Công nghệ enzyme - Ứng dụng enzyme trong sản xuất bia

Môn
Công nghệ enzyme
GVGD: Th.s Hồ Thị Ngân Hà
Lớp: DH11TP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
Khoa Nông Nghiệp – Tài Nguyên Thiên Nhiên
Bộ môn: Công nghệ thực phẩm
Chủ đề 3
ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN
XUẤT RƯỢU BIA
1
2
3
4
5
Tổng quan về enzyme
Một số enzyme
Các yếu tố ảnh hưởng đến enzyme
Quy trình sản xuất rượu
Quy trình sản xuất bia
Nội dung
Tổng quan về enzyme
Protein
Tham gia xúc tác
các phản ứng hóa
học trong và ngoài
cơ thể
Sử dụng enzyme trong
sản xuất rượu bia
α-amylase β–amylase
Enzyme

trong sản
xuất
rượu bia
Amylase (α, β, γ)
Protease
Pullulanase
Cellulase
Một số enzyme
Đặc điểm
Enzyme α – amylase là protein có phân tử lượng thấp, thường nằm
trong khoảng 50.000 đến 60.000Dal. Chuỗi mạch acid amin Enzyme
α – amylase đều có cấu trúc bậc 3.
Enzyme α – amylase
Cấu trúc không gian của enzyme α-amylase
Tính
chất
Enzyme α – amylase
pH tối thích: α – amylase từ nấm sợi là 4.0
– 4.8
Nguồn gốc khác nhau độ bền đối với tác
dụng của acid cũng khác khác nhau.
Nhiệt độ tối thích của α – amylase là 50°C
và bị vô hoạt ở 70°C
Trong dung dịch đệm pH = 4.7, α – amylase
của Asp.orysee rất nhạy với tác động của
nhiệt độ cao
1
2
3
4

Enzyme β – amylase
Là một Enzyme ngoại bào (exoenzyme)
Phân giải bắt đầu từ đầu không khử của các nhánh
ngoài cùng cơ chất
Phân cắt liên kết α – l,4glucoside nhưng khi gặp liên kết
α – 1,4 glucoside đứng kế cận liên kết α – l,6glucoside
thì ngừng tác dụng
Đặc điểm
Cấu trúc không gian của Enzyme β – amylase
Tính
chất
Tâm xúc tác có chứa nhóm – SH, nhóm X-COOH,
vòng imidazol
Không thuỷ phân tinh bột sống, mà chỉ phân cắt
tinh bột đã hồ hoá.
Có hoạt tính khi không có Ca2+, và bị kiềm hãm
bởi Cu2+, Hg2+,
β-amylase hoạt động thích hợp ở pH=4.2 – 5.6
Nguồn gốc từ vi khuẩn thì bền nhiệt hơn của thực
vật và nấm mốc
Enzyme β – amylase
Đặc điểm

Có nhiều tên gọi
khác nhau:
amyloglucosidas
e,
glucoamylase,

Thuộc nhóm

enzyme ngoại
bào exoamylase.

Do vi sinh vật tạo
ra.

Khối lượng phân
tử: 27.000
-112.000 Dal.
Tính chất
Được tạo nên từ
hai isoEnzyme I và
II.
Amyloglucosidas
e I tự hấp thụ và
thuỷ phân tinh bột
ở trạng thái rắn.
amyloglucosidase
II không có cả hai
tính chất này.
Hoạt tính
- pH = 3.5 – 5.5
- Nhiệt độ 50°C
- Bền với acid hơn
α – amylase nhưng
kém bền hơn trong
rượu, acetone và
không được bảo vệ
bởi Ca2+.
Enzyme γ – amylase

Đặc điểm

Xúc tác sự thủy phân liên kết peptit (CO – NH) trong phân tử
protein và các cơ chất tương tự.

Có khả năng liên kết este và vận chuyển acid amin.
Enzyme protease
Enzyme protease
Enzyme protease
Cacboxypeptidase
Aminopeptidase
Dipeptidhydrolase
Proteinase
Thủy phân liên kết
peptit ở đầu nitơ của
mạch polypeptit
Thủy phân liên kết
peptit ở đầu cacbon
của mạch polypeptit
Thủy phân các
liên kết dipepit
Thủy phân các liên
kết peptid nội mạch
Nguồn
gốc
Từ
Vi khuẩn Aerbacter
aerogenes
Từ
Vi khuẩn Klebsiella

Enzym Pullulanase
Enzyme Pullulanase
Enzym Pullulanase
1
2
3
4
Tính
chất
Enzym Pullulanase
Enzyme cellulase
Thuỷ phân liên kết 1,4-β-glucoside trong cellulose tạo ra
sản phẩm glucose
Đặc điểm
Phức hệ
cellulase
Dạng 1 là Endo-β-1,4-glucanase
Dạng 2 là Exoglucanase
Dạng 3 là β -glucosidase
Cấu trúc không gian enzyme cellulase
Enzyme cellulase
Enzyme cellulase
•
Thủy phân ngẫu nhiên bên trong phân tử
cellulose tạo ra các loại oligosaccharide.
•
Thủy phân ở đầu khử và đầu không khử của
chuỗi cellulose
Endogluacanase
•

Xúc tác quá trình cắt liên kết α-1,4-
glucoside trong cellulose.
•
Sản phẩm là các cellulose phân tử nhỏ,
cellobiose và glucose.
Endocellulase
•
Cắt 2 hoặc 4 đơn vị glucose từ đầu
không khử của chuỗi cellulose.
Exocellulase
Add Your Text
Add Your Text
Add Your Text
Add Your Text
Add Your Text
Add Your Text
Yếu tố
ảnh hưởng
Nhiệt độ
pH
Chất hoạt hóa
Chất kiềm hãm
Nồng độ
enzyme, cơ chất
Yếu tố khác
Các yếu tố ảnh hưởng đến enzyme
Nhiệt
độ
Tối
thích

Trung tâm
hoạt động
Cao
Thấp
Biến tính
Không mất
hoạt tính mà
chỉ bị giảm.
Mất đi cấu hình chuẩn và
không phù hợp với cơ chất
Nhiệt độ tối thích
từ 40 – 60oC
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Ảnh hưởng pH
Thay đổi không thuận nghịch ở
phạm vi pH cực hẹp
Hai sườn của ph tối thích ra sự phân
ly nhóm prosthetic hay coenzyme
Làm thay đổi mức ion hóa hay
phân ly cơ chất
Thay đổi ái lực liên kết của
enzyme với cơ chất
Ảnh hưởng chất hoạt hóa
Là chất làm tăng khả năng xúc tác chuyển hóa cơ chất
thành sản phẩm
Thông thường là những cation kim loại hay những hợp
chất hữu cơ như các vitamin tan trong nước
Các cation kim loại có thể có tính đặc hiệu, tính đối
kháng và tác dụng còn tuỳ thuộc vào nồng độ
Ảnh hưởng chất kiềm hãm

Là chất có tác dụng làm giảm hoạt độ hay làm enzyme không
còn khả nâng xúc tác biến cơ chất thành sản phẩm.
Phân loại
Thuận
nghịch
Cạnh tranh
Phi cạnh
tranh
Không thuận
nghịch
Ảnh hưởng nồng độ enzyme, cơ chất
Vận tốc đạt
cực đại khi
toàn bộ
enzyme liên
kết với cơ
chất
Nồng độ
enzyme càng
cao thì vận
tốc phản ứng
enzyme càng
lớn
Nồng độ enzyme
Cơ chất
Ảnh hưởng các yếu tố khác

Sóng siêu âm: Tác động rất khác nhau đối với từng loại
enzyme, có enzyme bị mất hoạt tính, có enzyme lại không
ảnh hưởng.


Ánh sáng: Có ảnh hưởng khác nhau đến từng loại enzyme,
các bước sóng khác nhau có ảnh hưởng khác nhau, thường
ánh sáng trắng có tác động mạnh nhất, ánh sáng đỏ có tác
động yếu nhất. Ánh sáng tử ngoại cũng có thể gây nên
những bất lợi.

Sự chiếu điện: Điện chiếu với cường độ càng cao thì tác
động phá hủy càng mạnh