TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA NHÓM ENZYMEALPHA- AMYLASE, BETA- AMYLASE,GLUCOAMYLASE

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o
MÔN: PHỤ GIA THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA NHÓM ENZYME
ALPHA- AMYLASE, BETA- AMYLASE,
GLUCOAMYLASE
TP HCM 19/11/2013
MỤC LỤC
GVHD: Mạc Xuân Hòa
1.1.1.1. LỜI MỞ ĐẦU
Từ khi phát hiện ra enzyme và khả năng chuyển hóa của enzyme, loài người đã tăng
nhanh quá trình sản xuất và ứng dụng enzyme trong công nghiệp. Số lượng enzyme phát
hiện ngày càng nhiều và số lượng enzyme được ứng dụng vào công nghiệp cũng càng
nhiều.
Hệ enzyme amylase là một trong số các hệ enzyme được sử dụng rộng rãi nhất
trong công nghiệp, y học và nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân khác. Đặc biệt là trong
ngành công nghiệp thực phẩm.
Các nguyên liệu chứa tinh bột không chỉ là nguồn thực phẩm trực tiếp quan trọng
mà còn là nguồn nguyên liệu rất quan trọng để tạo ra nhiều loại thực phẩm khác nhau.
Trong công nghiệp sản xuất tinh bột và các sản phẩm từ nguyên liệu chứa tinh bột thì
người ta đã ứng dụng các tính chất của enzyme amylase trong sản xuất.
Hiện nay, người ta biết sáu loại enzyme amylase, trong đó α- amylase, β- amylase,
γ- amylase (hay glucoamylase) thủy phân các liên kết α- 1,4- glucoside của tinh bột,
glycogen và các polysaccharide đồng loại, các amylase còn lại là dextrin-6-
glucanhydrolase, amylaopectin-6-glucanhydrolase và oligodextrin-6-glucanhydrolase
(dextrinase) thủy phân các liên kết α-1,6-glucoside.
Sau đây nhóm chúng em sẽ đề cập kỹ đến các tính chất vật lý, đặc điểm cấu tạo và
cơ chế tác động của ba loại enzyme là α-amylase, β-amylase và γ-amylae. Đồng thời nói
đến những ứng dụng của enzyme amylase trong ngành công nghiệp thực phẩm và nguồn

thu nhận enzyme amylase trong tự nhiên.
Tuy nhóm chúng em đã cố gắng hết sức, nhưng chắc chắn sẽ mắc nhiều sai lầm
trong bài làm của mình cả về nội dung lẫn cách trình bày nên mong thầy và các độc giả
thông cảm và góp ý để nhóm chúng em có thể làm tốt hơn trong những lần sau.
Sinh viên thực hiện
SV thực hiện Page 3
GVHD: Mạc Xuân Hòa
2. QUAN VỀ PHỤ GIA NHÓM ENZYME AMYLASE
2.1. ĐỊNH NGHĨA
Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong giới sinh vật. Các enzyme này thuộc
nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải liên kết glucoside nội phân tử trong các
polysaccharide với sự tham gia của nước:
R – R’ + H – OH → RH + R’OH.
Hình 1. Mô hình enzyme amylase
2.2. PHÂN LOẠI
Có 6 loại enzyme amylase được xếp vào hai nhóm Endoamylase (nhóm enzyme
phân cắt nội phân tử) và Exoamylase (nhóm enzyme phân cắt ngoại phân tử).
2.2.1. Endoamylase
Các enzyme thuộc nhóm này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi
polysaccharide, gồm có α – amylase và nhóm enzyme khử nhánh . Nhóm enzyme khử
nhánh này được chia thành hai loại :
− Khử trực tiếp là Pullulanase (hay α – dextrin-6-glucosydase).
− Khử gián tiếp là Transglucosylase (hay Oligo-1,6-glucosidase) và Maylo-1,6-
glucosydase.
SV thực hiện Page 4
GVHD: Mạc Xuân Hòa
2.2.2. Exoamylase
Các enzyme thuộc nhóm này thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi
polysaccharide, gồm có β – amylase và γ – amylase.
2.3. CƠ CHẤT CỦA ENZYME AMYLASE

Cơ chất tác dụng của amylase là tinh bột và glycogen.
2.3.1. Tinh bột
Tinh bột là nhóm carbohydrate ở thực vật có chủ yếu trong các loại củ như khoai
lang, khoai tây, khoai mì, … trong các loại ngũ cốc, các loại hạt và có công thức tổng
quát là (C6H12O6)n. Tinh bột từ mọi nguồn khác nhau đều có cấu tạo từ amylose và
amylopectin. Các loại tinh bột đều có 20 – 30% amylose và 70 – 80% amylose. Trong
thực vật, tinh bột được xem như là chất dự trữ năng lượng quan trọng. Ví dụ, tinh bột có
trong củ và hạt quả được xem như là chất dự trữ năng lượng cho quá trình nẩy mầm, tinh
bột củ được xem như chất dự trữ cho cây khi gặp khó khăn và cho cả quá trình nẩy mầm
(củ khoai tây, khoai mì, khoai lang …).
Amylose có trọng lượng phân tử 50.000 – 160.000, được cấu tạo từ 200 – 1000
phân tử D-glucose nối với nhau bởi liên kết -1,4-glucoside tạo thành một mạch xoắn dài
không phân nhánh. Amylopectin có trọng lượng phân tử 400.000 đến hàng chục triệu,
được cấu tạo từ 600 - 6000 phân tử D-glucose, nối với nhau bởi liên kết -1,4-glucoside và
-1,6-glucoside tạo thành mạch có nhiều nhánh.
Tinh bột không tan trong nước lạnh nhưng khi hỗn hợp dịch tinh bột bị đun nóng
(60 – 850C) thì tinh bột sẽ bị hồ hoá và được gọi là hồ tinh bột. Dưới tác dụng của
enzyme amylase, tinh bột bị thuỷ phân do các liên kết glucoside bị phân cắt. Sự thuỷ
phân tinh bột bởi enzyme amylase xảy ra theo hai mức độ dịch hoá và đường hoá. Kết
quả của sự dịch hoá là tạo ra sản phẩm trung gian dextrin và khi dextrin tiếp tục bị đường
hoá thì sản phẩm sẽ là maltose và glucose. Carbohydrate trong thực phẩm là nguồn cung
cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể người. Rau và quả cũng là nguồn cung cấp tinh bột
và tinh bột này một phần đã đưuọc chuyển hoá thành disaccharide và glucose.
Carbohydrate có mặt trong hầu hết các loại thực phẩm nhưng nguồn cung cấp chủ yếu là
đường và tinh bột.
2.3.2. Glycogen
Glycogen là một loại carbohydrate được dự trữ trong cơ thể động vật và được cơ thể
chuyển hoá để sử dụng từ từ. Amylase có vai trò quan trọng trong sự chuyển hoá glucid ở
tế bào động vật, vi sinh vật. Glycogen được cấu tạo từ các glucose liên kết với nhau bởi
liên kết -1,4 glucoside. Ở các vị trí phân nhánh glucose nối với nhau bằng liên kết -1,6

glucoside. Glycogen có mạch nhánh nhiều hơn tinh bột. Phân tử lượng ở trong khoảng 2
triệu – 3 triệu. Glycogen dễ tan trong nước, nếu như chúng ta ăn quá nhiều carbohydrate
SV thực hiện Page 5
GVHD: Mạc Xuân Hòa
thì cơ thể chúng ta sẽ chuyển hoá chúng thành chất béo để dự trữ. Ở động vật và người,
glycogen tập trung chủ yếu ở gan.
2.4. CÁC LOẠI ENZYME AMYLASE QUAN TRỌNG
Gồm có 3 loại emzyme amylase quan trọng nhất và được ứng dụng rộng rãi trong
thực phẩm là: α-AMYLASE,β-AMYLASE VÀ GLUCOAMYLASE.
2.4.1. Enzyme α - amylase (EC 3.2.1.1)
Tính chất vật lý của enzyme
α
- amylase
Trọng lượng phân tử của enzyme α-amylase nấm mốc khoảng 45000-50000Da.
Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng. 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.
Cấu tạo của enzyme
α
- amylase
Mỗi loại α-amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng. α-amylase là một
protein giàu tyrosine, tryptophan, 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.
α-amylase là một metaenzyme. Mỗi phân tử α-amylase đều có chứa từ 1 đến 30
nguyên tử gam Ca/mol, nhưng không ít hơn 1-6 nguyên tử gam/mol Ca tham gia vào sự
hình thành và ổn định cấu trúc bậc ba và duy trì hoạt động của enzyme. Do đó, Ca còn có
vai trò duy trì sự tồn tại của enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và của
các enzyme phân giải protein. Nếu phân tử α-amylase bị loại bỏ hết Ca thì nó sẽ hoàn
toàn mất khả năng thủy phân cơ chất.

Do có hàm lượng Ca trong phân tử và nồng độ Mg
2+
cao nên α-amylase bền với
nhiệt độ hơn các enzyme khác.
Tất cả các α-amylase đều bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng như Cu
2+
, Ag
+
, Hg
2+
.
Một số kim loại như Li
+
, Na
+
, Cr
3+
, Mn
2+
, Zn
2+
, Co
2+
, Sn
2+
.
Riêng α-amylase của nấm mốc Aspergillus oryzae có chứa phần phi protein là poly
saccharide, nó không tham gia vào thành phần của trung tâm hoạt động và nằm ở phía
trong của phân tử enzyme.
α – amylase ở vi sinh vật có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế và khả năng tác

dụng, khả năng chuyển hóa tinh bột và khả năng chịu nhiệt. Thể hiện hoạt tính trong
vùng axit yếu : α – amylase nấm mốc có pHopt=4.5– 4.9 và của vi khuẩn là 5.9 – 6.1. Ở
pH < 3 enzyme bị vô hoạt hoàn toàn trừ α – amylase của Asp. Niger có thể chịu được pH
= 2.5 – 2.8 (trong môi trường sinh tổng hợp acid citric bằng phương pháp lên men bề
mặt).
SV thực hiện Page 6
GVHD: Mạc Xuân Hòa
α – amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hóa cao (dịch hóa) lại vừa tạo ra một
lượng lớn glucose và maltose trong khi đó enzyme α – amylase của vi khuẩn lại có hai
loại: α – amylase dịch hóa và α – amylase đường hóa.
Nhiệt độ hoạt động của enzyme amylase có nguồn gốc khác nhau là khác nhau .
Đáng chú ý là α – amylase của vi khuẩn có thể chịu được nhiệt độ cao, có thể giữ được
hoạt lực ngay cả khi đun sôi trong nước một thời gian ngắn. Đa số các chế phẩm enzyme
thương mại đều có tính chịu nhiệt cao.
Những chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp α – amylase được sử dụng trong
công nghệ : Asp. oryzae , Asp . awamori , Asp. usami , Asp. batatae , Asp. niger, Bacillus
subtilic, …
Hình 2. Mô hình enzyme α- amylase
Cơ chế tác dụng của enzyme
α
-amylase (
α
- 1,4- glucan 4- glucanhydrolase)
Enzyme α-amylase có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở bên
trong phân tử cơ chất (tinh bột hay glycogen) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật
tự nào cả. Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase là một quá trình đa giai đoạn, gồm
hai 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.
− Sang giai đoạn hai (giai đoạn đường hóa): các phân tử α-dextrin tiếp tục bị thủy

phân tạo ra các tetra trimaltose không màu với thuốc thử iode. Các chất này bị
thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho đến khi tạo thành các disaccharide và cuối
cùng là monosaccharide.
SV thực hiện Page 7
GVHD: Mạc Xuân Hòa
Enzyme α – amylase của nấm mốc hầu như chỉ tấn công vào những hạt tinh bột bị
tổn thương. Sản phẩm cuối cùng của thủy phân bằng α – amylase nấm mốc là glucose và
maltose.
Enzyme α – amylase của nấm sợi không tấn công vào liên kết α-1,6-glucoside của
amilopectin, nên khi thủy phân nó sẽ tạo thành các dextrin tới hạn phân nhánh. Sản phẩm
cuối cùng của thủy phân α – amylase nấm sợi là maltose và maltotriose.
Enzyme α – amylase không chỉ có khă năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả
năng phân hủy các hạt tinh bột nguyên vẹn . Dưới tác dụng của α – amylase, amiloza khá
nhanh chóng thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucoza , sau đó tiếp tục bị phân cắt và
trong 1 thời gian dài sẽ bị thủy phân thành 23% glucose và 67% maltose . Tác dụng của
enzyme này cũng tương tự xảy ra đối với amylopectin nhưng vì không phân cắt được liên
kết α – 1,6 – nên sản phẩm sẽ là 72 % maltose , 19 % glucose , dextrin thấp phân tử và
80% isomaltose.
Tuy nhiên thông thường trong một thời gian ngắn từ 30-60 phút (thời gian nấu sơ bộ
nguyên liệu tinh bột hay đường hóa sơ bộ khối nấu trong sản xuất trong sản xuất rượu)
thì enzyme α – amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin thấp phân tử và 1 ít
đường maltose, khả năng dextrin hóa cao này là do tính chất đặc trưng của enzyme này.
Vì vậy còn gọi enzyme này là enzyme amylase dextrin hay amylase dịch hóa .
2.4.2. Enzyme β - amylase ( EC 3.2.1.2)
Tính chất vật lý của enzyme
β
- amylase
β – amylase chỉ có trong malt, kém bền ở nhiệt độ cao, bị vô hoạt hoàn toàn ở 70
0
C.

Khác với α-amylase, nó rất bền khi không có Ca
2+
, β-amylase bị kìm hãm bởi Cu
2+
, Hg
2+
,
urea, iodoacetamide, iodine, ozon…pH tối thích trong dung dịch tinh bột thuần khiết của
β-amylase là 4,6 còn trong dung dịch nấu (không sôi) là 5,6. Nhiệt độ tối thích trong
dung dịch tinh bột thuần khiết 40-50
0
C, còn trong dịch nấu tinh bột là 60-65
0
C.
Cấu tạo của enzyme
β
- amylase
Enzyme β-amylase là một albumin. Tâm xúc tác của nó có chứa nhóm –SH và –
COOH cùng với vòng imidazol của các gốc histidin. β-amylase là enzyme ngoại phân
(exoenzyme), có ái lực với các liên kết 1,4-glucoside các đầu không khử của mạch một
liên kết −1,4 glucoside. Enzyme β-amylase chỉ phổ biến trong thế giới thực vật, đặt biệt
có nhiều trong các hạt nảy mầm. Trong vi khuẩn không có β-amylase amylase. Còn sự
tồn tại của β-amylase trong nấm sợi cho đến này vẫn chưa được chứng minh hoàn toàn.
SV thực hiện Page 8
GVHD: Mạc Xuân Hòa
Hình 3. Mô hình enzyme β- amylase
Cơ chế tác dụng của enzyme
β
- amylase (
β

- 1,4- glucan- matohydrolase)
Enzyme β - amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết 1, 4-glucan trong tinh bột,
glucogen và polysaccharide, phân cắt tuần tự từng nhóm maltose từ đầu không khử của
mạch. Maltose được hình thành do sự xúc tác của β – amylase có cấu hình β vì thế
enzyme này được gọi là β-amylase.
Hầu như không thủy phân hạt tinh bột nguyên mà chỉ thủy phân tinh bột hồ hóa. Có
khả năng thủy phân 100% amylaza thành maltose và 54 – 58 % amylopectin thành
maltose. Khi gặp liên kết α – 1,4 – đứng kế cận α – 1, 6 - thì enzyme β này ngừng tác
dụng. Phần còn lại không bị tác dụng gọi là β – dextrin .
Theo các đặc tính tác dụng lên tinh bột, β-amylase khác α−amylase ở một số điểm:
hầu như không thủy phân hạt tinh bột nguyên mà thủy phân mạnh mẽ hồ tinh bột. β-
amylase phân giải 100% amylose thành maltose và phân giải 54-58% amylopectin thành
maltose. Quá trình thủy phân amylopectin được tiến hành từ đầu không khử của các
nhánh ngoài cùng. Mỗi nhánh ngoài có từ 20-26 gốc glucose nên tạo thành được 10-12
phân tử maltose. Khi gặp liên kết 1,4-glucoside đứng kế cận liên kết -1,6-glucoside thì β-
amylase ngừng tác dụng. Phần saccharide còn lại là dextrin phân tử lớn có chứa nhiều
liên kế -1,6-glucoside và được gọi là dextrin, dextrin cho màu tím đỏ với iode. Độ nhớt
của dung dịch giảm chậm. Tác dụng của β-amylase lên tinh bột có thể biểu diễn bằng sơ
đồ sau:
β- amylase
Tinh bột 54-58% maltose + 42-46% β-dextrin
(Glycogen)
Nếu cho cả α-amylase và β-amylase cùng đồng thời tác dụng lên tinh bột thì tinh
bột bị thủy phân tới 95%.
SV thực hiện Page 9
GVHD: Mạc Xuân Hòa
2.4.3. Enzyme γ- amylase hay Glucoamylase ( EC 3.2.1.3)
Tính chất vật lý của enzyme Glucoamylase
Đa số glucoamylase thường hoạt mạnh trong môi trường acid (pH hoạt động tối ưu
là 3.5 – 5.5). Ngoài ra các glucoamylase còn có thể hoạt động ở môi trường trung tính

(pH khoảng 6.0 – 7.5). Các glucoamylase của nấm men thường là những glucoamylase
trung tính. Phần lớn các glucoamylase hoạt động ở pH không cao. Nhiệt độ tối ưu vào
khoảng 55 – 60
0
C, mất hoạt tính ở nhiệt độ trên 70
0
C.
Cấu tạo của enzyme Glucoamylase
Glucoamylase được các nhà khoa học Nhật tách ra lần đầu tiên từ Aspergillus
awamori năm 1996. Sau đó được tìm thấy ở Rihzopus delemar, Asp.niger, Asp.oryzae và
các nhóm vi sinh vật khác cũng như ở mô động vật.
Glucoamylase từ nấm mốc là các protein có khối lượng phân tử dao động rất lớn từ
27.000 đến 112.000 Da, tùy thuộc vào nguồn gốc của enzyme. Các glucoamylase chủ yếu
được tạo nên từ hai iso enzyme I và II, khác nhau ở khả năng thủy phân tinh bột ở trạng
thái rắn và bởi độ bền của chúng. Glucoamylase I tự hấp thụ và thủy phân tinh bột ở trạng
thái rắn, ngược lại gluacoamylase II không có cả hai tính chất này.
Glucoamylase I và glucoamylase II đều là những chuỗi glyco-protein, trong phân tử
có chứa D-glucose, D-maltose, D-galactose, thành phần carbonhydrate trong phân tử
glucoamylase I chiếm khoảng 18%, còn với phân tử glucoamylas II là 10%.
Phân tử carbonhydrate đóng vai trò giúp ổn định cấu trúc enzyme glucoamylase.
Ngoài ra, chúng còn giúp tạo liên kết với cơ chất là các phân tử polysaccharide giúp cho
vùng xúc tác trên enzyme gần với cơ chất hơn, do đó quá trình thủy phân của enzyme
thuận lợi hơn.
Thành phần acid amin tham gia tạo thành chuỗi polypeptid trong phân tử
glucamylase thu nhận từ nấm mốc Asp.niger và Asp.awamori khoảng 650-700 acid amin.
Các acid amin chính tham gia trong trung tâm hoạt động của enzyme glucoamylase
bao gồm acid glutamic, tryptophan, tyrosin, asparagin, lysinh, serin. Trong đó acid
glutamic ở vị trí thứ 179 và 400 đóng vai trò chính trong việc xúc tác thủy phân liên kết
O-glucozit của cơ chất.
SV thực hiện Page 10

GVHD: Mạc Xuân Hòa
Hình 4. Mô hình enzyme glucoamylase
Cơ chế tác dụng của enzyme
γ
- amylase ( glucoamylase hay 1-4-glucan-
glucohydrolase)
Glucoamylase có khả năng thủy phân liên kết -1,4- lẫn -1,6- glucoside , ngoài ra
còn có khả năng thủy phân các liên kết -1,2 và -1,3 glucoside và là enzyme ngoại bào.
Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin,
dextrin… thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại amylase khác.
Hiện nay enzyme này có vị trí hàng đầu về hiệu lực thủy phân tinh bột và các sản
phẩm trung gian. Vì thế việc sử dụng các chế phẩm glucoamylase tách từ các chủng vi
sinh vật hoạt động trong sản xuất rượu, bia, mạch nha có ý nghĩa, triển vọng vô cùng to
lớn.
Những chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra enzyme này là: Asp. oryzae ,
Asp . awamori , Asp. usami , Asp. batatae , Asp. niger, …
3. ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
3.1. TRONG SẢN XUẤT BIA
Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống , các nước phương Tây chủ yếu sử dụng
enzyme amylase của malt để thủy phân tinh bột trong malt , sau đó đến giai đoạn rượu
hóa bởi nấm men Saccharomyces sp . Cơ sở khoa học của việc sử dụng malt là khi đại
mạch chuyển từ trạng thái hạt sang trạng thái nảy mầm ( malt ) , enzyme amylase sẽ được
SV thực hiện Page 11
GVHD: Mạc Xuân Hòa
tổng hợp và enzyme này sẽ thủy phân tinh bột có trong hạt tạo ra năng lượng và vật chất
cho sự nảy nầm . Như vậy việc đường hòa tinh bột nhờ enzyme của chính nó . Như thế
rất cần nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia ở quy mô lớn .
3.1.1. Nguyên liệu
− Nguyên liệu : ngũ cốc , hoa Houblon , nước , nấm men , chất phụ gia Hoa
Houblon.

− Các chủng vi sinh vật :
Ç Saccharomyces cerevisizae ( lên men nổi).
Ç Saccharomyces cerevisidae (Lên men chìm).
3.1.2. Nguồn enzyme thường sử dụng
Trong công nghệ sản xuất bia , người ta thường dùng enzyme amylase có trong
mầm đại mạch . Ngoài ra , còn sử dụng enzyme khác có trong mầm đại mạch để thủy
phân và chuyển hóa chất không tan khác sang trạng thái tan như protein , cellulose …
sang amino acid và glucose .
Người ta sử dụng chế phẩm enzyme cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào , tạo
điều kiện để các thành phần có trong tế bào hạt thoát ra ngoài nhờ đó chất lượng bia được
nâng cao hơn .
Một loại enzyme khác cũng được sử dụng đó là glucose amylase được sử dụng để
loại trừ khí O2 có trong bia , giúp quá trình bảo quản bia kéo dài hơn rất nhiều.
So với enzyme amylase từ các nguồn khác thì enzyme từ thóc đại mạch đã được nảy
mầm được sử dụng với số lượng nhiều nhất hiện nay .
Quá trình hạt nảy mầm là quá trình sinh enzyme amylase và nhiều enzyme hóa.
3.1.3. Sự tham gia của enzyme amylase trong công nghệ sản xuất bia
Enzyme amylase tác động vào giai đoạn đường hóa : biến đổi tinh bột thành các
dextrin và maltose .
Quá trình nảy mầm xảy ra trong giai đoạn nấu bia . Trong quá trình này , malt sau
khi được nghiền sẽ hòa tan chung với nước theo một tỷ lệ thích hợp dưới tác dụng của
các enzyme ở nhiệt độ nhất định sẽ được đường hóa trong nồi nấu malt.
Trong giai đoạn lên men tiếp theo , các chất đường , dextrin có phân tử thấp sẽ được
chuyển hoá thành rượu etylic , CO2 và một số sản phẩm phụ khác tạo thành bia theo yêu
cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm.
3.2. TRONG SẢN XUẤT CỒN
SV thực hiện Page 12
GVHD: Mạc Xuân Hòa
3.2.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu sản xuất cồn là nguồn tinh bột . Tuy nhiên ở mỗi nước sử dụng nguồn

nguyên liệu khác nhau : ỡ Mỹ người ta sử sụng từ bột ngô để sàn xuất cồn , ở Brazil sử
dụng khoai mì , các nước khác sử dụng gạo hoặc tấm từ gạo .
Nguyên liệu chủ yếu mà nhà máy rượu nước ta thường sử dụng đó là sắn , sau đó là
ngô và một phần gạo hoặc tấm.
3.2.2. Sự tham gia của enzyme amylase trong sản xuất cồn
− Enzyme sử dụng : α – amylase và β– amylase .
− Trước đây người ta dùng Enzym amylase của malt , nhưng ngày nay đã thay thế
bằng Enzym amylase của nấm sợi .
− Trong sản xuất cồn từ nguyên liệu chứa tinh bột , Enzyme amylase được sử dụng ở
các giai đoạn đường hóa : Chuyển hóa tinh bột bằng α - amylase để tạo thành
dextrin . Chuyển hóa dextrin bằng β - amylase hay amyloglucosidase để tạo ra
đường có khả năng lên men . Giai đoạn đường hóa tinh bột - Quá trình đường hóa
đóng vai trò quyết định đến khả năng lên men và hiệu suất cồn thu được . Các chế
phẩm Enzyme được sử dụng trong sản xuất cồn bao gồm những chế phẩm thô
được thu nhận từ phương pháp nuôi cấy bề mặt , nuôi chìm hoặc các chế phẩm
đậm đặc , tinh khiết . Chủ yếu là sử dụng chế phẩm dạng thô vì tính chất kinh tế.
− Vì sử dụng chế phẩm dạng thô , do đó để tránh các phản ứng không mong muốn
trong quá trình đường hóa , trước khi đường hóa phải xác định họat tính Enzyme
của từng lọai Enzyme từ đó điều chỉnh họat động của chúng .
− Trong giai đoạn đường hóa dịch đường hóa nấm men , Enzyme -amylase tham gia
thực hiện các phản ứng sinh hóa cần thiết và quyết định đến hiệu suất sản xuất
cồn. Còn Enzyme β-amylase tham gia những biến đổi cơ bản cơ chất để tăng
cường quá trình chuyển hóa cơ bản
− Khi thủy phân tinh bột , enzym α-amylase tác động vào liên kết α-1,4 glucoside và
sản phẩm tạo ra là maltose và dextrin mà mạch của chúng gần bằng C6 . các
dextrin sau đó sẽ phân hủy chủ yếu theo C6 C5 + C1 . C7 C6 + C1 hay C5 + C2 .
C8 C6 + C2 hay C5 + C3 .
− Enzyme α-amylase của vi khuẩn thủy phân tinh bột tạo ra lượng glucose và
maltose theo 1: 5,4. Enzym α-amylase của nấm sợi thủy phân tinh bột tạo ra
lượng glucose và maltose theo 1:3,79 . Enzym α-amylase của vi khuẩn và nấm sợi

đều không có khả năng phân giải α-1,6 glucoside của cơ chất.
SV thực hiện Page 13
GVHD: Mạc Xuân Hòa
3.2.3. Vai trò của enzyme amylase
Như vậy, vai trò cơ bản của α-amylase trong sản xuất rượu , cồn là làm dịch hóa
nhanh ở giai đoạn nấu và cả ở giai đoạn đầu của sự đường hóa , dextrin hóa và tích tụ
đường .
− Vai trò của amyloglucosidase : thủy phân liên kết -1,4- glucoside trong các
polysaccharide , chúng liên tiếp phân cắt các gốc glucose không khử trong mạch
polysaccharide . Ngoài ra nó còn có khả năng phân cắt liên kết -1,6- glucoside .
Sản phẩm cuối cùng trong hoạt động của glucoamylase là glucose.
3.3. TRONG SẢN XUẤT MÌ CHÍNH
3.3.1. Nguyên liệu
− Nguyên liệu sử dụng : các nguyên liệu giàu glucid như tinh bột sắn , rỉ đường
mía…
− Các chủng vi sinh vật : corymebacterium hydrocacboclastus, bacillus,
Brevibacterium
Thành phần và cấu tạo của tinh bột
Tinh bột sắn được sản xuất trong quá trình chế biến củ sắn . Có 2 loại sắn : sắn đắng
và sắn ngọt khác nhau về thành phần tinh bột và cianua.
Sắn đắng có nhiều tinh bột hơn nhưng đồng thời cũng có nhiều acid HCN hơn,
khoảng 200-300 mg/kg. Sắn ngọt ít có HCN nên được dùng làm lương thực, thực phẩm.
Sắn trồng ở các tỉnh phía Bắc chủ yếu là sắn ngọt và không có chứa acid HCN.
Thành phần hóa học của tinh bột sắn phụ thuộc chủ yếu vào trình độ kĩ thuật chế biến
sắn. Tinh bột: 83 – 88 %; Nước: 10,6 – 14,4 %; Cenllulose: 0,1 – 0,3 %; Đạm: 0,1 – 0,4
%; Chất khoáng: 0,1 – 0,6 %; Chất hòa tan: 0,1 – 1,3 %.
Cũng như các loại tinh bột khác , tinh bột sắn gồm các mạch amylopectin và
amylose.
Thành phần và cấu tạo của rỉ đường mía
Rỉ đường mía là phần còn lại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường kết

tinh. Số lượng và chất lượng của rỉ đường phụ thuộc vào giống mía, điều kiện trồng trọt,
hoàn cảnh địa lý và trình độ kĩ thuật của nhà máy đường.
Đường: 62 %, Các chất phi đường: 10 %, Nước: 20 %. Nước trong rỉ đường gồm
phần lớn ở trạng thái tự do và một số ít dưới trạng thái liên kết ở dạng hydrat.
Đường trong rỉ đường bao gồm : Saccharose: 25 – 40 %; Đường khử ( glucose và
fructose ): 15 – 25 %; Đường không lên men được:3 – 5 %.
3.3.2. Sự tham gia của enzyme amylase trong công nghệ sản xuất mì chính.
− Amylase được sử dụng trong giai đoạn thủy phân tinh bột.
SV thực hiện Page 14
GVHD: Mạc Xuân Hòa
− Mục đích : tạo điều kiện để thực hiện các phản ứng thủy phân tinh bột thành
đường lên men được chủ yếu là đường glucose.
− Enzyme thường dùng : enzyme α– amylase , γ – amylase ( vừa thủy phân -1,4-
vừa thủy phân -1,6- ).
3.4. TRONG SẢN XUẤT BÁNH MÌ
3.4.1. Nguyên liệu
Bánh mì được coi là nguồn lương thực chính của các nước châu Mỹ và các nước
châu Âu, trong vài thập niên gần đây bánh mì được coi như một khẩu phần lương thực
của Việt Nam.
Các loại hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa nước, bắp, khoai mì là nguồn nguyên liệu
chính để làm bánh mì. Trong đó chỉ có bột từ lúa mì mới là nguyên liệu để sản xuất bánh
mì.
3.4.2. Quá trình tham gia của amylase
− Trong sản xuất bánh mì , người ta sử dụng enzyme nhằm giải quyết một số vấn
đề sau :
Ç làm tăng nhanh thể tích bánh
Ç làm màu sắc của bánh đẹp hơn
Ç làm tăng mùi thơm cho bánh
− Trong sản xuất bánh mì , người ta sử dụng cả hai loại Enzyme α-amylase và β-
amylase , các loại enzyme này tham gia thủy phân tinh bột để tạo thành đường .

Nhờ đó nấm men Saccharomyces cerevisiae sẽ dể dàng chuyển hóa chúng thành
cồn , CO2 , làm tăng thể tích của bánh và tạo ra màu sắc , hương vị tốt cho bánh .
− Nguồn amylase thường sử dụng là từ malt , tuy nhiên trong những năm gần đây,
malt dần 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 .
− Trong quá trình sử dụng Enzyme amylase người ta cho sulfat amon vào bột như
một chất đệm cho amylase họat động , người ta thường tạo chất đệm cho amylase
bằng cách trộn lượng Enzyme amylase vào tinh bột theo tỷ lệ 1:1 . hỗn hợp này
có tác dụng ổn định họat tính Enzyme amylase không thay đổi trong một năm
bảo quản. Khi cho hỗn hợp này vào bột để làm bánh thì chất lượng bánh sẽ tăng
lên rất nhiều ( tăng thể tích , độ xốp , tăng khả năng giử hình bánh , tăng mức ổn
định cấu trúc ruột bánh và làm giảm quá trình làm khô của bánh ) . Ngoài ra khi
sử dụng chế phẩm enzyme sẽ làm giảm tiêu hao nấm men lỏng đến 20% .
− Mặt khác chất lượng của bánh mì không chỉ phụ thuộc vào lượng CO2 tạo ra
nhiều hay ít , mà phụ thuộc vào động thái của quá trình tạo ra nó . Nếu lượng
SV thực hiện Page 15
GVHD: Mạc Xuân Hòa
CO2 tạo ra chỉ từ lượng đường có sẵn trong bột mì thì lượng CO2 này sẽ đạt cực
đại ở giờ đầu tiên và giờ thứ hai của quá trình lên men , sau đó lượng khí sẽ giảm
bánh mì sẽ không đảm bảo chất lượng . Trong công nghệ sản xuất bánh mì ,
lượng khí CO2 phải được tạo ra liên tục từ giờ đầu tiên đến giờ cuối cùng của
quá trình sản xuất . Đặc biệt là quá trình tạo CO2 phải được ổn định 10 - 15 phút
đầu khi đưa bánh vào lò nướng .
− Khi trong bột có β-amylase họat động thì tạo thành CO2 trong quá trình nhào bột
xảy ra theo chiều hướng tăng và đạt cực đai ở giờ thứ tư của quá trình lên men .
Như vậy sự tạo thành lượng khí liên tục là nhờ họat động của amylase đưa vào
trong bột trong quá trình nhào bột
− Công nghệ sản xuất bánh mì của một nước có sử dụng chế phẩm Enzyme như :

Ç Ở Nga người ta sử dụng chế phẩm có tên thương mại là Amilorizin - P810X
. chế phẩm này được sản xuất từ nấm sợi Aspergillus oryzae chủng 476 -1 ,
chế phẩm Enzyme này chứa cả các lọai amylase và protease . Chế phẩm
này thường ở dạng cô đặc tinh khiết và cả dạng bột .
Ç Ở Mỹ các chế phẩm Enzyme thường dùng ở dạng hạt , hãng sản xuất chế
phẩm enzyme dùng cho bánh mì lớn nhất ở Mỹ là hãng Rom và Khaac .
Enzyme có tên thương mại là GUMASE NR -150 .
Ç Ở Anh người ta sử dụng các chế phẩm Enzyme amylase chủ yếu từ nấm sợi
aspergillus oryzae bằng phương pháp nuôi cấy chìm, các Enzyme protease
và amylase thường được tách riêng biệt . Khi sử dụng họ thường sử dụng
chính xác từng loại Enzyme.
Ç Ở Nhật , tuy bánh mì không phải là lương thực chính nhưng những cơ sở
sản xuất bánh mì ứng dụng Enzyme rất có hiệu quả . Các chế phẩm Enzyme
sử dụng là hỗn hợp amylase và protease .
3.5. TRONG SẢN XUẤT BÁNH KẸO
3.5.1. Mục đích sử dụng enzyme
Mục đích của việc sử dụng Enzyme vào sản xuất các loại bánh quy là làm tăng mùi
và vị bánh , khi chế biến bột thành các loại bánh quy các Enzyme protease và amylase
của bột hoạt động làm tăng hàm lượng các amino acid tự do và làm tăng lượng đường
khử . Đường khử và các amino acid tự do có trong khối bột sẽ cùng tham gia vào các
phản ứng oxy hóa khử và kết quả tạo cho bánh quy có mùi, vị, màu hấp dẫn .
3.5.2. Enzyme amylase
Tuy nhiên nếu chỉ tận dụng lượng Enzyme có sẵn trong tinh bột thì phản ứng trên
xảy ra không mạnh, nhất là khi sử dụng lọai bột xấu để sản xuất bánh. Do đó người ta
thường bổ sung thêm Enzyme protease và amylase vào chế biến bột trong quá trình sản
SV thực hiện Page 16
GVHD: Mạc Xuân Hòa
xuất bánh quy. Khi đó lượng đường khử và lượng amino acid tự do sẽ tăng lên, phản ứng
oxi hóa khử cũng được tăng cường.
3.6. TRONG SẢN XUẤT SIRO

3.6.1. Nguyên liệu
Các nguyên liệu chứa tinh bột không chỉ là nguồn thực phẩm quan trọng mà còn là
nguồn nguyên liệu để tạo ra nhiều loại thực phẩm khác nhau.
Ứng dụng trong sản xuất siro và các sản phẩm chứa đường. Phôi bắp được xử lý
bằng SO
2
và vi khuẩn lactic để hạt tinh bột mềm, ra khỏi khối bột bằng li tâm.
Ngoài tinh bột bắp , người ta còn sử dụng tinh bột khoai tây, tinh bột mì, tinh bột
sắn ( khoai mì ). Tuỳ theo nguồn nguyên liệu tinh bột mà người ta áp dụng kỹ thuật khác
nhau cho phù hợp.
3.6.2. Sự tham gia của enzyme amylase
Enzym amylase chỉ được sử dụng sau khi tinh bột hoà vào nước:
− Theo công nghệ trên , dung dịch tinh bột bắp được điều chỉnh pH =6 và được hồ
hoá ở nhiệt độ cao và được thực hiện theo phương pháp liên tục. Ở giai đoạn gia
nhiệt này, người ta cho một lượng nhỏ α- amylase để dịch tinh bột có độ nhớt
thấp, tránh hiện tượng cháy khét.
− Tiếp theo người ta cho lượng Enzym còn lại vào . Đây là giai đoạn đường hoá rất
mạnh để đạt được giá trị DE ( dextrose equivalents ) 15-20 . Trong công nghệ
đường hoá liên tục, thời gian để đạt được DE 15-20 phải mất 2 giờ .
− Enzym được sử dụng trong công nghệ sản xuất siro fructose phải là những
Enzym chịu nhiệt, Những Enzym này thường được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus
licheniformis, Bacillus stearothermophilus. Ngoài ra , người ta còn sử dụng α-
amylase từ nhiều VSV khác nhau .
− Đặc điểm quan trọng nhất của enzym amylase là chúng hoạt động ở pH gần trung
tính ( pH= 6 ). Đặc điểm này giúp ta thực hiện các quá trình đường hoá rất dễ
dàng. Đặc điểm kỹ thuật của từng công đoạn sản xuất siro fructose được trình
bày trong bảng sau :
− Trong đó , giai đoạn dịch hoá và đường hoá đóng vai trò rất quan trọng . Các giai
đoạn này thường quyết định các giai đoạn sau và quyết định đến chất lượng sản
phẩm.

− Trong công nghệ sản xuất siro fructose , nhiều nước trên thế giới có sử dụng
Enzym cố định amyloglucosidase và pullulanase .
− Phương pháp này thường thực hiện ở nhiệt độ 60
0
C và hàm lượng chất khô trong
dịch khoảng 30-35% .
SV thực hiện Page 17
GVHD: Mạc Xuân Hòa
− Ngoài công nghệ sản xuất siro fructose từ nguyên liệu ban đầu là bột ngô ra,
người ta còn tiến hành quá trình isomer hoá glucose để sản xuất siro fructose.
3.7. TRONG SẢN XUẤT GLUCOZA VÀ MẬT
Chúng ta đã biết từ tinh bột có thể thu được các phẩm vật đường khác nhau khi thủy
phân tinh bột bằng acid cũng như bằng Enzym 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 kiên cho trẻ em và người bệnh.
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 glucozyltransferaza do đó sẽ làm giảm tính chất của glucoza , làm cho glucoza khó 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 ra glucozyltransferaza ( ta có thể hấp phụ nó bằng đất sét chua
hoặc bằng cách khử hoạt tính của nó bằng acid hoặc kiềm) - Glucoamylase bền trong một
khoảng pH rộng , những nấm mốc chứa nhiều glucoamilase A. Awarnor , Rhizopus , đặc
biệt là Rhizopus ở Nhật đã sản xuất chế phẩm glucoamylase từ canh trường bề mặt của
nấm mốc này.
4. NGUỒN THU NHẬN ENZYME AMYLASE
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 như nhân microsom … Enzyme không 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 sử dụng một số cách sau:

− Biện pháp cơ học như nghiền xay với bột thuỷ tinh , cát thạch anh hoặc máy xay
đồng hoá…
− Bằng dung môi 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 ngoài Enzyme còn có các tạp chất khác như
protein phi Enzyme, muối, gluxit …
Chúng ta cần loại bỏ để thu nhận Enzyme có độ tinh khiết cao. Có rất nhiều phương
pháp tinh sạch Enzyme sau đây là một số phương pháp cơ bản được sử dụng rộng rãi và
có hiệu quả:
SV thực hiện Page 18
GVHD: Mạc Xuân Hòa
− Để loại muối và tạp chất có trọng lượng phân tử nhỏ ta dùng phương pháp thẩm
tích qua 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 prôtein 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…
4.1. Thu nhận enzyme từ 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 thùy nhỏ. Tụy tạng vừa có chức năng nội tiết vừa có chức năng ngoại tiết.
Thu nhận Amylase từ động vật phần lớn là từ dịch tụy tạng. 98% tụy tạng được cấu
tạo từ các tế bào ngoại tiết hoặc là tế bào tuyến. Các tế bào này tiết Enzyme tiêu hoá vào
trong tá tràng.
4.2. Thu nhận enzyme từ thực vật
4.2.1. Malt đại mạch

Malt là từ chỉ trạng thái hạt nảy mầm .
Quá trình sản xuất malt gồm các bước sau :
Ngâm hạt ủ hạt cho nảy mầm sấy malt tươi tách mầm
bảo quản malt khô.
 Yêu cầu về nguồn nguyên liệu
− Hạt có màu vàng vàng óng ánh , thơm mùi rạ tươi .
− Hạt phải thuần , tỷ lệ hạt ngoại lai chỉ được chiếm 5% . Không có hạt bị bệnh
− Vỏ hạt < 7-9% trọng lượng hạt . Trọng lượng 1000 hạt khoảng 40-44g .
− Sức nảy mầm ( qua ngày thứ 3 của quá trình nảy mầm ) : 80 -90%
− Khả năng nảy mầm ( tính đến ngày thứ 5 của quá trình nảy mầm : > 95% )
− Độ ẩm của hạt khoảng 15%
− Dung trọng : 650 – 680g/l
− Hàm lượng protein : 9 – 12%
− Hàm lượng tinh bột > 63 – 65%
 Sản xuất Malt Các bước trong quy trình sản xuất malt đại mạch :
Đại mạch > làm sạch > sấy bảo quản > ngâm hạt > ủ mầm
> malt tươi > sấy malt > tách mầm rễ > malt khô
 Ngâm Hạt : Đại mạch được ngâm trong nước sạch cho đến khi đạt đến sự cân bàng
về độ ẩm. Chú ý đến sự thông khí trong khối hạt bằng cách đảo trộn khối hạt thường
SV thực hiện Page 19
GVHD: Mạc Xuân Hòa
xuyên. Mục đích của giai đoạn này là tạo độ ẩm cho hạt có điều kiện lấy đủ oxy, đẩy
CO2 và các sản phẩm bất lợi cho quá trình nảy mầm của hạt ra ngoài khối hạt . Khi
ngâm hạt, nước sẽ ngấm vào hạt làm cho thể tích hạt tăng nên, các Enzyme đang ở
trạng thái không hoạt động chuyển sang trạng thái hoạt động và hoạt tính của
Enzyme sẽ mạnh dần và thuỷ phân các chất dự trữ có phân tử lượng cao ở trong hạt
thành các chất có phân tử lượng nhỏ hơn như đường , amino acid . Vì vậy , cần phải
luôn luôn chú ý đến sự thông khí , độ ẩm của hạt và nhiệt độ .
 Hạt đại mạch khô hầu như không có hoạt lực của α-Amylase. Khi hạt chuẩn bị nảy
mầm thì xuất hiện hoạt lực của α-Amylase và hoạt lực này tăng dần. Đến ngày thứ 7

và thứ 8 của quá trình nảy mầm ( nhiệt độ18 – 20
0
C ), hoạt lực này đạt đến mức độ
tối đa, sau đó giảm xuống. Vào lúc hoạt lực của Enzyme đạt đến mức tối đa thì phải
ngừng quá trình nảy mầm bằng cách sấy hạt đang nảy mầm ở nhiệt độ thích hợp.
4.2.2. Malt thóc
Đại mạch là loại ngũ cốc trồng ở vùng ôn đới có khí hậu lạnh. Ở những vùng nhiệt
đới người ta nghiên cứu việc sử dụng malt thóc, bắp để thay thế một phần hay toàn bộ
malt đại mạch.
 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 khô.
 Trong qúa trình nảy mầm của hạt, các Enzyme như Amylase, protease,… hoạt động
mạnh xúc tác cho các biến đổi sinh lý, sinh hoá trong hạt như thuỷ phân các chất cao
phân tử như tinh bột và cellulose, protein thành những chất đơn giản hơn. Quá trình
nảy mầm xảy ra khi 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 ngoài
khi thấm vào hạt sẽ hoà tan các chất dự trữ, hoạt hóa các Enzyme xúc tác quá trình
phân giải các hợp chất cao phân tử trong hạt thành những chất đơn giản cung cấp cho
hoạt động tăng.
 Sấy khô Thu nhận, xử lý, làm sạch, phân loại Mầm rễ khô, Tách mầm rễ, Sấy khô,
Nảy mầm, Ngâm Không khí, Malt khô sản xuất bia, Malt khô bảo quản, Bảo quản
Đại trưởng của phôi để hình thành cây mầm. Phôi 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
môi trường bên ngoài 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 hô hấp mạnh. Khối hạt cần được đảo 2 - 3 lần/ngày .
SV thực hiện Page 20

GVHD: Mạc Xuân Hòa
− 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 hô hấp cao. Khối hạt cần được
đảo 2 - 3 lần/ngày .
− Giai đoạn 3 : Những ngày sau quá trình nảy mầm xảy ra chậm dầm, nhiệt độ tăng
yếu và khối hạt cũng cần được đảo 2 - 3 lần/ngày.
 Các quá trình xảy ra trong quá trình nảy mầm của Hạt Khi nước ở bên ngoài thấm
vào hạt, các hợp chất cao phân tử bên trong hạt thấm nước và trương lên, các Enzyme
thuỷ phân hoạt động, phân cắt các chất này thành những chất đơn giản hơn ở trạng
thái hoà tan. Các chất này một phần được chuyển đến để nuôi phôi, một phần bị tiêu
hao do hoạt động hô hấp và phần lớn được sử dụng để chuyển hoá thành những chất
cao phân tử mới ở các mô của cây nảy mầm. Hoạt động hô hấp trong hạt cần được
cung cấp oxy đồng thời thải ra khí CO
2
và toả nhiệt làm cho nhiệt độ của khối tăng
lên, do đó cần phải chú ý tới đảo trộn khối hạt.
 Hoạt động của Enzyme : trong khối hạt, Enzyme ở dạng liên kết và chúng được
chuyển sang trạng thái hoạt động khi hạt nảy mầm. Ngoài ra còn có một số Enzyme
được tổng hợp mới.
 Các Enzyme hoạt động trong quá trình nảy mầm của hạt lúa .
− α-Amylase : Enzyme này không hoàn toàn hoạt động ở hạt chín. Hoạt tính của
Enzyme α-Amylase tăng dần trong quá trình nảy mầm của hạt. Ở nhiệt độ 15 –
17
0
C, hoạt tính của α-Amylase đạt đến cực đại vào ngày thứ 10 – 12 của quá 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 rất
yếu trong hạt chín hoàn toàn. Hoạt động này tăng nên trong quá trình hạt nảy
mầm. Thời gian để hoạt động của Enzyme này đạt đến cực đại cũng tuỳ thuộc vào

nhiệt độ .
− Enzyme Oxy Hoá Khử : Trong quá trình nảy mầm , hoạt động của các ezyme này
tăng nên mạnh do đó hoạt động hô hấp của hạt cũng gia tăng. Hoạt động hô hấp
của hạt mạnh nhất vào ngày thứ 4–6 ở nhiệt độ 27 – 28
0
C và cường độ hô hấp phụ
thuộc vào độ ẩm của hạt, nhiệt độ vào lượng O
2
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).
4.3. Thu nhận enzyme từ vi sinh vật
Nguồn thu nhận chủ yếu là : nấm mốc, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn…Khi nuôi
VSV tạo Amylase có hai quá trình liên quan mật thiết với nhau. Quá trình tổng hợp sinh
khối VSV và quá trình tích tụ Enzyme trong tế bào hay ngoài môi trường. Ở một số VSV,
SV thực hiện Page 21
GVHD: Mạc Xuân Hòa
quá trình tổng hợp Amylase tiến hành song song với quá trình sinh trưởng, nghĩa là sự
tích tụ Enzyme phụ thuộc vào tuyến tính của sự tăng khối.
 Yêu cầu chung Muốn thu nhận các Enzyme Amylase với hiệu suất cao cần phải tiến
hành phân lập, và chọn giống VSV để tuyển lấy những chủng hoạt động mạnh, đồng
thời phải tiến hành lựa chọn cơ chất cảm ứng và thành phần môi trường tối thích
cũng như tiêu chuẩn hoá các điều kiện nuôi. Như vậy sự tổng hợp Enzyme Amylase
không những phụ thuộc vào tính chất di truyền của VSV mà còn phụ thuộc vào việc
tuyển chọn các điều kiện nuôi đặc hiệu. Ngoài các yếu tố hoá học (thành phần môi
trường) ra, thì các điều kiện lý hoá của quá trình nuôi 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 quá trình nuôi VSV, thì thành phần môi trường , tính

chất cơ lý của môi trường, độ tiệt trùng, độ ẩm ban đầu, độ thoáng khí, nhiệt độ nuôi
và pH môi trường… Là những yếu tố cơ bản quan trọng.
 Nuôi VSV tạo Amylase bằng phương pháp bề mặt:
− Yêu cầu đối với môi trường thành phần dinh dưỡng.
Ç Yêu cầu cơ bản đối với thành phần của môi trường nuôi VSV tạo Amylase
cũng giống như yêu cầu đối với môi trường nuôi VSV tạo Enzyme khác là
tính hoàn thiện. Hầu hết các VSV tạo Amylase đều hấp thụ carbon chủ yếu
ở các dạng hợp chất hữu cơ (tinh bột, dextrin…), hyđro ở dạng H
2
O và của
các hợp chất hữu cơ, oxy ở trong thành phần cấu tử cơ bản của môi trường
và ở dạng oxy phân tử. Cấu tử chính của môi trường VSV tạo Amylase
bằng phương pháp lên men bề mặt là cám mì, cám gạo. Cám mì, cám gạo là
nguyên liệu hoàn hảo và có thể là một cấu tử duy nhất của môi trường để
nuôi VSV không cần bổ sung thêm các chất khác nữa.
Ç 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 nguyên tố
trơ (Na – 0.09% , K – 1% , Ca – 0.16% , P - 0.94% ) và các nguyên tố vi
lượng cùng các chất khác. Cám gạo có khoảng 20% tinh bột 10 –15% chất
béo, 10 – 14% protein, 8–16% celulose, các chất hoà tan không chứa nitơ
(37 –5 9 %) Chất lượng của cám gạo, cám mì có ảnh hưởng lớn tới hoạt lực
của enzyme. Cám không được chứa tinh bột dưới 20 – 30%. Nên dùng cám
tốt, cám mới không có vị chua hay vị đắng, không hôi mùi mốc. Độ ẩm của
cám không quá 15%, tạp chất độc không quá 0,05% Tuy là phế liệu của
công nghiệp xay xát, nhưng cám cũng tương đối đắt tiền, hơn nữa trong quá
trình nuôi VSV, các chất dinh dưỡng không được sử dụng hết, vì thế có thể
thay cám bằng một số cấu tử rẻ tiền hơn. Cấu tử này thường là mầm mạch
SV thực hiện Page 22
GVHD: Mạc Xuân Hòa

(15 – 20 %), trấu (2 – 5%), mùn cưa (5 - 10%)… Có thể dùng cặn bã canh
trường rắn (sau khi cách ly Enzyme) là cấu tử chính của môi trường (Silova,
Fenikxov) 1967, đảm bảo chế độ tiệt trùng. Cám và các chất phụ gia chứa
nhiều bào tử VSV khác nên cần phải tiệt trùng để đảm bảo chủng nuôi phát
triển bình thường và canh trường sản xuất không chứa VSV ngoại lai. Cần
thanh trùng dưới áp suất hơi 1 - 5atm trong vòng 4 -6 giờ, có thể thanh
trùng bằng hơi nóng ở nhiệt độ 1200C trong 90 phút. Khi thanh trùng cho
vào 0,2% formalin (40%) và 0,8% HCl kỹ thuật theo khối lượng môi
trường.
− Độ ẩm tối thích cuả môi trường :
Trong điều kiện sản xuất, độ ẩm ban đầu tối thích (đối với Asp.niger ,
Asp.awamort, Asp.flavus , Asp.arysee) của môi trường là 58 – 60% và phải giữ
cho môi trường có độ ẩm đó trong suốt quá trình nuôi. Độ ẩm mà tăng quá 55 –
70% sẽ làm giảm độ thoáng khí, còn thấp hơn 50 – 55% thì kìm hãm sự sinh
trưởng và phát triển của VSV cũng như sự tạo Enzyme Amylase. Trong điều kiện
tiệt trùng tốt (môi trường trong bình tam giác, trong tủ ấm phòng thí nghiệm hoạt
lực Amylase cao nhất thu ở độ ẩm 65 –68%). Cần nhớ rằng khi nuôi trong điều
kiện không được vô trùng tuyệt đối (trên các khay), thì độ ẩm môi trường không
được vượt quá 60%, vì cao hơn nữa sẽ dễ bị nhiễm khuẩn. Tuy vậy, việc giữ được
độ ẩm cao (việc phòng ngừa và hạn chế sự hư hỏng của canh trường) trong suốt
quá trình sinh trưởng của nấm sợi lại còn có ý nghĩa to lớn hơn đối với sự tạo
thành Enzyme.
− Ảnh hưởng của độ ẩm môi trường đến sinh tổng hợp Enzyme Amylase như sau :
Ảnh hưởng của việc giữ độ ẩm trong quá trình sinh trưởng tới sự tạo α-Amylase
của Asp.ozysee nuôi bằng phương pháp bề mặt .
Phương án thí nghiệm 20 giờ - 34 giờ - 42 giờ.
Độ ẩm %
(1)
Hoạt độ
Amylase

đ/v canh
trường
khô (1)
Độ ẩm %
(2)
Hoạt độ
Amylase
đ/v canh
trường
khô(2)
Độ ẩm %
(3)
Hoạt độ
Amylase
đ/v canh
trường
khô(3)
Khay để
hở
27,8 15,0 23,8 18,0 22,0 20,5
Khay đậy
nắp
46,4 20,4 42,4 32,9 42,4 36,7
Qua bảng số liệu trên thấy rõ là hoạt lực α-Amylase của canh trường nuôi nấm
sợi, khi bị hong khô giảm gần hai lần. Điều đó khẳng định sự cần thiết phải giữ ẩm
cho môi trường ở mức độ tối thích. Cần thông khí liên tục trong suốt thời kì sinh
SV thực hiện Page 23
GVHD: Mạc Xuân Hòa
trưởng của VSV. Trong quá trình sinh trưởng của mình VSV tiêu thụ 25 – 35%
chất dinh dưỡng của môi trường và thải ra một lượng lớn nhiệt sinh lý và CO2 . Vì

vậy cần phải thải nhiệt này bằng thông gió với không khí vô trùng có độ ẩm tương
đối khoảng 100%. Chế độ thông khí có thể liên tục , gián đoạn (hoặc không khí tự
nhiên) tuỳ thuộc vào chiều dày của lớp môi trường nuôi , vào khoảng cách giữa
các tầng khay và đĩa khay. Thường là giai đoạn sinh trưởng thứ nhất phải thông
khí vào phòng nuôi khoảng 4 - 5 lần thể tích không khí trên một thể tích phòng
trong 1 giờ , còn ở giai đoạn thứ 2 là 30 – 60 thể tích không khí trên thể tích phòng
nuôi/1 giờ, còn ở giai đoạn thứ 3 giảm đi chỉ còn 10 – 12 thể tích không khí .
− Nhiệt độ nuôi :
Toàn bộ chu kì sinh trưởng của nấm mốc trên cám có thể chia làm 3 thời kỳ :
Ç Thời kỳ trương và nảy mầm của đính bào tử (đối với nấm mốc 10 – 11 giờ
đầu tiên, đối với vi khuẩn 3 – 4 giờ). Trong thời kỳ này phải đốt nóng
không khí phòng nuôi và giữ cho nhiệt độ phòng nuôi không thấp hơn 23 –
30
0
C đối với nấm mốc và duy trì nhiệt độ 32– 38
0
C cho vi khuẩn.Độ ẩm
tương đối của không khí là 96-100%.
Ç Thời kỳ sinh trưởn nhanh của hệ sợi. ở giai đoạn này nấm mốc phát triển
rất mạnh và tạo ra một lượng nhiệt sinh lý rất lớn.Kết quả là trong lớp sợi
nấm đang mọc nhiệt độ tăng đến 37 – 40
0
C.
Ç Thời kỳ E.amylase mạnh mẽ. Trong thời kỳ này quá trình trao đổi chất dần
yếu đi, sự tỏa nhiệt giảm mạnh. Các E.amyase được tổng hợp mạnh mẽ.
SV thực hiện Page 24