ENZYME AMYLASE và các ỨNG DỤNG

BÀI BÁO CÁO

ENZYME AMYLASE VÀ CÁC ỨNG DỤNG

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................... i
MỤC LỤC ........................................................................................................................... ii
DANH SÁCH HÌNH .......................................................................................................... iii
CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 1
1.1 Lý do chọn đè tài ....................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu chọn đề tài................................................................................................... 1
CHƯƠNG 2: LƯỢT KHẢO TÀI LIỆU ............................................................................. 2
2.1 Tổng quan về Enzyme Amylase ................................................................................ 2
2.1.1 Khái niệm Enzyme Amylase............................................................................... 2
2.1.2 Phân loại .............................................................................................................. 2
2.2 Đặc tính: ..................................................................................................................... 3
2.3 Cơ chế tác dụng ......................................................................................................... 4
2.4 Vai trò của Enzyme.................................................................................................... 6
2.4.1 Enzyme khắc phục khuyết điểm tự nhiên của nguyên liệu ................................. 6
2.4.2 Enzyme nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu ..................................... 6
2.4.3 Enzyme là cơng cụ trong q trình chuyển hóa cơng nghệ ................................ 6
2.5 Ứng dụng của Enzyme Amylase ............................................................................... 7
2.5.1 Trong công nghệ thực phẩm ............................................................................... 7
2.5.2 Trong phụ gia bột ................................................................................................ 8
2.5.3 Trong ngành sinh học phân tử ............................................................................. 8
2.5.4 Trong lĩnh vực y tế .............................................................................................. 8
2.5.5 Trong lĩnh vực thức ăn gia súc ............................................................................ 9
2.5.6 Ứng dụng trong công nghệ dệt ............................................................................ 9

2.5.7 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong việc tẩy màu giấy ................................ 10
2.5.8 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong sản xuất HFCS .................................... 12
2.5.9 Trong các lĩnh vực khác .................................................................................... 12
2.6 Công nghệ lên men tạo enzyme α – Amylase ......................................................... 13
2.6.1 Giới thiệu về phương pháp lên men bề mặt ...................................................... 13
2.6.2 Q trình lên men cơng nghiệp tạo Enzyme α – Amylase................................ 14
CHƯƠNG III KẾT LUẬN ................................................................................................ 20
ii


TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... v

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Enzyme Amylase
Hình 2.2 Nghiên cứu ứng dụng của enzyme amy lase
Hình 2.3 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong sản xuất bia
Hình 2.4 Ứng dụng của enzyme trong được phẩm
Hình 2.5 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong việc tẩy màu giấy

iii


CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Lý do chọn đè tài
Tinh bột, cùng với protein và chất béo là một thành phần quan trọng bậc nhất
trong chế độ dinh dưỡng của loài người cũng như nhiều loài 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 thủy phân thành đường glucose là chất tạo nên nguồn năng lượng chính
trong thực phẩm.
Ngồi ra tinh bột cịn giữ vai trị 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 các thực 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 cịn được dùng trong các ngành công nghiệp khác như sản xuất
giấy, rượu.
Nhiều nước trên thế giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngơ (sắn),
cịn riêng ở nước ta thì sử dụng gạo và khoai mì là nguồn tinh bột chủ yếu. Trong chế
biến tinh bột và đường, công 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 đáp ứng 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 sinh vật.
Ngoài ra, Amylase cịn có nhiều ưu điểm hơn khi sử dụng acid để thuỷ phân tinh
bột như năng lượng xúc tác thấp, không yêu 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 lượng nhiều nhất, chủ yếu dùng trong sản xuất bia.
Nguyên liệu cho sản xuất Enzyme thường là gạo, bắp, khoai mì, đây là những
nguồn ngun liệu rẻ tiền có thể tìm thấy dễ dàng ở nước ta. Cho nên đây là một lợi
thế và là hướng phát triển mạnh có thể làm cơ sở cho nhiều ngành khác phát triển.
1.2 Mục tiêu chọn đề tài
“ Tìm hiểu về enzyme amylase và ứng dụng của enzyme amylase trong thực
phẩm và các lĩnh vực khác”

1

CHƯƠNG 2: LƯỢT KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về Enzyme Amylase
2.1.1 Khái niệm Enzyme Amylase
Enzyme Amylase là một loại enzyme rất cần thiết cho hệ tiêu hóa, thuộc nhóm
enzyme thủy phân. Alpha-amylase (α-amylase) là dạng chủ yếu của enzyme
amylase, được tìm thấy ở người và các động vật có vú khác, giúp thủy phân liên kết
alpha của các polysaccharide như tinh bột và glycogen, tạo ra những cơ chất đơn giản
như glucose và maltose. Alpha-amylase cũng có mặt trong các hạt thực vật sử dụng
tinh bột như một loại năng lượng dự trữ, trong vi khuẩn và trong chất tiết của một số
loại nấm.

Hình 2.1 Enzyme Amylase
2.1.2 Phân loại
Enzymes Amylase gồm:
Enzyme α – amylase
Các amylase (EC) (tên thay thế: 1,4-α- D –glucan glucanohydrolase;
glycogenase) là canxi metalloenzymes. Bằng cách hoạt động tại các vị trí ngẫu nhiên
dọc theo chuỗi tinh bột, α – amylase phá vỡ các sacarit chuỗi dài, cuối cùng thu được
maltotriose và maltose từ amyloza hoặc maltose, glucose và giới hạn dextrin từ
amylopectin.
Bởi vì nó có thể hoạt động ở bất cứ đâu trên cơ chất, nên α-amylase có xu hướng
hoạt động nhanh hơn-amylase. Ở động vật, nó là một enzyme tiêu hóa chính.
Trong sinh lý học của con người, cả amylase nước bọt và tuyến tụy đều là αamylase.
Dạng α- amylase cũng được tìm thấy trong thực vật, nấm ( ascomycetes và
basidiomycetes) và vi khuẩn ( Bacillus).
2


β-Amylase
Một dạng khác của amylase, β -amylase (EC) (tên thay thế: 1,4-α- D -glucan

maltohydrolase; glycogenase; saccharogen amylase) cũng được tổng hợp bởi vi
khuẩn, nấm và thực vật. Hoạt động từ đầu khơng khử,-amylase xúc tác q trình thủy
phân liên kết glycosid thứ hai, tách ra hai đơn vị glucose (maltose) tại một thời điểm.
Trong q trình chín của trái cây,-amylase phá vỡ tinh bột thành maltose, dẫn đến
hương vị ngọt ngào của trái cây chín.
Cả α-amylase và-amylase đều có trong hạt; amylase hiện diện ở dạng không hoạt
động trước khi nảy mầm, trong khi đó α-amylase và protease xuất hiện khi quá trình
nảy mầm bắt đầu. Nhiều vi khuẩn cũng sản xuất amylase để làm suy giảm tinh bột
ngoại bào. Các mơ động vật khơng chứa-amylase, mặc dù nó có thể có trong các vi
sinh vật có trong đường tiêu hóa. Độ pH tối ưu cho-amylase là 4.0-5.0
γ-Amylase:
γ-Amylase ( tên thay thế: glucan 1,4 – α – glucosidase; amyloglucosidase’ exo –
1,4 – α – glucosidase; glucoamylase; lysosomal α – glucosidase; 1,4 – α – D – glucan
glucohydrolase), các liên kết glycosid, cũng như liên kết glycosidic cuối cùng ở đầu
không khử amyloza và amylopectin, thu được glucose amlase có độ pH tối ưu axit
nhất trong tất cả enzyme vì nó hoạt động mạnh nhất xung quanh pH = 3.
2.2 Đặc tính:
Enzyme thủy phân tinh bột tạo thành dextrin và một ít maltoza. Dextrin có khả
năng hoạt hóa cao. Phân tử có 1 – 6 nguyên tử C, tham gia vào sự hình thành sự ổn
định cấu trúc bậc 3 của enzyme. Tính bền nhiệt của enzyme α – amylase của sinh vật
có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế tác động, chuyển hóa tinh bột và khả năng
chịu nhiệt:
Thể hiện đặc tính trong vùng axit yếu:
Nấm mốc: pH 4,5 – 4,9
Vi khuẩn: pH 5,9 – 6,1; pH < 3 thì enzyme α – amylase bị vo hoạt trừ enzyme
của Asp. Niger ( pH 2,5 – 2,8).
α – amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hóa cao tạo ra một ượng lớn
glucose và maltose.
Nhiệt độ tối thích hợp cho hoạt động xúc tác của α – amylase từ các nguồn khác
nhau cũng không đồng nhất.

Trong dung dịch đệm pH= 4,7 thì α – amylase của Asp. Oryzae rất nhạy với tác
động của nhiệt độ cao, thậm chí ở 400C trong 3 giờ thì hoạt lực dextrin hóa của nó chỉ
cịn 22 – 29% và hoạt lực đường hóa cịn 27 – 85%. Ở 500C trong 2 giờ thì α –
amylase của nấm sợi này bị vơ hoạt hồn toàn.
3


α- amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần amino axit khác nhau, mỗi α –
amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng do α – amylase là một protein giàu
tyrosine, tryptophan, acid glutamic và aspartic. Các glutamic aicd và aspartic acid
chiếm khoảng ¼ tổng lượng amino aicd 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.
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. α- amylase là một metaloenzyme.
Mỗi phân tử α – amylase đều có chứa 1 – 30 ngun tử gam Ca/mol, nhưng
khơng ít hơn 1- 6 nguyên tử g/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 cịn có vai trị 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 bị hồn
tồn mất hết khả năng thủy phân cơ chất. α- amylase bền với nhiệt độ hơn với enzyme
khác. Đặc tính này có thể liên quan đến hàm lượng Ca trong phân tử và nồng độ Mg2+.
Tất cả amylase đều bị kìm hãm bởi các kim loại nặng như Cu2+, Ag+, Hg2+. Một số
kim loại như: Li+, Na+, Cr3+,Mn2+,... thì khơng có ảnh hưởng mấy đến α – amylase.
Thành phần amino aci của α – amylase ở nấm mốc Aspergillus như sau (g/100g
protein): 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.... không
giống với các α – amylase khác, amylase của Asp. Oryzae có chứa phần phi protein là
polysaccharide. Polyose này bao gồm 8 mol maltose, 1 mol glucose, 2 mol hexozamin

trên 1 mol enzyme. Vai trò của polyose này vẫn chưa rõ, song đã biết được rằng nó
khơng tham gia vào thành phần của trung tâm hoạt động và nằm phía trong phân tử
enzyme.
2.3 Cơ chế tác dụng
Các giai đoạn của quá trình thủy phân tinh bột của α – amylase
Giai đoạn dextrin hóa
Tinh bột thành dextrin phân tử lượng thấp
Giai đoạn đường hóa
Dextrin thành tetra và trimaltose sau đó hình thành nên disaccharide và
monosaccharide.
Amylase hình thành oliosacharide sau đó tạo thành poliglucose.
Maltose tạo thành maltotriose sau đó hình thành maltotetrose.

4


α- amylase từ các nguồn khác nhau có rất nhiều điểm khá giống nhau, có khả
năng phân tách liên kết α -1,4 – glucoside nằm phía bên trong phân tử cơ chất ( tinh
bột và glycogen) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả α – amylase
không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân luôn cả hạt tinh bột nguyên song với
tốc độ rất chậm.

Hình 2.2 Nghiên cứu ứng dụng của enzyme amy lase
Quá trình thủy phân tinh bột bởi α – amylase là quá trình đa giai đoạn.
Giai đoạn đầu ( giai đoạn dextrin hóa): Chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân
tạo thành các dextrin phân tử thấp (α – dextrin), độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh (
các amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh).
Giai đoạn 2 ( Giai đoạn đường hóa): các dextrin phân tử thấp tạo thành bị thủy
phân tiếp tục tạo ra các tetra – trimaltose không cho màu với iod. Các chất này bị thủy
phân rất chậm bởi α – amylase cho tới disaccharide và monosaccharide. Dưới tác dụng

của α – amylase, amylase phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6 – 7 gốc
glucose.
Sau đó, các poliglucose này bị phân cách tiếp tục tạo nên các mạch polyglucose
colagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose và maltotriose và maltose.
Qua một thời 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 không phân cách 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, ngồi các
đường nói trên ( 72% maltose và 19% glucose) cịn có dextrin 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, thông thường α –
amylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp không cho màu
với iodine và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao của α – amylase là tính chất
5


đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thường hay gọi amylase này là amylase dextrin hóa
hay amylase dịch hóa.
2.4 Vai trò của Enzyme
Nguyên liệu sử ụng trong thực phẩm là các sản phẩm nông sản thực tế chúng là
các vật thể sống, do đó trong q trình bảo quản hoặc chế biến chúng thành các sản
phẩm thực phẩm xảy ra hàng loạt các quá trình biến đổ sinh học mà các quá trình này
được xúc tác tự nhiên bởi enzyme bản thể hay do nhà công nghệ đưa vào để đạt được
mục đích đặt ra.
Vì vậy, có thể nói enzyme đóng vai trị chủ chốt trong q trình chế biến và bảo
quản sản phẩm.
2.4.1 Enzyme khắc phục khuyết điểm tự nhiên của ngun liệu
Các sản phẩm nơng sản có chất lượng về dinh dưỡng, thành phần hóa học tính
chất cảm quan phục thuộc nhiều vào: giống loại nông sản, điều kiện canh tác, điều

kiện thu hái và vận chuyển, điều kiện bảo quản. Do vậy ảnh hưởng rất nhiều đến chất
lượng thực phẩm. Trong thực tế nếu chất lượng thực phẩm quá kém thì phải điều khiển
các phản ứng xúc tác bởi enzyme đễ tạo nên các thành phần thiếu hụt trong nguyê liệu
đưa vào sản xuất.
Ví dụ: Trong sản xuất bia, nguyên liệu chính là malt đại mạch. Để khắc phục
malt đai mạch chất lượng kém thường dùng các chế phẩm enzyme thủy phân thuộc hệ
amilaza như Termamyl 120l hoặc SC...
2.4.2 Enzyme nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu
Trong thực tế có rất nhiều nguyên liệu nơng sản có giá trị thương phẩm thấp. Sau
khi được chuyển hóa dưới tác dụng của enzyme thì giá trị thương phầm cao hơn nhiều,
chúng có thể là các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng khơng cao mà cịn phục vụ các
mục đích khác ngồi thực phâm như y học...
2.4.3 Enzyme là cơng cụ trong q trình chuyển hóa cơng nghệ
Trong nhà máy chế biến thực phẩm thì enzyme được sử dụng như một cong cụ
của toàn bộ quá trình chuyển hóa. Nếu thiếu sự có mặt của enzyme thì q trình chế
biến khơng thành cơng
Ví dụ: Trong sản xuất bia, q trình chế biến dịch đường có mục tiêu là tìm điều
kiện tối ưu chuyển nhiều nhất có thể các chất có trong nguyên liệu đi vào dịch trở
thành chất chiết của dịch đường. Để đạt được ngoài quá trình đơn giản thì chủ yếu là
quá trình chuyển hóa các hợp chất cao phân tử khong hịa tan thành các chất thấp phân
tử hòa tan dưới tác dụng của nhiều hệ enzmye khác nhau như:
Tinh bột + α – Amylase, β – Amylase tạo thành: dextrin có tạo độ sánh và giữ
bọt cho bia, maltoza và glucoza: cung cấp đường cho quá trình lên men.
6


Protein + Protease tạo thành: Các peptit có phân tử lượng thấp làm tăng khả năng
giữ bọt do chứa nhóm chức tích điện, tạo liên kết với CO2. Các axit amin dùng để đảm
bảo độ bền sinh học do ngăn cản sự hình thành kết tủa tạo cặn của protein trong quá
trình thanh trùng ở nhiệt độ cao do sẽ làm thay đổi hằng số điện môi, là nguồn cung

cấp N đảm bảo q trình lên men và chống thối hóa giống và làm tăng giá trị dinh
dưỡng cho bia.
2.5 Ứng dụng của Enzyme Amylase
2.5.1 Trong công nghệ thực phẩm
Trong sản xuất bia: α- và-amylase rất quan trọng trong sản xuất bia và rượu làm
từ đường có nguồn gốc từ tinh bột. Trong quá trình lên men, nấm men ăn đường và bài
tiết ethanol. Trong bia và một số chất lỏng, đường có mặt khi bắt đầu lên men đã được
sản xuất bằng cách "nghiền" ngũ cốc hoặc các nguồn tinh bột khác (như khoai tây).
Trong sản xuất bia truyền thống, lúa mạch mạch nha được trộn với nước nóng để tạo
ra một " hỗn hợp ", được giữ ở nhiệt độ nhất định để cho phép các amylase trong hạt
mạch nha chuyển đổi tinh bột của lúa mạch thành đường. Nhiệt độ khác nhau tối ưu
hóa hoạt động của alpha hoặc beta amylase, dẫn đến hỗn hợp các loại đường lên men
và không thể lên men khác nhau. Khi chọn nhiệt độ nghiền và tỷ lệ hạt-nước, một nhà
sản xuất bia có thể thay đổi nồng độ cồn, cảm giác miệng, mùi thơm và hương vị của
bia thành phẩm.

Hình 2.3 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong sản xuất bia
Trong một số phương pháp lịch sử sản xuất đồ uống có cồn, việc chuyển đổi tinh
bột thành đường bắt đầu bằng việc nhà máy bia nhai hạt để trộn với nước bọt. Thực
hành này khơng cịn được sử dụng rộng rãi.
Trong lĩnh vực phụ gia:
Amylase được sử dụng trong sản xuất bánh mì và phá vỡ các loại đường phức
tạp, chẳng hạn như tinh bột (có trong bột), thành các loại đường đơn giản. Nấm
men sau đó ăn các loại đường đơn giản này và chuyển đổi nó thành các sản phẩm thải
7


của ethanol và carbon dioxit. Điều này truyền đạt hương vị và làm cho bánh mì tăng
lên.
Trong khi amylase được tìm thấy tự nhiên trong các tế bào nấm men, cần có thời

gian để nấm men sản xuất đủ các enzyme này để phá vỡ lượng tinh bột đáng kể trong
bánh mì. Đây là lý do cho các loại bột lên men dài như bột chua. Các kỹ thuật làm
bánh mì hiện đại đã bao gồm các amylase (thường ở dạng lúa mạch mạch nha) vào
chất cải tiến bánh mì, do đó làm cho q trình này nhanh hơn và thiết thực hơn cho sử
dụng thương mại. α-Amylase thường được liệt kê như một thành phần trên bột nghiền
thương mại. Những người làm bánh tiếp xúc lâu với bột giàu amylase có nguy cơ
bị viêm da hoặc hen suyễn.
2.5.2 Trong phụ gia bột
Amylase được sử dụng trong sản xuất bánh mì và phá vỡ các loại đường phức
tạp, chẳng hạn như tinh bột (có trong bột), thành các loại đường đơn giản. Nấm
men sau đó ăn các loại đường đơn giản này và chuyển đổi nó thành các sản phẩm thải
của ethanol và carbon dioxit. Điều này truyền đạt hương vị và làm cho bánh mì tăng
lên. Trong khi amylase được tìm thấy tự nhiên trong các tế bào nấm men, cần có thời
gian để nấm men sản xuất đủ các enzyme này để phá vỡ lượng tinh bột đáng kể trong
bánh mì. Đây là lý do cho các loại bột lên men dài như bột chua. Các kỹ thuật làm
bánh mì hiện đại đã bao gồm các amylase (thường ở dạng lúa mạch mạch nha) vào
chất cải tiến bánh mì, do đó làm cho q trình này nhanh hơn và thiết thực hơn cho sử
dụng thương mại. α-Amylase thường được liệt kê như một thành phần trên bột nghiền
thương mại. Những người làm bánh tiếp xúc lâu với bột giàu amylase có nguy cơ
bị viêm da hoặc hen suyễn.
2.5.3 Trong ngành sinh học phân tử
Trong sinh học phân tử, sự hiện diện của amylase có thể đóng vai trị là phương
pháp bổ sung để lựa chọn tích hợp thành cơng cấu trúc phóng viên bên cạnh kháng
kháng sinh. Khi các gen phóng viên được đặt cạnh các vùng tương đồng của gen cấu
trúc cho amylase, sự tích hợp thành công sẽ phá vỡ gen amylase và ngăn chặn sự thối
hóa tinh bột, có thể dễ dàng phát hiện thơng qua nhuộm iốt.
2.5.4 Trong lĩnh vực y tế
Nguồn cung cấp enzyme amylase là vi khuẩn Bacillus subtilis với ưu điểm là bền
hơn trong môi trường acid của dạ dày so với diastase ( amylase) lấy từ động vật và vi
nấm.

Amylase được sử dụng để phối hợp với coenzyme A, cytocrom C, ATP,
carboxylase để chế thuốc điều trị bệnh tim mạch, bệnh thần kinh. Mặt khác, amylase
phối hợp với enzyme thủy phân để chữa bệnh thiếu enzyme đường tiêu hóa.

8


Trong cơ thể, amylase là hormon tuyến tụy ngoại tiết, có tác dụng chống phù nề
sau chấn thương hoặc sau mổ. Điều trị triệu chứng phản ứng viêm kèm nhiễm khuẩn
đường hô hấp. Các sản phẩm chứa enzyme α – amylase dùng α – amylase là một loại
enzyme kiểm soát lượng calo trong cơ thể.
α – amylase là một men nội sinh có thể thủy phân tinh bột và các polysaccharide
(hoạt tính amylotic) bằng cách tấn cơng vào mối nối α – 1,4 glucosidic cho ra các
dextrine, oligosaccharide và monosaccharide. α – amylase dùng trong Neopeptine viên
nang được lấy từ nguồn vi khuẩn Bacillus subtilis. Amylase của vi khuẩn cho đến nay
có ưu điểm là bền hơn trong mơi trường acid dạ dày so với diastase (amylase) lấy từ
động vật và vi nấm.
Sản phẩm chữa men tia hóa dành cho trẻ sơ sinh và trẻ em, kích thích tiêu hóa,
chống suy dinh dưỡng và các sản phẩm cùng loại
Amylase cũng có các ứng dụng y tế trong việc sử dụng liệu pháp thay thế
enzyme tuyến tụy (PERT). Nó là một trong những thành phần trong Sollpura
(liprotamase) để giúp phân hủy sacarit thành các loại đường đơn giản

Hình 2.4 Ứng dụng của enzyme trong được phẩm
2.5.5 Trong lĩnh vực thức ăn gia súc
Trong chế biến thức ăn gia súc, thành phần ngũ cốc chiếm một khối lượng rất
lớn. Trong khối lượng này, thành phần tinh bột rất cao. Để tăng hiệu suất sử dụng năng
lượng từ nguồn tinh bột, người ta thường cho thêm enzyme amylase vào. Enzyme
amylase sẽ tham gia phân giải tinh bột tạo thành đường giúp cho quá trình chuyển hóa
tinh bột tốt hơn.

2.5.6 Ứng dụng trong cơng nghệ dệt
Trong công nghệ dệt, sử dụng enzyme amylase của vi khuẩn để tẩy tinh bột và
làm cho vải mềm
Trong vải thô thường chứa khoảng 5% tinh bột và các tạp chất khác. Do đó, khi
sử dụng chế phẩm amylase của vi khuẩn cải sẽ tốt hơn. Thường sử dụng chế phẩm
amylase với lượng khoảng 0,3 – 0,6 g/l dung dịch với thời gian xử lý 5 – 15 phút ở
nhiệt độ 900C.
9


Tuy nhiên ngồi chế phẩm enzyme amylase có nguồn gốc từ vi khuẩn, hiện nay
đã quan tâm đến việc sử dụng enzyme amylase từ nấm sợi. Đã có rất nhiều nước sử
dụng enzyme trong công nghiệp dệt để tăng khả năng cạnh tranh các hàng vải, sợi. Các
nước sử dụng lượng enzyme amylase nhiều nhấtlà: Nhật Bản, Mỹ, Pháp.
Ngoài ra, enzyme amylase cũng được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong sản
xuất đường bột, sản xuất dextrin, maltodextrin, siro, glucose – fructose, sản xuất nước
tương và nước chấm.. ở quy mô công nghiệp.
2.5.7 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong việc tẩy màu giấy
Việc sử dụng enzyme amylase để khử mực giấy trên thế giới đã có thăm dị theo
nhiều hướng và một số chúng vi sinh, theo công bố gần đây nhất cho thấy, enzyme α –
amylase đang có khả năng thúc đẩy qui trình khử mực tốt.

Hình 2.5 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong việc tẩy màu giấy
Nguyên lý hoạt động của enzyme là chúng bẻ gãy các mạch tinh bột rên mặt giấy
và làm bong các phân tử mang màu bám trên đó, tạo điều kiện cho quá trình tuyển nổi
khử mực.
Giai đoạn từ năm 2000, Việm Cơng nghiệp giấy và xenluylo đã đầu tư nghiên
cứu một cách tích cực về sử dụng enzyme trong cơng nghiệp khử mực giấy loại, trong
đó chú trọng đến nhất là α – amylase.
Kết quả nghiên cứu thành công và thiết lập qui trình cơng nghệ sử dụng enzyme

α – amylase để khử mực giấy loại có gia keo tinh bột.
Nguyên liệu: Giấy photocopy, giấy văn phòng, giấy in bằng mực laser một mặt
có gia keo tinh bột.
Quy trình xử lý: Bao gồm các bước ngâm và xử lỳ giấy loại bằng enzyme α –
amylase tại nhiệt độ thường, xử lý cơ hóa nhiệt: đánh tơi có pha trộn hóa chất và gia
niệt, ủ tại điều kiện nhiệt độ, pha loãng và tuyển nổi, rửa và cô đặc, thành phẩm.

10


Hóa chất sử dụng: Enzyme α – amylase, NaOH cơng nghiệp, Na2SiO3, H2O2,
chất hoạt tính bề mặt, chất tạo bọt và dầu béo.
Mẫu đối chứng không sử dụng enzyme α – amylase, có điều kiện cơng nghiệp
khác khơng đổi.
Hiệu quả: Thời gian ủ giảm 30% mức dùng các loại hóa chất giảm 10 – 35% tuy
theo từng loại, giảm nhiều nhất là mức dùng NaOH ( giảm 35%), độ trắng của bột sau
khi khử mực tăng 2,7 – 3,0% ISO, độ dài đứt tăng 1,5% độ chịu gấp đôi tăng 14% và
độ chịu xé tăng 28%. Độ trắng cuối cùng đạt tối đa 87% ISO.
Dịch vụ cung cấp: Hiện nay Viện Cơng nghiệp giấy và xenluylo có thể cung cấp
cho các đối tác có nhu cầu các dịch vụ kỹ thuật như sau: Thiết kế chế tạo và cung cấp
thiết bị toàn bộ dây chuyền xử lý giấy loại bằng enzyme α – amylase và tuyển nổi khử
mực công suất đến 30 tấn/ngày, hướng dẫn lắp đặt, chuyển giao công nghệ, đào tạo và
hướng dẫn vận hành.
Năm 2008, Viện Công nghiệp giấy và xenluylo tiếp tục ghiên cứu các chủng loại
enzyme khác nhau để khử mực giấy loại theo Hợp đồng nghiên cứu giữa Viện và Bộ
Công thương. Vừa qua Hợp đồng nghiên cứu đã được nghiệm thu, trên cơ sở và kết
quả nghiên cứu có thể triển khai ứng dụng ở một số xí nghiệp sản xuất bột giấy DIP.
Chủng loại Enzyme sử dụng: BIO – DE với thành phần gồm: xylanase,
cenllulase và β – glucanase, mananase, α – amylase với nguyên liệu là giấy loại văn
phòng.

Nguyên liệu sử dụng: Giấy loại văn phịng
Quy trình chọn lựa:
Bước 1: Xử lý giấy loại bằng enzyme với mức dùng, độ pH, nhiệt độ và thời gian
phù hợp.
Bước 2: Xử lý bàng hóa chất: NaOH cơng nghiệp, Na2SiO3, H2O2, DTPA, chất
hoạt tính bề mặt.
Hiệu quả thu được:
Tăng độ trắng của bột giấy lên 1,5 – 3,0% ISO
Tăng hiệu quả loại mực
Tiết kiệm 10 – 30% hóa chất tùy theo từng loại
Giảm nhiệt độ trong giai đoạn đánh tơi và ủ 10 – 150C.
Không làm thay đổi chế độ công nghệ như sử dụng phương pháp khử mực thông
thường.
Giảm ảnh hưởng xấu tới mơi trường do giảm được mức dùng hóa chất
11


Các kết quả ban đầu cho thấy là hoàn toàn khả quan khi tiến hành áp dụng vào
thực tế sản xuất.
Cùng với việc nghiên cứu sử dụng chủng loại enzyme BIO – DE 30, Viện công
giấy và xenluylo đang tiếp tục nghiên cứu ứng dụng một số loại chủng loại enzyme thế
hệ mới, sử dụng cho quá trình khử giấy báo và tạp chí.
Dịch vụ cung cấp:
Thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị tuyển nổi, hướng dẫn lắp đặt, chạy thử và giao
công nghệ khử mực giấy loại văn phòng sử dụng enzyme BIO – DE 30 kết hợp với sử
dụng hóa chất.
2.5.8 Ứng dụng của Enzyme Amylase trong sản xuất HFCS
HFCS ( High Fructose Corn Syrup) là một nhóm bất kì của siro bắp mà trải qua
q trình enzyme để làm tăng hàm lượng fructose và sau đó được pha trộn với siro bắp
sạch ( 100% glucose) để tạo thành dạng sản phẩm cần thiết.

Nguyên nhân chính:
Nguyên liệu rẻ ở Mỹ, nó phụ thuộc vào giá cả của bắp và đường.
Sản phẩm dễ sử dụng để pha trộn và di chuyển bởi vì nó ở dạng lỏng.
Các dạng phổ biến của HFCS:
HFCS 90
HFCS 55
HFCS 42
Quá trình này enzyme làm thay đổi 100% glucose siro bắp thành HFCS 90 theo
các bước sau:
Tinh bột bắp được xử lý bằng α – amylase để sản xuất chuỗi đường ngắn hơn
gọi là oligosaccharides.
Glucoseamylase phá vỡ những chuỗi đường để sản xuất đường đơn glucose
Xylose isomerase biến đổi glucose để tạo ra hỗn hợp có khoảng 43% fructose và
50 – 52% glucose với một vài loại đường được hòa trộn.
Hỗn hợp 42 -43% fructose glucose phải chịu qua một bước sắc kí lỏng nơi mà
fructose sẽ được làm giàu đến xấp xỉ 90%.
2.5.9 Trong các lĩnh vực khác
Một chất ức chế alpha-amylase, được gọi là phaseolamin, đã được thử nghiệm
như một chất hỗ trợ chế độ ăn uống tiềm năng.
Khi được sử dụng làm phụ gia thực phẩm, amylase có số E E1100 và có thể được
lấy từ tuyến tụy lợn hoặc nấm mốc.
12


Bacillute amylase cũng được sử dụng trong quần áo và chất tẩy rửa máy rửa chén
để hòa tan tinh bột từ vải và bát đĩa.
Công nhân nhà máy làm việc với amylase cho bất kỳ mục đích sử dụng nào ở
trên có nguy cơ mắc bệnh hen suyễn nghề nghiệp. Năm đến chín phần trăm thợ làm
bánh có xét nghiệm da dương tính, và một phần tư đến một phần ba thợ làm bánh có
vấn đề về hơ hấp là quá mẫn cảm với amylase

2.6 Công nghệ lên men tạo enzyme α – Amylase
2.6.1 Giới thiệu về phương pháp lên men bề mặt
Cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, việc nuôi cấy vi sinh vật thường được thực hiện
bằng phương pháp lên men bề mặt. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi, không
chỉ để thu nhận chế phẩm enzyme mà trước tiên đó là phương pháp thu nhận kháng
sinh và một số quá trình lên men truyền thống.
Ưu và nhược điểm
Phương pháp nuôi cấy bề mặt là phương pháp tạo điều kiện cho vi sinh vật phát
triển trên bề mặt môi trường, những ưu điểm phương pháp này gồm:
Nuôi cấy bề mặt dễ thực hiện.
Lượng enzyme nuôi cấy bề mặt thu được cao hơn so với nuôi cấy chìm.
Ni cấy bề mặt thường khơng sử dụng thiết bị phức tạp.
Dễ dàng xử lý trong trường hợp xuất hiện vi sinh vật lạ
Nhược điểm lớn nhất và dễ nhận thấy nhất trong phương pháp này là tốn khá
nhiều diện tích cho ni cấy.
Mơi trường lỏng:
Trong mơi trường lỏng vi sinh vật phát triển trên bề mặt môi trường, tạo thành
khuẩn lạc ngăn cách pha lỏng và pha khí. Ở đây, vinh sinh vật sử dụng chất dinh
dưỡng từ dung dịch mơi trường, O2 từ khơng khí, tiến hành q trình tổng hợp
enzyme. Enzyme ngoại bào sẽ được tách ra và hịa tan vào dung dịch mơi trường.
Enzyme nội bào sẽ nằm trong sinh khối vi sinh vật.
Ở đây quan tâm nhiều đến chiều cao môi trường lỏng. Nếu chiều cao q lớn thì
vi sinh vật khơng thể đồng hóa hết các chất dinh dưỡng, nếu chiều cao quá nhỏ sẽ
thiếu thành phần dinh dưỡng, hiệu suất thu nhận enzyme khơng cao. Chiều cao thích
hợp vào khoảng 5 -7 cm là hợp lí.
Mơi trường đặc:
Phần lớn các nhà máy sản xuất enzyme, khi nuôi cấy vi sinh vật thu nhận
enzyme, thường sử dụng môi trường đặc. Để tăng khả năng xâm nhập của khơng khí
13

vào trong lồng của môi trường, thường dùng cám, trấu hay hạt ngũ cốc để làm môi
trường.
Vi sinh vật sẽ phát triển trên bề mặt môi trường, sử dụng dinh dưỡng từ hạt môi
trường và sinh enzyme tổng hợp nội bào và ngoại bào. Các enzyme ngoại bào sẽ thẩm
thấu vào trong mơi trường cịn enzyme nội bào sẽ nằm trong sinh khối của vi sinh vật,
vi sinh vật không chỉ phát triển trên bề mặt môi trường nơi phân cách giữa pha rắn và
pha khí mà cịn phát triển trên bề mặt các hạt môi trường nằm hẳn trong lịng mơi
trường. Mơi trường ni cấy vừa có độ xốp cao vừa có độ ẩm thích hợp. Nếu độ ẩm
q cao sẽ làm bết lại mơi trường, khơng khí sẽ khơng thể xâm nhập vào trong lịng
mơi trường, nếu độ ẩm thấp quá sẽ không thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Độ ẩm
thích hợp vào khoảng 55 – 65 W là hợp lí.
2.6.2 Q trình lên men cơng nghiệp tạo Enzyme α – Amylase
2.6.2.1 Nguyên liệu
Nguồn tinh bột: Ở nước ta nguồn nguyên liệu chứa tinh bột vô cùng đa dạng và
phong phú. Ví dụ như tinh bột từ gạo, ngô, sắn,... NHưng để phù hơp cho sản xuất
enzyme amylase ở qui mơ cơng ghiệp thì cần phải tính đến chi phí cho giá thành sản
phẩm. Do vậy, nguồn nguyên liệu cần quan tâm nhiều về mức độ rẻ tiền và dễ tìm.
Đây là một lợi thế rất quan trọng cho nhà sản xuất và cho cả người tiêu dùng để có giá
thành thấp và được sản xuất đại trà. Sau đây, giới thiệu một số nguồn nguyên liệu dễ
tìm:
Thành phần dinh dưỡng trong gạo: Thành phần dinh dưỡng trên 100g gạo:
protein 6g, tinh bột 82h, lipid 0.8g, cellulose 0.6g, nước 10.2g, năng lượng 361 kcal,
protein của gạo chiếm khoảng 8 – 9%, chủ yếu là glutelin và glubuline. Trong tinh bột
chủ yếu à amylopectin, có chứa một ít khống chất như: P, K, Mg,... Ngồi ra cịn có
một số vitamin như B1, B2, B6, PP, H, C, E và carotenoid.
Thành phần dinh dưỡng của ngô: Thành phần dinh dưỡng trên 100g ngô: Protein
9.1 – 12.9g, tinh bột 69.3 – 72.8g, lipid 2.2 – 3.9g, cellulose 1.8 – 2.9g, nước 9.5 –
11.2g, khoáng 1.5 – 2.5g.
Thành phần dinh dưỡng của sắn: sắn là loại củ chứa nhiều tinh bột, rất thích hợp

là nguồn cơ chất cảm ứng cho quá trình tổng hợp enzyme amylase ở nấm mốc Asp.
Oryzae. Củ sắn gồm 3 phần chính: vỏ, thịt củ và lõi. Ngồi ra cịn cuống và rễ củ.
Vỏ gồm 2 phần: vỏ gỗ ở bên ngoài, cấu tạo chủ yếu là cellulose chiếm khoảng
1,5 – 2% khối lượng củ, vỏ cùi cũng cấu tạo từ cellulose nhưng trong vỏ cùi có chứa
mủ sắn là polyphenol, chiếm tới 85 – 90% polyphenol của củ sắn.
Thịt chứa nhiều tinh bột, ít protein và một lượng dầu, lượng polyphenol ở đây có
khoảng 10 – 15% gây trở ngại cho chế biến, nếu sắn chảy mủ sẽ làm cho bột sắn biến
màu, thay đổi mùi vị khó ăn trực tiếp khi luộc, khó thốt nước khi sấy hay phơi khô.
14


Thành phần hóa học tươi của củ sắn: Tinh bột 20 – 34%, Protein 0.8 – 1.2%, chất
béo 0.3 – 0.4%, cellulose 1 – 3.1%, nước 60 – 74.2%.
Nguyên liệu sử dụng trong nuôi cấy bề mặt thường sử dụng những ngun liệu
có nguồn gốc tự nhiên như cám mì, cám gạo, gạo, ngô, ngô mảnh, đậu nành và các loại
ngủ cốc khác. Trong các loại thì cám gạo và cám mì được sử dụng nhiều vì hai loại
này có đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật phát triển.
Trong nhiều trường hợp để tạo khả năng thống khí tốt hơn thường hay cho thêm
trấu với tỷ lệ thích hợp cho từng loại enzyme được tạo nên những khoảng trống để
khơng khí có thể lưu thơng dễ trong lịng mơi trường chính vì thế ta thấy rằng nấm
mốc Asp. Oryzae không chỉ phát triển trên bề mặt mơi trường mà cịn phát triển rất
mạnh trên bề mặt hạt mơi trường.
2.6.2.2 Quy trình cơng nghệ
Ngun liệu: Cám gạo và cám mì là ngun liệu hồn hảo và có thể là cấu tử duy
nhất không cần bổ sung thêm chất nào khác nữa. Tuy nhiên do là nguyên liệu đắt do
phải qua công đoạn xay xát với lại chất dinh dưỡng trong q trình ni khơng được
sử dụng hết nên có thể thay thế hoặc pha trộn thêm một số cuấ tử rẻ tiền, cấu tử có thể
bổ sung vào như trấu hay mạt cưa để tăng độ xốp cho hệ sợi nấm phát triển tốt hơn và
tận dụng tối đa nguồn cơ chất để tạo ra hoạt lược enzyme tốt nhất. Lưu ý, cám không
được chứa tinh bột dưới 20 -30%. Nên dùng cám tốt, cám khơng có vị chua hay đắng,

không thấy mùi mốc. Độ ẩm của cám không quá 15% tạp chất độc không quá 0,05%.
Hấp thanh trùng: Để đảm bảo ni cấy phát triển bình thường và canh trường
nuôi cấy không chứa vi sinh vật ngoại lai, cần thanh trùng với áp suất hơi 1 – 1,5 atm
trong thời gian 45 – 6- phút. Để thuận lợi cho việc thanh trùng có hiệu quả, cũng như
tạo điều kiện cho nấm sợi phát triển, trước khi thanh trùng thường dùng HCl hay
H2SO4 để điều chỉnh pH môi trường.
Sau khi thanh trùng môi trường được làm nguội sau đó bắt đầu ni cấy để thu
hận enzyme.
Trộn vi sinh vật: Sau khi làm nguội, tiến hành cấy giống và rắc bào tử vào môi
trường đã thanh trùng, ủ thành đống vài giờ. Sau khi cấy chúng sẽ phát triển thành tế
bào nấm mốc và tạo ra enzyme mong muốn. Tỷ lệ giống đưa vào môi trường nuôi cấy
vào khoảng 0.5 – 20% so với khối lượng môi trường.
Kỹ thuật nuôi cấy: Sau khi đã trộn giống, môi trường được trãi đều ra các khay,
rồi đưa vào phịng ni cấy và được đặt trên giá đỡ được thiết kế cho lượng khơng khí
lưu thơng thường xun, nhiệt độ thích hợp cho sợi nấm phát triển là 28 – 320C. Nhiêt
độ thấp hoặc cao quá ảnh hưởng đến chất lượng nấm phát triển.

15


Thời gian nuôi cấy và thu nhận enzyme vào khoảng 36 – 60 giờ. Điều này phụ
thuộc vào chủng nấm mốc Asp. Oryzae và điều kiện môi trường phụ thuộc vào điều
kiện ni cấy.
Q trình phát triển của nấm mốc trong môi trường bán rắn khi nuôi bằng
phương pháp bề mặt trải qua các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Giai đoạn này kéo dài 10 – 14 giờ từ thời gian bắt đầu đến thời gian
nuôi cấy. Ở giai đoạn này có các thay đổi sau:
Nhiệt độ tăng chậm
Sợi nấm bắt đầu hình thành và có màu trắng
Thay đổi thành phần dinh dưỡng

Khối môi trường rời rạc
Enzyme mới bắt đầu hình thành
Ở giai đoạn này giống rất mẫn cảm với nhiệt độ
Giai đoạn 2: Giai đoạn này kéo dài 14 – 18 giờ. Trong giai đoạn này có những
thay đổi cơ bản sau:
Toàn bộ bào tử đã phát triển thành sợi nấm và sợi nấm bắt đầu phát triển rất
mạnh tạo ra những mạng sợi chằng chịt trong lịng mơi trường.
Môi trường được kết lại khá chặt.
Độ ẩm môi trường giảm dần.
Nhiệt độ môi trường tăng nhanh
Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh do sự đồng hóa mạnh của nấm sợi.
Enzyme amylase được tổng hợp mạnh.
Lượng O2 trong khí giảm và lượng CO2 tăng dần.
Giai đoạn 3: Giai đoạn này kéo dài 10 – 20 giờ.Ở giai đoạn này có một số thay
đổi sau:
Q trình trao đổi chất yếu
Nhiệt độ khối môi trường giảm
Cần xác định thời điểm cần thiết thu nhận enzyme.
2.6.2.3 Thu nhận enzyme α - amylase
Sinh trưởng và sinh tổng hợp amylase từ nấm
Khi nuôi vi sinh vật có 2 q trình mật thiết với nhau là quá trình tổng hợp sinh
khối vi sinh vật và q trình tích tụ enzym trong tế bào hoặc ngồi môi trường.
16


Ở một số vi sinh vật quá trình sinh tổng hợp amylase tiến hành song song với quá
trình sinh trưởng. Trong trường hợp này, sinh tổng hợp enzyme amylase kết thúc ở pha
logarit cùng đồng thời với sự ngưng sinh trưởng và bắt đầu pha phát triển ổn định tiếp
theo.
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng enzyme

Ảnh hưởng các nguồn Nito dinh dưỡng:
Nguồn Nito dinh dưỡng rất quan trọng, Khi chuẩn bị môi trường dinh dưỡng để
nuôi cấy nấm mốc Asp. Oryzae để tạo ra enzym α – amylase, người ta dùng muối vô
cơ Natri Nitrat làm nguồn Nito dinh dưỡng để nuôi nhiều loại nấm sợi tạo α – amylase.
Hàm lượng thường sử dụng là 0,91%. Natri Nitrat và Amoni Nitrat có hiệu quả hơn
các loại muối khác.
Cho nguồn Nito nhất định vào mơi trường có thể kích thích tổng hợp amylase
này và ức chế tổng hợp amylase khác.
Cần chọn ra tỷ lệ giữa nguồn Cacbon và Nito trong môi trường phù hợp cho mốc
Asp. Oryzae phát triển. Tính cân bằng giữa Nito và Cacbon ảnh hưởng đến quá trình
tổng hợp sinh khối của nấm Asp. Oryzae và sự tạo thành amylase.
Ảnh hưởng của Amino acid:
Amino acid là những cấu tử hợp thành phân tử enzyme, trong đó có một số
amino acid khơng đồng nhất về giá trị dinh dưỡng nên sử dụng hỗn hợp amino acid sẽ
có giá trị lớn hơn cho những chất lượng mới. Amino acid có ảnh hưởng tốt tới sinh lý
của nấm mốc cũng như việc sinh tổng hợp enzyme amylase do những nguyên nhân
sau:
Amino acid vừa là nguồn Cacbon, nguồn Nito vừa là nguồn năng lượng.
Một số amino acid riêng lẻ ( Glutamic, Aspatic acid,,,) đóng vai trị vơ cùng quan
trọng trong trao đổi amino acid cụ thể là sinh tổng hợp nhiều amino acid khác trong
q trình chuyển amino hóa. Nhờ một số amino acid trước hết là glutamic acid, aspatic
acid mà thực hiện đồng hóa dị dưỡng CO2.
Nhiều amino acid tham gia vào thành phần của các vitamin tan tron nước như:
Pantotenic acid, folic acid,.. các vitamin này có ý nghiax sinh học rất lớn.
Amino acid có tính đặc hiệu của sự cảm ứng và kiềm chế sinh tổng hợp enzyme.
Một số amino acid kích thích và làm tăng cường sinh tổng hợp các enzym amylase,
một số lại có tác dụng ngược lại và một số khác thì khơng ảnh hưởng gì cả.
Ảnh hưởng của nguồn khống dinh dưỡng:
Các yếu tố đa lượng và vi lượng có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng và tổng hợp
enzym α – amylase ở nấm mốc Asp. Oryzae.

17


Canxi cần cho tổng hợp và ổn định α – amylase hoạt động vì nó là cấu tử khơng
thể thiếu được của enzyme này. Canxi có tác dụng bảo vệ amylase khỏi tác động của
protease.
Lưu huỳnh kích thích sự tạo amylase (S có trong thành phần của amino acid quan
trọng: methionine, cystein, cystine).
Phospho cần tổng hợp các hợp phần quan trọng của sinh chất ( nucleic
phospholipide acid) và nhiều coezyme, đồng thời đê phosphoril hóa glucide trong q
trình oxy hóa sinh học. Phospho ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của nấm sợi, tăng
cường tổng hợp enzyme.
Ion Mg2+ có ảnh hưởng đến độ bền nhiệt của enxyme. Thiếu MgSO4 sẽ ảnh
hưởng xấu đến sự tổng hợp amylase bởi nấm sợi. Khi đó sự tổng hợp α – amylase bị
ức chế hồn tồn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men:
Độ ẩm ( w ) môi trường:
Tốt nhất cho sự hình thành enzyme của nấm mốc Asp. Oryzae là 55 – 60%. Độ
ẩm mơi trường thích hợp cho sự hình thành bào tử là khoảng 45% nên cần giữ cho độ
ẩm mơi trường khơng bị giảm trong q trình phát triển. Ảnh hưởng của việc giữ ẩm
cho quá trình sinh trưởng tới sự tạo α – amylase của Asp. Oryzae nuôi cấy bằng
phương pháp bề mặt:
Phải giữ ẩm cho môi trường ở mức độ tối thích. Cần thơng khí liên tục trong suốt
thời kì sinh trưởng của nấm mốc cịn phụ thuộc vào kích thước, chiều dài của lớp mơi
trường ni.
Độ ẩm tương đối của khơng khí: Độ ẩm cho phép từ 80% trở lên đến mức bão
hòa tức là 100% W đều thức hợp cho nấm mốc phát triển. Trong phịng ni cần giữ
cho độ ẩm khơng khí bão hịa để tránh cho mơi trường khỏi bị khơ.
Ảnh hưởng của khơng khí: Asp. Oryzae là vi sinh vật hồn tồn hiếu khí, chỉ phát
triển bình thường khi đầy đủ oxy. Để đáp ứng điều kiện nuôi này, môi trường phải

xốp, rải thành lớp dày không quá 2,5 – 3cm, phịng ni phải thống. Theo thực hiện,
để thỏa mãn cho sự hơ hấp của nấm mốc Asp. Oryzae trong tồn bộ chu kỳ phát triển
cứ cách 1 giờ, môi trường cần khoảng 1,7m3 khơng khí. Asp. Oryzae phát triển bình
thường khi nồng độ CO2 trong khơng khí đạt 8%.
Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ nuôi cũng là một yếu tố hết sức quan trọng đối
với sinh trưởng của chủng loại nấm mốc này và sự tạo thành các enzyme amylase.
Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và hình thành enzyme là 28 – 320C. Nhiệt độ do
nấm mốc tỏa ra mơi trường có thể bị nóng lên 400C hoặc hơn. Do vậy cần giữ cho
nhiệt độ môi trường khơng xuống dưới 270C và khơng cao hơn 360C. Tồn bộ chu kỳ
sinh trưởng của nấm mốc cám có thể chia thành 2 thời kỳ:
18


Thời kỳ trương và nảy mầm của đính bào tử trong 11 giờ đầu. Trong thời kì này
cần phải cung cấp nhiệt cho phịng ni khơng hơn 23 – 300C. Độ ẩm tương đối của
khơng khí là 96 – 100%.
Thời kỳ sinh trưởng nhanh của hệ sợi ( có thể đạt từ 4 – 18 giờ)
Thời gian nuôi nấm mốc: Hầu hết các chủng nấm mốc Asp. Oryzae có hoạt động
cực đại của amylase ở khoảng giờ thứ 30 – 38, rồi sau đó là cực đại của protease ở giờ
thứ 36 – 42. Một số chủng cho hai cực đại của enzyme, ví dụ: Cực đại của enzyme
amylase ở giờ thứ 36 và giờ thứ 60. Do đó, thời gian ni mốc có thể kéo dài từ 60 –
72 giờ. Thời gian ni để có lượng amylase cực lớn thường được xác định bằng thực
nghiệm. Sự tạo bào tử là hiện tượng khơng mong muốn vì thường làm giảm hoạt lực
của enzyme. Đối với Asp. Oryzae, sự tạo hoạt lực tối đa thường kết thúc khi tấm mốc
bắt đầu sinh bào tử.
Ảnh hưởng của pH: pH thích hợp cho Asp. Oryzae là môi trường acid yếu
khoảng 5,5 – 6,5. Các mơi trường tự nhiên từ cám, nhơ thường có sẵn pH ở khoảng
này nên không cần điều chỉnh. Đôi khi khả năng sinh bào tử của nấm mốc bị yếu hoặc
mất hẳn. Để khơi phục khả năng này có thể nuôi nấm mốc trong ánh sáng khuếch tán
trong một vài hệ.

19


CHƯƠNG III: KẾT LUẬN
Hiện nay nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng ngày càng phát triển, đặc biệt là
các sản phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên ngày càng tăng. Trước hết, trước hết các sản
phẩm có nguồn gốc tự nhiên đe lại tâm lý an toàn cho người sử dụng và tiếp đó là giá
trị dinh dưỡng vốn có của sản phẩm.
Các sản phẩm được sản xuất từ nguồn enzyme đang đem lại lợi ích khơng hề nhỏ
cho ngành thực phẩm, thậm chí các ngành khác trong đó có enzyme amylase hay các
chế phẩm sinh học từ enzyme amylase.
Trong khi aspergillus oryzae không được coi là một probiotic, bản thân, nó là
một thành phần có lợi và cộng sinh cho vi khuẩn probiotic để hoạt động đúng trong
đường tiêu hóa của chúng tơi.
Bằng cách phá vỡ xuống đường thành phần đơn giản hơn, vi khuẩn lành mạnh
của chúng tơi có thể nhanh chóng hấp thụ và làm cho việc sử dụng nó. Enzyme là nhân
viên hỗ trợ cho tất cả các vi khuẩn không gây bệnh của chúng tôi và là cần thiết để
chúng tôi hạnh phúc, chức năng miễn dịch thích hợp, chức năng thường xuyên ruột và
một tiêu hóa khỏe mạnh.
Các sản phẩm từ enzyme amylase được rất nhiều nước trên thế giớ áp dụng vào
trong sản xuất các ngành công nghiệp hiện đại, chế tạo ra dược phẩm,ngành công
nghiệp dệt, ngành công nghiệp giấy, phụ gia thực phẩm,.... và đang được nghiên cứu
và phát triển mạnh.

20


TÀI LIỆU THAM KHẢO
www.en.wikipedia.org

www.mrc-lmb.cam.ac.uk
www.schmohz.com
www.baigiang.bachkim.vn
www.elearning.hueuni.edu.vn
www.thuocbietduoc.com.vn

v