Transglutaminaza và độ kết cấu của thịt cá xay

Thứ ba - 28/03/2017 04:59

           “Ðộ kết cấu thịt cá xay là một trong những đặc tính quan trọng quyết định chất lượng của các sản phẩm chế biến từ thịt cá xay như chả cá, surimi, xúc xích…”

          Nguồn gốc tự nhiên hoặc một số hoá chất làm tăng khả năng tạo gel của protein cơ thịt. Hiện nay, để cải thiện độ kết cấu của thịt cá xay hầu hết các nhà chế biến thường bổ sung các chất phụ gia có tác dụng làm tăng độ kết cấu như các polyme hữu cơ.

          Ðứng trước những yêu cầu an toàn thực phẩm ngày càng nghiêm ngặt của thị trường thế giới, việc nghiên cứu tìm ra giải pháp thay thế để giảm việc sử dụng các hoá chất, phụ gia bổ sung vào thực phẩm là một nhu cầu cấp bách đối với các nhà chế biến thực phẩm nói chung và chế biến thực phẩm thuỷ sản nói riêng.

          Những thông tin nghiên cứu về khả năng làm tăng độ kết cấu cơ thịt cá xay của enzym transglutaminaza trong bài viết này hy vọng sẽ hữu ích cho các nhà chế biến thực phẩm thuỷ sản trong việc tìm ra giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm.

Giới thiệu về enzym transglutaminaza (TGaza)

          Seki và cộng sự (1990) lần đầu tiên phát hiện enzym transglutaminaza (TGaza) trong cơ thịt cá và nước rửa surimi. Enzym này được coi là có liên quan đến sự tạo gel của protein cơ thịt cá xay hoặc surimi. Vì vậy, TGaza được sử dụng để cải thiện một số đặc tính chức năng và tính chất lưu biến của các sản phẩm từ protein cơ thịt thuỷ sản như chả cá, surimi, xúc xích...

          TGaza là một enzym phụ thuộc Ca 2+ xúc tác cho phản ứng chuyển hoá gốc acyl giữa nhóm (-cacboxyamit của liên kết peptit giữa glutamin và các nhóm amin.

          TGaza phân bố rộng trong các mô và dịch cơ thể khác nhau, được chiết tách và tinh chế từ một số loài thuỷ sản như: điệp (Patinopecten yessoensis), tôm (Pandalus nipponensis), mực ống (Todarodes pacificus), cá chép (Cyprinus carpio), cá hồi (Oncorhynchus mykiss), cá thu (Pleurogrammus azonus), sò Nhật Bản, gan và cơ thịt của cá minh thái Alaska. Những đặc điểm và ứng dụng của enzym này đã và đang được nghiên cứu mở rộng.

          Ðặc điểm của TGaza nội sinh là enzym phụ thuộc canxi và có khối lượng phân tử dao động từ 79-90 kDa. Trong khi đó TGaza của vi sinh vật có khối lượng phân tử dao động từ 30-45 kDa và không phụ thuộc canxi. Nhìn chung TGaza của động vật có khối lượng phân tử cao hơn TGaza của vi sinh vật.

h1

Hình 1: Cơ chế tác dụng của enzym TGaza và sự tăng độ kết cấu cơ thịt cá xay và surimi

          TGaza có thể xúc tác cho sự hình thành (-(-glutamyl) lysyl các liên kết ngang, nhờ đó cải thiện được một số đặc tính chức năng của protein thực phẩm như: casein, (-lactoglobulin và protein đậu tương. TGaza cũng có thể xúc tác cho sự hợp nhất các axit amin không thay thế để tạo thành các protein thực phẩm hoàn hảo.

          TGaza có khả năng xúc tác cho sự hình thành các liên kết ngang giữa các protein thực phẩm khác nhau như casein và globulin đậu tương, casein và myosin, myosin và protein đậu tương, protein hoà tan trong sữa và casein, protein đậu tương và protein cơ thịt động vật...

          Ðiều này cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn của trong ứng dụng TGaza để phát triển các loại protein thực phẩm mới. Nhờ xúc tác của TGaza, dung dịch protein nồng độ cao có thể tạo thành các liên kết ngang vững chắc. Kỹ thuật này được áp dụng để sản xuất ra màng protein ăn được và các sản phẩm có nguồn gốc từ surimi. Cơ chế phản ứng xúc tác của enzym TGaza như hình 2.

h2

Hình 2. Cơ chế phản ứng xúc tác của TGaza

          Một số kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học (Seki và cộng sự, 1990; Kimura và cộng sự, 1991) đã cho thấy TGaza nội sinh xúc tác sự hình thành liên kết ngang đồng hoá trị giữa các nhóm cacboxyl amit và nhóm (-amino của lysin khi ủ surimi ở 5-25 0C trong thời gian 1-18 giờ. TGaza cũng có thể xúc tác cho sự hình thành liên kết izopeptit giữa các phân tử myosin của cá và điều này được coi là có liên quan đến độ chắc của gel protein thịt cá xay. Khi bổ sung TGaza huyết tương lợn đã làm tăng độ chắc của gel surimi cá thu lên rất nhiều.

          Cá mối (Saurida spp.) là một trong những loài chính được sử dụng để chế biến surimi ở các nước Ðông Nam Á. Tuy nhiên, cơ thịt của nó có chứa enzym thuỷ phân protein hoạt tính cao nên khả năng tạo gel của protein cơ thịt cá mối rất kém. Giải pháp cải thiện chất lượng của surimi cá mối là ức chế hoạt động của enzym thuỷ phân protein và sử dụng enzym TGaza từ vi sinh vật với lượng 0,6 đơn vị hoạt độ/gam surimi ủ ở 25 0C. Nhờ đó giảm thiểu sự thuỷ phân protein và gel protein cơ thịt cá đạt được độ chắc tối đa.

          Ðặc điểm của cơ thịt cá chép là khả năng tạo gel chậm và độ chắc của gel kém. Ðể chế biến các sản phẩm như kamaboko từ cơ thịt của chúng, cần bổ sung các chất hoạt hoá TGaza như CaCl2 và các chất ức chế hoạt động của enzym thuỷ phân protein, sau đó ủ ở nhiệt độ tối ưu của enzym TGaza khoảng 400C để hình thành các liên kết ngang thứ cấp nhằm tăng nhanh quá trình tạo gel và cải thiện độ chắc của gel. TGaza nội sinh trong cơ thịt cá chép vẫn còn duy trì hoạt độ cao ở 500C.

          Pasta cơ thịt ướp muối được chế biến từ điệp tươi có chứa 60-100 mg protein/g và 0,5M NaCl ở pH = 7,0 được sử dụng để chế biến các loại thực phẩm tương tự kamaboko từ động vật không xương sống. Khi gia nhiệt pasta ở 900C, gel hình thành có độ chắc rất kém. Nếu bổ sung 10mM Ca2+ để hoạt hoá enzym TGaza nội sinh và ủ ở 250C trong 4 giờ thì độ chắc của gel tăng lên đáng kể. Nguyên nhân do enzym TGaza xúc tác cho sự hình thành liên kết ngang của các myosin chuỗi nặng nhưng không xúc tác cho sự hình thành liên kết ngang của actin và paramyosin.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ của TGaza và độ chắc của gel protein cơ thịt thuỷ sản

Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ

          TGaza nội sinh có nhiệt độ và pH tối ưu thường dao động trong khoảng từ 35-500C và pH từ 7,5-9,0. Trong khi đó TGaza của vi sinh vật vẫn còn hoạt độ cao hơn 90% khi ủ ở 250C, pH từ 5,0-7,0 sau 30 phút. Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng TGaza của vi sinh vật ổn định trong dải pH và nhiệt độ dao động rộng hơn so với TGaza có nguồn gốc động vật.

          Nhiệt độ và pH tối ưu của TGaza thô từ cá rô phi là 50 0C và pH = 7-7,5. TGaza thô từ cá rô phi có tính ổn định nhiệt cao ở 60C và 250C trong vòng 2 giờ. TGaza của mực ống có hoạt độ tối ưu ở 200C trong môi trường pH 8,0 và ổn định ở pH từ 7,5-9,0 trong điều kiện thiếu Ca2+.

Ảnh hưởng của ion canxi và muối ăn

          Ion canxi đóng vai trò quan trọng trong sự co cơ và đồng thời nó cũng có thể thúc đẩy những biến đổi trong phân tử protein do sự hình thành các liên kết ngang ionic giữa các chuỗi polypeptit hoặc hoạt hoá enzym TGaza phụ thuộc canxi xúc tác cho phản ứng tạo liên kết ngang chuyển hoá gốc acyl của myosin chuỗi nặng. Vì vậy, ion canxi có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng tạo gel protein của cơ thịt cá xay và surimi.

          Mặc dù TGaza là enzym phụ thuộc Ca2+ nhưng nó không được hoạt hoá hoàn toàn bởi 50 mM CaCl2 nếu trong môi không có NaCl, mà lại được hoạt hoá hoàn toàn bởi 10 mM CaCl2 trong môi trường có chứa 0,7 M NaCl. Hoạt tính của TGaza tăng cùng với sự tăng hàm lượng NaCl. Hoạt độ của TGaza trên cơ chất actomyosin cao nhất ở nồng độ muối NaCl 0,4M, nhưng với cơ chất monodansylcada­verin, khi tăng nồng độ muối sẽ làm giảm hoạt độ TGaza.

          Trong hai pha là pha liên tục, pha kia là pha phân tán. Đa số các hệ nhũ tương thực phẩm thường ở dạng nước trong dầu hoặc dầu rong nước. Sự tạo nhũ tương từ cá cũng chứa những bọt rắn phân tán.

          Tính tạo bọt

          Các yếu tố có liên quan đến tính tạo bọt của protein surimi

          - Muối có thể ảnh hưởng đến tính tan, độ nhớt, tính làm gấp nếp protein. Điều này có thể làm hư hỏng tính tạo bọt

          - Đường saccharose và các đường khác thường làm giảm sự nở của bọt, nhưng nó cải thiện được độ bền của bọt bởi vì nó làm tăng độ nhớt của bọt.

          - Hàm lượng lipit thấp làm biến tính tính tạo bọt của protein

          - Khi tăng hàm lượng protein, tính tan của bọt tăng, do đó thể tích của bọt không tăng.

          Tính tạo gel

          Quá trình tạo gel là một tổ chức dưới dạng mạng protein có thứ tự của tất cả các protein bị biến tính. Đa số các trường hợp, việc xử lý nhiệt thích hợp để tạo gel. Sự có mặt của muối, nhất là Ca2+ rất cần thiết làm tăng tốc độ tạo gel hoặc làm tăng độ cứng của gel. Sự hình thành mạng protein cũng được xem như cân bằng giữa các liên kết protein-protein, protein-dung môi, lực hút giữa các chuỗi polypeptid bên cạnh. Các giai đọan tạo gel là:

          Sự phân ly thuận nghịch cấu trúc bậc 4 của protein

          Sự biến tính không thuận nghịch cấu trúc bậc 3 và bậc 2

         Sự hư hỏng một phần của các protein bị biến tính, giai đọan hư hỏng diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc giai đọan biến tính. Dễ thấy nhất là các chuỗi polypeptid có khuynh hướng duỗi thẳng ra. Điều này thuận lợi cho việc hình thành gel có trật tự, đồng nhất và tạo khả năng đàn hồi tốt.

Ths Vũ Thị Hồng tổng hợp

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết
Thăm dò ý kiến

Học công nghệ thực phẩm làm gì, ở đâu?

Thống kê truy cập
  • Đang truy cập22
  • Hôm nay180
  • Tháng hiện tại3,567
  • Tổng lượt truy cập46,707
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây