Bộ môn Công nghệ Sinh học - Thực phẩm

Các enzyme đông tụ sữa được tìm thấy trong các loài sinh vật biển có thể giúp các nhà sản xuất pho mát đáp ứng được nhu cầu pho mát vô cùng lớn của chúng ta.

Hình 1: Lượng tiêu thụ phô mai toàn cầu tăng lên, các nhà sản xuất pho mát gặp khó khăn để đáp ứng nhu cầu nếu dùng các phương pháp truyền thống.

Đối với nhiều người, pho mát không chỉ đơn thuần là một loại thực phẩm hay một món ăn nhẹ ngon miệng mà còn là một trong những thú vui trong đời. Những người có thú vui thử phô mát sẽ là người nói với bạn rằng nếu bạn không thích phô mát chỉ là vì bạn chưa tìm được loại phù hợp. Khi lượng tiêu thụ pho mát toàn cầu dự kiến sẽ tăng lên, các nhà sản xuất pho mát có thể phải đối mặt với một cuộc chiến khó khăn để đáp ứng nhu cầu của chúng ta. Đối với các nhà khoa học thực phẩm, giải quyết thách thức có nghĩa là ngày nào đó họ có thể sử dụng một nguồn tài nguyên mới giúp họ vượt qua làn sóng nhu cầu pho mát này.
Phó Giáo sư Jian Zhao từ Trường Kỹ thuật Hóa học tại UNSW Sydney cho biết tương lai của ngành sản xuất pho mát có thể phụ thuộc vào đại dương của chúng ta. Nhà sinh vật học thực phẩm này cho biết hệ sinh thái biển là một nguồn tài nguyên khổng lồ chưa được khai thác để thu nguyên liệu thực phẩm. Hơn 70% bề mặt thế giới được bao phủ bởi các đại dương, đó là một nguồn tài nguyên to lớn chưa được khai thác cho các thành phần thực phẩm, bao gồm cả những thứ chúng ta cần để duy trì sản xuất pho mát khi mức tiêu thụ tiếp tục tăng.
Tìm kiếm một chất thay thế Rennet
Đông tụ sữa hoặc làm đông, là một bước thiết yếu trong sản xuất pho mát. Đối với nhiều loại pho mát, quá trình này được thực hiện bằng cách sử dụng enzyme đông tụ sữa hoặc 'protease' được gọi là rennet, một chất có nguồn gốc từ dạ dày của bê non đang bị thiếu hụt. Mặc dù tồn tại một số chất thay thế rennet và được sử dụng trong sản xuất pho mát quy mô công nghiệp, nhưng chúng thường có nhiều nhược điểm khác nhau và tạo ra chất lượng kém hơn cũng như sản lượng thấp hơn. Phó Giáo sư Jian Zhao nói rằng giải pháp thay thế thường là sử dụng các sinh vật biến đổi gen để sản xuất men dịch vị, về mặt hóa học thì tốt nhưng một số người tiêu dùng lại lo ngại về tôn giáo và đạo đức khi ăn những sản phẩm này. Những chất khác như các chất thay thế từ vi sinh vật, lại có xu hướng tạo ra pho mát có vị đắng hoặc kết cấu kém. Vì vậy ngành công nghiệp thực phẩm vẫn đang tìm kiếm những chất thay thế tốt hơn.
Đại dương là nơi sinh sống của các loài đa dạng đại diện cho một nguồn enzyme đông tụ sữa khổng lồ có thể tạo ra các chất thay thế rennet phù hợp trong sản xuất pho mát. Một trong những lợi thế tiềm năng của việc sử dụng enzyme từ các nguồn biển là chúng đã thích nghi với môi trường biển khắc nghiệt. Chúng có thể có các đặc tính rất khác với protease từ các loài sống trên cạn, và một số có thể dạng lý tưởng cho quá trình đông tụ sữa, nhờ các tính chất như hoạt tính xúc tác cao hơn và khả năng hoạt động ở phạm vi nhiệt độ rộng hơn.
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi được sử dụng làm chất đông tụ sữa, một loại protease có nguồn gốc từ cá biển có thể tạo ra một loại pho mát có các đặc tính tương đương, bao gồm cả hương vị và kết cấu, so với những loại pho mát được làm bằng rennet thương mại truyền thống. Các nghiên cứu trước đây cũng chỉ ra rằng protease từ tảo biển có thể phù hợp về mặt hóa học cho công việc này. Giáo sư Zhao cho rằng chất làm đông sữa có nguồn gốc từ rong biển sẽ thích hợp hơn để sản xuất pho mát quy mô công nghiệp do rong biển có sẵn trên thế giới tương đối dồi dào so với động vật. 
Chất làm đông sữa chiết xuất từ rong biển
Một nghiên cứu gần đây của Tiến sĩ Zhao và một nhóm các nhà nghiên cứu của UNSW đã cố gắng tiến thêm một bước nữa và xác định được một loài rong biển có đủ hoạt tính phân giải casein hữu hiệu (khả năng đông tụ sữa) để sản xuất pho mát. Sản lượng pho mát cũng tương đương với sản lượng thu được bằng cách sử dụng rennet truyền thống.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu của Zhao đã thử nghiệm bảy loại protease có nguồn gốc từ rong biển khác nhau về khả năng đông tụ sữa của chúng và phát hiện ra một loại có thể giúp tạo ra pho mát tươi thực sự trong môi trường phòng thí nghiệm. Nhưng đây chỉ là một phần nhỏ trong số hàng trăm loài rong biển khác nhau trong đại dương của chúng ta, vì vậy còn rất nhiều phạm vi để tìm ra thứ khác có thể hiệu quả hơn nữa.
Nhưng câu hỏi đặt ra là pho mát nguồn gốc từ sinh vật biển có ăn được không? Cần tiến hành nhiều nghiên cứu hơn để khẳng định chắc chắn, nhưng Tiến sĩ Zhao cho rằng pho mát này an toàn vì rong biển đã được sử dụng rộng rãi như một chất tạo gel thực phẩm và rong biển cũng được sử dụng trong nhiều chế độ ăn kiêng. Phó giáo sư Zhao cho rằng không có quá nhiều lo ngại về mặc an toàn thực phẩm, đặc biệt là khi họ chỉ sử dụng protease làm chất đông tụ. Nhóm nghiên cứu chỉ cần phải điều chỉnh nhiệt độ được sử dụng trong giai đoạn tinh chế, vì chất làm đông rong biển hoạt động tối ưu ở nhiệt độ cao hơn so với rennet bình thường, còn lại quy trình sản xuất vẫn giữ nguyên như truyền thống.
Nếu chúng ta đang hy vọng được nếm thử một lát pho mát làm từ rong biển, thì điều đó khó xảy ra sớm, sẽ mất một thời gian, có thể là hàng thập kỷ, trước khi chúng ta thấy pho mát làm từ chất đông tụ rong biển lên kệ siêu thị. Trong thời gian chờ đợi, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tiến hành nhiều nghiên cứu hơn về các đặc tính cảm quan và kết cấu của pho mát được làm bằng chất làm đông của rong biển và thực hiện nhiều phân tích sinh hóa hơn để xác nhận tính phù hợp của chúng như là chất thay thế rennet. Công việc của các nhà nghiên cứu từ UNSW đang ở giai đoạn tiên phong, nhưng điều này thể hiện một bước tiến lớn trong việc tìm kiếm một chất thay thế rennet lý tưởng để làm pho mát.
Tài liệu tham khảo:
1. https://www.foodmag.com.au/researchers-explore-potential-of-marine-cheese-substitutes/ 
2. Ariestya Arlene Arbita & Jian Zhao (2023) Milk clotting enzymes from marine resources and their role in cheese-making: A mini review, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, DOI: 2.10.1080/10408398.2023.2220030 
TS. Trần Phước Nhật Uyên (Khoa Kỹ thuật - Công nghệ, Trường Đại học Văn Hiến)