M c l cụ ụ
L i m đ uờ ở ầ
Công ngh sinh h c là n n t ng c a nên kinh t tri th c, thu hút nhi u nhàệ ọ ề ả ủ ế ứ ề
khoa h c t p trung nghiên c u trong nhi u lĩnh v c nh : công ngh t bào, côngọ ậ ứ ề ự ư ệ ế
ngh enzyme và protein, công ngh vi sinh v t, công ngh lên men, công nghệ ệ ậ ệ ệ
môi tr ng, …ườ
Ngành công ngh enzyme đ c phát tri n m nh t nh ng năm 1960, nh ngệ ượ ể ạ ừ ữ ờ ứ
d ng công ngh lên men vi sinh v t và g n đây h n là nh thành t u c a côngụ ệ ậ ầ ơ ờ ự ủ
ngh di truy n. Ngày nay, vi c khai thác và s d ng enzyme không còn là quáệ ề ệ ử ụ
trình th công, mang tính ch t truy n th ng mà đã phát tri n thành m t ngànhủ ấ ề ố ể ộ
công nghi p v i nh ng k thu t hoàn ch nh và đem l i l i nhu n không nh .ệ ớ ữ ỹ ậ ỉ ạ ợ ậ ỏ
Năm 1980, ch ph m amylase đ c s n xu t đ c s n xu t đ n 320 t n. Nămế ẩ ượ ả ấ ượ ả ấ ế ấ
1984-1990, ng i ta đã tiêu t n 15-20 tri u USD cho nhu c u s d ng enzymeườ ố ệ ầ ử ụ
này. (2)
N c ta là n c có khí h u nhi t đ i nóng m, r t thu n l i cho s phát tri nướ ướ ậ ệ ớ ẩ ấ ậ ợ ự ể
c a vi sinh v t. Đó là l i th giúp cho ngành công nghi p s n xu t enzyme phátủ ậ ợ ế ệ ả ấ
tri n m nh m . Ch ph m enzyme amylase c a n m m c có vai trò đ c bi tể ạ ẽ ế ẩ ủ ấ ố ặ ệ
quan tr ng đ i v i r u c n, th c ph m lên men, công nghi p d t, s n xu tọ ố ớ ượ ồ ự ẩ ệ ệ ả ấ
th c ăn gia súc và c trong y h c. ứ ả ọ
Chính vì v y tôi ch n đ tài: Thi t k nhà máy s n xu t enzyme amylase t viậ ọ ề ế ế ả ấ ừ
sinh v t Asp.nigerb ng ph ng pháp lên men b m t, công su t 5000 t n/nămậ ằ ươ ề ặ ấ ấ
v iđ đ m đ c tăng g p 10 l n so v i s n ph m lên men thô.ớ ộ ậ ặ ấ ầ ớ ả ẩ
SVTH: Trang 1
Ch ng 1ươ
T NG QUAN TÀI LI UỔ Ệ
1.1. Gi i thi u v enzyme amylaseớ ệ ề
1.1.1. Enzyme amylase:
Amylase là m t h enzyme r t ph bi n trong gi i sinh v t, xúc tác th yộ ệ ấ ổ ế ớ ậ ủ
phân tinh b t thành đ ng.ộ ườ
Enzyme amylase đ c ng d ng r ng rãi nh t trong công nghi p, y t vàượ ứ ụ ộ ấ ệ ế
nhi u lĩnh v c khác đ c bi t là công ngh th c ph m.ề ự ặ ệ ệ ự ẩ
D a theo tính ch t và cách th c tác d ng lên tinh b t có th chia amylaseự ấ ứ ụ ộ ể
thành các lo i sau:ạ
1.1.1.1. α-amylase (1)
α-amylase là m t enzyme có phân t l ng th p, n m trong kho ng tộ ử ượ ấ ằ ả ừ
50.000 đ n 60.000 Dal.ế
Hình 1.1. C u trúc không gian c a α-amylaseấ ủ
α-amylase t các ngu n khác nhau có r t nhi u đi m gi ng nhau. α-amylaseừ ồ ấ ề ể ố
có kh năng phân c t các liên k t α-1,4-glucoside n m phía bên trong phân tả ắ ế ằ ở ử
c ch t m t cách ng u nhiên, không theo m t tr t t nào. α-amylase không chơ ấ ộ ẫ ộ ậ ự ỉ
SVTH: Trang 2
th y phân h tinh b t mà nó còn th y phân c h t tinh b t nguyên, song v i t củ ồ ộ ủ ả ạ ộ ớ ố
đ r t ch m.ộ ấ ậ
Kh năng dextrin hóa cao c a α-amylase là tính ch t đ c tr ng c a nó.ả ủ ấ ặ ư ủ
D i tác d ng c a α-amylase tinh b t có th chuy n thành maltose, glucose ho cướ ụ ủ ộ ể ể ặ
dextrin phân t th p. Tuy nhiên, thông th ng α-amylase ch th y phân tinh b tử ấ ườ ỉ ủ ộ
ch y u thành dextrin phân t th p không cho màu v i Iodine và m t ít maltose.ủ ế ử ấ ớ ộ
M t s tính ch t c a enzyme amylase:ộ ố ấ ủ
♦pH t i thích cho enzyme α-amylase t n m s i là 4.0-4.8. Đ c bi tố ừ ấ ợ ặ ệ
enzyme α-amylase t ừAsp.nigercó th ch u đ c pH=2.5-2.8.ể ị ượ
♦Nhi t đ t i thích cho các ho t đ ng xúc tác c a α-amylase t cácệ ộ ố ạ ộ ủ ừ
ngu n khác nhau cũng không đ ng nh t, α-amylase c a n m s i r t nh yồ ồ ấ ủ ấ ợ ấ ạ
c m đ i v i tác đ ng nhi t. Nhi t đ t i thích c a nó là 50ºC và b vô ho tả ố ớ ộ ệ ệ ộ ố ủ ị ạ
70ºC (Kozmina, 1991).ở
♦α-amylase c a n m s i không t n công liên k t α-1,6- glucosidase c aủ ấ ợ ấ ế ủ
amylopectin nên khi th y phân nó s t o thành các dextrin t i h n phânủ ẽ ạ ớ ạ
nhánh.
1.1.1.2. β- amylase:
Hình 1.2. C u trúc phân t β-amylaseấ ử
β- amylase hi n di n ph bi n th c v t, đ c bi t là h t n y m m. β-ệ ệ ổ ế ở ự ậ ặ ệ ạ ả ầ
amylase xúc tác s th y phân các liên k t α- 1,4- glucan trong tinh b t, glucogenự ủ ế ộ
SVTH: Trang 3
và polysaccharide, phân c t t ng nhóm maltose t đ u không kh c a m ch.ắ ừ ừ ầ ử ủ ạ
Maltose có c u hình β vì th enzyme này đ c g i là enzyme β- amylase.ấ ế ượ ọ
Tác d ng c a β- amylase lên h tinh b t có th bi u di n b ng s đ sau:ụ ủ ồ ộ ể ể ễ ằ ơ ồ
Tinh b t -------------->maltose (54-58%) + ộβ- dextrin (42-46%)
β- amylase là m t abumin, trung tâm xác tác ch a nhóm –SH, nhóm X-COOHộ ứ
và vòng imidazol c a các g c histindine.ủ ố
β- amylase không b n khi có Ca2+. ềβ- amylase b kìm hãm b i Cu2+, Hg2+ ,ị ở
urea, iodine, ozon,…
β- amylase ch u nhi t kém h n ị ệ ơ α-amylase nh ng b n v i acid.ư ề ớ
Nhi t đ t i thích c a ệ ộ ố ủ β- amylase là 55ºC, nó b b t ho t 70ºC.ị ấ ạ ở
pH t i thích 5.1-5.5.ố
1.1.1.3. γ- amylase (glucoamylase):
Hình 1.3. C u trúc phân t glucoamylaseấ ử
γ- amylase ch y u đ c t o ra b i các vi sinh v t. ủ ế ượ ạ ở ậ Đ c bi t là ki u n mặ ệ ể ấ
m c Aspergillus, Penicillum, Rhizopus.ố
γ- amylase t phân t n m m c là các protein có kh i l ng phân t daoừ ử ấ ố ố ượ ử
đ ng r t l n t 27.000 đ n 112.000Dal.ộ ấ ớ ừ ế
SVTH: Trang 4
γ- amylase có th gi i phóng ra ể ả β-D-glucose b ng cách th y phân l p l iằ ủ ặ ạ
nhi u l n các liên k t ề ầ ế α-1,4 c a m ch ủ ạ α-glucan t đ u không kh , chúng cũngừ ầ ử
th y phân đ c các liên k t ủ ượ ế α-1,5 và α-1,3 nh ng r t ch m.ư ấ ậ
γ- amylase có th y phân hoàn toàn tinh b t, glucogen, amylopectin, dextrin,ủ ộ
panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không c n có s tham gia c a cácầ ự ủ
enzyme khác. γ- amylase th y phân các polysaccharide có phân t l n nhanh h nủ ử ớ ơ
so v i các phân t nh . ớ ử ỏ
Đa s các ốγ-amylase có ho t l c cao nh t vùng có pH 3.5-5.5 và nhi t đạ ự ấ ở ệ ộ
50ºC. Nó b n v i acid h n ề ớ ơ α-amylase nh ng kém b n h n trong r u, acetone.ư ề ơ ượ
1.1.1.4. Oligo-1,6- glucosidase:
Hình 1.4. C u trúc oligo-1,6-glucosidaseấ
Enzyme này có th th y phân liên k t α-1,6- glucoside trong isomaltose,ể ủ ế
panose và các dextrin t i h n thành đ ng có th lên men đ c.ớ ạ ườ ể ượ
Oligo 1,6-glucosidase có nhi u trong các vi sinh v t đ ng th i cũng có nhi uề ậ ồ ờ ề
trong các h t n y m m. ạ ả ầ
Nhi t đ t i thích cho enzyme này là 40ºC và pH t i thích là 5.1.ệ ộ ố ố
SVTH: Trang 5