Nghiên cứu enzyme glucoamylase trong quy trình sản xuất rượu nếp

NGHIÊN CỨU ENZYME GLUCOAMYLASE TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU NẾP GẠO NẾP - Gạo nếp là loại gạo đặc biệt được trồng nhiều ở vùng Nam Bộ Hạt gạo này có màu đục và có mùi thơm đặc trưng - Gạo nếp khơng chứa gluten tiêu hóa (nghĩa khơng chứa glutenin và giadin), an tồn cho chế độ ăn khơng có gluten Điểm phân biệt gạo nếp với loại gạo khác gạo nếp không chứa amyloza hoặc chứa không đáng kể, ngược lại chứa hàm lượng amylopectin rất cao Chính amylopectin tạo tính chất dính gạo nếp Gạo nếp sử dụng dạng gạo xát (đã tách lớp cám) gạo lật ENZYME AMYLASE Amylase là một enzyme mà xúc tác sự thủy phân của tinh bột (Latin amylum) thành đường Amylase có trong nước bọt của người số động vật có vú khác, nơi bắt đầu q trình tiêu hóa hóa học Thực phẩm có chứa lượng lớn tinh bột đường, chẳng hạn như gạo và khoai tây, có vị chúng nhai amylase làm biến đổi phần tinh bột thành đường Tuyến tụy và tuyến nước bọt tạo amylase (alpha amylase) để thủy phân tinh bột chế độ ăn uống thành disacarit và trisacarit được chuyển hóa enzyme khác thành glucose để cung cấp lượng cho thể THÀNH PHẦN HỆ ENZYME AMYLASE GLUCOAMYLASE Glucoamylase (EC 3.2.1.3) nhà khoa học Nhật tách lần từ Aspergillus awamori (Katihara, Kurushima, 1966) Sau tìm thấy Rhizopus delemar, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae nhóm vi sinh vật khác mô động vật Glucoamylase từ nấm mốc protein có khối lượng phân tử lượng dao động lớn từ 27.000 đến 112.000 Dal, tuỳ thuộc vào nguồn gốc enzyme GLUCOAMYLASE Các glucoamylase chủ yếu tạo nên từ hai iso enzyme I II khác khả thuỷ phân tinh bột trạng thái rắn độ bền chúng Glucoamylase I tự hấp thụ thuỷ phân tinh bột trạng thái rắn, ngược lại glucoamylase II khơng có hai tính chất CẤU TẠO HÓA HỌC GLUCOAMYLASE 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% Sơ đồ cấu tạo trung tâm hoạt động enzyme glucoamylase CẤU TẠO HÓA HỌC GLUCOAMYLASE 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, trình thủy phân enzyme thuận lợi Sơ đồ cấu tạo trung tâm hoạt động enzyme glucoamylase CẤU TẠO HÓA HỌC GLUCOAMYLASE Thành phần acid amine tham gia tạo thành chuổi polypeptid phân tử glucoamylase khác enzyme glucoamylase thu nhận từ nguồn khác Số lượng acid amine tham gia vào chuổi polypeptid cấu tạo nên phân tử glucoamylase thu nhận từ nấm mốc Aspergillus niger Aspergillus awamori khoảng 650 – 700 acid amin Sơ đồ cấu tạo trung tâm hoạt động enzyme glucoamylase CẤU TẠO HÓA HỌC GLUCOAMYLASE Các acid amin tham gia trung tâm hoạt động enzyme glucoamylase bao gồm acid glutamic, tryptophan, tyrosin, asparagin, acid aspatic, lysin, serin Trong acid glutamic vị trí thứ 179 400 đóng vai trị việc xúc tác thủy phân liên kết O – glucozit chất Sơ đồ cấu tạo trung tâm hoạt động enzyme glucoamylase QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU NẾP Q trình đường hóa Nguyên liệu tinh bột của nếp không thể trực tiếp lên men được, mà cần phải qua giai đoạn đường hoá Tác nhân xúc tác thường dùng là enzyme amylase Enzyme này sẽ thủy phân tinh bột tạo thành đường để nấm men sử dụng quá trình lên men Quá trình đường hóa chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố + Nhiệt độ + pH + Nồng độ enzyme + Chất sát khuẩn QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU NẾP Quá trình lên men Lên men rượu là quá trình trao đổi chất nhờ tác dụng của các enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học (được sinh từ sự trao đổi chất để trì sự sống của nấm men) Tùy theo sản phẩm sau quá trình lên men người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác là lên men yếm khí và lên men hiếu khí QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU NẾP Quá trình lên men - Lên men yếm khí: là sự phân hủy đường không có sự hiện diện của O2 như quá trình lên men lactic, lên men rượu, butylic - Lên men hiếu khí: là sự phân hủy đường có sự hiện của O2 như quá trình lên men acid accetic, citric Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men Nấm men chuyển hóa đường lên men thành rượu etylic và CO2 Người ta còn gọi quá trình này là quá trình rượu hóa CƠ CHẾ LÊN MEN RƯỢU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH LÊN MEN NHIỆT ĐỘ CĨ THỂ PHÁT TRIỂN ÷ 45OC TỐI ƯU 30 ÷ 33 OC CHẾT > 50 OC pH NỒNG ĐỘ ĐƯỜNG NỒNG ĐỘ RƯỢU 2÷8 ÷ 4.5 10 ÷ 18% >8: NẤM MEN 30 ÷ 35% PHÁT TRIỂN KHẢ NĂNG LÊN KÉM MEN GIẢM PHỤ THUỘC NHIỀU YẾU TỐ ... chúng Glucoamylase I tự hấp thụ thuỷ phân tinh bột trạng thái rắn, ngược lại glucoamylase II khơng có hai tính chất CẤU TẠO HĨA HỌC GLUCOAMYLASE Glucoamylase I glucoamylase II Cả hai dạng glucoamylase. .. phân enzyme thuận lợi Sơ đồ cấu tạo trung tâm hoạt động enzyme glucoamylase CẤU TẠO HÓA HỌC GLUCOAMYLASE Thành phần acid amine tham gia tạo thành chuổi polypeptid phân tử glucoamylase khác enzyme. .. thành phần carbonhydrate phân tử glucoamylase I chiếm khoảng 18%, với phân tử glucoamylase II 10% Sơ đồ cấu tạo trung tâm hoạt động enzyme glucoamylase CẤU TẠO HÓA HỌC GLUCOAMYLASE Phân tử carbonhydrate