ỨNG DỤNG của ENZYM TRONG sản XUÁT rượu BIA

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Công nghệ enzyme


ÁO CÁO CHỦ ĐỀ VỀ
ỨNG DỤNG CỦA ENZYME
TRONG SẢN XUẤT RƯỢU
BIA


Nội dung bài báo cáo gồm có

1

Tổng quan về enzyme

2

Một số enzyme

3

Các yếu tố ảnh hưởng đến enzyme

4

Quy trình sản xuất rượu

5

Quy trình sản xuất bia

Tổng quan về enzyme

Tham gia xúc tác
các phản ứng hóa
học trong và ngoài
cơ thể

Protein

α-amylase

β–amylase

Sử dụng enzyme trong
sản xuất rượu bia


Một số enzyme

Amylase (α, β, γ)
Enzyme
trong sản
xuất
rượu bia

Protease
Pullulanase
Cellulase

Enzyme α – amylase
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.

Cấu trúc không gian của enzyme


Enzyme α – amylase
pH tối thích: α – amylase từ nấm sợi là 4.0
– 4.8

1

2

Nguồn gốc khác nhau độ bền đối với tác
dụng của acid cũng khác khác nhau.

Tính chất
3

4

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


Enzyme β – amylase
Đặc điểm
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
cậnCấu
liêntrúc
kết α
– l,6glucoside
thì ngừng
không
gian của Enzyme
β –tác
dụng
amylase


Enzyme β – amylase
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.

Tính

chất

Có hoạt tính khi không có Ca2+, và bị kiềm hãm bởi
Cu2+, Hg2+,...
Nguồn gốc từ vi khuẩn thì bền nhiệt hơn của thực
vật và nấm mốc
β-amylase hoạt động thích hợp ở pH=4.2 – 5.6


Enzyme γ – 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 protease
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
Thủy phân liên kết
peptit ở đầu nitơ của

mạch polypeptit

Thủy phân các
liên kết dipepit

Cacboxypeptidase
Aminopeptidase

Dipeptidhydrolase

Thủy phân liên kết
peptit ở đầu cacbon
Proteinase
của mạch
polypeptit

Thủy phân các liên
kết peptid nội mạch


Enzym Pullulanase

Từ
Từ

Vi khuẩn Aerbacter
aerogenes

Nguồn
Nguồn

gốc
gốc

Từ
Từ

Vi khuẩn Klebsiella


Enzym Pullulanase

Enzyme Pullulanase


Enzym Pullulanase
Thuỷ phân liên kết α – 1,6 –
glycoside trong tinh bột và
glycogen

1

Tính
chất
4

2

Thuỷ phân những dextrin phân tử thấp

3

Dưới tác động của iso
amylase hay pullulanase tạo
thành sẽ là glucose
Hoạt tính tối ưu của chúng ở pH = 6 và
nhiệt độ tối ưu 600C.


Enzyme cellulase
Đặc điểm
Thuỷ phân liên kết 1,4-β-glucoside trong cellulose tạo ra sản
phẩm glucose
Dạng 1 là Endo-β-1,4-glucanase

Phức hệ
cellulase

Dạng 2 là Exoglucanase
Dạng 3 là β -glucosidase


Enzyme cellulase

Cấu trúc không gian enzyme cellulase


Enzyme cellulase

Endogluacanase

Endocellulase

Exocellulase

• 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
• Xúc tác quá trình cắt liên kết α-1,4glucoside trong cellulose.
• Sản phẩm là các cellulose phân tử nhỏ,
cellobiose và glucose.

• Cắt 2 hoặc 4 đơn vị glucose từ đầu
không khử của chuỗi cellulose.


Các yếu tố ảnh hưởng đến enzyme

Nhiệt độ
Add Your Text

pH

Add
Text
YếuYour
tố khác

Add Your Text

Yếu tố
ảnh hưởng
Add Your Text

Chất hoạt hóa

Add Your Text

Nồng độ
enzyme, cơ chất
Chất
Add Your Text

kiềm hãm


Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ tối thích
từ 40 – 60oC

Biến tính

Nhiệt
độ

Tối
thích

Trung tâm
hoạt động

Mất đi cấu hình chuẩn và
không phù hợp với cơ chất

Cao

Thấp

Không mất
hoạt tính mà
chỉ bị giảm.


Ảnh hưởng pH
Thay đổi ái lực liên kết của
enzyme với cơ chất
Làm thay đổi mức ion hóa hay
phân ly cơ chất
Hai sườn của ph tối thích ra sự phân
ly nhóm prosthetic hay coenzyme
Thay đổi không thuận nghịch ở
phạm vi pH cực hẹp


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.
Cạnh tranh
Thuận
nghịch
Phi cạnh
tranh

Phân loại
Không thuận
nghịch


Ảnh hưởng nồng độ enzyme, cơ chất

Nồng độ enzyme
Cơ chất

Nồng độ
enzyme
càng cao
thì
vận
tốc phản
ứng

enzyme
càng lớn

Vận tốc
đạt
cực
đại
khi
toàn bộ
enzyme
liên kết
với
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