tổng quan về enzyme amylase

Nhóm 4
Enzyme Amylase
Lớp 08DTP06

MỤ C LỤ C
Giới thiệu chung 3
A. Giới thiệu
I. Khái niệm Enzyme 4
II. Enzyme Amylase là gì 4
III. Lịch sử phát hiện 5
B. Tổng quan về Enzyme Amylase
I. Phân loại . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 6
II. Hệ Enzyme Amylase 7
1. Enzyme α-Amylase 7
2. Enzyme β-Amylase 11
3. Enzyme γ -Amylase 13
4. Oligo 1,6-glucosidase 14
5. Enzyme pullulanase 15
6. α-glucosidase hay maltase 14
III. Cơ chất 15
1. Tinh bột 15
2. Glycogen 16
IV. Công nghệ lên men và thu nhận Enzyme Amylase 17
1. Nguồn thu nhận 17
2. Thu nhận Enzyme Amylase từ thực vật 19
3. Thu nhận Enzyme Amylase từ vi sinh vật 22
V. Phương pháp xác định hoạt độ 28
1. Đơn vị đo hoạt độ 28
2. Xác định hoạt độ Enzyme α-Amylase theo Rukhliadeva 28
3. Xác định hoạt độ Enzyme glucoamylase ( γ -Amylase ) 29

4. Điều kiện cần và đủ để thu nhận Amylase có hoạt lực cao 29
C. Ứng dụng Enzyme Amylase
I.Ứng dụng trong sản xuất Bia 3 3
II.Ứng dụng trong sản xuất Bánh mì 3 7
III. Ứng dụng trong sản xuất Siro 38
IV.Ứng dụng trong sản xuất cồn 41
V. Ứng dụng trong sản xuất bánh kẹo 42
VI.Ứng dụng trong sản xuất Glucose và Mật 4 3
VII.Ứng dụng trong chế biến thức ăn gia súc 4 3
VIII. Ứng dụng trong công nghiệp dệt 43
Tài liệu tham khảo 4 5



- 2 –
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Nhóm 4
Enzyme Amylase
Lớp 08DTP06


Giới thiệu chung
Tinh bột, cùng với protein và chất béo là một thành phần quan trọng bậc
nhất trongchế độ dinh dưỡng của lồi người cũng như nhiều lồi động vật khác.
Người La Mã gọi là amilum, một từ bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp (amilon ).
Trong q trình tiêu hóa chúng bị thủyphân thành đường glucose là chất tạo
nên nguồn năng lượng chính trong thực phẩm.
Ngồi ra tinh bột còn giữ vai trò quan trọng trong cơng nghiệp thực
phẩm do những tính chất hóa lý của chúng. Tinh bột thường được dùng làm
chất tạo độ nhớt sánh cho cácthực phẩm dạng lỏng, là tác nhân làm bền cho

thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc để tạo độ cứng, độ đàn
hồi cho nhiều loại thực phẩm. Bên cạnh đó, tinh bột còn được dùng trong các
ngành cơng nghiệp khác như sản xuất giấy, rượu,
Nhiều nước trên thế giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngơ
(sắn), cònriêng ở nước ta thì sử dụng gạo và khoai mì là nguồn tinh bột chủ
yếu. Trong chế biến tinh bột và đường, cơng đoạn quan trọng nhất là thuỷ phân
tinh bột về các đường đơn giản. Sau đó, chủ yếu trên cơ sở đường đơn nhờ lên
men, người ta sẽ nhận được rất nhiều sản phẩm quan trọng như: rượu cồn, rượu
vang, bia, các loại acid hữu cơ, amino acid,… Trước đây người ta hay dùng
acid hoặc H2SO4 để thủy phân tinh bột. Nhưng kết quả cho thấy, thuỷ phân
bằng acid rất khó kiểm sốt và thường tạo nhiều sản phẩm khơng mong muốn
và khơng đápứng tiêu chuẩn an tồn thực phẩm trong khi giá thành lại cao. Cho
nên hiện nay để thủy phân tinh bột người ta thường sử dụng Enzyme Amylase
thu nhận từ thực vật hoặc các loại vi sinhvật.
Ngồi ra, Amylase còn có nhiều ưu điểm hơn khi sử dụng acid để thuỷ
phân tinh bột như năng lượng xúc tác thấp, khơng u cầu cao về thiết bị sử
dụng, giảm chi phí cho q 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,…
Trong đó Amylase được thu nhận từ malt với số lượngnhiều nhất, chủ yếu
dùng trong sản xuất bia.Ngun liệu cho sản xuất Enzyme thường làgạo, bắp,
khoai mì,… đây là những nguồn ngun liệu rẻ tiền có thể tìm thấy dễ dàng ở
nướcta. Cho nên đây là một lợi thế và là hướng phát triển mạnh có thể làm cơ
sở cho nhiều ngành khác phát triển.
- 3 –
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Nhúm 4
Enzyme Amylase
Lp 08DTP06

A. Gii Thiu

I. Khỏi nim Enzyme:
Trong c th sng (cỏc t bo) luụn luụn xy ra quỏ trỡnh trao i cht.
S trao icht ngng thỡ s sng khụng cũn tn ti. Quỏ trỡnh trao i ca mt
cht l tp hp ca rtnhiu cỏc phn ng húa hc phc tp. Cỏc phn ng ny
cú liờn quan cht ch vi nhau viu chnh ln nhau. Enzyme l hp cht
protein xỳc tỏc cho cỏc phn ng húa hc ú. Chỳngcú kh nng xỳc tỏc c
hiu cỏc phn ng húa hc nht nh v m bo cho cỏc phn ngxy ra theo
mt chiu hng nht nh vi tc nhp nhng trong c th sng.
Enzyme cú trong hu ht cỏc loi t bo ca c th sng. Chớnh do
nhng tỏc nhõn xỳctỏc cú ngun gc sinh hc nờn Enzyme cũn c gi l cỏc
cht xỳc tỏc sinh hc(biocatalysators) nhm phõn bit vi cỏc cht xỳc tỏc
húa hc
Chỳng l cht xỳc tỏc sinh hc khụng ch cú vai trũ quan trng trong quỏ
trỡnh sinhtrng, phỏt trin ca mi sinh vt m nú cũn gi vai trũ rt quan
trng trong cụng ngh chbin thc phm, trong y hc, trong k thut phõn
tớch, trong cụng nghgen v bo v mitrng.
II. Enzyme Amylase l gỡ?
Amylase l mt h Enzyme rt ph bin trong th gii sinh vt . Cỏc
Enzyme nythuc nhúm Enzyme thy phõn, xỳc tỏc phõn gii liờn kt ni phõn
t trong nhúmpolysaccharide vi s tham gia ca nc.
RR +H-OH RH +ROH
Amylase thy phõn tinh bt, glycogen v dextrin thnh glucose, maltose
v dextrinhn ch. Cỏc Enzyme Amylase cú trong nc bt (cũn c gi l
ptyalin), trong dch tiờuhúa ca ngi v ng vt, trong ht ny mm, nm
si, x khun, nm men v vi khun.Trong nc bt ca ngi cú ptyalin
nhng mt s loi ng vt cú vỳ thỡ khụng cú nhnga, chú, mốo Ptyalin
bt u thy phõn tinh bt t ming v quỏ trỡnh ny hon tt rutnon nh
Amylase ca tuyn ty (cũn c gi l amylopsin). Amylase ca malt thy
phõntinh bt lỳa mch thnh disaccharide lm c cht cho quỏ trỡnh lờn men
bi nm men.

Amylase l mt trong nhng loi Enzyme c ng dng rng rói nht trong
cụng
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
nghiệp, y tế, và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt là trong ngành công
nghiệp thực phẩm.
III. Lịch sử phát hiện
1814: Kirchoff, Saint Petercburg chứng minh hạt lúa mạch nảy mầm có tác
dụng
chuyển hóa tinh bột thành đường ở nhiệt độ từ 4000C – 6000C.
Năm 1833, Payen và Perso (Pháp) thêm cồn vào dịch chiết này, thu được
kết tủa cókhả năng phân giải tinh bột thành đường, và đặt tên là Diastase (xuất
phát từ tiếng Hy Lạp,diastatics, có nghĩa là phân giải, đó là Amylase). Sau này
theo đề nghị của Duclo, Enzymephân giải tinh bột được gọi là Amylase.
Năm 1851: Leuchs đã phát hiện nước bọt cũng có khả năng phân giải
tinh bột thànhđường. Sau đó, các Enzyme Amylase trong nước bọt, trong dịch
tiêu hóa của người và độngvật, trong hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm men và vi
khuẩn bắt đầu được quan tâm nghiên cứu.
Năm 1862, Danilevxki đã tách được Amylase của tuyến tụy bằng phương pháp
hấp hụ chọn lọc.
Năm 1949, Schwimmer đã xác định được số chu chuyểncủa α-Amylase là
19000.
Năm 1950, Englard và Singer cho biết số chu chuyển củaβ -Amylase là
250000.
Đến năm 1952, người ta đã thu được 72 Enzyme ở trạng thái kết tinh trong đó
có 4 nzyme α-Amylase.
Năm 1971, Uxtinilov và cộng sự bằng phương pháp điện di trên gel
poliacrylamid đãxác định được sự có mặt của một lượng lớn α-Amylase và
glucoamylase trong canh trườngnấm mốc và một lượng nhỏ các phân đoạn có
hoạt lực dextrinase và transglucosilase.
Hiện nay các nước trên thế giới sản xuất hàng trăm tấn chế phẩm

Enzyme, trong đóNhật là nước có truyền thống lâu đời nhất, sau đó đến Anh,
Pháp, Mỹ, Đan Mạch, ThụyĐiển, đặc biệt hãng Novo của Đan Mạch là 1
trong những hãng sản xuất Enzyme nổi tiếngtrên thế giới. Bên cạnh đó trong
những năm gần đây các nước Đông Âu và Trung Quốc cũngbắt đầu nghiên cứu
và sản xuất Enzyme.
Nếu như ở Tây Âu mạch nha từ lúa mạch là nguồn Enzyme chủ yếu cho
việc chuyểnhóa tinh bột thành đường, thì ở Viễn Đông Amylase thường được
sản xuất từ nấm mốc trênmôi trường nuôi cấy là các loại ngũ cốc có chứa tinh
bột. Như hãng Novo đã có nhiều chếphẩm Enzyme Amylase đang được sử
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
dng rng rói trong cỏc ngnh cụng nghip nh: Cụngnghip sn xut ru bia,
cụng nghip sn xut bt git, cụng nghip giy
B. Tng quan v Enzyme Amylase
I. Phõn loi :
Hin nay, cú sỏu loi Enzyme Amylase c xp vo 2 nhúm: Endoamylase (
Enzyme ni bo ) v Exoamylase ( Enzyme ngoi bo ).
- Endoamylase : gm cú -Amylase (EC 3.2.1.1) v nhúm Enzyme kh nhỏnh.
Nhúm nzyme kh nhỏnh ny c chia thnh hai loi: kh trc tip l
pullulanase ( hay -dextrin6-glucanohydrolase ) (EC 3.2.1.41); kh giỏn tip l
transglucosylase (hay oligo-1,6-glucosidase) (EC 3.2.1.20) v amylo-1,6-
glucosidase (EC 3.2.1.10). Cỏc Enzyme ny thyphõn cỏc liờn kt bờn trong
ca chui polysaccharide.
-Exoam ylas e. õy l nhng Enzyme thy phõn tinh bt t u khụng kh ca
chui olysaccharide. Nhúm ny gm cú:
+ -Amylase (EC 3.2.1.2)
+ Amyloglucosidase (glucoamylase hay -Amylase) (EC 3.2.1.3)
( cú mt s )
* S khỏc bit gia cỏc loi Enzyme Amylase:
- Cỏc loi Enzyme Amylase khụng ch khỏc nhau c tớnh m cũn khỏc nhau
pH hot ng v tớnh n nh vi nhit

- Tc phn ng ca Amylase ph thuc vo pH, nhit , mc
polyme húa cac cht. Cỏc Enzyme Amylase cú ngun gc khỏc nhau s cú
tớnh cht, c ch tỏc dng v snphm cui cựng ca quỏ trỡnh thy phõn khỏc
nhau.
- Amylase cú ngun gc khỏc nhau s cú thnh phn, tớnh cht, nhit hot
ng, pH ti u v cỏc c im thy phõn khỏc nhau.
II. H Enzyme Amylase:
1. Enzyme -Amylase (-1,4-glucanohydrolase) (EC 3.2.1.1):
a) Cu to:
Enzyme -Amylase l protein cú phõn t lng thp, thng nm trong khong
50.000 n 60.000 Dal. Cú mt s trng hp c bit nh -Amylase t loi
vi khun Bacillus macerans cú phõn t lng lờn n 130.000 Dal.n nay
ngi ta ó bit rt rừ cỏc chui acid amin ca 18 loi -Amylase nhng ch cú
2 loi -Amylase l taka-Amylase t Apergillus orysee v -Amylase ca ty
ln c nghiờn cu k v hỡnh th khụng gian cu trỳc bc 3. Mi õy cỏc
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
nghiên cứu về tính đồng nhất của chuỗi mạch acid amin và về vùng kịnước cho
thấy các chuỗi mạch acid amin của tất cả các Enzyme α-Amylase đều có cấu
trúcbậc 3 tương tự nhau.


Cấu trúc không gian của α-Amylase

b) Cơ chế tác dụng của α-Amylase:
α-Amylase từ các nguồn khác nhau có nhiều điềm rất giống nhau. α-
Amylase có khảnăng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở phía bên
trong phân tử cơ chất ( tinh bộthoặc glycogen ) một cách ngẫu nhiên, không
theo một trật tự nào cả. α-Amylase không chỉthủy phân hồ tinh bột mà nó thủy
phân cả hạt tinh bột nguyên song với tốc độ rất chậm.
Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-Amylase là quá trình đa giai đoạn:

+Ở giai đoạn đầu ( giai đoạn dextrin hóa ): Chỉ một số phân tử cơ chất bị
thủy phântạo 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).
+ Sang giai đoạn 2 ( giai đoạn đường hóa ): Các dextrin phân tử thấp tạo
thành bị thủyphân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Các chất này bị thủy phânrất chậm bởi α-Amylasecho tới disaccharide và
monosaccharide. Dưới tác dụng của α-Amylase, amylose bị phân giải khá
nhanh thành oligosaccharide gồm 6 - 7 gốc glucose ( vìvậy, người ta cho rằng
α-Amylase ln phân cắt amylose thành từng đoạn 6 - 7 gốcglucopiranose 1 ).
+ Sau đó, các poliglucose này bị phân cắt tiếp tục tạo nên các mạch
polyglucosecolagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose,
maltotriose và maltose. Qua mộtthời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của
amylose chứa 13% glucose và 87% maltose.Tác dụng của α-Amylase lên
amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì khơng phân cắt đượcliên kết α-1,6-
glycoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có chịu tác
dụnglâu thì sản phẩm cuối cùng, ngồi các đường nói trên ( 72% maltose và
19% glucose ) còn códextrin phân tử thấp và isomaltose 8%.
Tóm lại, dưới tác dụng của α-Amylase, tinh bột có thể chuyển thành
maltotetrose,maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thơng thường
α-Amylase chỉ thủy phântinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp khơng cho
màu với Iodine và một ít maltose. Khảnăng dextrin hóa cao của α-Amylase là
tính chất đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thườnggọi loại Amylase này là
Amylase dextrin hóa hay Amylase dịch hóa.
Các giai đoạn của q trình thủy phân tinh bột của α-Amylase:

+ Giai đoạn dextrin hóa:
Α-Amylase
Tinh bột → dextrin phân tử lượng thấp

+ Giai đoạn đường hóa:
Dextrin → tetra và trimaltose → di & monosaccharide
Amylase → oligosacharide → poliglucose
Maltose → maltotriose → maltotetrose
c) Đặc tính α-Amylase
α-Amylasetừ các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác nhau, mỗi
loại α- Amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng. α-Amylase là một
protein giàu tyrosine, α-Amylase, acid glutamic và aspartic. Các glutamic acid
và aspartic acid chiếm khoảng ¼ tổng lượng amino acid cấu thành nên phân tử
Enzyme:
+ α-Amylase có ít methionine và có khoảng 7-10 gốc cysteine.
+ Trọng lượng phân tử của α-Amylase nấm mốc: 45.000-50.000 Da ( Knir
1956; Fisher, Stein, 1960 ).
+ Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu lỗng.
+ Protein của các α-Amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline.
Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH=4,2 - 5,7 ( Bernfeld P, 1951 ).
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
-Amylase lmt metaloEnzyme. Mi phõn t -Amylase u cú cha 1-
30 nguyờnt gam Ca/mol, nhng khụng ớt hn 1 - 6 nguyờn t gam/mol Ca
tham gia vo s hỡnh thnhv n nh cu trỳc bc 3 ca Enzyme, duy trỡ hot
ng ca Enzyme ( Modolova, 1965 ). Doú, Ca cũn cú vai trũ duy trỡ s tn
ti ca Enzyme khi b tỏc ng bi cỏc tỏc nhõn gõy bintớnh v tỏc ng ca
cỏc Enzyme phõn gii protein. Nu phõn t -Amylase b loi b ht Cathỡ nú
s hon ton b mt ht kh nng thy phõn c cht. -Amylase bn vi nhit
hncỏc Enzyme khỏc. c tớnh ny cú l liờn quan n hm lng Ca trong
phõn t v nng Mg2+. Tt c cỏc Amylase u b kim hóm bi cỏc kim
loi nng nh Cu2+, Ag+, Hg2+. Mt skim loi nh : Li+, Na+, Cr3+, Mn2+,
Zn2+, Co2+, Sn2+, Cr3+, khụng cú nh hng my n -Amylase. Mt c
im cn lu ý l hu ht -Amylase khỏ bn vi tỏc ng ca proteasenh

pepsin, trypsin, papain
Thnh phn amino acid ca -Amylase nm mcAspergillus nh sau (
g/100 gprotein ): alamine = 6,8 ; glycine = 6,6 ; valine = 6,9 ; leucine = 8,3 ;
Isoleucine = 5,2 ; prolin= 4,2 ; phenylalanine = 4,2 ; tyrosine = 9,5 ; trytophan
= 4,0; xetin = 6,5 ; trionin = 10,7 ;cystein + cystine = 1,6 ; glutamic acid = 6,9 ;
amide = 1,5 ( Akabori et amilose 1954 ). Khụngging cỏc -Amylase khỏc,
Amylase caAsp.orysee cú cha phn phi protein lpolysaccharide. Polyose
ny bao gm 8 mol maltose, 1 mol glucose, 2 mol hexosemin trờn 1mol
Enzyme ( Akabori et amilose, 1965 ). Vai trũ ca polyose ny vn cha rừ,
song ó bitc rng nú khụng tham gia vo thnh phn ca trung tõm hot
ng v nm phớa trongphõn t Enzyme.
-Amylase ca nm mc hu nh ch tn cụng nhng ht tinh bt b
thng tn. Snphm cui cựng ca thy phõn Amylase l glucose v maltose.
i vi nm si t l l 1:3,79( Hanrahan, Caldwell, 1953 ) . Fenikxova v
Eromsina (1991) cho bit rng cỏc maltopentosev maltohexose b thy phõn
theo s sau:
G5 G4 + G1; G6G2 + G4 hay 2G3 ( chớnh ) hoc G5 + G1 ( ớt )
-Amylase ca nm si khụng tn cụng liờn kt -1,6 glucoside ca
amylopectin, nờnkhi thy phõn nú s to thnh cỏc dextrin ti hn phõn nhỏnh.
õy l mt cu trỳc phõn ttinh bt do Enzyme -Amylase phõn ct to thnh
dextrin ti hn phõn nhỏnh.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

Sn phm thy phõn cui cựng ca tinh btdi tỏc dng ca Amylase
nm si chyu l maltose, th n l maltotriose. Nng -Amylase ca
VSV tng i ln cú thchuyn húa 70 - 85% tinh bt thnh ng lờn men.
Cũn cỏc -Amylase ca nm mc thỡmc ng húa n glucose v maltose
cú th lờn ti 84 - 87%.
iu kin hot ng ca -Amylase t cỏc ngun khỏc nhau thng

khụng gingnhau. pH ti thớch cho hot ng ca -Amylase t nm si l 4,0
- 4,8 ( cú th hot ng tttrong vựng pHt 4,5 - 5,8 ). Theo s liu ca
Liphis,pH ti thớch cho hot ng dextrin húav ng húa ca ch phm
Amylase tAsp.orysee trong vựng 5,6 - 6,2. Cũn theo s liu caFenixova thỡ
pH ti thớch cho hot ng dextrin húa ca nú l 6,0 - 7,0.
bn i vi tỏc dng ca acid cng khỏc khỏc nhau. -Amylase caAs
p.or ys ee bnvng i vi acid tt hn l -Amylase ca malt v vi
khunBac.s ubtilis. pH= 3,6 v 0oC,-Amylase ca malt b vụ hot hon
ton sau 15 - 30 phỳt; -Amylase vi khun b bt hotn 50%, trong khi ú
hot lc ca -Amylase ca nm si hỡnh nh khụng gim bao nhiờu(
Fenilxova, Rmoshinoi 1989). Trong dung dch -Amylase nm si bo qun tt
pH= 5,0- 5,5 ; -Amylase dextrin húa ca nm si en cú th chu c pH
t 2,5-2,8. 0oC v pH=2,5 , nú ch b bt hot hon ton sau 1 gi.
Nhit ti thớch cho hot ng xỳc tỏc ca -Amylase t cỏc ngun
khỏc nhau cngkhụng ng nht, -Amylase ca nm si rt nhy cm i vi
tỏc ng nhit. Nhit tithớch ca nú l500C v b vụ hot 700C (
Kozmina, 1991 ).
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Trong dung dch m pH = 4,7 , -Amylase caAsp.orysee rt nhy vi
tỏc ng canhit cao, thm chớ 400C trong 3 gi hot lc dextrin húa ca
nú ch cũn 22 - 29%, hotlc ng húa cũn 27 - 85%. 500C trong 2 gi, -
Amylase ca nm si ny b vụ hot honton ( Miller v cng s ).
(co mot bng)
2. Enzyme -Amylase (-1,4-glucan-maltohydrolase) (EC 3.2.1.2):
a) Cu to:
-Amylase hin din ph bin thc vt, c bit l ht ny mm.
trong cỏc ht ngcc ny mm, -Amylase xỳc tỏc s thu phõn cỏc liờn kt
1,4 -glucan trong tinh bt ,glucogen v polysaccharide, phõn ct tng nhúm
maltose t u khụng kh ca mch .Maltose c to thnh do s xỳc tỏc ca
-Amylase cú cu hỡnh .

ng cc, -Amylase tham gia vo s phõn gii ca tinh bt trong quỏ
trỡnh ny mmca ht. lỳa, -Amylase c tng hp trong sut quỏ trỡnh
ca ht v hu nh khụng ctng hp ht khụ. lỳa mch, Enzyme cú mt
trong ht khụ, nú c tớch ly trong sutquỏ trỡnh phỏt trin ca ht, khi
dng liờn kt, Enzyme ny l mt phõn t cú trng lngphõn t l 64.000 Da
v khi b phõn ct bi mt protease s c phúng thớch di dng t dov cú
khi lng phõn t l 59.000 Da .
b) C ch tỏc dng ca -Amylase:
-Amylase l mt Enzyme ngoi bo (exoenzyme). Tin trỡnh phõn gii
bt u t ukhụng kh ca cỏc nhỏnh ngoi cựng c cht . -Amylase phõn
ct cỏc liờn kt -1,4glucoside nhng khi gp liờn kt -1,4 glucoside ng k
cn liờn kt -1,6glucoside thỡnú s ngng tỏc dng. Phn polysaccharide cũn
li l dextrin phõn t ln cú cha rt nhiuliờn kt -1,6 glucoside v c gi
l -dextrin.
C ch tỏc dng ca -Amylase lờn tinh bt
- amylase
Tinh bt maltose (54-58%)+ -dextrin(42-46%)
(glucogen)
Tinh bt b thu phõn ng thi bi c v -Amylase thỡ lng tinh bt thu
phõn ti 95%.
c) c tớnh ca -Amylase:
-Amylase l mt albumin , tõm xỳc tỏc cú cha nhúm SH , nhúm X-COOH
v vũngimidazol ca cỏc gc histidine v l Enzyme ngoi bo (exoEnzyme )
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
β-Amylase khơng bền khi có Ca2+, β-Amylase bị kìm hãm bởi Cu2+, Hg2+,
urea,iodineoacetamide, iodine, ozon…
β-Amylase chịu nhiệt kém hơn α-Amylase nhưng bền hơn với acid.β-Amylase
bịbất hoạt ở nhiệt độ 700C. Nhiệt độ tối thích của β-Amylase là 550C, pH 5,1 –
5,5.
Tham gia vào cơ chế tác dụng của β-Amylase thường có một nhóm

caboxyl thể hiệntính chất ái nhân và một nhóm imidazol thể hiện tính chất ái
electron. Sự nghịch đảo hình thểcủa cacbon anome (C1) được thực hiện nhờ
việc tạo thành hợp chất đồng hố trị trung giankiểu este axetal giữa cacbon
anome và nhóm cacboxyl của tâm hoạt động. Sau đó este này bịphân huỷ bởi
tác động của 1 phân tử nước lên nhóm cacboxyl để giải phóng ra α-maltose và
hồn ngun nhóm cacbxyl của Enzyme.
Các đặc tính của β-Amylase
(bảng)
3. Enzyme γ-Amylase (glucoamylase) (EC 3.2.1.3):
a) Cấu tạo:
γ-Amylase ( glucoamylase hay α-1,4-glucan-glucohydrolase ) là những
Enzyme có thể thuỷ phân được cả hai kiểu liên kết của các mạch α-glucan để
giải phóng ra ở dạng β.
Glucoamylase hayγ-Amylasechủ yếu được tạo ra bởi các vi sinh vật. Đặc biệt
là kiểu nấm mốc aspergillus, penicillium và Rhizopus
Amyloglucosidase từ nấm mốc là các protein có khối lượng phân tử lượng dao
động rất lớn từ 27.000 đến 112.000 Dal tuỳ thuộc vào nguồn gốc của Enzyme
Nói chung thì các amyloglucosidase đều chứa các gốc mêthioni,
tritophan, và một nửagốc cystein. Tuy nhiên mối quan hệ giữa chuỗi acid amin,
cấu trúc bậc 3 và hoạt động củaEnzyme vẫn chưa được làm sáng tỏ tất cả các
amyloglucosidase từ nấm mốc đều làglucoprotein chứa từ 5 - 20% gluxit trong
đó chủ yếu là các mono saccharid glucose mannose,galactose và glucosamin
Các amyloglucosidase chủ yếu được tạo nên từ hai isoEnzyme I và II
khác nhau ở khảnăng thuỷ phân tinh bột ở trạng thái rắn và bởi độ bền của
chúng. Amyloglucosidase I tự hấpthụ và thuỷ phân tinh bột ở trạng thái rắn,
ngược lại amyloglucosidase II khơng có cả hai tinhchất này .
b) Cơ chế hoạt động:
Amyloglucosidase có thể giải phóng ra β-D-glucose bằng cách thuỷ phân
lặp lại nhiềulần các liên kết α-1,4 của mạch α-glucan từ đầu khơng khử, chúng
cũng thuỷ phân được cácliên kết α-1,6 và α-1,3 nhưng rất chậm (10 - 30 lần ).

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Tc thu phõn cng ph thuc vobn cht ca cỏc liờn kt k cn vi cỏc
liờn kt glucozit c thu phõn , cng nh kớchthuc v cu trỳc ca c cht
b thu phõn . Nht l vi cỏc -glucan mch di ( amylose vamylopectin ) thỡ
b thu phõn nhanh hn l vi cỏc maltodextrin v cỏc oligosaccharit.
c) Tớnh cht:
Glucoamylase cú kh nng thu phõn cỏc liờn kt-1,4 ln -1,6
glucoside. Khi thuphõn liờn kt -1,4-glucan trong chui polysaccharide,
glucoamylase tỏch ln lt tng phõnt glucose ra khi u khụng kh ca
mch to ra glucose. Enzyme ny cú nhiu tờn gikhỏc nhau: -1,4 ;
-1,6-glucan-4; 6-glucohydrolase; glucoamylase; amyloglucosidase;
taka-Amylase B; -Amylase L Enzyme ngoi bo.
Ngoi cỏc liờn kt -1,4 v -1,6 glucoside , glucoamylase cũn cú kh nng
thu phõn cỏc liờn kt -1,2 v -1,3 glucoside .
Glucoamylase cú kh nng thu phõn hon ton tinh bt , glucogen ,
amylopectin ,dextrin , panose , iso maltose v maltose thnh glucose, m khụng
cn cú s tham gia cu cỏcloi Enzyme khỏc. Glucoamylase thu gii cỏc
polysaccharide cú phõn t ln nhanh hn so i cỏc cht cú phõn t nh. Cỏc
polisaccharide cú nhỏnh nh amylopectin, glucogen, -
dextrin b glucoamylase thy phõn khỏ nhanh.
a s glucoamylase cú hot lc cao nht vựng cú pH 3,5 5,5 v nhit
500C .Nú bn vi acid hn -Amylase nhng kộm bn hn trong ru,
acetone v khụng c bov bi Ca2+.
4. Oligo 1,6-glucosidase (dextrinase ti hn) (EC 3.2.1.10)
Enzyme ny cú th thu phõn liờn kt -1,6 glucoside trong isomaltose,
panose vcỏc dextrin ti hn thnh ng cú th lờn men c. Enzyme ny cú
VSV nhng ng thicng cú trong cỏc ht ny mm ( i mch, thúc ny
mm ). Ngoi oligo1,6glucosidase, hdextrinase ca ht ng cc , htny
mm cũn cú amylopectin1,6glucosidase hay REnzyme v dextrin1,6
glucoside hay amylo1,6glucoside hay dextrin-6-glucocanhydrolase. Hai loi

Enzyme ny u thu phõn dextrin trit hn-Amylase v-Amylase do ú
trong dung dch thu phõn cú nhiu maltose hn .
Nhit ti thớch cho cỏc hot ng ca cỏc dextrinase l 400C v pH ti thớch
l 5,1.
5. Enzyme pullulanase (-dextrin6-glucosidase) (EC 3.2.1.41)
Enzyme ny cú th thu phõn cỏc liờn kt -1,6 ca tinh bt, glucogen,
pululan v cỏcdextrin ti hn. iu ỏng chỳ ý l s nh v ca cỏc liờn kt -
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
1,6 có ảnh hưởng lớn đến tácđộng của Enzyme. Đặc biệt là sự có mặt của hai
liên kết α-1,4 nằm liền kề bên liên kết α-1,6là điều kiện cần thiết cho Enzyme
phân cắt liên kết này
Pullulanase phân giải các liên kết α-1,6 glucoside bị bao quanh tứ phía
bởi các liên kếtα-1,4. Nó còn có khả năng thủy phân cả những dextrin phân
tửthấp chỉ gồm có hai gốcmaltose nối nhau bằng liên kết α-1,6 glucoside. Tác
dụng hiệp đồng của α-Amylase vàpullulanase làm nó bị thủy phân hồn tồn.
6. α-glucosidase hay maltase (α-D,glucoside-glucohydrolase) (EC 3.2.1.20)
Nhiều loại nấm sợi sản sinh Enzyme này. Giống như glucomylase, nó
thủy phânmaltose thành glucose nhưng khơng thủy phân tinh bột. Maltase và
glucozyltranferase là mộtEnzyme đồng nhất vừa có khả năng thủy phân liên kết
α-1,4, trong các glucopiranoside vừacó khả năng chuyển các gốc glucoside
sang đường và rượu.
II I. Cơ chất:
Cơ chất tác dụng của Amylase là tinh bột và glucose
1. Tinh bột: là nhóm Cacbonhydrat ở thực vật, có chủ yếu trong các loại củ
như khoai
lang, khoai tây, khoai mì…, trong các hạt ngũ cốc, các loại hạt và có cơng thức
tổng qt là(C6H12O6)n . Hạt tinh bột có hình dáng rất khác nhau với kích
thước từ 2 đến 15µm. Tinh bộtkhơng nước có khối lượng riêng khoảng 1,633 –
1,648.
- Tinh bột là chất keo háo nước điển hình cấu tạo từ amylose – mạch thẳng và

amylopectin.Tỷ số amylose và amylopectin trong tinh bột thường vào khoảng 1
: 4. Cả hai đều tạo nhữnggốc α-D-glucose. Amylo có cấu tạo mạch thẳng.
Chúng được liên kết bởi các nối α-1,4glucozit và α-1,6 glucozit nên tạo thành
nhiều nhánh. Ngồi amylose và amylopectin trongtinh bột còn có chứa một
lượng nhỏ các chất khác như muối khống, chất béo, protit… Hàmlượng chung
của chúng khoảng 0,2 – 0,7%.
- Tinh bột khơng hòa tan trong nước lạnh, trong rượu và ete. Amylose dễ tan
trong nước nóngvà tạo nên độ nhớt của dung dịch. Amylopectin khi hòa tan
trong nước nóng tạo dung dịch rấtnhớt.
- Trong nước nóng tinh bột sẽ hút nước trương nở và tạo dạng gel. Mức độ
trương của tinhbột phụ thuộc nhiệt độ. Khi tăng dần nhiệt độ, dịch tinh bột sẽ
biến thành dạng keo và gọi làhồ tinh bột. Nhiệt độ làm cho hồ tinh bột có độ
nhớt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa của tinhbột. Trong thực tế ln ln tồn tại
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
một giới hạn nhiệt độ hồ hóa, vì tinh bột của ngun liệubất kì đều gồm nhiều
hạt có kích thước khác nhau.
+Amylos e: có cấu tạo chuỗi khơng phân nhánh, mạch thẳng cấu tạo từ
các gốc α–D-glucopyranosyl, liên kết với nhau bởi gốc α-1,4 glucoside, dài
khoảng 300 – 1000 gốcglucose, xoắn theo chiều lò xo mỗi xoắn có 6 gốc
glucose tạo thành hình lục giác. Cấu trúcxoắn được giữ vững nhờ các liên kết
hidro được tạo thành giữa các nhóm OH tự do . Bêntrong xoắn có thể kết hợp
với các ngun tử khác. Cùng với amylopectin, các phân tửamylose tham gia
tạo nên cấu hình hạt tinh bột ở thực vật. Ví dụ Amylose tạo thành màu xanhkhi
tác dụng với Iodine, nếu đun nóng liên kết hidro bị cắt đứt, chuỗi amylose bị
duỗi thẳngdo bị tách ra khỏi amylose dung dịch mất màu xanh.
Amilose thường được phân bố ở phần bên trong của hạt tinh bột. Dung dịch
amylose có độ nhớt thấp hơndung dịch amilopectin. Amylose bị kết tủa bởi
ancol butylic.
+ Am ylopectin:Là một polyme mạch nhánh, được cấu tạo từ các gốcα-D-
glucopyranosylliên kết với nhau bởi α-1,4 và α-1,6 glucozit. Mức độ polyme

hóa tửamylopectin có thể lên đến giá trị hàng triệu. Cấu trúc phân mạchcủa nó
bao gồm 1 nhánhtrungtâm ( chứa liên kết 1-4 ) từ nhánh này phát ra cácnhánh
phụ có chiều dài khoảng vàichục gốc glucose . Khối lượng phân tử của
amylopectin khoảng 500000 - 1 triệu.Amylopectin được phân bố mặt ngồi hạt
tinh bột. Dung dịchamylopectin có độ nhớt cao khi đun nóng làm thay đổi sâu
sắc và khơng thuận ngịch cấu trúc phân tử amilopectin gây ratrạng thái hồ hố
tinh bột. Tinh bột có thể bị thuỷ phân dưới tác dụng của Enzyme Amylasehoặc
acid tạo thành các sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn gọi là dextrin. Các
dextrinnày có thể bị thuỷ phân hồn tồn tạo thành các gốc glucose. Như vậy
sản phẩm thuỷ phânhồn tồn tinh bột là glucose tuy nhiên ở những điều kiện
xác định, dưới tác dụng củaEnzyme disaccharit mantose lại là sản phẩm chủ
yếu trong sản phẩm thuỷ phân tinh bột.


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Cấu trúc của Amylose và Amylopectin
2. Glycogen :
Glycogen cũng thuộc glucan, là polysaccharide dự trữ ở người và động
vật. Phân tửglycogen có công thức chung là (C6H10O5)n cũng phân nhánh
giống như phân tử amilopectinnhưng mức độ phân nhánh nhiều hơn. Phần lớn
các gốc glucose trongphân tửkết hợp vớinhau qua liên kết α -1,4 glucozit , liên
kết α-1,6-glucozit ở chỗ phân nhánh của phân tử.Glycogen bị thuỷ phân dưới
tác dụng của Enzyme amylasehoặcacid. Khi thuỷ phân hoàntoàn glycogen nhận
được α-D-glucose. Glycogen hoà tan trong nước nóng, cho màu đỏ tímhoặc đỏ
nâu với iot
Glycogen cósố mạch nhiều hơn tinh bột. Phân tử lượng ở trong khoảng 2
– 3 triệuDa. Glycogen dễ tan trong nước, nếu như chúng ta ăn quá nhiều
Carbohydrate thì cơ thểchúng ta sẽ chuyển hóa chúng thành chất béo dự trữ. Ở
động vật và người glucogen chủ yếutập trung ở gan.

IV. Cơng nghệ lên men và thu nhận Enzyme Amylase:
1. Nguồn thu nhận:
Enzyme Amylase có trong các tế bào sinh vật , động thực vật , các loại nấm
mốc.
Muốn thu nhận Enzyme cần chiết rút ra khỏi tế bào.
Trong cơ thể sinh vật, Enzyme ở trong tế bào chất và các cấu tử tạo nên tế bào
nhưnhân microsom … Enzyme khơng có khả năng đi qua màng tế bào, để đi
vào dung dịch chiết.Vì vậy việc đầu tiên là cần phải phá vỡ màng tế bào. Việc
phá vỡ cấu trúc tế bào có thể sửdụng một số cách sau :
+ Biện pháp cơ học nhưnghiền xay với bột thuỷ tinh , cát thạch anh hoặc máy
xay đồng hố…
+ Bằng dung mơi hữu cơ như butanol, axeton, glycerin, etyl axetat …
+ Bằng sóng siêu âm, tia X, tia UV…
Sau khi nghiền nhỏ Enzyme được chiết rút bằng nuớc hay dung dịch đệm thích
hợp, hoặc dung dịch muối trung tính …
Dung dịch thu được sau khi chiết ngồi Enzyme còn có các tạp chất khác
nhưprotein phi Enzyme, muối, gluxit …
Chúng ta cần loại bỏ để thu nhận Enzyme có độ tinh khiết cao. Có
rấtnhiềuphươngpháp tinh sạch Enzyme sau đây là một số phương pháp cơ bản
được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả :
+ Để loại muối và tạp chất có trọng lượng phân tử nhỏ ta dùng phương
pháp thẩm tíchqua màng bán thấm. Tinh chất của màng này sẽ cho chất có
trọng lượng phân tử nhỏ đi qua .Các chất có trọng lượng phân tử lớn bị giữ lại
(Enzyme , protein ).
+ Để loại prơtein lạ và tạp chất có trọng lượng phân tử cao ta dùng phối hợp
nhiều
phương pháp khác nhau như sắc kí hấp phụ , sắc kí trao đổi ion , điện di lọc
gel…
a) Động vật:
Enzyme Amylase có trong tụy tạng của động vật. Tụy tạng là ống dạng

chùm, dài, lớn,nằm ngang phía sau dạ dày, giữa lá lách và tá tràng. Chiều dài
của tụy tạng khoảng 30-35cm,và nặng khoảng 80-150g. Bên trong có những
vách ngăn nhỏ chia tụy tạng thành nhiều thùynhỏ. Tụy tạng vừa có chức năng
nội tiết vừa có chức năng ngoại tiết.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Thu nhn Amylase t ng vt phn ln l t dch ty tng. 98% ty
tng c cuto t cỏc t bo ngoi tit hoc l t bo tuyn. Cỏc t bo ny
tit Enzyme tiờu hoỏ vo trongtỏ trng.
b) Thc vt:
c ly t nhiu ngun nh:
- i mch (Hordeum sativum): cú ging hai hng v ging nhiu hng (4,6
hng), trong úngi ta s dng loi hai hng sn xut malt lm bia, nhng
loi cũn li lm thc n chogia sỳc.
- Lỳa (Oryse sativa L): Ch yu vựng ụng Nam
- Ngụ (Zea mays): cú nhiu loi ngụ: ngụ ỏ, ngụ bt, ngụ rng nga. Ht ngụ
cú mu trng,mu vng hay mu hng. Ngụ mu vng do cú s hin din ca
carotenoid v zeaxanthine trong ni nh, ngụ mu hng l do trong ni nh
ca ngụ cú anthocyanin
c) Vi sinh vt:
Ngy nay do u th v nhiu mt, VSV tr thnh ngun thu Enzyme
Amylase cho. Nhng chng VSV to nhiu Amylasethng c phõn lp
t cỏc ngun t nhiờn.VSV to Amylase c dựng nhiu hn c l nm si,
gi nm men v vi khun, cũn xkhun thỡ ớt hn.
- Cỏc ging nm si thng dựng l ging nm siAs per gillus,Rhiz opus
- Nm men v gi nm men thuc cỏc gingCandida, Saccharomyces.
Endomycopsy,
Endomyces cng to Amylase.
- Nhiu vi khun cú kh nng to lng ln Amylase nh: Bac. Polymyxa,
Phytomonas
destructans, Bact. cassavanum, Clostridium acetobutylium, Pseudomonas

saccharophila
Cỏc vi khun a nhit cú kh nng sinh trng nhanh v phỏt trin tt nhit
cao nờn khi nuụi chỳng ớt b nhim VSV khỏc. ỏng chỳ ý l Bac.
diastaticus, Bac. stearothermophilus,
Bac. coagulans, Bac. circulans
- Trong nhúm x khun rt him gp loi to Amylase mnh m, tuy nhiờn
cng cú mt schng hn nh x khun a nhit. Micromonospora vulgaris 42
cú kh nng to mt lngnh -Amylase hot ng 650C cựng vi
proteinase v cỏc Enzyme khỏc.
2. Thu nhn Enzyme t thc vt:
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
a) Malt i mch:
Malt l t ch trng thỏi ht ny mm . Quỏ trỡnh sn xut malt gm cỏc bc
sau :
Ngõm ht, ht cho ny mm, sy malt ti, tỏch mm, bo qun malt khụ .
* Yờu cu v ngun nguyờn liu
- Ht cú mu vng vng úng ỏnh , thm mựi r ti .
- Ht phi thun , t l ht ngoi lai ch c chim 5% . Khụng cú ht b bnh
- V ht < 7-9% trng lng ht . Trng lng 1000 ht khong 40-44g .
- Sc ny mm ( qua ngy th 3 ca quỏ trỡnh ny mm ) : 80 -90%
- Kh nng ny mm ( tớnh n ngy th 5 ca quỏ trỡnh ny mm : > 95% )
- m ca ht khong 15%
- Dung trng : 650 680g/l
- Hm lng protein : 9 12%
- Hm lng tinh bt > 63 65%
* Sn xut Malt
Cỏc bc trong quy trỡnh sn xut malt i mch :
i mch > lm sch > sy bo qun > ngõm ht > mm-
> malt ti > sy malt > tỏch mm r > malt khụ
Ngõm Ht : i mch c ngõm trong nc sch cho n khi t n s

cõn bng v m. Chỳ ý n s thụng khớ trong khi ht bng cỏch o trn
khi ht thng xuyờn. Mcớch ca giai on ny l to m cho ht cú iu
kinly oxy, y CO2 v cỏc snphm bt li cho quỏ trỡnh ny mm ca
ht ra ngoi khi ht .
Khi ngõm ht, nc s ngm vo ht lm cho th tớch ht tng nờn, cỏc
Enzyme ang trng thỏi khụng hot ng chuyn sang trng thỏi hot ng v
hot tớnh ca Enzyme smnh dn v thu phõn cỏc cht d tr cú phõn t
lng cao trong ht thnh cỏc cht cúphõn t lng nh hn nh ng ,
amino acid . Vỡ vy , cn phi luụn luụn chỳ ý n sthụng khớ , m ca ht
v nhit .
Ht i mch khụ hu nh khụng cú hot lc ca -Amylase. Khi ht
chun b nymm thỡ xut hin hot lc ca -Amylase v hot lc ny tng
dn. n ngy th 7 v th 8ca quỏ trỡnh ny mm ( nhit 18 200C), hot
lc ny t n mc ti a, sau ú gimxung. Vo lỳc hot lc ca
Enzyme t n mc ti a thỡ phi ngng quỏ trỡnh ny mmbng cỏch sy
htang ny mm nhit thớch hp .
(co so do t18)
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Các bước quy trình sản xuất malt khơ
b) Malt thóc:
Đại mạch là loại ngũ cốc trồng ở vùng ơn đới có khí hậu lạnh. Ở những
vùng nhiệt đớingười ta nghiên cứu việc sử dụng malt thóc, bắp để thay thế một
phần hay tồn bộ malt đạimạch.
* Các bước trong quy trình sản xuất malt thóc
Hạt lúa > làm sạch, phân loại > sấy bảo quản > ngâm hạt
- > ủ mầm
> malt tươi > sấy malt > tách mầm rễ > malt khơ
Trong qúa trình nảy mầm của hạt, các Enzyme như Amylase, protease,…
hoạt độngmạnh xúc tác cho các biến đổi sinh lý, sinh hố trong hạt như thuỷ
phân các chất cao phân tửnhư tinh bột và cellulose, protein thành những chất

đơn giản hơn. Q trình nảy mầm xảy rakhi hạt có đầy đủ các điều kiện thích
hợp về độ ẩm, nhiệt độ.
Ngâm Hạt : trong hạt lúa có sẵn một lượng nước ở dạng liên kết. Nước từ bên
ngồikhi thấm vào hạt sẽ hồ tan các chất dự trữ, hoạt hóa các Enzyme xúc tác
q trình phân giảicác hợp chất cao phân tử trong hạt thành những chất đơn
giản cung cấp cho hoạt động tăng trưởng của phơi để hình thành cây mầm.
Phơi là nơi hút nước mạnh nhất. Tốc độ hút nước rất
mạnh ở thời gian đầu do có sự chênh lệch áp suất thẩm thấu rất lớn giữa mơi
trường bên ngồi và các tế bào bên trong hạt, đồng thời các chất keo háo nước
trương nở rất mạnh, càng về sau, sức hút nước của hạt càng giảm .
Ủ hạt : việc ủ hạt trải qua 3 giai đoạn
+ Giai đoạn 1 : kéo dài 3 ngày. Ở ngày thứ ba bắt đầu nảy mầm, nhiệt độ của
khối hạt tăng nhanh do hoạt động hơ hấp mạnh. Khối hạt cần được đảo 2 - 3
lần/ngày .
+ Giai đoạn 2 : kéo dài 3 ngày . Lúc này chồi mầm và rễ mầm tăng
trưởng nhanh,nhiệt độ khối hạt cũng tăng nhanh do hoạt động hơ hấp cao. Khối
hạt cần được đảo 2 - 3lần/ngày .
+ Giai đoạn 3 : những ngày sau q trình nảy mầm xảy ra chậm dầm, nhiệt độ
tăng yếu và khối hạt cũng cần được đảo 2 - 3 lần/ngày.
* Các q trình xảy ra trong q trình nảy mầm của Hạt
Khi nước ở bên ngồi thấm vào hạt, các hợp chất cao phân tử bên trong
hạt thấm nướcvà trương lên, các Enzyme thuỷ phân hoạt động, phân cắt các
chất này thành những chất đơngiản hơn ở trạng thái hồ tan. Các chất này một
phần được chuyển đến để ni phơi, một phầnbị tiêu hao do hoạt động hơ hấp
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
và phần lớn được sử dụng để chuyển hố thành những chấtcao phân tử mới ở
các mơ của cây nảy mầm. Hoạt động hơ hấp trong hạt cần được cung cấpoxy
đồng thời thải ra khí CO2 và toả nhiệt làm cho nhiệt độ của khối tăng lên, do
đó cần phảichú ý tới đảo trộn khối hạt.
Hoạt động của Enzyme : trong khối hạt, Enzyme ở dạng liên kết và

chúng đượcchuyển sang trạng thái hoạt động khi hạt nảy mầm. Ngồi ra còn có
một số Enzyme đượctổng hợp mới. Các Enzyme hoạt động trong q trình nảy
mầm của hạt lúa .
- α-Amylase : Enzyme này khơng hồn tồn hoạt động ở hạt chín. Hoạt
tính củaEnzyme α-Amylase tăng dần trong q trình nảy mầm của hạt. Ở nhiệt
độ 15 - 170C, hoạt tínhcủa α-Amylase đạt đến cực đại vào ngày thứ 10 – 12
của q trình nảy mầm; Ở nhiệt độ 28 –300C, hoạt tính của α-Amylase đạt cực
đại vào ngày 5 – 8 .
- β-Amylase : Enzyme β-Amylase tồn tại ở dạng liên kết và một số ít
hoạt động rấtyếu trong hạt chín hồn tồn. Hoạt động này tăng nên trong q
trình hạt nảy mầm. Thời gianđể hoạt động của Enzyme này đạt đến cực đại
cũng tuỳ thuộc vào nhiệt độ .
- Enzyme Oxy Hố Khử: Trong q trình nảy mầm , hoạt động của các
ezyme nàytăng nên mạnh do đó hoạt động hơ hấp của hạt cũng gia tăng. Hoạt
động hơ hấp của hạt mạnhnhất vào ngày thứ 4–6 ở nhiệt độ 27 - 280C và cường
độ hơ hấp phụ thuộc vào độ ẩm của hạt,nhiệt độ vào lượng O2 cung cấp.
Phương pháp tinh sạch Amylase:
Có hai 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)
3. Thu nhận Enzyme từ vi sinh vật:
Nguồn thu nhận chủ yếu là : nấm mốc, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn…
Khi ni VSV tạo Amylase có hai q trình liên quan mật thiết với nhau. Q
trình tổng hợp sinh khối VSV và q trình tích tụ Enzyme trong tế bào hay
ngồi mơi trường.
Ở một số VSV, q trình tổng hợp Amylase tiến hành song song với q trình
sinh trưởng, nghĩa là sự tích tụ Enzyme phụ thuộc vào tuyến tính của sự tăng
khối.

* u cầu chung
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Muốn thu nhận các Enzyme Amylase với hiệu suất cao cần phải tiến
hành phân lập, vàchọn giống VSV để tuyển lấy những chủng hoạt động mạnh,
đồng thời phải tiến hành lựachọn cơ chất cảm ứng và thành phần mơi trường
tối thích cũng như tiêu chuẩn hố các điềukiện ni. Như vậy sự tổng hợp
Enzyme Amylase khơng những phụ thuộc vào tính chất ditruyền của VSV mà
còn phụ thuộc vào việc tuyển chọn các điều kiện ni đặc hiệu.
Ngồi các yếu tố hố học (thành phần mơi trường) ra, thì các điều kiện lý hố
của q trình ni cấy cũng có một ý nghĩa rất lớn đối với sinh tổng hợp
Enzyme Amylase.
Trong các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp các Enzyme Amylase
trong q trìnhni VSV, thì thành phần mơi trường , tính chất cơ lý của mơi
trường, độ tiệt trùng, độ ẩmban đầu, độ thống khí, nhiệt độ ni và pH mơi
trường… Là những yếu tố cơ bản tối quantrọng
* Ni VSV tạo Amylase bằng phương pháp bề mặt:
• u cầu đối với mơi trường thành phần dinh dưỡng.
u cầu cơ bản đối với thành phần của mơi trường ni VSV tạo
Amylase cũng giốngnhư u cầu đối với mơi trường ni VSV tạo Enzyme
khác là tính hồn thiện. Hầu hết cácVSV tạo Amylase đều hấp thụ carbon chủ
yếu ở các dạng hợp chất hữu cơ (tinh bột,dextrin…), hyđro ở dạng H2O và của
các hợp chất hữu cơ, oxy ở trong thành phần cấu tử cơbản của mơi trường và ở
dạng oxy phân tử.
Cấu tử chính của mơi trường VSV tạo Amylase bằng phương pháp lên men bề
mặt làcám mì, cám gạo. Cám mì, cám gạo là ngun liệu hồn hảo và có thể là
một cấu tử duy nhấtcủa mơi trường để ni VSV khơng cần bổ sung thêm các
chất khác nữa. Cám mì có 16 ÷22%, tinh bột, 10 – 12% protein, trong đó các
amino acid quan trọng như methionine (0,19%),cystine (0,3%), arginine (1%),
lysine (6%), tryptophan (0,3%), 3 – 4% chất béo, 10,3%celulose, các ngun tố
trơ (Na – 0.09% , K – 1% , Ca – 0.16% , P - 0.94% ) và các ngun tốvi lượng

cùng các chất khác. Cám gạo có khoảng 20% tinh bột 10 –15% chất béo, 10 –
14%protein, 8–16% celulose, các chất hồ tan khơng chứa nitơ (37 –5 9 %)
Chất lượng của cám gạo, cám mì có ảnh hưởng lớn tới hoạt lực của
enzyme. Cámkhơng được chứa tinh bột dưới 20 – 30%. Nên dùng cám tốt, cám
mới khơng có vị chua hayvị đắng, khơng hơi mùi mốc. Độ ẩm của cám khơng
q 15%, tạp chất độc khơng q0,05% Tuy là phế liệu của cơng nghiệp xay
xát, nhưng cám cũng tương đối đắt tiền, hơnnữa trong q trình ni VSV, các
chất dinh dưỡng khơng được sử dụng hết, vì thế có thểthay cám bằng một số
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
cu t r tin hn. Cu t ny thng l mm mch (15 20 %), tru (2 5%),
mựn ca (5 - 10%) Cú th dựng cn bó canh trng rn (sau khi cỏch ly
Enzyme) lcu t chớnh ca mụi trng (Silova, Fenikxov) 1967, m bo ch
tit trựng. Cỏm v cỏccht ph gia cha nhiu bo t VSV khỏc nờn cn
phi tit trựng m bo chng nuụi phỏttrin bỡnh thng v canh trng
sn xut khụng cha VSV ngoi lai. Cn thanh trựng diỏp sut hi 1 - 5atm
trong vũng 4-6gi, cú th thanh trựng bng hi núng nhit 1200Ctrong
90phỳt. Khi thanh trựng cho vo 0,2% formalin (40%) v 0,8% HCl k thut
theo khilng mụi trng.
m ti thớch cu mụi trng:
Trong iu kin sn xut, m ban u ti thớch (i vi Asp.niger ,
Asp.awamort, Asp.flavus , Asp.arysee) ca mụi trng l 58 60% v phi gi
cho mụi trng cú m ú trong sut quỏ trỡnh nuụi. m m tng quỏ 55
70% s lm gim thoỏng khớ, cũn thphn 50 55% thỡ kỡm hóm s sinh
trng v phỏt trin ca VSV cng nh s to EnzymeAmylase. Trong iu
kin tit trựng tt (mụi trng trong bỡnh tam giỏc, trong t m phũngthớ
nghim hot lc Amylase cao nht thu m 65 68%). Cn nh rng khi
nuụi trongiu kin khụng c vụ trựng tuyt i (trờn cỏc khay), thỡ m
mụi trng khụng cvt quỏ 60%, vỡ cao hn na s d b nhim khun.
Tuy vy, vic gi c m cao (vicphũng nga v hn ch sh hng ca
canh trng) trong sut quỏ trỡnh sinh trng canm si li cũn cú ý ngha to

ln hn i vi s to thnh Enzyme. nh hng ca mmụi trng n
sinh tng hp Enzyme Amylase nh sau :

nh hng ca vic gi m trong quỏ trỡnh sinh trng ti s to -
Amylase ca Asp.ozysee nuụi bng phng phỏp b mt
(bng t 22)
Qua bng s liu trờn thy rừ l hot lc -Amylase ca canh trng
nuụi nm si ,khi b hong khụ gim gn hai ln. iu ú khng nh s cn
thit phi gi m cho mụitrng mc ti thớch. Cn thụng khớ liờn tc
trong sut thi kỡ sinh trng ca VSV.Trong quỏ trỡnh sinh trng ca mỡnh
VSV tiờu th 25 35% cht dinh dng ca mụitrng v thi ra mt lng
ln nhit sinh lý v CO2 . Vỡ vy cn phi thi nhit ny bngthụng giú vi
khụng khớ vụ trựng cú m tng i khong 100%. Ch thụng khớ cú
thliờn tc , giỏn on (hoc khụng khớ t nhiờn) tu thuc vo chiu dy ca
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
lớp mơi trườngni , vào khoảng cách giữa các tầng khay và đĩa khay. Thường
là giai đoạn sinh trưởng thứnhất phải thơng khí vào phòng ni khoảng 4 - 5
lần thể tích khơng khí trên một thể tíchphòng trong 1 giờ , còn ở giai đoạn thứ
2 là 30 – 60 thể tích khơng khí trên thể tích phòngni/1 giờ, còn ở giai đoạn
thứ 3 giảm đi chỉ còn 10 – 12 thể tích khơng khí .
• Nhiệt độ ni :
Tồn bộ chu kì sinh trưởng của nấm mốc trên cám có thể chia làm 3 thời kỳ :
+ Thời kỳ trương và nảy mầm của đính bào tử (đối với nấm mốc 10 – 11
giờ đầu tiên,đối với vi khuẩn 3 – 4giờ). Trong thời kỳ này phải đốt nóng khơng
khí phòng ni và giữcho nhiệt độ phòng ni khơng thấp hơn 23 – 300C đối
với nấm mốc và duy trì nhiệt độ 32–380C cho vi khuẩn. Độ ẩm tương đối của
khơng khí là 96 - 100% .
+ Thời kỳ sinh trưởng nhanh của hệ sợi (kéo dài trong vòng4- 18giờ). Ở
giai đoạnnày nấm mốc hơ hấp rất mạnh và tạo ra một lượng nhiệt sinh lý rất
lớn. Kết quả là trong lớpsợi nấm đang mọc nhiệt độ tăng lên đến 37 - 400C ,

đơi khi cao hơn tới 470C. Vì vậy cần phảihạ nhiệt độ phòng ni giúp cho sợi
nấm mọc đều và đẹp. Ở nhà máy người ta thổi khơng khívơ trùng có nhiệt độ
28 – 290C và độ ẩm cao vào phòng ni.
Thời kỳ tạo Enzyme Amylase mạnh mẽ (kéo dài từ 10 - 20 giờ). Trong thời kỳ
nàycác q trình trao đổi chất dần dần yếu đi, sự toả nhiệt giảm mạnh. Các
Enzyme Amylaseđược tổng hợp mạnh mẽ. Theo Rodxevits (Pozerur, 1967)
trong một ngày đầu ở giai đoạn sinh trưởng thứ nhất, thứ hai, nấm
mốcAsp.ozysee chỉ được tạo được 7,5 – 8% Enzyme ,trong vòng 12h sau, hoạt
lực của oligo–1,6– glucosidase tăng lên gấp 10 lần. Đối với đa sốVSV ở giai
đoạn này nên hạ nhiệt độ xuống 3 – 40C so với giai đoạn đầu. Nhiệt độ tối
thíchcho sinh trưởng của đa số nấm mốc trên mơi trường rắn là 28 - 300C ,
choBac.s ubtilis là 35–370C.
Thời gian ni để có lượng Amylase cực lớn thường được xác định bằng
thực nghiệm.Tuỳthuộc vào tính chất của chủng VSV và sự ngừng tổng hợp
Enzyme mà có thể ngừng sinhtrưởng của nấm mốc vào bất kỳ lúc nào thấy cần
thiết. Sự tạo bào tử là hiện tượng khơngmong muốn vì thường làm giảm hoạt
lực của Enzyme. Đối với đa số nấm mốcAs per gillus, sựtạo Enzyme Amylase
cực đại thường kết thúc khi nấm mốc bắt đầu sinh đính bào tử. Trongđiều kiện
sản xuất thống khí tốt thì thời gian ni để có thể tích luỹ Amylase cực đại đối
vớitừng loại nấm sợi và vi khuẩn như sau :


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Chủng Thời gian nuôi ( giờ)
-As p.or ys ee – 476 24 -25
-As p.or yae – KC 30 – 36
-As p.or yae 8F1 24 – 30
-As p.awam or i 22-36
- Ba c. su b tilis 68 – 72 ( ở 300C )

* Nuôi VSV tạo Amylase bằng phương pháp bề sâu:
• Môi trườngdinh dưỡng :
Đặc điểm chung cho mọi môi trường nuôi VSV tạo Enzyme Amylase là
có chất cảmứng: tinh bột, dextrin hay maltose. Nguồn nitơ dinh dưỡng thường
dùng là nitơ vô cơ(NaNO3). Sinh tổng hợp α-Amylase hoạt động của
chủngAspergillus thường chỉ thấy trongcác môi trường có các muối của acid
sulfuric. Đối với sinh trưởng của một số nấm sợi tạomaltase và oligo–1,6–
glucoamylase hoạt động lại rất cần có sự có mặt của Mg trong môitrường. Để
tạo điều kiện cho VSV phát triển tốt và sinh nhiều Amylase người ta cho thêm
vàomôi trường các loại nước chiết như nước chiết mầm mạch, nước chiết ngô,
nước chiết đậunành,… đó là nguồn bổ sung amino acid, vitamin và các tạp chất
sinh trưởng. Dưới đây làmột số môi trường lỏng dùng để VSV tạo các Enzyme
Amylase. Đối vớiAs per gillus, người tathường nuôi bằng môi trường Sapeck
cải tiến gồm : 6% tinh bột ; 0,9% NaNO3 ; 0,001%FeSO4 ; 0,1% KH2PO4 ;
0,05%MgSO4; 0,05% KCl và nước máy.
Để tăng cường khả năng sinh trưởng của VSV và khả năng tạo Enzyme có thể
thêm nước chiết mầm mạch, nước chiết ngô, nước cám nấu, nước chiết bột đậu
nành .
• Nhiệt độ nuôi:
Nhiệt độ nuôi là một trong những yếu tố quan trọng với sinh trưởng của
VSV và sựtạo thành các Enzyme Amylase. Không tuân thủ đầy đủ chế độ nhiệt
độ sẽ dẫn tới giảm hoạtlực các Amylase. Nhiệt độ nuôi tối thích đối với nấm
sợi thuộc giốngAs per gillus là 30 – 320C(trong đó cóAs p.or ys ee 3–9–15
vàAs p.awam or i 22),Bacillus. Môi trường thích hợp nhất vàtạo nhiều Amylase
ở nhiệt độ 370C. Một số vi khuẩn khác thì lại có nhiệt độ tối thích cao hơn.
Bac.circulans phát triển mạnh ở nhiệt độ 65 – 700C song lại tạo nhiều Amylase
ở nhiệt độ 500C vì vậy người ta thường cấy giống ở 700C sau đó tiến hành cho
tích luỹ ở nhiệt độ 500Cnuôi chủng này bằng môi trườngnước lỏng gồm nước
nấu khoai tây, pepton và phấn. Nhiệtđộ ảnh hưởng rất lớn tới độ bền của
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Enzyme to thnh Amylase caBac.coagulans v Bac.searothermophilus c
nuụi 350C v 550C cú bn nhit khỏc xa nhau. Khi gi nhit
900C trong 1 gi thỡ Amylase ca chng sinh trng nhit 350C b mt
90 94% hot ban u ; trong lỳc ú Amylase ca chng c nuụi nhit
550C ch b vụ hot cú 10 -12%. Cỏc VSV a nhit thỡ sinh tng hp nờn
cỏc Amylase bn nhit. Enzyme vi bnnhit cao cú u th ln trong nhiu
lnh vc sn xut. Ngoi ra nuụi vi khun a nhit li rttin li cho vic sn
xut cụng nghip, vỡ nuụi nhit cao to ra iu kin chn lc v chophộp
gim bt yờu cu kht khe v tuyt trựng, ng thi khi nuụi b nhim
tp khun.
Sc khớ v khuy trn
Phn ln vi sinh vt to Amylase l nhng VSV hiu khớ. Vỡ vy sinh
trng cuchỳng ph thuc vo lng oxy phõn t ho tan trong dch nuụi cy.
Trong quỏ trỡnh sinhtrng ca mỡnh, VSV s dng oxy phõn t cho hot ng
sng nờn lng oxy ho tan trongmụi trng lng phi luụn luụn c b sung.
Chớnh vỡ l ú, vic sc khớ v khuy o mụitrng cú tỏc dng tt ti quỏ
trỡnh sinh trng v tớch lu sinh khi cng nh sinh tng hpcỏc Enzyme ca
VSV :
Vic khuy o bng cỏc cỏch nh sau :
+ Sc khụng khớ vụ trựng vo thit b nuụi
+ Bng mỏy múc chuyờn dựng
+ Bng tỏc dng hip ng ca c sc khớ ln mỏy khuy
+ Bng tỏc dng ca cỏc khớ sinh ra khi lờn men
i vi nm si, ch sc khớ thớch hp l 10 12m3 khụng khớ vụ trựng( cú
nhit khụng quỏ 400C ) trờn 1m3 mụi trng trong 1 gi vi thi gian nuụi
trong khong 68 72gi. Vi thi gian nuụi ngn hn cỏc thựng lờn men
nhõn ging ( 48gi ) v trong cỏcthựng lờn men sn xut (48 52gi) thỡ lng
khụng khớ cn sc vo mụi trng nuụi Asp.orysee (3-9-15) phi l
30m3/m3 mụi trng /gi i vi thựng nhõn ging v 40m3/m3
mụi trng/gi cho thựng sn xut. Mc sc khớ ti u nuụiAs p.or ys

ee (3-9-15) tngng vi 180 micromol O2/lớt mụi trng (nng oxy ho
tan o bng mỏy cc ph vi incc kiu clark). Chng ny cú vn tc tiờu
th oxy ho tan cc ln vo cui pha sinh trnglogarithm. Vn tc tiờu th
O2 gim dn t lỳc bt u pha n nh. Nuụi VSV a nhit ũihi nhiu
khụng khớ hn l nuụi VSV a m.
Nhit v pH ca mt s Enzyme Amylase do VSV tng hp
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN