Đang tải... (xem toàn văn)
Dextrin có khả năng hoạt hoá cao, đặc trưng cho tính chất của enzyme này.- Tính bền nhiệt: Phân tử có 1-6 nguyên tử C, tham gia vào sự hình thành ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme.- Tính
BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tiểu ln cơng nghệ ĐỀ TÀI: CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE TRONG SẢN XUẤT MALTODEXTRIN GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà SVTH: Nhóm Nguyễn Thị Cẩm Nguyên 2005140359 Nguyễn Cẩm Tiên 2005140611 Nguyễn Lê Thảo Ngân 2005140325 Phan Thị Mai Lưu 2005140296 Thứ 4, tiết 123 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3/2017 11 Ứng Dụng Cơng Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương 1: Tổng quan tài liệu 1.1 Tổng quan sản phẩm 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu, định nghĩa 1.1.2 Đặc điểm sản phẩm 1.1.3 Mục đích sử dụng sản phẩm 11 1.2 Tổng quan vi sinh vật 15 1.2.1 Hình thái – Cấu tạo 15 1.2.2 Điều kiện nuôi cấy .16 1.2.3 Phân lập nhân giống 16 1.3 Tiểu luân công nghệ Tổng quan công nghệ lên men tạo enzyme amylase: 18 1.3.1 Phương pháp lên men bề mặt: 18 1.3.2 Phương pháp ni cấy chìm (bề sâu): 19 1.4 Tổng quan nguyên sử dụng: 19 1.4.1 Nguyên liệu: .19 1.4.2 Chất dinh dưỡng: 20 Chương 2: Quy trình cơng nghệ sản xuất enzyme amylase 23 2.1 Quy trình thu nhận enzyme .23 2.2 Quy trình thu nhận enzyme amylase từ nấm mốc Aspergillus oryzae 24 2.3 Thuyết minh quy trình 25 2.3.1 Chuẩn bị môi trường 25 2.3.2 Hấp trùng, làm nguội .25 2.3.3 Nuôi cấy .26 2.3.4 Thu nhận chế phẩm enzyme thô 28 2.3.5 Nghiền 28 2.3.6 Trích ly .29 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà 2.3.7 Kết tủa enzyme ly tâm 29 2.3.8 Thu nhận enzyme amylase tinh khiết 31 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng thu nhận enzyme amylase từ nấm mốc Aspergillus Oryzae 31 2.5 Ưu – nhược điểm quy trình 32 Chương 3: Ứng dụng enzyme amylase sản xuất maltodextrin 33 Tổng quan maltodextrin 33 1.1 Maltodextrin 33 1.2 Ứng dụng maltodextrin 33 1.3 Chỉ số DE (dextrose aquivalent) 34 Quy trình sản xuất maltodextrin 35 2.1 Sản xuất maltodextrin phương pháp lý hóa học 35 2.2 Sản xuất maltodextrin phương pháp enzyme 35 Chỉ tiêu chất lượng maltodextrin 44 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 46 Tiểu luân công nghệ Kết luận: 46 Khuyến nghị: 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà LỜI MỞ ĐẦU Tinh bột sản phẩm tự nhiên quan trọng có nhiều ứng dụng kỹ thuật đời sống người Nhiều nước giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngơ (sắn) , cịn riêng nước ta sử dụng gạo khoai mì nguồn tinh bột chủ yếu Trong chế biến tinh bột đường, công đoạn quan trọng thuỷ phân tinh bột thành loại đường đơn giản Sau đó, chủ yếu sở đường đơn nhờ trình lên men, người ta nhận nhiều sản phẩm quan trọng : rượu cồn, rượu vang, bia, loại acid hữu cơ, amino acid… Quá trình thuỷ phân tinh tinh bột gồm hai giai đoạn chủ yếu giai đoạn hồ hoá đường hoá Để thực hai cơng đoạn nói trên, thực tế sản xuất người ta sử dụng hai cách: thuỷ phân tinh bột acid enzyme Để thuỷ phân tinh bột từ lâu người ta sử dụng acid vô acid HCl H 2SO4 Nhưng kết cho thấy, thuỷ phân acid khó kiểm sốt tạo nhiều sản phẩm khơng mong muốn, không đáp Tiểu luân công nghệ ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm Do vậy, việc thay ứng dụng enzyme để thuỷ phân tinh bột kết tất yếu phát triển Enzyme amylase tìm góp phần quan trọng nhiều ngành cơng nghiệp chế biến thực phẩm Enzyme amylase tìm thấy nhiều nguồn như: động vật, thực vật vi sinh vật Amylase ngày thay acid sản xuất quy mô cơng nghiệp Hiện nay, nhà sản xuất sử dụng amylase nhiệt độ cao mà không bị hoạt tính…… Bài báo cáo “Cơng nghệ sản xuất enzyme amylase ứng dụng enzyme amylase sản xuất maltodextrin” giúp bạn có nhìn tổng quan enzyme amylase, quy trình sản xuất ứng dụng Trong q trình làm khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý bạn để báo cáo nhóm hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương 1: Tổng quan tài liệu 1.1 Tổng quan sản phẩm 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu, định nghĩa Vào đầu kỉ XIX, nhà nghiên cứu tách chất gây trình lên men Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg phát nước chiết mầm đại mạch có khả chuyển hố tinh bột thành đường nhiệt độ thường Năm 1833, hai nhà khoa học người Pháp Payen Persor chứng minh chất có hoạt động phân giải tinh bột thành đường tách dạng bột Thí nghiệm tiến hành cách cho etanol vào dịch chiết lúa đại mạch nảy mầm thấy xuất kết tủa chuyển hoá Danh từ diastase Payen Persor dùng để gọi enzyme lúc Enzyme amylase tìm góp phần quan trọng cho nhiều ngành công Tiểu luân công nghệ nghiệp chế biến thực phẩm Enzyme amylase tìm thấy nhiều nguồn khác động vật, thực vật vi sinh vật Enzyme amylase sử dụng nhiều sản xuất khả chịu nhiệt cao, lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho trình tinh đường Các enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thuỷ phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử nhóm polysaccharide với tham gia nước: Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP 1.1.2 GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Đặc điểm sản phẩm a Phân loại Có loại enzyme xếp vào hai nhóm lớn: Endoamylase Exoamylase Enzyme amylase phân loại theo sơ đồ sau: Tiểu luân công nghệ Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Endoamylase α −amylase Amylase có khả phân cắt liên kết 1,4- glucoside chất cách ngẫu nhiên enzyme nội bào α -amylase khả phân huỷ hồ tinh bột mà cịn có khả phân huỷ hạt tinh bột nguyên vẹn Enzyme khử nhánh - Tiểu luân công nghệ Khử trực tiếp Pullulanase enzyme quan trọng chế biến tinh bột Enzyme sử dụng quy mô lớn glucose ngành công nghiệp sirô maltose Pulluanase lạo enzyme mạnh cho thoái hoá tinh bột thành glucose maltose Pullulanase thuỷ phân α −1, 6-glycosidic liên kết chuỗi phân nhánh α −1,4 glycosidic Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP - GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Khử gián tiếp Transglucosylase (oligo-1,6-glucosidase) Maylo-1,6-glucoside: Enzyme thuỷ phân liên kết β−1,6−glucoside isomaltose, panose dextrin tới hạn chuyển hố đường lên men Exoamylase - β – amylase – amylase xúc tác từ thuỷ phân liên Tiểu luân công nghệ β kết 1,4- glucan tinh bột, glucogen polysaccharide, phân cắt nhóm maltose từ đầu khơng khử mạch Maltose hình thành xúc tác β – amylase có cấu hình β - γ−amylase Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Cịn gọi glucose amylase Có khả thuỷ phân liên kết -1,4 lẫn -1,6-glucoside, ngồi cịn có khả thuỷ phân liên kết -1,2 -1,3-glucoside Glucose amylase có khả thuỷ phân hồn tồn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin….thành glucose mà khơng cần có tham gia loại enzyme khác b Đặc tính Đặc tính chung: - Khả dextrin hố: thuỷ phân tinh bột dextrin +một maltoza Dextrin có khả hoạt hố cao, đặc trưng cho tính chất enzyme - Tính bền nhiệt: Phân tử có 1-6 ngun tử C, tham gia vào hình thành ổn định - Tiểu ln cơng nghệ Tính tan: amylase dễ dàng tan nước, dung dịch muối rượu laongx - Các amylase bị kiềm hãm kim loại nặng Cu2+ , Ag+ , Hg2+ - Cơ chất tác dụng: enzyme amylase tinh bột glycogen cấu trúc bậc enzyme Đặc tính riêng α −amylase có đặc tính đặc trung chế tác động, chuyển hoá tinh bột, khả chịu nhiệt: - Thể hoạt tính vùng acid yếu - α −amylase nấm mốc có khả dextrin hoá cao tạo lượng glucose maltose - Độ bền đồi với tác dụng acid khác - Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác α −amylase từ nguồn khác không đồng Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà c Cơ chế tác dụng Tiểu ln cơng nghệ α −amylase có khả phân cắt liên kết α -1,4-glucoside nằm phía phần tử chất (tinh bột glycogen) ngẫu nhiên Nó khơng thuỷ phân hồ tinh bột mà thuỷ phân hạt tinh bột với tốc độ chậm trình thuỷ phân tinh bột enzyme α −amylase trình đa giai đoạn: Giai đoạn (dextrin hoá): tinh bột α −amylase dextrin phân tử lượng thấp Chỉ có số phân tử chssta bị thuỷ phân tạo thành lượng lớn dextrin phân tử thấp (α −dextrin), độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh (các amylose amylopectin bị dịch hoá nhanh) 10