I. Tổng quan về enzyme proteolytic
Enzyme là những chất xúc tác hữu cơ có phân tử lượng lớn, chủ yếu từ các mô thực vật và động vật. Enzyme gừng là một trong những loại enzyme quan trọng trong công nghệ thực phẩm, đặc biệt là enzyme protease hay còn gọi là zingibain. Enzyme này có khả năng thủy phân protein, làm mềm thịt và đông tụ sữa. Protease được phân loại theo nhiều tiêu chí như nguồn gốc (động vật, thực vật, vi sinh vật), tính đặc hiệu với cơ chất (endopeptidase và exopeptidase), và pH hoạt động. Nghiên cứu về enzyme protease trong nước cho thấy có nhiều công trình tập trung vào ứng dụng của enzyme trong công nghệ thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Các nghiên cứu này đã chỉ ra rằng enzyme có thể được tách chiết từ nhiều nguồn khác nhau, giúp nâng cao giá trị sử dụng của các nguyên liệu thực phẩm.
1.1. Định nghĩa enzyme proteolytic
Enzyme proteolytic, hay còn gọi là protease, là các enzyme có khả năng thủy phân liên kết peptid trong protein. Chúng xúc tác quá trình cắt đứt các liên kết peptid giữa các axit amin, tạo ra các axit amin tự do và peptid ngắn. Enzyme proteolytic có thể được chia thành hai nhóm chính: protease nội bào và protease ngoại bào. Mỗi nhóm này có những đặc điểm và ứng dụng riêng, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm và y tế. Nghiên cứu cho thấy enzyme protease từ gừng có khả năng làm mềm thịt và cải thiện chất lượng thực phẩm, nhờ vào tính chất đặc hiệu và khả năng xúc tác mạnh mẽ của chúng.
II. Ứng dụng của enzyme gừng trong công nghệ thực phẩm
Enzyme từ dịch trích gừng không chỉ có giá trị dinh dưỡng mà còn mang lại nhiều lợi ích trong công nghệ thực phẩm. Ứng dụng enzyme trong chế biến thực phẩm giúp cải thiện hương vị, cấu trúc và độ mềm của sản phẩm. Enzyme zingibain có khả năng làm mềm thịt, điều này rất hữu ích trong ngành chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất thịt chế biến sẵn. Nghiên cứu cho thấy enzyme này có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ và pH nhất định, giúp tối ưu hóa quá trình chế biến. Ngoài ra, enzyme từ gừng cũng được sử dụng trong sản xuất đồ uống và thực phẩm lên men, giúp tăng cường hương vị và giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Việc ứng dụng enzyme gừng trong công nghiệp thực phẩm không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành thực phẩm.
2.1. Tác dụng của enzyme zingibain
Enzyme zingibain được chiết xuất từ gừng có tác dụng làm mềm thịt, đây là một trong những ứng dụng quan trọng nhất trong công nghệ thực phẩm. Sự hiện diện của enzyme này trong quá trình chế biến thực phẩm giúp cải thiện độ mềm và hương vị của sản phẩm. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng enzyme zingibain hoạt động hiệu quả nhất ở nhiệt độ 47,5℃ và pH 7,0. Khi được sử dụng trong quá trình chế biến thịt, enzyme này không chỉ giúp làm mềm mà còn có thể làm tăng khả năng giữ nước trong sản phẩm, từ đó nâng cao chất lượng và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.
III. Quy trình chiết xuất enzyme từ gừng
Quy trình chiết xuất enzyme từ gừng bao gồm nhiều bước quan trọng, từ chuẩn bị nguyên liệu đến thu nhận enzyme. Đầu tiên, củ gừng được nghiền nhỏ và trộn với dung môi thích hợp để tạo ra dịch trích. Sau đó, phương pháp siêu âm được áp dụng để tăng cường hiệu suất thu hồi enzyme. Kết quả cho thấy, tỉ lệ dung dịch đệm và nguyên liệu là 1:5 trong thời gian 1 phút 30 giây là tối ưu cho quá trình đồng hóa. Tiếp theo, quá trình kết tủa protein được thực hiện bằng dung môi hữu cơ, với tỉ lệ cồn 80%(v/v) trong thời gian 60 phút. Cuối cùng, enzyme được tinh sạch bằng màng cellophane để đạt được độ tinh khiết cao nhất. Quy trình này không chỉ giúp thu hồi enzyme hiệu quả mà còn giữ được hoạt tính của enzyme trong suốt quá trình chiết xuất.
3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất
Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất enzyme từ gừng, bao gồm nhiệt độ, thời gian siêu âm, và tỉ lệ dung môi. Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ siêu âm 40℃ kết hợp với công suất siêu âm 25W/g trong 10 phút mang lại hàm lượng protein và hoạt độ enzyme cao nhất. Bên cạnh đó, thời gian khuấy đảo và tỉ lệ dung môi cũng có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất thu hồi enzyme. Tất cả những yếu tố này cần được tối ưu hóa để đảm bảo quá trình chiết xuất diễn ra hiệu quả nhất, từ đó nâng cao giá trị sử dụng của enzyme trong công nghệ thực phẩm.
