ứng dụng của papain làm ra sản phẩm bột thịt dễ tiêu hóa

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
Họ và tên: TRẦN THANH HOÀN

BÀI TẬP CÔNG NGHỆ SINH HỌC
LỚP: 131162A
MSSV: 13116039

Chủ đề: SỬ DỤNG ENZYME PROTEASE ĐỂ SẢN XUẤT BỘT THỊT HEO DỄ TIÊU HÓA
1. Đặt vấn đề
Mỗi người đều có khả năng sống lâu và khỏe mạnh. Loài người không ngừng tìm kiếm những phương thức
mới để cải thiện cuộc sống, kéo dài tuổi thọ và làm được nhiều việc hơn. Nhiều người ở khắp nơi trên thế
giới đã khám phá ra được rằng con đường để đến cuộc sống tốt đẹp hơn bắt đầu từ chế độ dinh dưỡng hằng
ngày hợp lý.
Thịt heo có chứa nhiều protein với các loại acid amin không thay thế cần thiết cho cơ thể, các acid amin này
tham gia vào quá trình tổng hợp, hình thành tế bào mới, tạo enzym, hormone và các thể miễn dịch cho cơ
thể. Trong bữa ăn hằng ngày việc sử dụng thịt heo để chế biến là hết sức cần thiết.
Thịt heo khi được đưa vào cơ thể người có thể được tiêu hóa trong thời gian 2-4 tiếng ở cơ thể bình thường.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp ở trẻ em, người già hay người bị tổn thương hệ tiêu hóa (do bệnh tật,
bẩm sinh) thì việc tiêu hóa thịt là hết sức khó khăn.
Với khả năng thủy phân protein, enzyme papain đã được ứng dụng để làm mềm thịt trong các sản phẩm đồ
hộp thịt và nhiều sản phẩm khác[1]. Vì vậy có thể sử dụng enzyme papain để thủy phân một phần protein
thịt heo giúp làm mềm thịt và chuẩn bị cho việc chế biến bột thịt heo dễ tiêu hóa có thể giải quyết phần nào
vấn đề khó tiêu hóa thịt heo ở một số đối tượng đã trình bày. Ngoài ra, bột thịt heo có thể được sử dụng để
bổ sung và nhiều loại thực phẩm như xúc xích, hạt nêm, đồ hộp,…
2. Cơ sở phương pháp
2.1. Giới thiệu papain
Papain được tách từ nhựa đu đủ xanh, là một enzyme thực vật. Trong nhựa đu đủ có chứa một hỗn hợp
protease, bao gồm: papain, chymopapain A (có gốc axit amin cuối là axit glutamic), chymopapain B (có gốc

axit amin cuối là tyrosine), proteinase III, proteinase IV. Trong đó, hàm lượng papain chiếm cao nhất (95%)
và hoạt tính phân giải protein của papain cao hơn chymopapain nhiều lần.
Papain thuộc nhóm cystein-protease vì trung tâm hoạt động của nó có chứa nhóm -SH của cystein, nhóm này
nằm gần vòng imidazol của histidine và nhóm -COOH của axit aspactic. Sự tổ hợp của các nhóm chức có
mặt trong trung tâm hoạt động tạo điều kiện cho hoạt động xúc tác của phân tử enzyme[2].


2

Hình : Cấu tạo

trung tâm hoạt động

của papain
Cystein và EDTA

là những chất hoạt

hóa papain. Khi

có mặt của cystein

nhóm

của

trung tâm hoạt động

được phục hồi. Sự

hoạt hóa càng được

tăng cường khi có

sự hiện diện của các

-SH

chất có khả năng liên kết với ion kim loại có mặt trong nhựa đu đủ như EDTA.
Papain là một enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao. Ở dạng nhựa khô, papain không bị biến tính trong 3
giờ ở 100oC, còn ở dạng dung dịch, papain bị mất hoạt tính sau 30 phút ở 82,5 oC. Papain tinh sạch có độ bền
nhiệt thấp hơn khi còn ở trong nhựa mủ, vì trong mủ nhựa còn có các protein khác có tác dụng bảo vệ nó.
Papain có khả năng hoạt động ở một vùng pH tương đối rộng từ 4,5 đến 8,5, nhưng lại dễ bị biến tính trong
môi trường axit có pH<4,5 và trong môi trường kiềm mạnh có pH >12[2].
2.2. Cơ chế tác dụng lên protein của enzyme papain
Papain đóng vai trò vừa là một endoprotease vừa là một exoprotease nên chúng thủy phân protein thành các
polypeptid và các axit amin. Tính đặc hiệu cơ chất của papain rộng, nó có thể thủy phân hầu hết các liên kết
peptid, trừ liên kết với proline và với axit glutamic có nhóm -COOH tự do.
Với điều kiện hoạt động pH từ 4.5 - 8, nhiệt độ khoảng 50- 70 0C cùng sự có mặt của các chất hoạt hóa
cystein và EDTA papain có thể cắt các liên kết peptit, do đó làm giảm một số lượng lớn các protein cơ bắp.
Ngoài tác dụng lên protein sợi cơ, papain cũng rất hiệu quả vì chúng có thể cắt cả liên kết ở các mô liên
kết[3].

Hì
nh : Phản ứng cắt liên kết peptit của papain
Hàm lượng protein trong thịt heo chín là khoảng 26% trọng lượng tươi. Tuy nhiên nếu tính theo trọng lượng
khô, hàm lượng protein trong thịt heo nạc có thể cao tới 89%[6]. Hàm lượng protein cao là một lí do làm cơ
thịt có cấu trúc xăn chắc, dai thông qua sự hình thành các mô cơ, một trong những nguyên nhân gây khó tiêu

3

hóa, giá trị dinh dưỡng tạo ra khi tiêu thụ không cao. Do đó sử dụng papain để thủy phân một phần các
protein này sẽ góp phần làm tăng khả năng tiêu hóa, tăng giá trị dinh dưỡng khi tiêu thụ thịt.
3. Quy trình vào sản xuất bột thịt heo sử dụng enzyme papain
Với tính năng của papain như đã trình bày, có thể đề xuất một quy trình sản xuất có thể sử dụng papain như
sau:

Gia vị

Xử lí sơ bộ
Thủy phân
Phối trộn
Sấy
Nghiền
Đóng gói
Sản phẩm
Nguyên liệu thịt

Dung dịch enzyme
Phối trộn

Bột trợ sấy


4

 Giải thích quy trình:
a. Nguyên liệu:

Nguyên liệu sử dụng làm bột thịt heo là thịt má heo đông lạnh, đạt chỉ tiêu về chất lượng của thịt
má heo: pH từ 5.6- 6.2 để đảm bảo độ tươi, thịt không được rỉ nước, màu sắc hồng tươi; hàm
lượng vi sinh vật ở trong giới hạn cho phép (E.col :≤100/gr, Staphilococus aureus: ≤100/gr,
không chứa Salmonella,…), không chứa độc tố hóa học.
b. Xử lí sơ bộ:

+ Nguyên liệu thịt qua quá trình kiểm tra được rã đông nhằm mục đích làm mềm nguyên liệu.
+ Thịt heo đã rã đông được cắt nhỏ sau đó được xay nhỏ đến kích thước khoảng 5-10mm để
chuẩn bị cho quá trình thủy phân (kích thước 5- 10mm là phù hợp cho quá trình thủy phân mà
thịt không bị mất cấu trúc rắn).
c. Thủy phân:

Thủy phân là giai đoạn quyết định đến chất lượng của sản phẩm.
Quá trình thủy phân được tiến hành bằng cách bổ sung dung dịch 0,01% enzyme papain đã được
hoạt hóa[3]. Tiến hành trong thời gian từ 1-2 tiếng nhằm thủy phân một phần protein trong cơ thịt
tạo các peptit có cấu trúc mạch ngắn hơn, tạo một số acid amin làm tăng giá trị dinh dưỡng cho
sản phẩm. Quá trình thủy phân được tiến hành ở nhiệt độ 60- 700C[2].
Quá trình thủy phân không được kéo dài, để tránh làm mất đi cấu trúc của thịt, có thể ảnh hưởng
đến công đoạn sấy và nghiền.
d. Sấy:
Sau khi thủy phân sơ bộ protein trong thịt bằng enzyme papain hỗn hợp thủy phân chứa:


5

+ Pha lỏng là nước từ dịch bào thịt; các peptit và acid amin sản phẩm của quá trình thủy phân,
cùng các chất chứa trong thịt được hòa tan vào nước.
+ Pha rắn là các thành phần của thịt không bị thủy phân, không tan trong nước giúp thịt vẫn còn ở
cấu trúc rắn.
Để hỗ trợ cho quá trình sấy làm giảm thời gian và nhiệt độ sấy giúp tránh hao hụt, biến tính các

thành phần trong pha lỏng ta tiến hành phối trộn hỗn hợp với bột trợ sấy( maltodextrin). Đồng
thời maltodextrin cũng góp phần tăng cường dinh dưỡng cho sản phẩm[5].
Quá trình sấy được tiến hành đến khi độ ẩm của nguyên liệu đạt 10-12%.
e. Nghiền- Phối trộn – Bao gói
Sau khi sấy hỗn hợp nguyên liệu được phối trộn với các gia vị (đường, muối, bột ngọt, tiêu, hành,
tỏi,…) để tăng giá trị cảm quan, cùng các phụ gia bảo quản, sau đó được nghiền bằng thiết bị
nghiền mịn các hạt sau nghiền có kích thước từ 0,2-0,3mm.
Sản phẩm bột thịt heo sẽ có màu vàng nhạt, mịn và không bị vón cục, có mùi thơm của thịt heo
cùng các nguyên liệu gia vị.
Cuối cùng là đóng gói và thu được sản phẩm. Bao bì phải có độ dày, có khả năng ngăn cản sự
oxy hóa đồ thời trơ với các thành phần bên trong. Thường sử dụng bao bì nilông có tráng bạc.
4. Kết luận
Hiện nay trên thị trường đã có một số công ty có sản xuất sản phẩm bột thịt heo. Tuy nhiên sản phẩm chưa
được người tiêu dùng tiêu thụ mạnh mẽ mà chủ yếu được sử dụng trong ngành sản xuất hạt nêm, mì ăn liền,
đồ hộp, xúc xích.
Với mong muốn tạo ra sản phẩm mới, phù hợp với nhu cầu sử dụng và phù hợp với đối tượng tiêu dùng là
trẻ em, người cao tuổi hay người bị tổn thương về hệ tiêu hóa. Nhờ việc tạo ra sản phẩm có chứa chất dinh
dưỡng dễ hấp thu (acid amin, peptit mạch ngắn) nhờ quá trình thủy phân sơ bộ bằng enzyme papain. Đồng
thời sản phẩm cũng giàu chất béo, và các vitamin A, B 1, B2, C, E... Hi vọng sản phẩm bột thịt heo trên có thể
giải quyết được vấn đề này. Sản phẩm bột thịt heo cũng được sử dụng bằng cách phối trộn vào các món cháo
hay bổ sung vào các sản phẩm bánh để tăng dinh dưỡng và cảm quan.
Bài làm còn mang tính lí thuyết, do chưa có thời gian thực nghiệm, khảo sát, tiến hành các công đoạn cụ thể
để thu được sản phẩm có chất lượng tốt nhất. Do đó không sao tránh khỏi những thiếu sót trong công nghệ,
mong thầy góp ý. Em xin chân thành cảm ơn!
Tài liệu tham khảo
[1] Leila Mosafa, Majid Moghadam, Mohammad Shahedi, “Papain enzyme supported on magnetic
nanoparticles: Preparation, characterization and application in the fruit juice clarification”, SciVerse
ScienceDirect, 19 July 2013.
[2] Minh Ha, Alaa El-Din A. Bekhit, Alan Carne, David L. Hopkins, “Characterisation of commercial
papain, bromelain, actinidin and zingibain protease preparations and their activities toward meat proteins”,

SciVerse ScienceDirect, 9 February 2012.
[3] E Huff-Lonergan, Enzymatic, SciVerse ScienceDirect, 2014.


6

[4] Heba H.S. Abdel-Naeem, Hussein M.H. Mohamed, “Improving the physico-chemical and sensory
characteristics of camel meat burger patties using ginger extract and papain”, Meat Science, 21 March
2016.
[5] />[6] T.s Nguyễn Tiến Lực, Công nghệ chế biến thịt và thủy sản, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2016.