<br /> ưa chuộng hơn so với các protease khác (Haard,<br /> Feltham, Helbig & Squires, 1982). Một số protease<br /> từ dạ dày động vật thủy sản có tính chất khá tương<br /> đồng với chymosin trong quá trình làm đông sữa<br /> (Brewer và các tác giả khác, 1984; Han & Shahidi,<br /> 1995). Chymosin là endoproteinase có tính đặc hiệu<br /> cao, nó chỉ cắt K-casein thành glycomacropeptide<br /> <br /> Số 3/2014<br /> và para-K-casein bằng cách làm đứt liên kết 105 106 giữa phenylalanine và methionine. Pepsin và<br /> các enzyme proteolytic khác thường ít đặc hiệu hơn<br /> do đó làm tăng số sản phẩm phân giải, gây vị đắng<br /> cho sản phẩm (Fox, 1981).<br /> Trong dịch chiết chất nhờn ở dạ dày hải cẩu con có<br /> bốn zymogen của protease acid A, B, C, D. Protease<br /> A là loại tương tự chymosin (Shamsuzzaman &<br /> Haard, 1984). Người ta thấy rằng, chế phẩm thô<br /> protease dạ dày hải cẩu Phoca groelandica có khả<br /> năng làm đông sữa ở khoảng pH rộng hơn so với<br /> pepsin lợn (Shamsuzzaman & Haard, 1983), thêm<br /> vào đó, phomai sản xuất bằng protease dạ dày hải<br /> cẩu có chất lượng cảm quan cao hơn nhiều so với sản<br /> phẩm cùng loại làm bằng rennet bò. Shamsuzzaman<br /> & Haard (1985) cho rằng, pepsin A chính là thành<br /> phần chủ yếu của pepsin tách chiết từ hải cẩu làm<br /> sữa đông tụ. Khi thử nghiệm với chế phẩm thô<br /> protease acid tách chiết từ cá tuyết, Han (1993) thấy<br /> rằng loại enzyme này không có tác dụng làm đông<br /> tốt bằng protease từ dạ dày hải cẩu hay chymosin<br /> từ bò, nó cũng không cho hiệu quả tốt khi pH lớn<br /> hơn 6,4. Hiện nay, người ta đang thử nghiệm dùng<br /> protease từ cá ngừ đại dương để làm đông sữa và<br /> thu được kết quả khá tốt: loại protease này cho hiệu<br /> quả cao trong khoảng pH 5,5 - 6,4, tương tự như<br /> rennet (Tavares và cs, 1997).<br /> 5. Khử mùi ôi của sữa bằng enzyme động vật<br /> thủy sản<br /> Trong sản xuất sữa, quá trình oxy hóa là quá<br /> trình cần tránh vì tạo cho sữa mùi vị khó chịu. Fox<br /> (1982) thấy rằng, nếu xử lý sữa bằng trypsin sẽ<br /> có tác dụng ổn định sữa và ngăn ngừa hiện tượng<br /> oxy hóa. Các enzyme tiêu hóa thu nhận từ các<br /> loài cá chịu lạnh tỏ ra hữu ích hơn cả khi sử dụng<br /> trong các trường hợp cần vô hoạt enzyme bổ sung<br /> mà không được dùng nhiệt độ cao quá (Simpson,<br /> 1984). Theo Simpson và Haard (1987a), cả<br /> trypsin bò và trypsin cá tuyết Greenland đều có tác<br /> dụng chống oxy hóa cho chất béo sữa giống nhau<br /> ở nồng độ lớn hơn 0,0013%; tuy nhiên trypsin cá<br /> tuyết dễ vô hoạt hơn trong quá trình thanh trùng,<br /> do đó sẽ không thể gây ra phản ứng thủy phân làm<br /> hư hỏng sữa khi bảo quản.<br /> 6. Enzyme protease trong lên men và muối cá<br /> Hàng năm có một khối lượng lớn cá đánh bắt<br /> bị loại ra và không đủ tiêu chuẩn để dùng làm thực<br /> phẩm vì chúng ít được người tiêu dùng ưa thích. Đây<br /> cũng là động lực để các nhà nghiên cứu cố gắng tìm<br /> ra phương pháp chế biến nhằm bảo quản hoặc tạo ra<br /> sản phẩm mới ngon hơn và dễ chấp nhận hơn.<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 219<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> Một trong những phương pháp bảo quản đồng<br /> thời giúp cải thiện chất lượng cá là thực hiện lên<br /> men nhờ enzyme nội tạng hoặc bổ sung enzyme<br /> proteolytic từ nguồn ngoài để chuyển cá sang<br /> dạng dịch nước hay “làm chín” một số sản phẩm<br /> như “maatjes” (cá muối chín) hay cá muối ủ silage<br /> (Simpson, 1984). Đây là một quá trình vật lý và hóa<br /> học phức tạp, trong đó protein, lipid, carbohydrat<br /> chịu những biến đổi sâu sắc dưới tác dụng của<br /> nhiều loại enzyme và tạo ra mùi vị đặc biệt, rất riêng<br /> của sản phẩm cá muối. Ở một số nước Bắc Âu,<br /> người ta coi đây là một loại gia vị. Còn ở các nước<br /> Đông Nam Á, nhiều sản phẩm cá muối và dịch cá<br /> muối lại được sử dụng như thực phẩm. Các enzyme<br /> cá tuyết có thể ứng dụng vào quá trình lên men cá<br /> khá hiệu quả (Haard, 1998). Điểm ưu việt của các<br /> sản phẩm lên men truyền thống từ cá là được nhiều<br /> người ưa chuộng, giá thành thấp, dễ sản xuất, an<br /> toàn và có tác dụng cải thiện tiêu hoá, tăng cường<br /> hấp thu chất dinh dưỡng.<br /> Các sản phẩm lên men từ cá được chia làm<br /> hai nhóm chính: nhóm 1: qui trình chế biến chỉ sử<br /> dụng cá và muối, nhóm 2: sử dụng cá, muối và<br /> carbohydrate. Ở nhóm đầu, quá trình lên men xảy<br /> ra nhờ các enzyme phân giải có mặt trong nguyên<br /> liệu, đồng thời muối ăn ở nồng độ cao (> 20%) có<br /> tác dụng bảo quản, ngăn ngừa hư hỏng do vi sinh<br /> vật (Venugopal & Shahidi, 1995).<br /> 7. Sử dụng enzyme protease trong sản xuất dịch<br /> đạm cá (nước mắm)<br /> Dịch đạm cá (nước mắm) là sản phẩm lên men<br /> ở dạng lỏng được sản xuất nhờ quá trình thủy phân<br /> protein cá ở điều kiện nồng độ muối cao. Người<br /> ta thường sản xuất dịch đạm cá bằng cách trộn<br /> muối (20 - 30%) với cá nhỏ như cá cơm, cá nục,<br /> cá mòi, cá sòng… và ủ trong thùng kín. Ở Châu Á<br /> và một số nước ven biển có thời tiết nóng như Việt<br /> Nam, Thái Lan, Cambodia, Malaysia, Philipine và<br /> Indonesia, đây còn là phương pháp bảo quản hữu<br /> hiệu lâu đời (Beddows, 1985). Trong quá trình lên<br /> men, các enzyme chịu muối trong cá và cả vi sinh vật<br /> bên ngoài tác động vào thủy phân thịt cá ở điều kiện<br /> độ mặn cao để tạo nên dịch nước mắm trong suốt<br /> màu hổ phách có hàm lượng acid amin tự do cao<br /> và mùi vị thơm ngon đặc trưng. Nếu chắt phần dịch<br /> lỏng trong thùng muối cá giữa chừng, hoặc thời gian<br /> muối ngắn, ta sẽ thu được bột cá nhão (Beddows,<br /> Saisithi, 1994). Orejana và Liston (1981) đã nghiên<br /> cứu vai trò của các enzyme proteolytic trong sản<br /> phẩm nước mắm và kết luận, enzyme đóng vai<br /> trò chủ yếu trong quá trình phân giải thịt cá là<br /> <br /> 220 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Số 3/2014<br /> enzyme tựa trypsin, các protease khác như<br /> cathepsin B cũng đóng vai trò đáng kể và làm tăng<br /> hàm lượng protein hòa tan trong sản phẩm nước<br /> mắm. Mùi thơm của nước mắm là do các hợp chất<br /> mang mùi tạo thành, chúng bao gồm ba nhóm<br /> chính là: (a) mùi tanh khai chủ yếu do ammoniac và<br /> trimetylamine, (b) mùi hôi có lẽ do các acid béo thấp<br /> phân tử mà chủ yếu là acid ethanoic và n-butanoic,<br /> (c) mùi thịt: mùi này rất phức tạp và là tổ hợp của<br /> rất nhiều hợp chất bay hơi phụ thuộc vào nguyên<br /> liệu cá dùng để muối mắm (Beddows và cs, 1976).<br /> Brooks và Reineccius (1976) đã trích ly nước mắm<br /> bằng dichloromethane và phân tích các hợp chất<br /> trung tính và base bay hơi và đi đến kết luận:<br /> trimethylamine, dimethylamine, methylamine,<br /> 2-methylpyrazine,<br /> 2,5-dimetylpyazine,<br /> acid<br /> hydroxypentanoic, lactone và phenol là các hợp<br /> chất tham gia tạo nên mùi của nước mắm. Beddows<br /> cũng thông báo nhận diện được putrescine,<br /> cadaverine và histamine trong loại nước mắm được<br /> gọi là “budu” (Malaysia) và “nam-pla” (Thái lan).<br /> Saisithi (1994) tin rằng màu của nước mắm là do<br /> phản ứng biến nâu giữa các axit amin trong nước<br /> mắm với ribose, một sản phẩm của quá trình phân<br /> giải mô cơ cá sau khi chết từ ATP. Nhiều nhà nghiên<br /> cứu đã thử bổ sung enzyme, mà chủ yếu là các<br /> proteinase thực vật như bromelain, ficin và papain<br /> để thúc đẩy quá trình sản xuất nước mắm từ cá hay<br /> hàu (Beddow, 1976; Chuapoehuk &Raksakulthai,<br /> 1992; Trần Thị Luyến, 1994).<br /> Thông thường, quá trình chín của cá trích muối<br /> mắm kéo dài 6 - 12 tháng. Bằng cách bổ sung các<br /> enzyme proteolytic như trypsin và chymotrypsin,<br /> người ta đã giảm được thời gian này xuống còn 2<br /> tháng mà không ảnh hưởng đến chất lượng cảm<br /> quan của nước mắm loại 1 (Chaveesuk và cs,<br /> 1993). Gildberg và cs (1984) cũng thử nghiệm sản<br /> xuất nước mắm 2 tháng từ cá cơm Stolephorus và<br /> cho rằng mùi vị của sản phẩm hoàn toàn có thể chấp<br /> nhận được. Để rút ngắn thời gian, họ sử dụng kỹ<br /> thuật áp dụng nồng độ muối thấp 5% ở pH 4 vào<br /> lúc bắt đầu muối mắm. Tuy nhiên, ở hầu hết nước<br /> mắm ngắn ngày, sản phẩm thu được kém ngon và<br /> có vị đắng (Sikorski và cs, 1995). Ưu điểm lớn nhất<br /> của phương pháp lên men truyền thống là hoạt tính<br /> enzyme giảm dần và sản phẩm sau cùng ổn định, chỉ<br /> còn sót lại rất ít enzyme hoạt động (Gildberg, 1993).<br /> Ở Newfoundland Canada, Shahidi, Han &<br /> Synowiecki (1995) đã thử sản xuất nước mắm từ cá<br /> ốt đực vảy nhỏ. Nhiều nhà nghiên cứu khác cũng<br /> đã thu được sản phẩm tốt từ nguyên liệu cá ốt đực<br /> vảy nhỏ Mallotus villosus khi sử dụng tụy tạng mực<br /> <br />