Tiểu Luận Ví dụ chế phẩm vi sinh vật trong sản xuất thực phẩm

TỔNG QUAN
I- Vi sinh vật và ứng dụng:
Vi sinh vật phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên, là sinh vật nhỏ bé, có mặt ở khắp mọi nơi, có những hoạt động sinh lý phong phú đa dạng hơn bất kỳ loại sinh vật nào khác. Vi sinh vật có tính chất cấu tạo giản đơn, đồng nhất về hình thái, phong phú về loại hình và chúng được sử dụng trong nhiều loại hình nghiên cứu khác nhau. Trong số các vi sinh vật có nhiều loại có giá trị lớn nhờ việc sản sinh ra các chất hoạt động sinh lý như men, chất kháng sinh, acid amin và vitamin. [3]
Con người đã tận dụng những khía cạnh có lợi của vi sinh vật để ứng dụng rộng rãi vào các mục đích khác nhau như sản xuất acid thực phẩm, tạo ra các chế phẩm enzime, chế biến thức ăn gia súc, sử dụng trong công nghệ lên men, thuỷ phân prôtêin động vật, thực vật, sinh tổng hợp prôtêin và xử lý môi trường. Trong công nghiệp thực phẩm vi sinh vật càng được ứng dụng mạnh mẽ để sản xuất rượu, bia, nước chấm, dấm, mì chính, đường Người ta thường sử dụng vi sinh vật như những tác nhân chuyên hoá và tinh vi khi tiến hành tổng hợp các steroit và nhiều hợp chất hoá học khác. [3]
Công nghệ vi sinh là một trong những ngành mũi nhọn của công nghệ sinh học. Những năm gần đây khi nền công nghiệp phát triển mạnh thì ngành vi sinh ứng dụng đã trở thành công nghệ khá vững mạnh, đạt được nhiều thành tựu đáng kể nhất là trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Công nghệ vi sinh phục vụ việc sản xuất các chế phẩm enzyme cũng phát triển mạnh. Trong số gần 2000 enzyme xúc tác sinh học đã có hơn 50 enzyme được sản xuất từ công nghiệp với qui mô khác nhau. Các chế phẩm enzyme này không phải là sản phẩm tiêu dùng trực tiếp nhưng được sử dụng vào nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau như công nghệ thực phẩm, công nghệ dệt tẩy, công nghệ dược phẩm, các quá trình thuỷ phân prôtêin, thuỷ phân tinh bột, chất béo [3]
II- Nguồn Chế phẩm enzyme từ Vi sinh vật:
Khoa học về nghiên cứu vi sinh vật chậm hơn khoa học nghiên cứu về động vật và thực vật. Mãi thế kỷ 18 người ta mới biết về sự tồn tại của vi sinh vật trong thế giới sinh vật, tuy nhiên việc ứng dụng các công nghệ có hoạt động của vi sinh vật thì có từ rất lâu đời. Dựa trên nền tảng đó nên vi sinh vật ứng dụng đã phát triển rất nhanh, đặc biệt là trong thế kỷ 20. Trong đó công nghệ enzyme từ vi sinh vật đặc biệt phát triển mạnh ở thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21. Nguồn enzyme này dần dần thay thế enzyme từ động vật và thực vật do hàng loạt những ưu điểm về sinh lý vi sinh vật và về kỹ thuật sản xuất. Những ưu điểm cơ bản của vi sinh vật dùng để sản xuất enzime được tóm tắt như sau: [2]
- Hoạt tính enzyme từ vi sinh vật rất cao, chỉ một lượng nhỏ có thể chuyển hoá một lượng cơ chất khá lớn, cường độ phản ứng xãy ra rất mạnh khi được xúc tác bởi các enzyme loại này.
- Vi sinh vật có cường độ sinh sản cực mạnh và tổng hợp enzyme với tốc độ rất nhanh chóng, trong một thời gian ngắn có thể thu được một lượng enzyme rất lớn.
- Môi trường dinh dưỡng nuôi cấy vi sinh vật tạo enzyme rất dễ kiếm, rẻ tiền, thường là những phụ liệu công nghiệp nên giá thành thu nhận sản phẩm enzyme rẻ hơn và dễ áp dụng cho các cơ sở sản xuất.
- Hệ enzyme của vi sinh vật rất phong phú, từ các loại vi sinh vật khác nhau ta có thể thu nhận được nhiều hệ enzyme khác nhau và chính vì thế có thể thu nhận được một số enzyme chuyên biệt.
- Vi sinh vật chịu ảnh hưởng rất lớn ở thành phần dinh dưỡng môi trường hoặc các tác động của môi trường, do đó người ta có thể tác động những biện pháp khác nhau hoặc thay đổi thành phần dinh dưỡng để tạo ra các enzyme có hoạt tính cao và đạt khối lượng nhiều.
- Sản xuất enzyme từ vi sinh vật có thể thực hiện trên quy mô công nghiệp, tự động hoá và cơ giới hoá.
Tóm lai, việc ứng dụng vi sinh vật trong công nghệ thực phẩm nói riêng và trong nền công nghiệp nói chung không chỉ dừng lại ở việc sử dụng trực tiếp vi sinh vật vào trong sản xuất, chế biến mà nhờ sự phát triển của công nghệ enzyme, ta có thể sử dụng các chế phẩm enzyme thu nhận từ vi sinh vật để chuyển hoá các cơ chất thu nhận các sản phẩm mong muốn.
III- Việc Ứng dụng các chế phẩm enzyme :
Enzyme được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau của nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là trong công nghệ thực phẩm. Ở nhiều nước trên thế giới , việc sản xuất chế phẩm enzyme đã trở thành một ngành công nghiệp lớn. Sở dĩ enzyme được sử dụng phổ biến như vậy vì những lý do sau: [4]
- Enzyme có tính đặc hiệu cao; tính chất này rất quan trọng đặc biệt là khi chế biến các nguyên liệu có nguồn gốc sinh vật, có thành phần hoá học rất phức tạp.
- Enzyme đều có nguồn gốc tự nhiên, không độc hại. Đặc điểm này quan trọng đối với ngành thực phẩm và y học.
Dựa trên những đặc tính đó mà trong công nghiệp có thể hợp lý hoá hoặc rút ngắn các quá trình sản xuất, thay đổi triệt để một số qui trình kỹ thuật cũ, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm, tiết kiệm nguyên vật liệu [4]
Bước đột phá đầu tiên đối với các enzyme thu nhận từ vi sinh vật ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm bắt đầu từ những năm đầu của thập kỷ 60 khi glucoamylase được đưa ra giới thiệu. Từ đó, gần như toàn bộ việc sản xuất sản phẩm đường glucose đã được thực hiện theo con đường thuỷ phân nhờ enzyme thay thế thuỷ phân bằng acid theo truyền thống đã dùng. [6]
Từ năm 1973, công nghiệp chế biến tinh bột đã phát triển và đã trở thành một thị trường lớn nhất sử dụng enzyme sau công nghiệp chất tẩy rửa. Thuỷ phân nhờ enzyme được dùng để tạo các loại sirô qua các bước dịch hoá, đường hoá và isomer hoá.
Một thị trường to lớn khác sử dụng enzyme là công nghiệp bánh nướng. Các enzyme bổ sung được cho thêm vào bột nhào để nâng cao chất lượng bánh mỳ về sự đồng đều của cấu trúc ruột bánh và thể tích bánh lớn hơn. Một số enzyme đặc biệt cũng kéo dài thời hạn sử dụng bánh mỳ bằng cách bảo toàn độ tươi của bánh lâu hơn.