TIỂU LUẬN enzyme amylase

Enzyme Amylase
Sinh viên thực hiện: - Hoàng Thị Bích Ngọc
- Bùi Thị Bích
07-01_ Khoa Công Nghệ Sinh Học_ Viện ĐH
Mở HN
I. Tổng quát chung
I.1/ Lịch sử nghiên cứu.
I.2/ Định nghĩa, Phân loại & Cấu trúc.
I.3/ Đặc tính, cơ chế tác dụng.


I.1/ Lịch sử nghiên cứu
• 1814: Kirchoff, Saint Petercburg chứng minh hạt
lúa mạch nảy mầm có tác dụng chuyển hóa tinh bột
thành đường ở nhiệt độ từ 400°C - 600°C.
• Năm 1833, Payen và Perso (Pháp) thêm cồn vào
dịch chiết này, thu được kết tủa có khả năng phân
giải tinh bột thành đường, đặt tên là Diastase
(xuất phát từ tiếng Hy Lạp, diastatics, có nghĩa là
phân giải, đó là amylase).
• 1851: Leuchs đã phát hiện nước bọt cũng có khả
năng phân giải tinh bột thành đường.
• Sau đó, các enzyme amylase trong nước bọt,
trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong
hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm men và vi khuẩn bắt
đầu được quan tâm nghiên cứu.
I.2/ Định nghĩa_ Phân loại
cấu trúc
• Định nghĩa:
Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế
giới sinh vật . Các enzyme này thuộc nhóm

enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội
phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham
gia của nước:
RR’ + H-OH -> RH + R’-OH
Cơ chất tác dụng của amylase là tinh bột và
glycogen.
•Phân loại:
Enzyme amylase
Endoamylase
(Enzyme nội bào)
Exoamylase
(Enzyme ngoại bào)
Enzyme khử nhánh α_amylase
Khử trực tiếp
Khử gián tiếp

Transglucosylase
(oligo-1,6-glucosidase )
maylo-1,6-glucosidase
Pullulanase
(α-6glucosidase–Dextrin)
β-amylase γ-amylase
•Cấu trúc:
• α-amylase
(α-1,4-glucanohydrolase):
(EC 3.2.1.1)
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.
•Cấu trúc:
• β-amylase
(β-1,4-glucan-maltohydrolase)
(EC 3.2.1.2)
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.
•Cấu trúc:
• γ-amylase
(gluco amylase) (EC 3.2.1.3)
- Gluco 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.
- Gluco amylase có khả năng thủy phân
hoàn toàn tinh bột,glucogen,
amylopectin, dextrin… thành glucose
mà không cần có sự tham gia của các
loại enzyme amylase khác.
•Cấu trúc:
• Oligo 1,6-glucosidase
(dextrinase tới hạn)
(EC 3.2.1.10)
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.
•Cấu trúc:
• Enzyme pullulanase
(α-dextrin6- glucosidase)
(EC 3.2.1.41)
Khác với dextrinase tới hạn trong
hoạt động của nó trên
glycogen, và tỷ lệ của thủy
phân dextrins giới hạn. Tác
động của nó trên Amylopectin
hoàn tất.Maltose là đường nhỏ
nhất mà nó có thể chuyển hóa
mối liên kết.
•Cấu trúc:
• enzyme isoamylase
(glycogen 6-
glucanohydolase)
(EC 3.2.1.68)
I.3/ Đặc tính- Cơ chế tác dụng
• Đặc tính:
. -Khả năng dextrin hóa: Thủy phân tinh bột ->
dextrin + một ít maltoza.Dextrin có khả năng
họat hóa cao,đặc trưng cho tính chất của
enzyme này.
-Tính bền nhiệt:Phân tử có 1 - 6 nguyên tử C, tham
gia vào sự hình thành ổn định cấu trúc bậc 3
của enzyme -> tính bền nhiệt của enzyme

-Tính tan: Amylase dễ tan trong nước, trong dung
dịch muối và rượu loãng.
-Cơ chất tác dụng: của amylase là tinh bột và
glycogen
•Đặc tính:
α – amylase: có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế
tác động, chuyển hóa tinh bột, khả năng chịu nhiệt
-α-amylase là một metaloenzyme. Mỗi phân tử α-
amylase đều có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol,
nhưng không ít hơn 1-6 nguyên tử gam/mol Ca tham
gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của
enzyme, duy trì hoạt động của enzyme.Do đó, Ca
còn có vai trò duy trì sự tồn tại của enzyme khi bị
tác động bởi các tác nhân gây biến tính và tác động
của các enzyme phân giải protein. Nếu phân tử α-
amylase bị loại bỏ hết Ca thì nó sẽ hoàn toàn bị mất
hết khả năng thủy phân cơ chất. α-amylase bền với
nhiệt độ hơn các enzyme khác.
•Đặc tính:
• Điều kiện hoạt động của α-amylase từ các nguồn
khác nhau thường không giống nhau. pH tối thích
cho hoạt động của α-amylase từ nấm sợi là 4,0-4,8 (
có thể hoạt động tốt trong vùng pH từ 4,5-5,8 ).
• Độ bền đối với tác dụng của acid cũng khác nhau. α-
amylase của Asp.oryzae bền vững đối với acid tốt
hơn là α-amylase của malt và vi khuẩn Bac.subtilis.
• Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của α-
amylase từ các nguồn khác nhau cũng không đồng
nhất, α-amylase của nấm sợi rất nhạy cảm đối với
tác động nhiệt.Nhiệt độ tối thích của nó là 500°C

và bị vô hoạt ở 70O°C( Kozmina, 1991 ).
•Cơ chế tác dụng:
Quá trình thủy phân tinh bột bởi enzyme α-amylase
là quá trình đa giai đoạn:
•Cơ chế tác dụng:
α-amylase có khả năng phân cách các liên kết α-1,4-
glucoside nằm ở phía bên trong phần tử cơ chất ( tinh
bột hoặc glycogen ) một cách ngẫu nhiên. Nó không
chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh
bột nguyên song với tốc đột rất chậm.
• Giai đoạn 1 (dextrin hóa):
Tinh bột dextrin phân tử lượng thấp
Chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân tạo thành một
lượng lớn dextrin phân tử thấp ( α-dextrin ), độ nhớt
của hồ tinh bột giảm nhanh ( các amylose và
amylopectin đều bị dịch hóa nhanh ).
a-amylase
•Cơ chế tác dụng:
• Giai đoạn 2 ( giai đoạn đường hóa ):
Dextrin phân tử thấp bị thủy phân tetra và
trimaltose (không cho màu với iod) thủy phân rất
chậm disaccharide và monosaccharide.
Amylose phân giải nhanh oligosacharide 
poliglucose (gồm 6-7 gốc glucose) bị phân cách
mạch polyglucose colagen ngắn Maltose 
maltotriose  maltotetrose.
Tác dụng của α-amylase lên amylopectin cũng xảy ra
tương tự nhưng vì không phân cắt được liên kết α-
1,6-glycoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử
amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu thì sản

phẩm cuối cùng, ngoài các đường nói trên ( 72%
maltose và 19% glucose)còn có dextrin phân tử
thấp và isomaltose 8%.
Cơ chế tác dụng:
• Tóm lại:

• Tinh bột


• Khả năng dextrin hóa cao của α-
amylase là tính chất đặc trưng của nó.
Vì vậy, người ta thường gọi loại
amylase này là amylase dextrin hóa
hay amylase dịch hóa.


α-amylase
maltotetrose
Maltose (**)
glucose
dextrin phân tử thấp (*)
II. Nguồn thu & phương
pháp thu nhận E. amylase
II.1/ Nguồn thu.
II.2/ phương pháp thu nhận.
II.1/ Nguồn thu
• Động vật:
Enzyme amylase có trong
t
ụ

y t
ạ
ng
của
động vật.
II.1/ Nguồn thu
• Thực vật:
Được lấy từ nhiều nguồn như:
-
Đ
ạ
i m
ạ
ch (hodeum sativum)
:
+ giống 2 hàng: sản xuất malt làm bia
+ giống nhiều hàng (4,6 hàng): làm thức ăn cho gia
súc.

-
Lúa (oryza sativa L.):
chủ yếu ở vùng Đông Nam Á.

-
Ngô (zea mays):
có nhiều loại ngô: ngô đá, ngô bột,
ngô răng ngựa. Hạt ngô có màu trắng, màu vàng hay
màu hồng. Ngô màu vàng do có sự hiện diện của
carotenoid và zeaxanthine ở trong nội nhũ. Ngô
màu hồng là do trong nội nhũ của ngô có

anthocyanin.
II.1/ Nguồn thu
• Vi sinh vật: (VSV)
Ngày nay do ưu thế về nhiều mặt, vsv trở thành nguồn thu
enzyme amylase chủ đạo. Những chủng vsv tạo nhiều amylase
thường được phân lập từ các nguồn tự nhiên. Vsv tạo amylase
được dùng nhiều hơn cả là nấm sợi,giả nấm men và vi khuẩn,còn
xạ khuẩn thì ít hơn.
- Các giống nấm sợi thường dùng là giống nấm sợi As
pergillus,
rhizopus
.
- Nấm men và giả nấm men thuộc các giống
Candida,
Saccharomyces, Endomycopsy, Endomyces
cũng tạo amylase.
- Nhiều vi khuản có khả năng tạo lượng lớn amylase như:
Bac.polymyxa, Phytomonas destructans, Cassavanum…
các vi
khuẩn ưa nhiệt có khả năng sinh trưởng nhanh và phát triển
tốt ở nhiệt độ cao nên khi nuôi chúng ít bị nhiễm vsv khác.
- Trong nhóm xạ khuẩn rất hiếm gặp loại tạo amylase mạnh mẽ,
tuy nhiên cũng có một số ít như xạ khuẩn ưa nhiệt.
Micromonospora vugaris 42
có khả năng tạo một lượng nhỏ a-
amylase hoạt động ở 65°C cùng với protease và các enzyme
khác.

II.2/ Phương pháp thu
nhận Enzyme amylase

• Phương pháp thu nhận malt:
- Malt đại mạch:

Đại mạch
Thu nhận, xử lý, làm
sạch, phân loại
Ngâm
Nảy mầm Sấy khô
Tách mầm
Rễ
Mầm
rễ khô
Không khí
Bảo quản
Sấy khô
Malt khô bảo quản
Malt khô sản xuất bia
•Phương pháp thu nhận malt
- Malt thóc:





Ph
ươ
ng pháp tinh s
ạ
ch amylase:
2 phương pháp.

+
Tinh sạch enzyme amylase bằng phương pháp sắc ký.
+ Thu nhận enzyme amylase bằng phương pháp điện di
trên gel polyacrylamide (polyacrylamide Gel
Electrophoresis _ PAGE)
Hạt lúa (thóc) Làm sạch,phân loại Sấy bảo quản
Ngâm hạt
ủ mầm
malt
Tách mầm Sấy malt
malt
•Phương pháp thu nhận malt
• Phương pháp thu nhận từ VSV:
Sự tổng hợp enzyme amylase không những phụ thuộc vào
tính chất di truyền của VSV mà còn phụ thuộc việc
tuyển chọn các điều kiện nuôi đặc hiệu, ngoài ra các
điều kiện lý hóa trong quá trình nuôi cũng đóng vai trò
quan trọng.
Những yếu tố ảnh hưởng :thành phần môi trường,tính
chất cơ lý của môi trường, độ tiệt trùng, độ ẩm ban
đầu, độ thoáng khí, nhiệt độ nuôi và pH môi trường… là
những yếu tố cơ bản tối quan trọng .
Có 2 phương pháp nuôi VSV:
+ nuôi VSV tạo amylase bằng phương pháp bề mặt
+ nuôi VSV tạo amylase bằng phương pháp bề sâu