TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ ENZYME THỰC PHẨM (FST518) ỨNG DỤNG của ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN rượu BIA

Bài báo cáo ứng dụng tủa emzgme chê biên Thànli viên Trần Thị Gia Hân * Bùi Thị Hồng Nhung Nguyễn Huỳnh Duy Phạm Thanh Thành Tùng Nguyễn Kim Ngọc Như Nguyễn Quang Nhựt Giảng viên: cô Hồ Thị Ngân Hà TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN CÔNG NGHỆ ENZYME THỰC PHẨM (FST518) ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RƯỢU - BIA TRẦN THỊ GIA HÂN NGUYỄN QUANG NHỰT NGUYỄN KIM NGỌC NHƯ HUỲNH NGUYỄN DUY TÂN BÙI THỊTHANH PHẠM HỒNGTHÀNH NHUNGTÙNG AN GIANG, 032022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN CÔNG NGHỆ ENZYME THỰC PHẨM (FST518) ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RƯỢU - BIA Họ tên TRẦN THỊ GIA HÂN NGUYỄN KIM NGỌC NHƯ NGUYỄN QUANG NHỰT BÙI THỊ HỒNGNHUNG HUỲNH NGUYỄN DUY TÂN PHẠM THANH THÀNH TÙNG CÁN BỘ ThS HỒ HƯỚNG THỊ NGÂN DẪN HÀ AN GIANG, 032021 MSSV DTP192858 DTP192707 DTP192709 DTP192704 DTP192732 DTP192733 Mục Lục Danh sách hình QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU GẠO Quy trình sản xuất rượu gạo 1.1 THUYẾT TRÌNH QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU GẠO 1.1.1 Nguyên liệu gạo bánh men Gạo tẻ: Nấu rượu chất lượng không thơm ngon rượu nếp giá thành lại rẻ Gạo nếp: Nấu rượu nên thơm ngon, đậm, miệng, cảm giác êm nồng 1.1.2 Ngâm nước Cho nguyên liệu ngâm nước nhằm loại bỏ tạp chất bẩn đồng thời làm hạt gạo tơi xốp trương phồng Trong trình ngâm nguyên liệu hút nước trở nên mềm hơn, rút ngắn thời gian nấu 1.1.3 Nấu chín Gạo nấu phải gạo xát lứt cịn dính cám hạt gạo nghĩa xát gạo, tẩy lớp vỏ trấu bên ngồi Lượng nấu: Để nấu khơng bị nát nhão thông thư ng tỉ lệ gạo nước là: 1:1 Mục đích để làm chín hạt gạo, h hóa tinh bột gạo giúp vi sinh vật dễ sử d ng tinh bột để lên men rượu 1.1.4 Làm nguội Sau nấu chín, đổ cơm rượu thúng, nong trải cơm rượu cho nguội cơm Không nên để cơm rượu nguội lâu ảnh hưởng đến độ ngon rượu nên để mức nhiệt độ 30 độ tốt để làm rượu ngon 1.1.5 Trộn bánh men Khi cơm nguội lúc trộn bánh men với cơm cách bóp tinh bánh men rắc lên bề mặt cơm rượu Về tỷ lệ trộn men cơm rượu người xưa thường dựa vào kinh nghiệm làm nhiều quen tay để trộn Ngày nay, thông thường 25g đến 30g men kg gạo Tỷ lệ tương đối, tùy theo loại men khác mà trộn với cơm rượu khác 1.1.6 Lên men Bao gồm giai đoạn: lên men ẩm lên men lỏng Lên men ẩm: trình tạo điều kiện Enzyme Amylase nấm mốc, vi khuẩn xúc tác thủy phân tinh bột Cơm rượu trộn men đem ủ vòng - 10 để mốc mọc khối cơm Sau vun thành đống, phủ kín vải giữ nơi thống mát nhiệt độ 28 - 32 độ - ngày (có thể sớm muộn - ngày tùy vào thời tiết) Lên men lỏng: trình nấm men sử dụng đừng tạo để lên men rượu Khi cơm rượu có mùi thơm nhẹ rượu, ăn thử thấy có cay vị rượu lúc chuyển sang ủ chum, vại kín với nước theo tỷ lệ: phần gạo/ 2-3 phần nước Thời gian ủ lỏng kéo kéo dài khoảng 12-15 ngày đáy chìm 18-22 ngày đáy (có thể sớm muộn 1-2 ngày tùy vào thời tiết thuận lợi hay không) 1.1.7 Cách chưng cất rượu Chưng cất rượu lần 1: Với lần đầu chưng cất rượu ta thu rượu gốc, loại rượu lúc nặng có nồng độ cồn từ 55-65 độ Với loại rượu thường có lượng Aldehyt cao, gây hại trực tiếp cho sức khỏe, người uống dễ bị ngộ độc rượu Thế nên, với rượu chưng cất lần không nên dùng để uống mà nên dùng để ngâm Chưng cất rượu lần 2: Tiếp tục chưng cất lần thứ ta chưng cất rượu Thơng thường loại rượu có nồng độ cồn từ 35 đến 45 độ, rượu dùng để uống nóng cất, dự trữ đem bán thị trường Chưng cất rượu lần 3: Tiếp tục chưng cất, lần ta thu rượu loại rượu có nồng độ cồn thấp, vị chua khơng cịn hương vị rượu Rượu dùng để pha chung với rượu gốc, loại rượu thu từ lần chưng cất lại chưng cất lần để hạ độ rượu gốc Lúc thu rượu giống loại rượu chưng cất lần (rượu giữa), sau đem cất, tích trữ đem bán (Đông, 14/05/2019) 1.2 ỨNG DỤNG CỦA CÁC ENZYME TRONG SẢN XUẤT RƯỢU GẠO 1.2.1 Enzyme - a - amylase 1.2.1.1.Cấu tạo Enzyme a - amylase protein có phân tử lượng thấp, thường nằm khoảng 50.000 đến 60.000 Dal Có số trường hợp đặc biệt a - amylase từ lồi vi khuẩn Bacillus macerans có phân tử lượng lên đến 130.000 Dal Các nghiên cứu tính đồng chuỗi mạch acid amin vùng kị nước cho thấy chuỗi mạch acid amin tất enzyme a-amylase có cấu trúc bậc tương tự Image Cấu trúc khơng gian Enzyme - a - amylase 1.2.1.2.Tính chất Điều kiện hoạt động a - amylase từ nguồn khác thường khơng giống pH tối thích cho hoạt động a - amylase từ nấm sợi 4.0 - 4.8 (có thể hoạt động tốt vùng pH từ 4.5 - 5.8) Theo số liệu Liphis, pH tối thích hoạt động dextrin hóa đường hóa chế phẩm amylase từ Asp.orysee vùng 5.6 - 6.2 Cịn theo số liệu Fenixova pH tối thích cho hoạt động dextrin hóa 6.0 - 7.0 Độ bền tác dụng acid khác khác nhau, a-amylase Asp.orysee bền vững acid tốt a-amylase malt vi khuẩn B subtilis Ở pH = 3.6 0°C, a - amylase malt bị vơ hoạt hồn tồn sau 15 - 30 phút; a - amylase vi khuẩn bị bất hoạt đến 50%, hoạt lực a - amylase nấm sợi không giảm Trong dung dịch a - amylase nấm sợi bảo quản tốt pH = 5.0 - 5.5; a - amylase dextrin hóa nấm sợi đen chịu pH từ 2.5 - 2.8 Ở 0°C pH = 2.5, bị bất hoạt hồn tồn sau Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác a-amylase từ nguồn khác không đồng nhất, a - amylase nấm sợi nhạy cảm tác động nhiệt Nhiệt độ tối thích 50°C bị vơ hoạt 70°C Trong dung dịch đệm pH = 4.7, a - amylase Asp.orysee nhạy với tác động nhiệt độ cao, chí 40°C hoạt lực dextrin hóa cịn 22 29%, hoạt lực đường hóa cịn 27 - 85% Ở 50°C , a - amylase nấm sợi bị vơ hoạt hồn tồn 1.2.1.3.Cơ chê tác dụng Amylase từ nguồn khác có nhiều điểm giống Amylase có khả phân cắt liên kết -1,4 - glucoside nằm phía bên phân tử chất (tinh bột glycogen) cách ngẫu nhiên không theo trật tự Amylase không thủy phân hồ tinh bột mà thủy phân hạt tinh bột nguyên song với tốc độ chậm Quá trình thủy phân tinh bột amylase trình đa giai đoạn Ở giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa): Chỉ số phân tử chất bị thủy phân tạo thành lượng lớn dextrin phân tử thấp dextrin, độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh, amylose amylopectin bị dịch hóa nhanh) Sang giai đoạn (giai đoạn đư ng hóa): Các dextrin phân tử thấp tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo tetra-trimaltose không cho màu với iodine Các chất bị thủy phân chậm amylase disaccharide monosaccharide Dưới tác dụng amylase, amylose bị phân giải nhanh thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose (vì vậy, người ta cho amylase ln phân cắt amylose thành đoạn - gốc glucopiranose 1) Sau đó, poliglucose bị phân cắt tiếp tục tạo nên mạch polyglucosecolagen cử ngăn dần bị phân giải chậm đến maltotetrose, maltotriose maltose Qua thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân amylose chứa 13% glucose 87% maltose Tác dụng amylase lên amylopectin xảy tương không phân cắt liên kết 1,6 - glycoside chỗ mạch nhánh phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu sản phẩm cuối cùng, ngồi đường nói (72% maltose 19% glucose) cịn có dextrin phân từ thấp isomaltose 8% Tóm lại, tác dụng amylase, tinh bột chuyển thành maltotetrose maltose, glucose dextrin phân tử thấp Tuy nhiên, thông thường amylase chi thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp không cho màu với iodine maltose Khả dextrin hoa cao amylase tính chất đặc trưng (Luận văn) Các giai đoạn trình thủy phân tinh bột a - Amylase Giai đoạn dextrin hóa Tinh bột ^ dextrin phân tử lượng thấp Giai đoạn đường hóa Dextrin ^ tetra trimaltose ^ di & monosaccharide Amylase ^ oligosacharide ^ poliglucose Maltose ^ maltotriose ^ maltotetrose 1.2.2 Enzyme protease 1.2.2.1.Cấu tạo Xúc tác thủy phân liên kết peptit (CO - NH) phân tử protein chất tương tự Có khả liên kết este vận chuyển acid amin Image Cấu trúc khơng gian Enzyme protease I.2.2.2 Tính chất Protease (peptidase) thuộc phân lớp lớp thứ (E.C.3.4) Image Sơ đô phân loại Protease Protease phân chia thành hai loại: endopeptidase exopeptidase Dựaloại: phân vào chiavịthành trí tác động mạch polypeptide, exopeptidase hai bền pH laccase từ T versicolor nằm dải pH từ 2.5 sau ủ 50% Khoảng nhiệt độ hoạt động tối thích laccase thường khoảng 25 - 300 oC tuỳ vào loại chất xúc tác loại laccase okhác Với chất ABTS laccase thường hoạt động khoảng 27 - 300 C, với chất DMP laccase hoạtđộng 25 - o300 oC Nhiệt độ hoạt động tối thích laccase thay đổi o khoang 25- 800 C, vài loại enzyme co nhiệt độ hoạt động tối thích 350 C o Nhiệt độ hoạt động tối thích laccase từ P ostreatus năm khoảng 25-350 C 2.2.2.3 Cơ chế hoạt động Laccase enzyme oxy hố khử có khả oxy hố diphenol hợp chất có liên quan, sử dụng oxy phân tử làm chất nhận điện tử Trung tâm nguyên tử đồng nguyên tử (T1) nơi diễn phản ứng oxy hoá chất Cơ chất chuyển điện tử cho nguyên tử đồng T1, biến nguyên tử đồng T1 (Cu2+) trở thành dạng Cu+, hình thành phân tử laccase có nguyên tử đồng trạng thái khử (Cu+) Một chu kỳ xúc tác liên quan đến vận chuyển đồng thời bốn điện tử từ nguyên tử đồng T1 sang cụm nguyên tử đồng T2/T3 qua cầu tripeptit bảo thủ His-Cys-His Phân tử oxy sau oxy hố laccase dạng khử, tạo thành hợp chất trung gian peroxy, cuối bị khử thành nước Tất ion đồng đóng vai trị quan trọng chế xúc tác laccase Trung tâm nguyên tử đồng nguyên tử (T1) nơi diễn phản ứng oxy hoá chất T1 nhận điện tử từ chất, sau điện tử vận chuyển qua ba acid amin (His-Cys-His) đến vị trí T2/T3 Phân tử oxy sau nhận điện tử bị khử thành nước Trong công nghệ tổng hợp hợp chất hay công nghệ khác, chế xúc tác xảy theo chế Cơ chế đơn giản diễn chất bị oxy hoá trực tiếp trung tâm hoạt động bốn nguyên tử đồng đảm nhiệm 3.2.3 Enzyme protease: Công đoạn lên men 3.2.3.1 Cấu tạo Enzyme Protease enzyme thuộc nhóm hydrolase, xúc tác cho q trình thủy phân liên kết peptid (-CO - NH-) phân tử protein peptid thành acid amin tự do, peptid ngắn, pepton 3.2.3.2 Tính chất Trong sản xuất rượu vang, người ta thường sử dụng chế phẩm enzyme hỗn hợp Các enzyme lúc tham gia phân giải pectin, protein, cellulose, hemicellulose nhiều chất khác - Nhóm enzyme phân giải protein Các chế phẩm protease từ Aspergillus orgyzae, Asp.flawusi casein pH 7,7 Ngược lại protease từ Aspergillus awamori lại hoạt động pH acid Tác động protein dịch nho gần giống albunin Ỵ globulin Các protease Aspergillus niger giống protease Aspergillus awamori Chúng hoạt động môi trường acid mạnh (pH 1,8 - 2,0) hoạt động mạnh nhiệt độ 40 oC Các chế phẩm enzyme protease acid thường sử dụng để xử lý dịch nho - Nhóm enzyme phân giải hemicellulose cellulose Khi cho chế phẩm enzyme phân giải pectin vào dịch nho nghiền, dịch nho tăng hàm lượng chất phenol tinh dầu, hợp chất chứa nitơ chất khô dịch nho Trong xử lý nước nho, người ta sử dụng phức hợp cenllulase Các chế phẩm cellulase sử dụng sản xuất rượu vang hồn tồn khơng phải chế phẩm tinh khiết mà phức hợp enzyme bao gồm nhiều enzyme khác pectinase protease 3.2.3.3 Cơ chế tác dụng Cơ chế tác dụng Protease enzyme xúc tác thủy phân protein, cơ chế xúc tác sinh học enzyme người ta đề nhiều giả thuyết để giải thích, thống chỗ trình xúc tác bắt đầu kết hợp enzyme chất thành hợp chất trung gian Mặc dù trung tâm hoạt động protase vi sinh vật có khác chúng xúc tác cho phản ứng thuỷ phân liên kết peptide theo chế chung sau: E+S=>ES=>ES’+P1=>E+P2 Trong đó: E: Enzyme S: Cơ chất ES: phức chất enzyme - chất ES’: phức chất trung gian enzyme - chất acyl hoá (acyl enzyme) P1: sản phẩm chuỗi phản ứng P2: sản phẩm thứ hai chuỗi phản ứng Quy trinhd sản xuất rượu Whisky Quy trình sản xuất rượu Whisky 4.1 4 Thuyết minh quy trình sản xuất 4.1.1Sản xuất malt đại mạch Quá trình sản xuất malt bao gồm bước: làm sạch, phân loại, ngâm ẩm, nảy mầm, sấy, xơng khói tách rễ Ngun liệu: Nhìn chung, giai đoạn quy trình cơng nghệ sản xuất malt đại mạch, kỹ thuật thực biến đổi sinh lý, sinh hóa hạt đại mạch mô tả chi tiết nhiều tài liệu chun ngành ngồi nước, giáo trình, tài liệu học tập dùng để giảng dạy trường đại học Quá trình sấy làm giảm độ ẩm xuống đến mức 3-4% nhằm mục đích chuyển biến malt trở thành sản phẩm bền vững bảo quản với khả hoạt hóa hệ enzyme Trong trình sấy tích lũy chất thơm có ảnh hưởng đặc biệt đến chất lượng dịch cất whisky thành phẩm Sấy malt thực điều kiện nhiệt độ xác định Các điều kiện sấy (tốc độ tăng nhiệt độ, thời gian trình nhiệt độ sấy tối đa) có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học đặc trưng malt Malt sấy thiết bị hoạt động liên tục gián đoạn Phổ biến rộng rãi máy sấy tầng Trong trình sấy thực khơng khí nóng, trộn với khói than bùn Sự sử dụng khói than bùn xuất phát từ ảnh hưởng đặc biệt thành phần khói đến mùi, vị, chất lượng dịch đường, dịch cất whisky thành phẩm Than bùn hình thành tích tụ phân huỷ khơng hồn tồn tàn dư thực vật điều kiện yếm khí xảy liên tục Q trình diễn vùng trũng ngập nước Các vùng đất ngập nước vùng có suất sinh học cao, điều kiện phát triển thực vật thuận lợi Tuy nhiên, lớp thổ nhưỡng vùng ln điều kiện yếm khí; đó, sinh khối loài cỏ sống mặt nước tăng nhanh, trình phân giải xác thực vật lại xảy chậm không đạt tới giai đoạn vơ hố dẫn đến tích luỹ hữu Tiếp theo cỏ lau, lách, bụi, thân gỗ thay thế, kết hợp với trình kiến tạo địa chất, trình bồi tụ, lắng đọng phù sa chôn vùi kể thân gỗ, làm cho hữu tích tụ thành lớp tạo thành than bùn 4.1.2 Chế biến dịch đường lên men Công đoạn sản xuất dịch đường lên men bao gồm bước nghiền malt, đường hóa, lọc bã, làm lạnh, làm trong, xơng khói lên men Sản xuất dịch đường cho whisky dựa vào sở trình thủy phân hợp chất cao phân tử nhờ vào xúc tác enzyme có sẵn malt Để sản xuất dịch đường có chất lượng cao cần phải thủy phân triệt để thành phần tinh bột, cần phải giới hạn hịa tan protein lipid nhằm giảm ảnh hưởng khơng có lợi đến thành phần dịch cất whisky thành phẩm Dịch đường cần phải chứa tối đa hàm lượng đường có khả lên men, có tối thiểu nồng độ chất chứa nitơ với phân tử lượng vừa cao Sau làm lạnh xuống 16-20oC, dịch đường lọc máy lọc kieselgurg ly tâm Xong khói: Q trình cơng nghệ sản xuất whisky bao gồm cơng đoạn xơng khói dịch đường nhằm mục đích giảm chi phí cho việc xơng khói malt Dịch đường sau xơng khói phối trộn với nấm men tuyển chọn nhân giống đến số lượng cần thiết Với hàm lượng đường có khả lên men 12-14% nhiệt độ 24-280C trình lên men diễn 3-4 ngày Đồng thời với trình tạo thành cồn dịch lên men tập trung khối lượng định rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit hữu bay Các thành phần có mùi đặc trưng hình thành nên mùi dịch lên men, dịch cất whisky 4.1.3Chưng cất Chưng cất nhằm nâng cao nồng độ cồn chất bay quý báu đến nồng độ mong muốn dịch cất Dịch lên men hệ phức tạp đa thành phần, có cồn 250 cấu tử khác Sự chuyển dịch chất bay từ dịch lên men vào dịch cất phụ thuộc vào phương phápthực hệ thống thiết bị, vào hệ số bay tinh chế cấu tử bay Dưới tác dụng nhiệt độ trình chưng cất diễn tương tác cấu tử làm tạo thành thành phần bay có ảnh hưởng tích cực đến đặc trưng sản phẩm Phổ biến cho chế biến dịch cất whisky sử dụng hệ thống thiết bị hoạt động gián đoạn, để tạo thành dịch cất chất lượng cao cần áp dụng chưng cất lần Chưng cất lần 1.-Qua lần đầu cồn tách khỏi dịch để tạo thành dịch cất thô với hàm lượng cồn 20-22%V Chưng cất lần 2: Trong lần chưng cất sau, dịch cất thô tách thành phần: Phần chứa 1-1,5% cồn so với tổng số cồn dịch cất thô Hàm lượng cồn phần thường 80-82%, tập trung tạp chất khơng mong muốn, chủ yếu ester aldehyd với vị sốc mùi không đặc trưng cho dịch cất whisky Phần thứ (phần / phần / dịch cất) tách hàm lượng cồn dòng chảy khỏi cột cất giảm đến mức 50-55% Hàm lượng cồn phần mức 70- 72%, tập trung mức độ thích hợp thành phần bay khác đặc trưng cho whisky Phần thứ tạo thành đến tách toàn cồn khỏi dịch cất, hàm lượng cồn phần mức 28-32% chiếm khoảng 12-15% tổng số cồn dịch cất thô Trong phần cuối có chứa số ester khó bay (ở nhiệt độ cao), có ích cho mùi đặc trưng cho dịch cất whisky Phần bổ sung theo tỷ lệ định vào dịch lên men đưa chưng cất Thơng qua tiết kiệm cồn nâng cao chất lượng dịch cất ban đầu Sự tái sử dụng phần tối đa lần Thành phần đặc trưng dịch cất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng nguyên liệu, phương pháp đường hóa, cơng nghệ lên men chế độ chưng cất 4.1.4 Ủ, hoàn thiện sản phẩm Ủ: Dịch cất dùng để đưa vào công đoạn ủ sản xuất whisky chất lỏng không màu với đặc trưng phân tích gần giống với dịch cất cô-nhắc chứa nhiều loại vật chất khác rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit béo phenol bay Thành phần hóa học hàm lượng vật chất có ý nghĩa quan trọng đến hình thành mùi, vị sản phẩm whisky thành phẩm cuối Thành phẩm :Để tạo thành whisky, dịch cất phải trải qua trình ủ với vật liệu gỗ sồi Trước đưa ủ dịch cất phải phân tích đánh giá cảm quan, trường hợp hàm lượng đồng sắt vượt giới hạn cho phép cần phải loại bỏ kim loại với kali hecxaxianoferat 4.2 Ứng dụng enzyme sử dụng rượu Whisky 4.2.1Enzyme amylase Amylase số hệ enzyme sử dụng rộng rãi công nghiệp, y học, thực phẩm nhiều lĩnh vực khác, amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết glycoside nội phân tử polysaccharides Enzyme amylase thủy phân tinh bột, glycogen dextrin mạch dài thành glucose, maltose dextrin mạch ngắn Dựa vào đặc tính chế tác dụng lên phân tử tinh bột enzyme amylase, người ta phân biệt chia enzyme amylase thành hai nhóm: - Endoamylase (enzyme nội phân): gồm a-amylase nhóm enzyme khử mạch nhánh - Exoamylase (enzyme ngoại phân): gồm có P-amylase, Y-amylase (glucoamylase) 4.2.1 enzyme a amilase 4.2.1.1.1 Cấu tạo Enzyme a - amylase protein có phân tử lượng thấp, thường nằm khoảng 50.000 đến 60.000 Dal Có số trường hợp đặc biệt a - amylase từ lồi vi khuẩn Bacillusmacerans có phân tử lượng lên đến 130.000 Dal Các nghiên cứu tính đồng chuỗi mạch acid amin vùng kị nước cho thấy chuỗi mạch acid amin tất enzyme a-amylase có cấu trúc bậc tương tự 4.2.1.1.2 Tính chất Điều kiện hoạt động a - amylase từ nguồn khác thường không giống pH tối thích cho hoạt động a - amylase từ nấm sợi 4.0 - 4.8 (có thể hoạt động tốt vùng pH từ 4.5 - 5.8) Theo số liệu Liphis, pH tối thích hoạt động dextrin hóa đường hóa chế phẩm amylase từ Asp.orysee vùng 5.6 - 6.2 Còn theo số liệu Fenixova pH tối thích cho hoạt động dextrin hóa 6.0 - 7.0 Độ bền tác dụng acid khác khác nhau, a-amylase Asp.orysee bền vững acid tốt a-amylase malt vi khuẩn B subtilis Ở pH = 3.6 0°C, a amylase malt bị vơ hoạt hồn tồn sau 15 - 30 phút; a - amylase vi khuẩn bị bất hoạt đến 50%, hoạt lực a - amylase nấm sợi không giảm Trong dung dịch a - amylase nấm sợi bảo quản tốt pH = 5.0 - 5.5; a - amylase dextrin hóa nấm sợi đen chịu pH từ 2.5 - 2.8 Ở 0°C pH = 2.5, bị bất hoạt hoàn toàn sau Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác a-amylase từ nguồn khác không đồng nhất, a - amylase nấm sợi nhạy cảm tác động nhiệt Nhiệt độ tối thích 50°C bị vô hoạt 70°C Trong dung dịch đệm pH = 4.7, a - amylase Asp.orysee nhạy với tác động nhiệt độ cao, chí 40°C hoạt lực dextrin hóa cịn 22 - 29%, hoạt lực đường hóa cịn 27 - 85% Ở 50°C , a - amylase nấm sợi bị vơ hoạt hồn tồn 4.2.1.1.3 Cơ chế tác dụng Amylase từ nguồn khác có nhiều điểm giống Amylase có khả phân cắt liên kết -1,4 - glucoside nằm phía bên phân tử chất (tinh bột glycogen) cách ngẫu nhiên không theo trật tự Amylase không thủy phân hồ tinh bột mà thủy phân hạt tinh bột nguyên song với tốc độ chậm Quá trình thủy phân tinh bột amylase trình đa giai đoạn Ở giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa): Chỉ số phân tử chất bị thủy phân tạo thành lượng lớn dextrin phân tử thấp dextrin, độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh, amylose amylopectin bị dịch hóa nhanh) Sang giai đoạn (giai đoạn đư ng hóa): Các dextrin phân tử thấp tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo tetra-trimaltose không cho màu với iodine Các chất bị thủy phân chậm amylase disaccharide monosaccharide Dưới tác dụng amylase, amylose bị phân giải nhanh thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose (vì vậy, người ta cho amylase phân cắt amylose thành đoạn - gốc glucopiranose 1) Sau đó, poliglucose bị phân cắt tiếp tục tạo nên mạch polyglucosecolagen cử ngăn dần bị phân giải chậm đến maltotetrose, maltotriose maltose Qua thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân amylose chứa 13% glucose 87% maltose Tác dụng amylase lên amylopectin xảy tương khơng phân cắt liên kết 1,6 - glycoside chỗ mạch nhánh phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu sản phẩm cuối cùng, ngồi đường nói (72% maltose 19% glucose) cịn có dextrin phân từ thấp isomaltose 8% 4 Tóm lại, tác dụng amylase, tinh bột chuyển thành maltotetrose maltose, glucose dextrin phân tử thấp Tuy nhiên, thông thường amylase chi thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp không cho màu với iodine maltose Khả dextrin hoa cao amylase tính chất đặc trưng Giai đoạn dextrin hóa Tinh bột ^ dextrin phân tử lượng thấp Giai đoạn đường hóa Dextrin ^ tetra trimaltose ^ di & monosaccharide Amylase ^ oligosacharide ^ poliglucose Maltose ^ maltotriose ^ maltotetrose 4.2.1.2 Enzyme glucoamylase 4.2.1.2.1 Cấu tạo Glucoamylase I glucoamylase II Cả hai dạng glucoamylase chuổi glyco protein, phân tử có chứa D - gluco, D - maltose, D - galactose, thành phần carbonhydrate phân tử glucoamylase I chiếm khoảng 18%, với phân tử glucoamylase II 10% Phân tử carbonhydrate tham gia thành phần cấu tạo enzyme glucoamylase đóng vai trị giúp ổn định cấu trúc enzyme Ngồi chúng giúp tạo liên kết với chất phân tử polysaccharide giúp cho vùng xúc tác enzym gần với chất hơn, q trình thủy phân enzyme thuận lợi Image 11 cấu trúc khơng gian Glucoamylase 4.2.1.2.2 Tính chất Glucoamylase exoamylase, cịn gọi Y-amylase amyloglucosidae, có khả thủy phân hoàn toàn tinh bột (Shahina Naz, 2002) So với P-amylase, Y-amylase bền với acid lại bền tác dụng ethylic, acetone, không bền với ion Cu2+, Hg2+ Glucoamylase có nấm mốc vài loại vi khuẩn, hoạt động tốt 500C, hoạt lực tối đa vùng pH: 4,5 + 5,5 4.2.1.2.3 Cơ chế tác đụng Cơ chế tác dụng lên mạch amylose amylopectin Enzyme Y-amylase có khả xúc tác thủy phân liên kết a-1,4 1,6 glycoside tinh bột, glycogen, polysaccharides, enzyme ngoại phân (exo enzyme) Enzyme glucoamylase thủy phân polysaccharides từ đầu không khử gốc glucose không thủy phân dextrin vòng Khi phân cắt phân tử tinh bột, với việc tạo thành phân tử glucose cịn tạo thành oligosaccharides, ngồi Y-amylase phân cắt liên kết a-1,2 1,3 glycoside 4.2.2 Enzyme papain 4.2.2.1Cấu tạo enzyme papain Enzyme papain dạng bột màu vàng nâu nhạt tùy thuộc vào phương pháp sấy, không tan hầu hết chất hữu tan H2O hay glycerine Tâm hoạt động papain gồm có nhóm -SH cystein 25 nitrogen bậc histidine 159 Bên cạnh nhóm imidazole His 159 liên kết với Asp 175 liên kết hydrogen Vùng tâm hoạt động papain chứa mạch polypeptide với acid amin là: Lys-Asp-Glu-Gly-Ser-Cys-Gly-Ser-Cys Image 12Cấu trúc không gian enzyme papain 4.2.2.2 Tính chất enzyme papain Papain chất endoprotease có chứa 16,1% N 1,2% S Papain protease thiol, theo nghiên cứu R L Hill E L Smith, papain chuỗi polypeptide gồm 185 amino acid, trọng lượng phân tử 20.900 Dalton.Khoảng pH thích hợp để papain hoạt động 6,0 + 8,0 Nhiệt độ tối thích để hoạt động tùy vào chất khác trì hoạt tính đến 600C Một điều cần lưu ý khoảng pH nhiệt độ tối thích papain khơng cố định mà thay đổi tùy vào nguồn thu nhận, chất phản ứng, cách thức trích ly tinh chế papain 4.2.2.3 Cơ chế tác dụng So với protease có nguồn gốc từ động vật vi sinh vật, papain có khả thuỷ phân sâu hơn, dùng để thủy phân tiếp liên kết peptide lại sau thủy phân trypsin hay chymotrypsin Khả thủy phân chất papain phụ thuộc vào trạng thái chất, tức có biến tính hay khơng Nếu chất bị biến tính papain có khả thủy phân sâu Papain thủy phân protein, đóng vai trị vừa endopeptidase vừa exopeptidase Các endopeptidase thủy phân protein chủ yếu tạo thành peptide (-NH-CH-CO-NH-CH-CO-)n + (HOH) (-NH-CH-COOH)i + (NH2-CH-CO-)k Trong đó: i + k = n Các exopeptidase thủy phân protein chủ yếu tạo thành acid amin (-NH-cH-Co-NH-cH-CO-)n + (HOH) (H2N-CH-COOH)i’ + (H2N-CH-COOH)k’ Trong đó: i’ + k’ = n Tính đặc hiệu chất papain rộng, có khả phân hủy hầu hết liên kết peptide trừ liên kết với protein với glutamic acid có nhóm carboxyl tự 4.2.3 Enzyme bromelain 4.2.3.1Cấu tạo enzyme bromelain Bromelain thuật ngữ dùng chung để enzyme tìm thấy dịch chiết từ khóm, chủ yếu protease cysteine, enzyme bromelain mộ protease-thiol Trong trung tâm hoạt động bromelain có chứa cysteine, amino acid có nhóm hóa học hoạt động mạnh -SH (sulfuhydryl), phân tử có dạng hình cầu có cách xếp phức tạp phân tử có tất cầu nối disulfite Bromelain thân dứa có thành phần acid amin thay đổi khác nhau, bromelain thân có khoảng 144:321 acid amin, cịn bromelain có khoảng 161:283 acid amin, Bromelain thân sợi polypeptide có amino acid đầu amin valine đầu carbonyl glycine, bromelain có amino acid đầu amin alanine Image 13 Cấu trúc không gian enzyme bromelain Bromelain protease acid, có phân tử lượng khoảng từ 23 đến 31kDa, bromelain có điểm đẳng điện pI= 4,6 khác biệt với bromelain thân với 4.2.3.2 Tính chất enzyme bromelain Enzyme bromelain có ba hoạt tính khác nhau: peptidase, amydase esterase Nhóm sulfuhydryl phân tử enzyme đóng vai trị quan trọng phản ứng enzyme, thành phần trực tiếp tham gia phản ứng xúc tác, chúng có khả gắn với chất để tạo thành phức chất enzyme-cơ chất, chúng tham gia vào nhiều biến đổi hóa học ion hóa, acyl hóa, phosphoryl hóa, oxy hóa, alkyl hóa, tạo thành mercaptide, serine mercaptal, liên kết hydrogen phức hợp chuyển điện tích 4.2.3.3 Cơ chế tác dụng Enzyme bromelain có khả phân giải mạnh gấp lần papain Cịn chất casein khả phân giải hai loại Enzyme bnày tương đương Nếu chất tổng hợp khả phân giải Bromelain yếu so với papain Giống papain, bromelain đóng vai trị endopeptidase, có khả tham gia xúc tác, đẩy mạnh phản ứng thủy phân protein thành oligopeptide amino acid TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Ái, (2005), Công nghệ lên men ứng dụng công nghệ thực phẩm, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Bùi Thị Quỳnh Hoa, (2004), Bài giảng Công nghệ sản xuất rượu bia nước giải khát, Đại học Cần Thơ Lê Ngọc Tú, (2004), Hóa sinh cơng nghiệp, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Lê Ngọc Tú, (2003), Hóa học thực phẩm, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Lê Ngọc Tú, Lưu Dzuẩn, Đặng Thị Thu, Lâm Xuân Thanh, Phạm Thu Thủy, (2000), Biến hình sinh học sản phẩm từ hạt, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lê Dỗn Diên, (2005), Hóa sinh cơng nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị Lan Chi, (2005), Các phương pháp phân tích ngành cơng nghệ lên men, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Lý Nguyễn Bình, (1997), Giáo trình Kỹ thuật lên men, Trường Đại học Cần Thơ Lương Đức Phẩm, (2002), Vi sinh Vật Học & An Toàn Vệ Sinh Thực Phẩm, Nhà xuất Nông Nghiệp Ngô Thị Hồng Thư, (1989), Kiểm nghiệm thực phẩm phương pháp cảm quan, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Nguyễn Đức Lượng, (2004), Công nghệ enzyme, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Nguyễn Đình Thưởng &Nguyễn Thanh Hằng, (2007), Công nghệ sản xuất kiểm tra cồn etylic, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Đức Lượng, (2002), Công nghệ vi sinh vật (tập 2), NXB Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Nguyễn Đức Lượng, (2006), Cơng nghệ vi sinh - tập 3-Thực phẩm lên men truyền thống, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Phạm Thu Cúc, (1999), Giáo trình sinh hóa I, Tủ sách Đại Học Cần Thơ Nguyễn Xuân Bách (2016), Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu whisky từ malt đại mạch nguyên liệu thay Việt Nam, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Ngô Thị Thu Hiền (2012), Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu đặc sản từ nguyên liệu nếp hoa vàng Việt Nam, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hồng Đình Hịa (2002), Cơng nghệ sản xuất Malt Bia, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thuý Hường (2011), Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ mơ hình sản xuất rượu đặc sản Mai Hạ, Hồ Bình, Đề tài thuộc Đề án phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020, Viện Công nghiệp Thực phẩm Trần Thanh Hùng, Lê Văn Chánh, Mai Văn Hào, Lê Đình Điểu, Phạm Duy Hải, Nguyễn Thị Hồng, Lê Trọng Tình, Nguyễn Quang Hào, Phạm Văn Phước, Dương Xuân Diêu, Phan Công Kiên (2011), Nghiên cứu công nghệ sản xuất Rượu Brandy từ nho Việt Nam, Đề tài thuộc Đề án phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực CNCB đến năm 2020, Viện nghiên cứu Bông Phát triển nông nghiệp Nha Hố - Bộ Công thương Nguyễn Công Khẩn, Hà Thị Anh Đào (2007), Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, Viện Dinh Dưỡng, Nhà xuất Y học Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, Nguyễn Ánh Nguyệt, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thủy Hương, Phan Thụy Huyền (2004), Công nghệ enzyme, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thuỷ, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị Lan Chi (2007), Các phương pháp phân tích ngành cơng nghệ lên men, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đông, C 14/05/2019 Quy trình nấu rư u gạo qu truyền thống [Online] Available: https://www.chidong.org/2019/05/quy-trinh-nau-ruou-gao-que-truyen-thong.html [Accessed] Ts Trần Thị Xô 2019 Tổng quan enzyme protease Ts Trần Thị Xơ 2021 Quy trình sản xuất rượu vang nho Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng (2007), Công nghệ sản xuất kiểm tra cồn etylic, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7043:2013 rượu - Rượu trắng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8007:2009 Rượu-Chuẩn bị mẫu thử kiểm tra cảm quan Analitica - EBC (2005), Hans Carl Getranke - Fachverlag Hans Carl, Nurnberg Anthony, C Lee., Yusaku Fujio (1997) “Amylolytic activities of fungal isolates from Banh Men, a fermentation starter from Vietnam” Annual reports of IC Biotech, Vol.20, Osaka University, Osaka, Japan, p 155 - 163 Sưu Tầm 2019 Enzyme chế biến thủy sản [Online] Available: https://123doc.net//document/2285290-enzyme-trong-che-bien-thuy-san.htm [Accessed] Nam Pro 20/05/2013 Phụ gia Pectine, Protopectin, Enzyme pectinase v ứng dụng th c phẩm [Online] Available: https://www.foodnk.com/phu-gia-pectinprotopectin-enzyme-pectinase-va-ung-dung.html [Accessed] Đông, C 14/05/2019 Quy trình nấu rư u gạo qu truyền thống [Online] Available: https://www.chidong.org/2019/05/quy-trinh-nau-ruou-gao-que-truyen-thong.html [Accessed] Ts Trần Thị Xô 2019 Tổng quan enzyme protease Ts Trần Thị Xô 2021 Quy trình sản xuất rượu vang nho Sưu Tầm 2019 Enzyme chế biến thủy sản [Online] Available: https://123doc.net//document/2285290-enzyme-trong-che-bien-thuy-san.htm [Accessed] Nam Pro 20/05/2013 Phụ gia Pectine, Protopectin, Enzyme pectinase v ứng dụng th c phẩm [Online] Available: https://www.foodnk.com/phu-gia-pectinprotopectin-enzyme-pectinase-va-ung-dung.html [Accessed] ... AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN CÔNG NGHỆ ENZYME THỰC PHẨM (FST518) ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RƯỢU - BIA TRẦN THỊ GIA HÂN NGUYỄN QUANG NHỰT NGUYỄN KIM NGỌC... AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN CÔNG NGHỆ ENZYME THỰC PHẨM (FST518) ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RƯỢU - BIA Họ tên TRẦN THỊ GIA HÂN NGUYỄN KIM NGỌC NHƯ NGUYỄN... sản phẩm Để loại trừ giảm bớt phần hậu đến chất lượng sản phẩm trình trùng bia phải sản xuất theo chế độ công nghệ đặc biệt nghiêm ngặt 2.2 2.2.1 2.2.1.1 ỨNG DỤNG CỦA CÁC ENZYME TRONG SẢN XUẤT BIA