Ứng dụng của enzyme amilaza trong chế biến thực phẩm

Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Đề tài:
Ứng dụng của enzyme amylase trong công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà
Tổ:
Nhóm 16

TP.HCM, ngày 11 tháng 5 năm 2014

Trang 1


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Lời mở đầu
Với sự phát triển như vũ bão của ngành công nghệ enzyme như hiện nay
người ta đã sử dụng enzyme để thay thế nhiều chất hóa học vừa giảm giá thành sản
xuất vừa đảm bảo an toàn cho con người đồng thời tăng hàm lượng chất khoáng cũng
như vitamin cần thiết cho con người.

Trong ứng dụng của enzyme nổi bật như enzyme amylase hay còn gọi với
tên khác là Diatase không những có ý nghĩa về mặt sinh lý, kinh tế mà còn ý nghĩa
trong công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất thuốc, công nghệ dệt, đặc biệt trong
công nghệ thực phẩm.
Cơ chế ứng dụng của enzyme trong công nghệ thực phẩm chủ yếu là sự
thủy phân tinh bột để tạo sản phẩm cuối cùng là đường glucose. Enzyme amylase
thuộc nhóm enzyme thủy phân xúc tác các phản ứng nội phân tử polysaccharide có
mặt của nước. Enzyme amylase phân giải tinh bột, glucogen, polysaccharide thành
malto, dextrin, glucose.
Amylase được tinh sạch từ malt vào năm1835 bởi Anselme Payen, và Jean
Persoz. Enzyme được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau như từ thực vật, động vật ,
vi sinh vật. Nhưng hiện nay người ta thường thu nhận enzyme chủ yếu từ vi sinh vật
vì vi sinh vật sinh trưởng và sinh sản nhanh nên lượng sinh khối lớn và trong thời gian
nhanh giảm chi phí sản xuất.
Dựa vào đặc tính thủy phân tinh bột người ta ứng dụng trong việc sản xuất
bia, rượu cồn, mì chính, bánh kẹo, bánh mì, glucose và mật,..v.v

Trang 2


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

1 Tổng quan về enzyme
1.1 Enzyme amylase
1.1.1 Enzyme-amylase
(1,4--glucan
glucanhydrolase).
Amylase là một hệ enzyme phổ biến trong thế giới

sinh vật. các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc
tác cho phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm
polysaccharide với sự tham gia của nước:
R-R’ + H-OH  R-H + R’-OH

Hình1. -amylase

Enzyme cũng được chia làm 2 nhóm gồm:
Endoamylase:
 Trong endoamylase gồm có -amylase và nhóm enzyme khử nhánh. Nhóm
enzyme khử nhánh gồm hai loại khử trực tiếp là Pullulanase và khử gián
tiếp là Transglucosylase và maylo-1,6-glocosidase.
 Các enzyme này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide.
Enxoamylase:
 Gồm có–amylase, - amylase. Đây là enzyme thủy phân tinh bột đầu không
khử của chuỗi polysacchride.
 Đặc tính của enzyme amilaza
 Mỗi loại -amylase có một
tổ hợp aminoacid đặc
hiệu riêng. Amylase là
một protein giàu tyrosine,
trytophan, acid glutamic
và aspartic. Các glutamic
acid và aspartic acid chiếm khoảng ¼ tổng

Hình 2: Cấu tạo của
enxoamylase

lượng amino acid cấu thành nên phân tử enzyme.
-amylase có ít methionine và có khoảng 7-10 gốc cystein. –amylase là một

metaloenzyme. Mỗi phân tử -amylase đều có chứa chứa từ một đến 30 nguyên tử gam
Trang 3


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Ca/l 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. Do đó Ca còn có vai trò duy trì sự tồn tại của
enzyme khi bị tác động bởi các nhân tố gây biến tính và của các enzyme phân giải
protein. Nếu phân tử amylase bị loại bỏ hết Ca thì nó sẽ mất hết khả năng thuỷ phân
cơ chất.
Do đó hàm lượng Ca trong phân tử và nồng độ Mg 2+ cao nên –amylase bền
với nhiệt độ cao hơn các enzyme khác.
Các loại amylase đều bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng như Cu, Ag, Hg.
Một số kim loại như Li, Na, Cr, Mn, Zn, Co, Sn,không có ảnh hưởng mấy đến enzyme
– amylase.
Thành phần amino acid của –amylase của nấm mốcAspergillus như sau:
amaline = 6.8; valine = 6.9; leucine = 8,3; isoleucine = 5.2; proline = 4,2;
phenylalanine = 4.2; tyrosine = 9.5; trytophan = 4.0; xetine = 6.5; trionine = 10.7;
cystine = 1,6 glutamic = 6.9; amide = 1.5.
Không giống các –amylase khác, -amylase của nấm mốc co chứa phần
phi protein là polysaccharide. Polysose này bao gồm 8 mol maltose, 1 mol glucose, 2
mol hexozamine trên 1 mol enzyme. Vai trò của polyose này vẫn chưa rõ, song đã biết
được rằng nó không tham gia vào thành phần của trung tâm hoạt động và nằm ở phía
trong phân tử enzyme.
Amylase của nấm mốc hầu như chỉ tấn công những hạt tinh bột bị tổn
thương. Sản phẩm cuối cùng của thủy phân amylase là glucose và maltose. Đối với
nấm sợi tỉ lệ 1: 3,79.

-amylase của nấm sợi không tấn công liên kết -1,6 glucoside của
amylopectin, nên thủy phân nó sẽ tạo thành các dextrin tới hạn phân nhánh. Đây là
một cấu trúc phân tử tinh bột do enzyme amylase phân cắt tạo thành dextrin tới hạn
phân nhánh.
Sản phẩm thủy phân cuối cùng của tinh bột dưới tác dụng của amylase nấm
sợi chủ yếu là maltose, thứ đến là maltotriose.
Trang 4


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Khi dùng nồng độ amylase từ các nguồn vi sinh vật tương đối lớn có thể
chuyển hóa 70-85% tinh bột thành đường lên men. Còn các –amylase của nấm mốc
thì mức độ đường hóa đến glucose và maltose có thể lên đến 84-87%.
1.2 Tính chất vật lý
Enzyme họat động ở điều kiện pH không giống nhau, pH tối thích cho hoạt
động của –amylase từ nấm sợi là 4,0-4,8. –amylase của Aps. Oryzae bền vững với
acid tốt hơn là –amylase của malt. ở pH = 3,6 và 0 0C, amylase của malt bị vô hoạt
hoàn toàn sau 15-30 phút; –amylase vi khuẩn bị bất hoạt đến 50% trong khi đó hoạt
lực của –amylase nấm sợi hình như không giảm bao nhiêu. Trong dung dịch –
amylase dextrin hoá của nấm sợi đen có thể chịu được pH từ 2,5-2,8 . Ở 0 0C và pH =
2,5 nó chỉ bất hoạt hoàn toàn trong một giờ.
Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của –amylase từ các nguồn khác
nhau cũng không đồng nhất, –amylase của nấm sợi rất nhạy cảm đối với tác nhân
nhiệt độ. Nhiệt độ tối thích của nó là 500C và bị vô hoạt ở 700C. Trong dung dịch đệm
–amylase của nấm mốc Aps. Oryzae rất nhạy với xúc tác ở nhệt độ cao, thậm chí ở
400C trong 3 giờ hoạt lực dextrin hóa của nó chỉ còn 22-29%, hoạt lực đường hóa còn
27-85%. Ở 500C trong 2 giờ, –amylase của nấm sợi này bị vô hoạt hoàn toàn.

Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng. Trọng
lượng phân tử của –amylase nấm mốc 45.000-50.000D. protein của các –amylase có
tính acid yếu và có tính chất của globuline. Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH 4,24,5.
1.3 Đặc tính của enzyme amylase:
1.3.1 Khả năng dextrin hóa:
Enzyme thủy phân tinh bột thành dextrin và một ít maltoza. Dextrin có khả
năng hoạt hóa cao, đặc trưng cho tính chất của enzyme này.

Trang 5


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà
1.3.2 Cơ chế tác dụng của enzyme
amylase

1.3.2.1 α – amylase

Hình 3: Cơ chế tác dụng của enzyme
Nó không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nhưng
với tốc độ rất chậm. Quá trình thủy phân tinh bột bởi enzyme 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
phân tạo một lượng lớn phân tử α –dextrin. Độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh
chóng.
Tinh bột dextrin phân tử lượng thấp
Sang giai đoạn 2 ( giai đoạn đường hóa ): các phân tử α –dextrin tiếp tục bị
thủy phân tạo ra các tetra – trimaltose không màu với thuốc thử Iodine. Các chất này
bị thủy phân rất chậm bở iα – amylase cho đến khi tạo thành các disaccharide và cuối

cùng là monosaccharide.
Dextrin → tetra – trimaltose→ disaccharide và monosaccharide
Dưới tác dụng của α – amylase, amylose bị phân giải khá nhanh thành
oligosaccharide gồm 6 – 7 gốc glucose.Sau đó, các poliglucose này bị phân cách tiếp
tục tạo thành các mạch polyglucose collagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến
Trang 6


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

maltotetrose, maltotriose và malto. Qua thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân
của amylose chứa 13% glucose và 87% maltose:
Amylose → oligosaccharide →→
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 đường glucose
( 19% ) và maltose ( 72% ) còncó 8% đường isomaltose và dextrin phân tử thấp:
Amylopectin →
Tóm lại: dưới tác dụng của α – amylase, tinh bột có thể chuyển thành
glucose, maltose, maltotetriose, dextrin phân tử thấp.Tuy nhiên, thông thường α –
amylase chỉ thủy phân tinh bộ thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp và một ít maltose.
Khả năng dextrin hóa cao là một đặc trưng cơ bản của α – amylase. Do vậy, người ta
còn gọi α – amylase là amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa.
1.3.2.2
Cơ

Amylase (-1,4 glucan – montohydrolase 3.2.1.2)

chất

tác

dụng

là

tinh

bột,

glucogen,polysaccharide - amylase súc tác sự thủy phân
các liên kết - 1,4 glucan, phân cát tuần tự từ đầu khôg khử
của mạch. Maltose tạo thnàh có cấu hình , vì thế amylase
này được gọi là - amylase. Tác dụng của lên tinh bột có
thể biễu diễn lên sơ đồ sau:
Tinh bột

Hình 4: -amylase
54 – 58 maltose

+ 42-46 % - dextrin.
(Glycogen )
Nếu cho cả - amylase và α – amylase cùng đồng thời tác dụng lên tinh bột
thì tinh bột bị thủy phân tới 95%.
1.3.2.3 Glucoamylase (α – 1,4 glucan – glucohydrolase 3.2.1.3) hay
– amylase.

Trang 7

Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Glucoamylase thủy phân liên kết α – 1,4 glucan
trong polysaccharide, tách tuần tự từng gốc glucose một
khỏi đầu không khử của mạch. Glucoamylase có khả
năng xúc tác liên kết α – 1,4 và α – 1,6 glucan.
Glucoamylase

là

exoenzyme,

nó

thủy

phân

polysaccharide từ đầu không khử để tạo ra glucose. Khi
thủy phân tinh bột cùng với glucose còn có thể tạo thành

Hình 5: Glucoamylase

các α – oligosaccharide. Ngoài các liên kết α – 1,4 và α –
1,6 glucoside, glucoamylase còn có khả năng thủy phân
các liên kết α – 1,2 và α – 1,3 glucoside.

Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glycogen,
amylopectin, dextrin, isomaltose và maltose tới glucose. Các ơ chất cấu tạo phân
nhánh (amylopectin, glucogen, - dextrin) bị glucoamylase tấn công với vận tốc khá
lớn. so với tốc độ thủy phân các cơ chất khác nhau bằng glucoamylase tinh thể cho
thấy rằng các polysaccharide phân tử lớn thì bị thủy phân nhanh hơn là các phân tử
thấp.

2 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE
Bảng 1: Một số lĩnh vực ứng dụng của enzyme amylase
Enzim được sử dụng
Lĩnh vực sản xuất
Sản xuất bánh mì
Công nghiệp bánh kẹo
Công nghiệp rượu
Sản xuất bia
Sản xuất sản phẩm rau
Chế biến thức ăn cho trẻ con
Sản xuất các mặt hang từ quả

Của vi khuẩn

Của nấm mốc

+
+
+
+
+
+
+

+
+
+
+
+
+
+

Hiện nay việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triển trên
quy mô công nghiệp. Với sự phát triển nền công nghiệp nhanh như vũ bão như hiện
nay con người đã tận dụng tối đa nguồn enzyme để sản xuất nhiều ngành công nghiệp
Trang 8


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

thực phẩm, công nghệ sinh công nghiệp dệt may trong y học, nông nghiệp, trong hóa
học…đặc biệt trong công nghệ thực phẩm như sản xuất bia, rượu cồn, bột ngọt, đường
mạch nha, kẹo bánh v.v..
2.1 Ứng dụng amylase trong sản xuất bia
Bia là một loại đồ uống giải khát có cồn nhẹ chứa nhiều chất dinh dưỡng
như vitamin, khoáng rất tốt cho cơ thể nếu sử dụng hợp lý. Hiện nay người ta ứng
dụng enzyme amylase trong sản xuất bia rất nhiều nhờ vào cơ chế tác dụng của nó.

2.1.1 Nguyên liệu chính
Hình 6: BiaĐể sản xuất bia bao gồm bốn thành phần chủ yếu là nước, malt, nấm men,
hoa houblon.

Hình 5: Bia

Hình 7: Nguyên liệu chính để sản xuất bia

Trang 9


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Các chủng vi sinh vật :
Saccharomyces cerevisizae ( lên men nổi)
Saccharomyces cerevisidae (Lên men chìm)
2.1.2 Quy trình sản xuất bia :

Gạo

H2O

Malt

Nghiền

Nghiền

Hóa gạo

Hóa malt

H2O

Lọc
Houplon

Làm lạnh
Thùng lên men

Hình 6: Quy trình sản xuất bia

Đóng chai

Hình 8: Quy trình sản xuất bia
2.1.3 Sự tham gia của enzyme
Các nước sử dụng enzim amylase của malt để thủy phân tinh bột trong malt,
sau đó đến giai đoạn rượu hóa bởi nấm men Saccharomyces.sp. khi đại mạch chuyển
từ trạng thái hạt sang trạng thái nảy mầm emzim amylase sẽ được tổng hợp và khi đó
enzim sẽ thuỷ phân tinh bột tạo ra năng lượng và vật chất cho sự tạo thành mầm. Quy
Trang 10


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

trình sản xuất bia gồm hai giai đoạn chủ yếu là: đường hóa và rượu hóa. Để có được
đường làm nguyên liệu cho nấm men sinh trưởng để tạo sản phẩm trung gian giúp con
người tận dụng trong sản xuất rượu thì quá trình đường hóa là vô cùng quan trọng. Nó
được xem như một nền móng vững chắc trong sản xuất bia.
Và để chuyển từ tinh bột có trong malt thành đường chỉ có enzyme amylase

mới có chuyển với hiệu xuất cao nhất vì cơ chất của enzyme là tinh bột nên nó có thể
chuyển hầu hết tinh bột có trong hạt một cách hiệu quả. Cơ sở khoa học của việc sử
dụng enzyme amylase của malt ở chỗ, khi đại mạch chuyển từ trạng thái hạt sang
trạng thái nảy mầm (malt), enzyme amylase sẽ tự tổng hợp và khi đó enzyme này sẽ
thủy phân tinh bột có trong hạt tạo ra năng lượng và vật chất cho sự tạo thành mầm.
Như vậy việc đường hóa enzyme của chính nó khi đó hạt chỉ tổng hợp ra
lượng enzyme vừa đủ để phân hủy lượng tinh bột vó trong hạt. Như thế cần rất nhiều
malt để sản xuất bia ở quy mô lớn,vì thế chi phí nguyên liệu cao cho sản xuất.
Để hạn chế tối thiểu lượng malt sử dụng mà vẫn đảm bảo được chất lượng
của bia đồng thời thủy phân hết tinh bột có trong malt người sản xuất đã bổ sung
enzyme amylase để thủy phân tinh bột. việc ứng dụng enzyme vào trong công nghệ,
những nhà sản xuất bia không sử dụng 100% nguyên liệu là malt đại mạch mà có sự
pha trộn một số hạt ngũ cốc như gạo, ngô, lúa mì, yến mạch theo một công thức nào
đó tùy sản phẩm bia tạo ra.
Lý do là một phần để tạo hương vị cho bia, màu sắc, độ cồn cho người tiêu
dùng đồng thời giảm được giá thành nguyên liệu mà vẫn giữ được hương thơm đặc
trưng cho bia.
Các quá trình thủy phân tinh bột của enzyme amylase trong quá trình đường
hóa.
–amylase phân cắt dần dần mạch amylose và amylopectin để tạo nên các
chuỗi ngắn hơn tạo mạch dextin ở nhiệt độ tối thích 72 0C-750C, chứa 12 gốc glucose.
Các chuỗi này được -amylase tiếp tục phân cắt ra chuỗi có hai gốc (maltose), từ đầu
không khử. Sự phân cắt của -amylase diễn ra lâu hơn sự phân cắt mạch dài của –
amylase.
Trang 11


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Do có sự khác nhau về độ dài của các mạch mà ngoài sự tạo thành maltose
còn tạo ra glucose, maltotriose.
Trong quá trình phân cắt amylopectin luôn luôn hình thành các chuỗi chứa
2-3 gốc glucose có mối liên kết 1,6 đó là các dextrin mà cả – và – amylose đều
không phân cắt được liên kết này.
Các sản phẩm thủy phân tinh bột hình thành trong quá trình đường hóa liên
quan đến hoạt động của nấm men.
Maltotriose: có thể lên men được bởi một số chủnh nấm men lên men nổi
S.cerevisiae. Tuy nhiên nó chỉ được lên men sau khi maltose lên men hết.
Maltose và các disaccharide khác được nấm men lên men dễ dàng (loại trừ
đường lên men chủ yếu).
Glucose: là đường mà nấm men lên men sử dụng đầu tiên trong quá trình
lên men.Đặc điểm của nguồn amilaza từ vi sinh vật
Các enzyme đường hóa do vi sinh vật tổng hợp nên, mặc dầu cùng lúc tác
dụng lên cơ chất tinh bột, nhưng lại khác nhau về tính chất, cơ chế tác dụng cũng như
sản phẩm cuối cùng của sự thủy phân.
Đối với nấm mốc Aspergillus trong canh trường của chúng thường có
những enzyme sau:
Đa số chủng của loài aspergillus oryzae có nhiều - amilaza, song có rất ít
glucoamilaza và glucozytransferaza. ở mốc đen (A. niger, A. awamori) và một số loài
khác thì có tỉ lệ ngược lại. - amilaza.
Tùy theo yêu cầu về chất lượng sản phẩm và đặc tính riêng của từng nguồn
amilaza để sử dụng enzim amilaza một cách hợp lý. Trong sản xuất bánh mì không thể
dùng chế phẩm của enzim amilaza của vi khuẩn vì lẽ dextrin sẽ tạo ra quá nhiều ngay
cả khi nướng, do đó chất lượng bánh sẽ xấu.
2.2 Trong sản xuất mì chính:
Mì chính là muối mono natri của
acid L- glutamic C5H8NO4Na. Hiện nay người
Trang 12

Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

ta sản xuất bột ngọt chủ yếu bằng phương pháp lên men nhờ enzyme vừa tiết kiệm chi
phí vừa an toàn cho người sử dụng. Để cung chất dinh dưỡng cho vi sinh vật sinh
trưởng người ta thường sử dụng enzyme để thủy phân tinh bột tạo ra đường cho
enzyme sử dụng.
2.2.1 Nguyên liệu:
Tinh bột, rỉ đường, tinh bột chứa amylose và
amyloectin, rỉ đường là phấn còn lại sau khi tách đường

Hình 9: Bột ngọt

tinh khiết của mía.

Hình 10: Nguyên liệu trong sản xuất bột
Các chủng vi sinh vật tham gia lên men là: Corymebacterium hydrocacb
ngọt
clustus, Brevibacterium.
2.2.2 Sự tham gia của enzyme:
amylase được sử dụng trong giai đoạn thủy phân tinh bột hoặc rỉ đường để
tạo đường glucose làm nguyên liệu cho vi sinh vật lên men. Enzyme thường được sử
dụng là amylase và amylase.
Quá trình sản xuất bột ngọt chủ yếu trải qua bốn giai đoạn như sau:
 Giai đọan 1: công đoạn thủy phân tinh bột.
 Giai đoạn 2:quá trình lên men.
 Giai đoạn 3: quá trình trao đổi ion tách acid glutamic ra khỏi dung dịch lên

men.
 Giai đoạn 4: trung hòa, tinh chế glutamat tinh khiết.
Người ta ứng dụng enzyme trong sản xuất bột ngọt chủ yếu qua công đọan
thủy phân tinh bột.
Trang 13


Hóa sinh học thực phẩm
Đầu tiên:

GVHD: Trần Thị Minh Hà
-amylase

Tinh bột
Thủy phân -1,4- amylase

dextrin + maltose + glucose

Sau đó:
Tinh bột

amylase

glucose

Thủy phân bằng enzyme -amylase, amylase của các hạt hạt nảy mầm hoặc
của các chủng nấm mốc để thủy phân tinh bột thành đường.
2.3 Ứng dụng của enzyme amylase trong sản xuất rượu cồn.
Rượu cồn hay được gọi là rượu trắng gồm rất nhiều loại như: rượu đế, rượu
gạo, rượu nếp, rượu bầu đá. Rượu cồn rất được ưa thích trên thị trườn g Việt Nam.

Hình 11: Hình ảnh về rượu cồn

2.3.1 Nguyên liệu chính
Để sản xuất rượu cồn: chủ yếu tinh bột, tuy nhiên ở mỗi nước có thể sử
dụng nguyên liệu khác nhau. Ví dụ như ở Mỹ người ta sử dụng nguyên liệu từ bột ngô
để sản xuất rượu cồn, còn ở Brazin thì sử dụng bột mì, các nước khác thì sử dụng gạo
hoặc tấm từ gạo. quá trình sản xuất cồn qua hai giai đoạn: giai đoạn đường hóa và
rượu hóa.

Trang 14


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà
2.3.2 Sự tham gia của enzyme

Người ta thường ứng dụng enzyme trong giai đoạn đường hóa. Chỉ có cách
thủy phân tinh bột duy nhất là từ enzyme không thể thủy phân từ acid được. Trong
giai đoạn này nhờ quá trình đường hóa enzyme thủy phân tinh bột thành đường làm
nguyên liệu cho nấm men sử dụng trng quá trình rượu hóa tiếp theo. Enzyme đóng vai
trò đặc biệt trong sản xuất rượu. Nếu không có enzyme thì không thể sản xuất được
rượu vì quá trình đường hóa không thể xảy ra vì nấm men không thể sử dụng tinh bột
để sinh trưởng được. Người Nhật đã biết sử dụng enzym của nấm mốc trong quá trình
đường hóa để sản xuất rượu Sake để sản xuất rượu. Người Trung Quốc đã sử dụng
nhiều loại nấm mốc để đường hóa trong sản xuất rượu cách đây 4000 năm.
Giai đoạn rượu hóa: nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae, cũng có thể
xem đây là một quá trình áp dụng enzyme. Quá trình rượu hóa là quá trình hết sức
phức tạp, trải qua nhiều giai đoạn chuyển hóa từ đường thành cồn nhờ sự chuyển hóa

từ đường thành cồn nhờ sụ tham gia của nhiều enzyme khác nhau. Điểm khác nhau
với enzyme amylase là ở chỗ các enzyme tham gia quá trình rượu hóa nằm trong tế
Gạo

bào nấm men. việc điều khiển các quá trình chuyển hóa bởi enzyme trong tế bào thực
chất là quá trình trao đổi chất của nấm men trong môi trường chứa đường.
Làm sạch

Nấu

H2O

Làm nguội

Bánh men

Trộn men

Nghiền mịn

Lên men lỏng

Chưng cất

Trang 15
Rượu


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Hình 12: Sơ đồ sản xuất rượu
2.4 Ứng dụng của enzyme amylase trong sản xuất bánh mì.
Bánh mì được xem là nguồn lượng thực chính của người châu Âu, được sản
xuất từ lúa mì

Hình 13: Bánh mì

2.4.1 Nguyên
liệu
Từ các hạt ngũ cốc như: lúa mì, lúa nước,
ngô, khoai mì. Tuy nhiên, chỉ có tinh bột là nguyên
liệu sản xuất chính.
2.4.2 Sự tham
gia của Hình 14: Lúa mì, bột mì
enzyme
Trong sản xuất bánh mì người ta sử dụng cả hai loại enzyme amylase và
amylase, các enzyme náy sẽ thủy phân tinh bột thành đường.

Trang 16


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Đồng thời có sự tham gia của nấm men Saccharomyces cerevisiae sẽ dễ
dàng chuyển hóa chúng thành cồn, CO 2, làm tăng thể tích của bánh và tạo ra màu sắc
hương vị.

Nguồn enzyme thường được sử dụng enzyme từ malt, tuy nhiên trong
những năm gần đây malt dần được thay thế từ nấm sợi. Các chế phẩm enzyme từ nấm
sợi không chỉ chứa amylase mà còn chứa protease và một số enzyme khác rất có lợi
cho quá trình lên men. Chế phẩm enzyme này chủ yếu thu nhận từ Aspergillus oryzae
Khi trong tinh bột có amylase hoạt động thì tạo thành CO 2 trong quá trình
nhào bột xảy ra theo chiều hướng tăng và đạt cực đại ở giờ thứ tư của quá trình lên
men. như vậy sự tạo thành lượng khí tự nhiên liên tục là nhờ hoạt động của amylase
đưa vào trong tinh bột.
2.5

Ứng dụng enzyme trong sản xuất kẹo
2.5.1 Mục đích:
Sử dụng enzyme trong sử dụng trong sản xuất để sản xuất kẹo để là tăng

mùi vị , sử dụng enzyme amylase và protese để tăng hàm lượng các amino acid tự do
và tăng lượng đường khử . các amino acid có trong khối bột sẽ cùng tham gia vào
phản ứng oxy hóa khử và kết quả tạo cho bánh quy có mùi vị và màu hấp dẫn.

Hình 14: Một số loại bánh kẹo

Trang 17


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà
2.5.2 Sự tham gia của enzyme

Nếu chỉ tận dụng enzyme có sẵn trong tinh bột thì hiệu quả không cao, vì
thế người ta bổ sung enzyme amylase và protese trong quá trình thủy phân tinh bột để

thủy phân hoàn toàn lượng tinh bột thành đường khử và các amino acid tham gia vào
quá trình oxy hóa khử tạo hương vị thơm ngon và màu sắc đặc trưng cho bánh.

Đường glucose, nước
- caroten, nước
Hòa tan, lọc
Hòa tan
Nấu kẹo
Chất béo, đánh trộn,
Đánh trộn, bổ sung tinh

xốp

dầu
Tạo hình, bao gói

Đóng thành phẩm

Quy trình sản xuất bánh kẹo
Hình 16: Quy trình sản xuất bánh kẹo

2.6

Ứng dụng enzyme trong sản xuất glucose và mật
Chúng ta đã biết tinh bột có thể thu được các

phẩm vật đường khác nhau. Khi thủy phân tinh bột bằng
acid cũng như bằng enzyme amylase sẽ thu được mật.
Mật glucoza hay mật maltoza thường được dùng trong
sản xuất bánh kẹo và trong sản xuất các sản phẩm ăn

kiêng cho trẻ em và người bệnh.

Hình 17: Mật
Trang 18


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

-Hiện nay nhiều nước như: Nhật, Mỹ, …đã sản xuất glucoza đi từ tinh bột
bằng enzyme glucoamylase, nhưng trong các chế phẩm enzyme glucoamylase luôn
luôn chứa cả glucotransferaza do đó sẽ làm giảm tính chấ tcủa glucoza, làm cho
glucoza khô kết tinh và ảnh hưởng xấu đến chất lượng thực phẩm. Vì vậy tốt hơn hết
là nên chọn những chủng nấm mốc không tạo raglucotransferaza (ta có thể hấp thụ nó
bằng đất sét chua bằng cách khử hoạt tính của nó bằng acid hoặc kiềm)
-Glucoamylase bền trong một khoảng PH rộng, những nấm mốc chứa nhiều
glucoamylase A.Awarnor, Rhizopus, đặc biệt là Rhizopus từ canh trường bề mặt của
nấm mốc này.

3 Nguồn thu nhận
3.1 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 – 35 cm,
và nặng khoảng 80 – 150g. bên trong có
những vách ngăn nhỏ chia tụy tạng thành

Hình 18 : Tụy tạng động vật

nhiều tùy nhỏ. Tụy tạng vừa có chức năng nội
tiết vừa có chức năng ngoại tiết.
3.2 Thực vật
Được lấy từ nhiều nguồn khác nhau. Đại mạch (Hordeum sativum): có
giống hai hàng và giống nhiều hàng (4,6 hàng).
Trong đó người ta sử dụng đại mạch hai hàng để sản xuất malt làm bia,
những loại còn lại để làm thức ăn cho gia súc.

Trang 19


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Lúa (Oryza sativa L): chủ yếu ở vùng Đông Nam Á
Ngô (Zea mays): có nhiều loại ngô: ngô đá, ngô bột, bột răng ngựa. hạt
ngô có màu trắng, màu vàng hay 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.
3.3 Vi sinh vật:
Malt
Ngày nay do ưu thế về Hình
nhiều19:
mặt,
VSV trở thành nguồn thu enzyme
chủ đại. những chủng VSV tạo nhiều amylase thường được phân lập từ các nguồn
tự nhiên. VSV tạo amylase được 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 Aspergillus, Rhizopus
Nấm men và giả nấm men thuộc các giống Candida, Saccharomyces.
Endomycopsy, endomyces cũng tạo amylase.

Hình 20: Saccharomyces

Nhiều vi khuẩn có khả năng tạo lượng lớn amylase như: Bac.Polymyxa,
Phytomonas destructans, Bact.Cassavanum, Clostridium acetobutylium. Pseudomonas
saccharophila… 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. Đáng chú ý là
Trang 20


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

Bac.Diastaticus, Bac.Stearothermophilus, Bac.Coagulans, Bac.circulans. trong nhóm
xạ khuẩn rất hiếm gặp loại tạo amylase mạnh mẽ, tuy nhiên cũng có một số chẳng hạn
như xạ khuẩn ưa nhiệt . micromonosporavulgaris 42 có khả năng tạo một lượng nhỏ
α-amylase hoạt động ở 650C cùng với proteinase và các enzyme khác.

4 KẾT LUẬN:
Amylase có ba loại là -amylase, amylase, amylase. Amylase là enzyme
thuộc nhóm thủy phân, cơ chất của enzyme là tinh bột và glycogen. Thủy phân
tinh bột qua nhiều giai đoạn tạo ra sản phẩm cuối cùng là maltose và glucose.
Amylase có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp như công nghệ hóa
học, y học, công nghệ dệt may, đặc biệt ở đây đề cập đến công nghệ thực phẩm.
Cơ chế ứng dụng là việc thủy phân tinh bột tạo thành đường làm nguyên liệu cho
việc sản xuất. Nổi bật đó là sản xuất bia, rượu cồn, bánh mì, bánh kẹo, glucose và

mật….

Trang 21


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
Bài giảng Hóa sinh học thực phẩm, Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm
TP.HCM
Đào Sao Mai (chủ biên), Hóa sinh học thực phẩm,Nxb Khoa học và kỹ thuật.
Lê Ngọc Tú (chủ biên), Lê Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm Quốc Thăng, Nguyễn
Thị Thịnh, Bùi Đức Lợi, Lưu Duẩn, Lê Doãn Diên, Hóa sinh công nghiệp,Nxb
Khoa học và kỹ thuật, 2002
Hoàng Đình Hòa, 1998, Công nghệ sản xuất malt và bia, Nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật.
GS.TS. Nguyễn Thị Hòa (chủ bên), PGS.TS. Nguyễn Đức Lượng, PGS.TS.
Giang Thế Bình, Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ
truyền.

Trang 22


Hóa sinh học thực phẩm

GVHD: Trần Thị Minh Hà

MỤC LỤC

Trang 23