1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÔN HỌC: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH
HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÀI TIỂU LUẬN: QUY TRÌNH SẢN XUẤT
AMYLASE TỪ VI SINH VẬT
GVDH: Ths. Nguyễn Thị Thu Sang
Nhóm: 09
Lớp: 02DHLTP2
SVTH gồm có:
01 - Trần Thị Chiến - 2205115008
02 - Đỗ Tuấn Hưng - 2205115221
03 - Nguyễn Thị Huyện - 2205115020
04 - Nguyễn Thị Diễm Kim - 2205115131
05 - Trần Thị Hoài Thông - 2205115059
06 - Nguyễn Thị Thơ – 2205115122
Tháng 12- 2012
2
LỜI MỞ ĐẦU
Tinh bột là sản phẩm tự nhiên quan trọng nhất có nhiều ứng dụng trong kỹ
thuật và trong đời sống con người. Nhiều nước trên thế giới sử dụng nguồn tinh
bột từ khoai tây, lúa mì, ngô (sắn), còn riêng ở nước ta thì sử dụng gạo và khoai
mì là nguồn tinh bột chủ yếu. Quá trình thủy phân tinh bột gồm hai công đoạn
chủ yếu là giai đoạn hồ hóa và giai đoạn đường hóa. Để thực hiện hai công
đoạn công nghệ nói trên, trong thực tế sản xuất người ta áp dụng hai cách: thủy
phân tinh bột bằng acid và bằng enzyme. Để thủy phân tinh bột từ lâu người ta
đã sử dụng acid vô cơ như HCl và H2SO4. Nhưng kết quả cho thấy, thủy phân
bằng acid rất khó kiểm soát và thường tạo nhiều sản phẩm không mong muốn
và không đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Do vậy việc thay thế và ứng
dụng enzyme để thủy phân tinh bột là một kết quả tất yếu của lịch sử phát triển.
Enzyme amylase đã được tìm ra đã được góp phần quan trọng cho nhiều
ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Enzym amylase có thể tìm thấy ở
nhiều nguồn khác nhau như amylase từ thực vật, động vật và VSV. Amylase
càng ngày càng được thay thế acid trong sản xuất ở quy mô công nghiệp. Hiện
nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng amylase có khả năng chịu nhiệt cao mà
không mất hoạt tính, chẳng hạn amylase được chiết xuất từ VSV, cụ thể là các
chuẩn vi khuẩn chịu nhiệt được phân lập từ những suối nước nóng. Ngoài ra,
amylase còn có nhiều ưu điểm hơn khi sử dụng acid để thủy phân tinh bột:
năng lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí
cho quá trình tinh sạch dịch đường.
Nguồn amylase có thể lấy từ mầm thóc, mầm đại mạch (malt), hạt bắp nảy
mầm, hay từ nấm mốc, ... Nguyên liệu sản xuất là gạo, bắp, khoai mì, … Đây là
những nguồn nguyên liệu dễ tìm, rẻ tiền và có thể thấy dễ dàng ở nước ta. Do
đó, đây là một lợi thế và là hướng phát triển mạnh làm cơ sở cho nhiều ngành
khác phát triển.
3
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE
1.1 Giới thiệu về enzyme Amylase
1.1.1 Lịch sử nghiên cứu, định nghĩa
Vào đầu thế kỷ XIX, các nhà nghiên cứu đã tách được các chất gây ra quá
trình lên men. Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg đã phát hiện nước
chiết của mầm đại mạch có khả năng chuyển hoá tinh bột thành đường ở nhiệt
độ thường. Năm 1833, hai nhà khoa học người Pháp là Payen và Persor đã
chứng minh chất có hoạt động phân giải tinh bột thành đường có thể tách được
ở dạng bột. Thí nghiệm này được tiến hành bằng cách cho etanol vào dịch chiết
của lúa đại mạch nảy mầm thì thấy xuất hiện kết tủa. Kết tủa được hình thành
này có khả năng chuyển hoá tinh bột và nếu đun kết tủa này sẽ mất tác dụng
chuyển hoá. Danh từ diastase là do Payen và Persor dung để gọi enzyme lúc
bấy giờ.
Enzyme Amylase đã được tìm ra góp phần quan trọng cho nhiều ngành
công nghiệp chế biến thực phẩm. Enzyme amylase có thể tìm thấy ở nhiều
nguồn khác nhau như từ thực vật, động vật và vi sinh vật. Enzyme amylase
được sử dụng nhiều trong sản xuất là do khả năng chịu nhiệt cao, năng lượng
xúc tác thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho quá trình
tinh sạch dịch đường.
Các enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải
liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước:
R.R` + H-OH → RH + R`OH
1.1.2 Phân loại, đặc tính, cơ chế tác dụng
1.1.2.1 Phân loại
Có 6 loại enzyme được xếp vào hai nhóm lớn: Endoamylase và
Exoamylase.
Enzyme amylase được phân loại theo sơ đồ sau
4
Endoamylase:
α– amylase
Amylase có khả năng
phân cắt các liên kết 1,4-
glucoside của cơ chất một cách
ngẫu nhiên và là enzyme nội
bào. α-amylase không chỉ có khả
năng phân hủy hồ tinh bột mà
còn có khả năng phân hủy các
hạt tinh bột nguyên vẹn.
Khử trực
tiếp
Khử gián
tiếp
Pullulanase
(α-dextrin 6 –
glucosidase)
Transglucosylase
(oligo-1,6
glucosidase)
Maylo-1,6-
glucosidase
Enzyme khử
nhánh
α-amylase
Endoamylase
Enzyme amylase
γ- amylase
(glucose amylase)
β- amylase (α- 1,4 –
glucanmaltohydrolase)
Exoamylase
5
Enzyme khử nhánh
-Khử trực tiếp (Pullulanase)
Pullulanase là một trong các
enzyme quan trọng nhất trong chế
biến tinh bột. Enzyme này được sử
dụng trên một quy mô lớn trong
glucose và các ngành công nghiệp
sirô maltose. Pullulanase là một loại
enzyme rất mạnh cho sự thoái hóa
tinh bột thành glucose hoặc maltose.
Pullulanase thủy phân α-1, 6-
glycosidic liên kết của chuỗi phân
nhánh và α-1, 4-glycosidic.
-Khử gián tiếp
Transglucosylase (oligo-1,6-
glucosidase) và Maylo-1,6-glucoside:
Enzyme này thủy phân liên kết β-1,6-
glucoside trong isomaltose, panose và
các dextrin tới hạn có thể chuyển hóa đường có thể lên men được.
Exoamylase
β–amylase
(β-1,4-glucan-maltohydrolase)
β–amylase xúc tác từ sự thủy phân các liên
kết 1,4-glucan trong tinh bột, glucogen và
polysaccharide, phân cắt từng nhóm
maltose từ đầu không khử của mạch.
Maltose được hình thành do sự xúc tác của
β-amylase có cấu hình β.
γ–amylase (glucose amylase)
Glucose amylase có khả năng
thủy phân liên kết -1,4 lẫn -1,6-
glucoside, ngoài ra còn có khả năng
thủy phân liên kết -1,2 và -1,3-
glucoside.
