Quy trình sản xuất enzyme amylase và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm (sản xuất mật tinh bột)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

Môn học:Ứng dụng CNSH trong CNTP
ĐỀ TÀI:QUÁ TRÌNH SX ENZYME
AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CNTP

GVHD: Thầy:Liêu Mỹ Đông
Nhóm thực hiện: nhóm 10


DANH SÁCH NHÓM
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Nguyễn Thị Loan
Cầm Thị Hoàn
Nguyễn Thị Phương Thảo
Nguyễn Thị Thanh Thảo
Huỳnh Long Dâng
Đỗ Văn Thanh

2005130175
2005130221
2005130134
2005130222
2005130246

2005130176


NỘI DUNG
I
II
III
IV

• Tổng quan về enzyme amylase
• Nguồn thu nhận enzyme amylase
• Quy trình sản xuất enzyme amylase
• Ứng dụng enzyme amylase trong công
nghiệp thực phẩm


Tổng quan về enzyme amylase
1. Lịch sử nghiên cứu:
•. Trước thế kỷ XVII người ta đã biết sử dụng các quá trình
enzyme trong đời sống mang tính kinh nghiệm thực tế.
•. Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg đã phát hiện
nước chiết của mầm đại mạch có khả năng chuyển hóa
tinh bột thành đường ở nhiệt độ thường.
•. Mười chín năm sau (năm 1833), hai nhà khoa học người
Pháp là Payen và Pessoz đã chứng minh chất có hoạt
động phân giải tinh bột thành đường có thể tách được ở
dạng bột. Diastase là tên gọi enzyme amylase lúc bấy
giờ.

1.Enzyme amylase là gì?

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


2.Phân loại:

Amylase

Exoamylase

Endoamylase

Enzyme
khử nhánh

α-amylase

Khử trực tiếp

Pullulanase
(α-dextrin-6glucosidase

β- amylase

γ- amylase

Khử gián tiếp
Transglucosylase
(oligo-1,6
glucosidase

Maylo-1,6glucosidase


 Endoamylase (enzyme nội bào):
 α– amylase có khả năng phân
cắt các liên kết 1,4- glucoside
của cơ chất một cách ngẫu
nhiên.
 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.


 Enzyme khử nhánh:
 Khử trực tiếp:
- Pullulanase là một trong
các enzyme quan trọng nhất
trong chế biến tinh bột.
- Pullulanase thủy phân α1,liên kết 6- glycosidic của
chuỗi phân nhánh và α-1,4glycosidic.

 Khử gián tiếp
 Transglucosylase (oligo-1,6- glucosidase)
 Maylo-1,6-glucosidase
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.


Exoamylase (enzyme ngoại bào):
 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.


 –amylase (glucose 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- glucose.
Glucose 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.


3. Đặc tính:
• Enzyme amylase thủy phân tinh bột tạo thành
dextrin và1ít maltoza.
• Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch
muối và rượu loãng.
• 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.
• Các amylase bị kiềm hãm bởi các kim loại
nặng như Cu2+, Ag+,Hg2+.


•• α - amylase của sinh vật có những đặc tính rất đặc
trưng về cơ chế tác động, chuyển hóa tinh bột, khả
năng chịu nhiệt.
• Thể hiện họat tính trong vùng axit yếu.
• α - amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hóa
cao tạo ra một lượng lớn glucoza và maltoza.
• To tối thích cho hoạt động xúc tác của α - amylase
từ các nguồn khác nhau cũng không đồng nhất.
• -amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần
amino acid khác nhau.


4.Cơ chế tác dụng:

 Các giai đoạn của QT thủy phân tinh bột của
α-amylase:
• Giai đoạn dextrin hóa:
Tinh bột
thấp

α-amylase:

dextrin phân tử lượng

• Độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh.


• Giai đoạn đường hóa:
 Dextrin  tetra và trimaltose 
disaccharide và monosaccharide.
 Amylase  oligosacharide  poliglucose.
 Maltose  maltotriose  maltotetrose.


Nguồn thu nhận enzyme amylase

Thu nhận enzyme amylase
từ nguồn thực vật

Thu nhận enzyme amylase
từ nguồn VSV


Thu nhận enzyme amylase từ nguồn thực

vật:
 Malt đại mạch:
• Các enzyme thủy phân tinh bột trong đại mạch chủ
yếu là amylase mà chủ yếu là α-amylase và βamylase.
• Quá trình nảy mầm của đại mạch là giai đoạn
chuyển hóa enzyme từ trạng thái không hoạt động
sang trạng thái hoạt động.
• Hạt đại mạch trước khi ngâm không có hoạt lực của
enzyme α-amylase.


Thu nhận enzyme amylase từ nguồn thực
vật:
 Lúa:
• Hệ enzyme trong lúa trong quá trình nảy mầm, hoạt
động các enzyme tăng cao thúc đẩy quá trình sinh
tổng hợp các loại enzyme.
• Quá trình sinh hóa gần giống đại mạch, chỉ khác về
mức độ tạo thành enzyme và tốc độ phản ứng.
• Khi hạt chưa nảy mầm, các enzyme tồn tại ở các
dạng liên kết.


Thu nhận enzyme amylase từ nguồn
VSV
• Chủng nấm mốc Asp. Oryzae, Asp.nier…
• Các loại vi khuẩn
Mensentericus…

là

bacillus

subtilis,

Bac.

• Vi sinh vật 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
Aspergillus, rhizopus. Nấm men và giả nấm men thuộc
các giống Candida, Saccharomyces, Endomycopsy,
Endomyces cũng tạo amylase.


Thu nhận enzyme amylase từ nguồn
VSV
 Enzyme amylase chủng yếu được thu nhận từ các loại
VSV. Nguyên nhân cơ bản là do:
• Có thể điều chỉnh quá trình sinh tổng hợp enzyme dễ
dàng hơn các nguồn khác.
• Hệ enzyme từ vsv vô cùg phong phú.
• Giá thành môi trường nuôi cấy đơn giản và rẻ tiền.
• Tốc độ sinh sản rất nhanh.
• Dễ kiểm soát quá trình sx và mở rộng ở quy mô công
nghiệp.


Thu nhận enzyme amylase từ nguồn
VSV

 Trong công nghệ enzyme từ VSV, giống đóng vai trò
quyết định:
• Giống VSV quyết định đến năng suất enzyme của
nhà máy.
• Giống VSV quyết định đến chất lượng sản phẩm
sinh học (hay là hoạt tính enzyme).
• Giống VSV quyết định vốn đầu tư cho sản xuất.
• Giống VSV còn quyết định đến giá thành sản phẩm


Quy trình sản xuất enzyme amylase
• Chế phẩm amylase kỹ thuật và tinh khiết có thể
sản xuất từ những hạt ngũ cốc nẩy mầm ( thóc,
ngô, đại mạch, tiểu mạch, lúa mì…) và từ quá
trình nuôi cấy vi sinh vật.
• Chế phẩm amylase thu được từ phương pháp
nuôi cấy vi sinh vật hầu hết được tổng hợp bởi
nấm mốc, vi khuẩn và một số ít từ nấm men.


Nguyên liệu sản xuất enzyme amylase
 Nguyên liệu sử dụng trong nuôi cấy bề mặt thường
là cám gạo, cám mì được sử dụng nhiều hơn cả.
 Nguyên liệu sử dụng trong nuôi cấy bề sâu: phổ
biến là dịch đường như gluco, fructo, saccaro,
nước chiết bắp, pepton,… nồng độ thích hợp
khoảng 10 - 15%.


Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất amylase

• Chủng nấm mốc Asp. Oryzae, Asp.nier…
• Các loại vi khuẩn là bacillus subtilis, Bac.
Mensentericus…


Sản xuất theo phương pháp nuôi cấy bề
mặt:
Nguyên
liệu

Xử lý
nguyên liệu

Thanh trùng
Làm nguội

Giống VSV

Phối trộn

Nuôi cấy