Ảnh hưởng microbial transglutaminase đến phô mai tươi đông tụ axit citric

Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme microbial transglutaminase đến chất lượng phô mai tươi đông tụ bằng axit citric, phân tích các chỉ tiêu vật lý, hóa học và cảm

• Tác giả: Nguyễn Thị Diễm Trinh
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Hoàn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Ảnh hưởng của microbial transglutaminase đến chất lượng phô mai tươi đông tụ bằng axit citric
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về microbial transglutaminase và phô mai tươi

Microbial transglutaminase (MTGase) là enzyme xúc tác phản ứng liên kết ngang giữa các phân tử protein. Enzyme này có nguồn gốc vi sinh vật, thường được sản xuất từ chủng Streptoverticillium mobaraense. MTGase hoạt động bằng cách tạo liên kết isopeptide giữa nhóm acyl của glutamine và nhóm amino của lysine trong chuỗi protein casein. Phô mai tươi đông tụ bằng axit citric là sản phẩm được hình thành khi axit citric hạ pH sữa đến điểm đẳng điện của casein (khoảng pH 4.6). Quá trình đông tụ xảy ra nhanh, tạo thành khối gel protein chứa nước, chất béo và khoáng chất. So với phô mai dùng rennet truyền thống, phô mai axit citric có đặc điểm cấu trúc mềm, hàm lượng canxi thấp hơn do hòa tan trong môi trường acid. Sự kết hợp giữa MTGase và phương pháp đông tụ acid mở ra hướng cải thiện chất lượng sản phẩm phô mai tươi hiện đại.

1.1. Cơ chế hoạt động của enzyme transglutaminase

1.2. Đặc điểm phô mai tươi đông tụ bằng axit citric

II. Phân tích ảnh hưởng của MTGase đến chất lượng phô mai

Enzyme microbial transglutaminase tác động trực tiếp đến cấu trúc protein trong phô mai tươi. Xử lý MTGase làm tăng liên kết ngang giữa các phân tử casein, tạo mạng lưới protein chặt chẽ hơn. Kết quả là độ cứng của gel tăng, khả năng giữ nước cải thiện rõ rệt. Hàm lượng chất khô trong phô mai tăng do giảm tách whey trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, nồng độ enzyme quá cao có thể làm giảm độ tan, ảnh hưởng đến cảm quan sản phẩm. Thời gian xử lý enzyme cần được tối ưu để đạt hiệu quả liên kết ngang tối đa mà không làm biến đổi cấu trúc quá mức. Nhiệt độ xử lý enzyme ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và mức độ liên kết ngang hình thành. Các nghiên cứu cho thấy nồng độ enzyme khoảng 0.3-0.5% kết hợp thời gian xử lý 1-2 giờ cho kết quả tốt nhất.

2.1. Ảnh hưởng đến thành phần hóa học phô mai tươi

2.2. Ảnh hưởng đến tính chất vật lý và cảm quan

III. Phương pháp nghiên cứu tối ưu hóa quy trình sản xuất

Nghiên cứu ứng dụng MTGase trong sản xuất phô mai tươi sử dụng phương pháp thiết kế thí nghiệm tối ưu. Các yếu tố được khảo sát bao gồm nồng độ enzyme, thời gian xử lý, nhiệt độ xử lý enzyme và nồng độ axit citric. Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được áp dụng để tìm điều kiện tối ưu cho từng biến số. Sữa bột gầy được hoàn nguyên đạt thành phần chuẩn trước khi tiến hành thí nghiệm. Quá trình đông tụ bằng axit citric được thực hiện ở nhiệt độ 70-85°C. Sau đông tụ, gel được cắt, ép và đánh giá chất lượng. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm hàm lượng protein, chất khô, độ tách whey, độ cứng và đánh giá vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả tối ưu hóa giúp xác định công thức và quy trình sản xuất phô mai tươi có chất lượng cao nhất.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và biến số nghiên cứu

3.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu xác nhận microbial transglutaminase có tác động tích cực đến chất lượng phô mai tươi đông tụ bằng axit citric. Enzyme cải thiện hiệu suất thu hồi protein, tăng hàm lượng chất khô và giảm tách whey. Điều kiện tối ưu gồm nồng độ enzyme 0.3%, thời gian xử lý 90 phút, nhiệt độ 40°C cho sản phẩm chất lượng tốt nhất. Phô mai xử lý MTGase có cấu trúc vi mô đồng nhất, độ cứng và độ đàn hồi cao hơn mẫu đối chứng. Trong quá trình bảo quản 28 ngày ở 4°C, mẫu có enzyme duy trì chất lượng ổn định hơn. Kết quả nghiên cứu có giá trị ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp phô mai Việt Nam. Công nghệ này giúp tăng hiệu quả sản xuất, giảm tổn thất nguyên liệu và nâng cao giá trị sản phẩm. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể mở rộng sang các loại phô mai khác và tối ưu hóa quy trình sản xuất quy mô công nghiệp.

4.1. Kết quả chính đạt được từ nghiên cứu

4.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp phô mai

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ẢNH HƯỞNG CỦA MICROBIAL TRANSGLUTAMINASE ĐẾN CHẤT LƯỢNG PHÔ MAI TƯƠI ĐÔNG TỤ BẰNG AXIT CITRIC GVHD: PHẠM THỊ HOÀN SVTH: NGUYỄN THỊ DIỄM TRINH MSSV: 16116094 SVTH: NGUYỄN QUANG TRƯỜNG MSSV: 16116097 SKL007599 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2020 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2020-16116094 ẢNH HƢỞNG CỦA MICROBIAL TRANSGLUTAMINASE ĐẾN CHẤT LƢỢNG PHÔ MAI TƢƠI ĐÔNG TỤ BẰNG AXIT CITRIC GVHD: TS. PHẠM THỊ HOÀN SVTH: NGUYỄN THỊ DIỄM TRINH M NGUYỄN QUANG TRƢỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 09/2020 i TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2020-16116094 ẢNH HƢỞNG CỦA MICROBIAL TRANSGLUTAMINASE ĐẾN CHẤT LƢỢNG PHÔ MAI TƢƠI ĐÔNG TỤ BẰNG AXIT CITRIC GVHD: TS. PHẠM THỊ HOÀN SVTH: NGUYỄN THỊ DIỄM TRINH MS NGUYỄN QUANG TRƢỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 09/2020 i TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quang Trƣờng 16116097 Nguyễn Thị Diễm Trinh 16116094 Ngành: Công nghệ thực phẩm 1.

Tên khóa luận: Ảnh hƣởng của microbial transglutaminase đến chất lƣợng phô mai tƣơi đông tụ bằng axit citric. Nhiệm vụ của khoá luận: - Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu. - Khảo sát sự ảnh hƣởng của axit citric (nồng độ axit citric và nhiệt độ xử lý) đến quá trình đông tụ casein sữa. - Khảo sát sự ảnh hƣởng của enzyme transglutaminase (nồng độ enzyme, thời gian và nhiệt độ xử lý enzyme) đến chất lƣợng phô mai tƣơi.

- Đánh giá chất lƣợng sản phẩm phô mai tƣơi. - Đánh giá sự thay đổi chất lƣợng của sản phẩm phô mai tƣơi trong quá trình bảo quản. Ngày giao nhiệm vụ khoá luận: 13/01/2020 4. Ngày hoàn thành khoá luận: 04/09/2020 5.

Họ và tên giảng viên hƣớng dẫn: TS. Phạm Thị Hoàn Phần hƣớng dẫn: Toàn bộ nội dung khoá luận Nội dung và yêu cầu khoá luận tốt nghiệp đã đƣợc thông qua bởi Trƣởng Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Tp. Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 09 năm 2020 Trƣởng Ngành Ngƣời hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trong trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh nói chung và quý thầy cô trong Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm nói riêng.

Trong quá trình học tập suốt 4 năm tại trƣờng, chúng tôi đã đƣợc truyền đạt những kiến thức và kỹ năng quý báu về ngành Công nghệ thực phẩm. Đặc biệt, chúng tôi xin đƣợc cảm ơn T.S Phạm Thị Hoàn - Giảng viên Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP. Cô luôn hỗ trợ và chỉ dạy chúng tôi rất tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm cho chúng tôi từ khi hình thành ý tƣởng đến khi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Chúng tôi thật sự rất biết ơn vì điều đó và chúng tôi xin ghi nhớ những lời dạy của cô.

Chúng tôi xin cảm ơn cô Hồ Thị Thu Trang - chuyên viên phụ trách các phòng thí nghiệm và các xƣởng thực hành Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm Khoa Công Nghệ Hóa Học- Thực Phẩm. Cô đã hỗ trợ, giúp đỡ chúng tôi rất nhiều về dụng cụ, máy móc, thiết bị trong quá trình nghiên cứu tại phòng thí nghiệm. Chúng tôi xin cảm ơn quý thầy cô phụ trách xƣởng công nghệ thực phẩm 1, xƣởng công nghệ thực phẩm 3, phòng thí nghiệm vi sinh, phòng thí nghiệm hóa sinh và phòng thí nghiệm cảm quan đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng tôi có thể hoàn thành đề tài này. Quý thầy cô đã hỗ trợ, giúp đỡ chúng tôi rất nhiều về dụng cụ, máy móc, thiết bị trong quá trình nghiên cứu.

Sau cùng, chúng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã quan tâm, giúp đỡ, luôn kề vai sát cánh và tạo điều kiện tốt nhất để chúng tôi có thể hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này. Trong quá trình thực hiện đề tài, khó tránh khỏi những sai sót nên chúng tôi rất mong nhận đƣợc sự góp ý của quý thầy cô để luận văn của chúng tôi đƣợc hoàn thiện hơn.Một lần nữa chúng tôi xin chân thành cảm ơn và kính chúc sức khỏe! Trân trọng! iii LỜI CAM ĐOAN Chúng tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung đƣợc trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là do chính chúng tôi thực hiện với sự cố vấn của TS. Phạm Thị Hoàn – Giảng viên Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh. Chúng tôi xin cam đoan các nội dung đƣợc tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã đƣợc trích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy định.

Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 09 năm 2020 Sinh viên thực hiện NGUYỄN QUANG TRƢỜNG NGUYỄN THỊ DIỄM TRINH iv MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP.ii LỜI CẢM ƠN. iii LỜI CAM ĐOAN.iv MỤC LỤC…. v DANH MỤC HÌNH. ix DANH MỤC BẢNG.

x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.xi TÓM TẮT KHÓA LUẬN.xii CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Tổng quan về phô mai và phô mai tƣơi. Giới thiệu chung. Thành phần hóa học.

Nguyên liệu sản xuất phô mai tƣơi. Đặc điểm protein sữa. Cơ chế đông tụ casein trong quá trình sản xuất phô mai. Giới thiệu về axit citric.

Ứng dụng của axit citric. Giới thiệu về Transglutaminase. Cơ chế tác dụng của Transglutaminase. Ứng dụng của Transglutaminase.

Tình hình nghiên cứu của đề tài. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc. Lý do chọn đề tài.

24 CHƢƠNG 2:VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng. Thiết bị sử dụng. Quy trình sản xuất phô mai tƣơi.

Nội dung nghiên cứu. Bố trí thí nghiệm. Khảo sát ảnh hƣởng của axit citric đến quá trình đông tụ protein. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ xử lý dịch sữa với axit citric đến quá trình đông tụ protein.

Thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hƣởng nồng độ axit citric đến quá trình đông tụ protein. Khảo sát ảnh hƣởng của transglutaminase đến chất lƣợng phô mai tƣơi. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến chất lƣợng phô mai tƣơi. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ xử lý dịch sữa với enzyme đến chất lƣợng phô mai tƣơi.

Thí nghiệm 5: khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến chất lƣợng phô mai. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm phô mai tƣơi. Đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu chất lƣợng của sản phẩm phô mai tƣơi trong quá trình bảo quản. Các phƣơng pháp phân tích.

Phƣơng pháp xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm phô mai tƣơi. Phƣơng pháp phân tích kết cấu phô mai. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng chất khô. Phƣơng pháp xác định hiệu suất chất khô phô mai tƣơi.

Phƣơng pháp đánh giá cảm quan sản phẩm. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng protein. Phƣơng pháp phân tích hàm lƣợng lipid. Phƣơng pháp xác định độ chua.

Phƣơng pháp xác định độ tách whey.Phƣơng pháp phân tích chỉ tiêu vi sinh.Phƣơng pháp đo màu hệ CIE - Lab.Phƣơng pháp đánh giá vi cấu trúc của sản phẩm (SEM).Phƣơng pháp xử lý số liệu. 47 CHƢƠNG 3:KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN. Kết quả phân tích thành phần hoá học sữa nguyên liệu. Khảo sát ảnh hƣởng của axit citric đến chất lƣợng phô mai tƣơi.

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ xử lý axit citric đến quá trình đông tụ protein. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ axit citric đến sản phẩm phô mai tƣơi. Khảo sát ảnh hƣởng của MTGase đến chất lƣợng sản phẩm phô mai. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến chất lƣợng phô mai tƣơi.

Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ xử lý dịch sữa với enzyme đến chất lƣợng phô mai tƣơi. Thí nghiệm 5: khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến chất lƣợng phô mai. Kết luận về quy trình sản xuất phô mai tƣơi. Đánh gia chất lƣợng sản phẩm phô mai tƣơi.

Chỉ tiêu thành phần hóa học. Đánh giá vi cấu trúc sản phẩm phô mai tƣơi. Đánh giá sự thay đổi chất lƣợng sản phẩm phô mai tƣơi trong quá trình bảo quản. Đánh giá cảm quan của sản phẩm phô mai tƣơi.

Sự thay đổi độ chua của sản phẩm phô mai tƣơi. Sự thay đổi độ tách whey của sản phẩm phô mai tƣơi. Sự thay đổi màu của sản phẩm phô mai tƣơi. 74 CHƢƠNG 4:KẾT LUẬN.

78 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 87 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1. Sơ đồ phân loại phô mai dựa trên phƣơng pháp đông tụ. Các phản ứng xúc tác bởi MTGase.

Quy trình sản xuất phô mai tƣơi. Hình ảnh khuôn p và khối tạ. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 (A) và hình ảnh đông tụ phô mai (B). Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3.

Hình ảnh bố trí phân tích kết cấu của mẫu phô mai tƣơi.1: Đồ thị ảnh hƣởng của nồng độ axit citric đến chất lƣợng phô mai tƣơi (A: sự thay đổi về hiệu suất và TSwhey, B: sự thay đổi về TScheese và CSY). Đồ thị ảnh hƣởng của nồng độ enzyme bổ sung đến chất lƣợng phô mai tƣơi (A: sự thay đổi về hiệu suất và TSWhey, B: sự thay đổi về TSCheese và CSY).3: Đồ thị ảnh hƣởng của nhiệt độ xử lý dịch sữa với enzyme đến chất lƣợng phô mai tƣơi (A: sự thay đổi về hiệu suất và TSwhey, B: sự thay đổi về TScheese và CSY).4: Đồ thị ảnh hƣởng của thời gian xử lý dịch sữa với enzyme đến chất lƣợng phô mai tƣơi (A: sự thay đổi về hiệu suất và TSwhey, B: sự thay đổi về TScheese và CSY). Sơ đồ quy trình sản xuất phô mai tƣơi. Hình ảnh chụp SEM của các mẫu phô mai tƣơi (M1: Phô mai tƣơi có xử lý enzyme, M2: Phô mai tƣơi không xử lý enzyme).

Các mẫu phô mai chuẩn bị để đánh giá cảm quan. Đồ thị thể hiện sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu phô mai tƣơi trong quá trình o bảo quản 4±2 C (A- Sự thay đổi về ngoại quan, B- Sự thay đổi về cấu trúc, C- Sự thay đổi về hƣơng vị, D- Sự thay đổi về tổng điểm cảm quan). Sự thay đổi độ chua của phô mai tƣơi trong quá trình bảo quản. Sự thay đổi về độ tách whey của các mẫu phô mai tƣơi trong quá trình bảo quản 71 Hình 3.

Hình ảnh độ tách whey của các mẫu phô mai tƣơi trong quá trình bảo quản.