Ảnh hưởng của điện trường xung đến các ENZYM thực phẩm
Các nghiên cứu hiện nay là nghiên cứu chung của Mỹ-Tây Ban Nha về ảnh hưởng của điện trường xung mạnh đến các loại enzym thực phẩm khác nhau. G.V. Barbosa-Canovas thuộc khoa Kỹ thuật Sinh học, TrườngĐại học bang Washington và O. Martin và P. Elez-Martinez thuộc khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Lleida ở Tây Ban Nha, cho rằng kỹ thuật xử lý thực phẩm mới này thuận tiện vì tạo được mộtphương pháp bất hoạt vi sinh và enzym mà rất hạn chế làm tăng nhiệt độ thực phẩm. Do vậy, hiện nay có thể nhận được các loại thực phẩm ổn định hơn, ít bị thay đổi về thành phần, tính chất hóa lý vàthuộc tính cảm quan.Nhiều nghiên cứu hiện nay dựa vào ảnh hưởng của enzym được treo lơ lửng trong dung dịch chứa nước và trong các thực phẩm như nước quả và sữa. Các nhà khoa học đã nghiên cứu các loại enzym như:pectinmetylesteearaza, polyphenoloxydaza, polygalacturonaza, peroxydaza, photphataza kiềm, proteaza, lipaza và các loại enzym khác như lipoxygenaza, lactat đehydrogenaza, anpha-amylaza, glucoseoxydaza, lisozyme, pepsin và papain. Tuỳ theo loại enzym cụ thể, môi trường được sử dụng để treo và điều kiện xử lý điện trường xung cường độ cao, hầu hết đều bất hoạt gần như hoàn toàn các loạienzym, mặc dù có một số enzym có tính kháng với xử lý bằng điện trường xung. Cường độ điện trường, thời gian xử lý, số lượng xung, dạng sóng xung, độ phân cực của trường, tần suất và nhiệt độ xử lýlà các yếu tố điện trường xung có ảnh hưởng lớn đến sự bất hoạt enzym. Các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến sự bất hoạt là cường độ của trường và thời gian xử lý.
Sự bất hoạt enzym được mô tả như là một hàm số mũ của thời gian xử lý hoặc cường độ của trường và cũng có thể bằng các phương tiện mô hình thực nghiệm. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, trong cơchế bất hoạt bằng điện trường xung cường độ cao vẫn còn chưa được hiểu rõ, có nghĩa là quy trình xử lý bằng điện trường xung cường độ cao có thể ảnh hưởng đến cấu trúc của enzym và do đó có thể xúctiến những sự thay đổi hoạt tính của enzym. Vì thế, cần nghiên cứu tiếp tục sự bất hoạt enzym để: (1) Kiểm soát tốt hơn các điểm tới hạn có liên quan, (2) Đạt được mức bất hoạt cao hơn, (3) Hiểu rõhơn cơ chế bất hoạt enzym và (4) Cho phép nâng cấp công nghệ cho ngành công nghiệp thực phẩm.
Ba ứng dụng
Về các nghiên cứu đang tiến hành ở CHLB Đức, nhà nghiên cứu D. Knorr thuộc khoa Kỹ thuật Chế biến và Công nghệ Sinh học Thực phẩm, Trường Đại học tổng hợp Berlin, đã đưa ra ba ứng dụng sử dụng điệntrường xung. Quy trình xử lý có thể dùng để tạo ra phản ứng stress ở sinh vật cũng như tạo ra sự thẩm thấu thuận và ngược cho các màng sinh học. Ba ứng dụng cho phép phát triển các quy trình mới vàđộc đáo để sản xuất hoặc tăng năng suất sản xuất các chất chuyển hoá cơ bản và thứ cấp, để cải thiện sự chuyển đổi các thành phần thực phẩm vào hoặc ra khỏi các hệ thống sinh học và để tác động cólợi và bất lợi đến khả năng sống của sinh vật.
Hầu hết các biến số của quá trình được nhóm nghiên cứu của Knorr nghiên cứu tương ứng với các yếu tố mà Barbosa-Canovas đưa ra, như cường độ trường tới hạn, đầu vào năng lượng tổng cộng, dạng hìnhhọc của xung và tần suất, cũng như thiết kế buồng xử lý, vị trí áp dụng điện trường xung như là một công đoạn trong quy trình chế biến thực phẩm. Các biến số này tạo cơ hội lớn để phát triển quytrình. Tại hội nghị, đã đưa ra ví dụ sử dụng công nghệ để "Cải thiện sự chuyển khối trong chế biến nguyên liệu thực vật, như khử nước, chiết xuất và biểu hiện, cũng như chứng minh tiềm năng gâystress để sản xuất các chất chuyển hoá hoặc sử dụng thẩm thấu có kiểm soát các màng sinh học để giải phóng có mục đích và kiểm soát các chất chuyển hóa vi khuẩn và thực vật. Knorr cũng thảo luận vềvấn đề phát triển quy trình chế biến bằng nhiệt, sử dụng điện trường xung cho mục đích bảo quản thực phẩm.
Nguồn: Technology Forecasts, 12/2003
