Quy trình sản xuất enzym amilase

LỌC HÓA DẦU A-K55 Bài thảo luận công nghệ sinh học đại cương: QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Nhóm: Trịnh Thành Công Nguyễn Văn Tùng Nguyễn Trọng Hoàng Lê Tuấn Thành Đỗ Tất Quang Mục lục: Phần 1: Giới Thiệu  Enzyme amylase gì?  Đặc tính chế tác dụng enzyme α- amylase Phần 2:Quy trình sản xuất enzym α amylase      Môi trường sản xuất enzyme amylase Nguyên liệu sản xuất enzyme amylase Quy trình sản xuất nấm mốc giống Phương pháp sản xuất Quy trình lên men công nghiệp tạo enzyme amylase Phần 3: Ứng dụng Phần 4:Kết luận ENZYME α AMYLASE QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 1021010050 1021010405 1021010142 1021010309 1021010275 LỌC HÓA DẦU A-K55 Phần 1: Giới thiệu Sử dụng enzyme sản xuất đời sống vấn đề nhà khoa học kỹ thuật ý từ lâu Ngày nay, việc sử dụng trở thành phổ biến nhiều nước mang lại nhiều lợi ích kinh tế lớn Ngoài số enzyme sử dụng rộng rãi lâu đời( amylaza, prôteeaza…), có hàng chục loại enzyme khác nghiên cứu áp dụng vào thực tế.Trước đây, enzyme dung nghiên cứu áp dụng sản xuất, thường thu nhận từ động vật, thực vật Nhưng vài chục năm gần đây, người ta ý đến nguồn enzyme vô phong phú rẻ tiền, nguồn enzyme từ vi sinh vật Thực nguồn enzyme quen thuộc số nước phương đông( Trung Quốc, Nhật Bản….) Để mở rộng việc sử dụng enzyme vào thực tế nước ta đáp ứng yêu cầu số sở sản xuất năm qua, nhà khoa học tiến hành nghiên cứu tách chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính enzyme cao, nghiên cứu điều kiện thích hợp cho việc tổng hợp mạnh mẽ enzyme chúng, thu nhận chế phẩm enzyme Như biết, 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, ngô, sắn, riêng nước ta sử dụng gạo khoai mì nguồn tinh bột chủ yếu Trong chế biến tinh bột đường, công đoạn quan trọng thủy phân tinh bột đường đơn giản Sau đó, chủ yếu sở đường đơn giản nhờ lên men, người ta nhận nhiều sản phẩm quan trọng như: rượu cồn, rượu vang, bia, loại acid hữu cơ, amino acid… Quá trình thủy phân tinh bột gồm hai công đoạn chủ yếu giai đoạn hồ hóa gian đoạn đường hóa Để thực hai công đoạn công nghệ nói trên, thực tế sản xuất ta áp dụng hai cách: Thủy phân tinh bột acid enzyme Để thủy phân tinh bột từ lâu người ta sử dụng acid vô HCl H2SO4 Nhưng kết cho thấy, thủy phân acid khó kiểm soát thường tạo nhiều sản phẩm không mong muốn không đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm Do vậy, việc thay ứng dụng enzyme để thủy phân tinh bột kết tất yêu lịch sử phát triển QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page LỌC HÓA DẦU A-K55 Enzyme amylase tìm góp phần quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Enzyme amylase tìm thấy nhiều nguồn khác amylase từ thực vật, động vật, vi sinh vật Enzyme amylase ngày thay acid sản xuất quy mô công nghiệp Hiện nay, nhà sản xuất sử dụng amylase có khả chụi nhiệt cao mà không bị hoạt tính, chẳng hạn amylase chiết tách từ vi sinh vật, cụ thể chủng vi khuẩn chịu nhiệt phân lập từ suối nước nóng Ngoài ra, amylase có nhiều ưu điểm sử dụng acid để thủy phân tinh bột: Năng lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho trình tinh dịch đường Nguồn amylase lấy từ mầm thóc, mầm đại mạch, hạt bắp nản mầm, hay từ nấm mốc,… Nguyên liệu cho sản xuất gạo, bắt, khoai mì,… nguồn nguyên liệu dễ tìm, rẻ tiền tìm thấy dễ dàng nước ta Do đó, lợi hướng phát triển mạnh làm sở cho nhiều ngành khác phát triển Ví dụ: sản xuất bánh kẹo, bia, cồn, sirô làm mềm vải… I.Tổng quan enzyme amylase Enzyme amylase gì? Amylase hệ enzyme phổ biến giới sinh vật Các enzyme thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử nhóm polysaccharide với tham gia nước: RR’ + H-OH RH + R’OH Có loại enzyme xếp vào nhóm: *Endoamylase( enzyme nội bào) *Exoamylase( enzyme ngoại bào)  Endoamylase gồm có α-amylase nhóm enzyme khử nhánh Nhóm enzyme khử nhánh chia thành loại: Khử trực tiếp Pullulanase( hay α-dextrin – glucosidase): khử gián tiếp Transglucosylase( hay oligo-1,6glucosidase) maylo-1,6-glucosidase Các enzyme thủy phân liên kết bên polysaccharide QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page LỌC HÓA DẦU A-K55  Cơ chất tác dụng amylase tinh bột glycogen Tinh bột nhóm carbohydrate thực vật, có chủ yếu củ khoai lang, khoai tây, khoai mì…, hạt ngũ cốc, loại hạt có công thức tổng quát (C6H12O6)n Tinh bột từ nguồn khác có cấu tạo từ amylase amylopectin (Meyer, 1940) Các loại tinh bột có 20-30% amylase 70-80% amylopectin Trong thực vật, tinh bột xem chất dự trữ lương quan trọng -Amylase có trọng lượng phân tử từ 50.000 – 160.000 Da, cấu tạo từ 200-1000 phân tử D-glucose nối với liên kết α – 1,4-glucoside tạo thành mạch xoắn dài không phân nhánh -Amylopectin có trọng lượng phân tử từ 400.000 đến hang chục triệu Da, cấu tạo từ 600 – 6000 phân tử D-glucose, nối với liên kết α – 1,4glucoside α – 1,6-glucoside tạo thành mạch có nhiều nhánh Tinh bột không tan nước lạnh hỗn dịch bị đun nóng( 60-85ºC) tinh bột bị hồ hóa gọi hồ tinh bột Dưới tác dụng enzyme amylase tinh bột bị thủy phân liên kết glucoside bị phân căt Sự thủy phân tinh bột enzyme amylase xảy theo mức độ: Dịch hóa Đường hóa Kết dịch hóa tạo sản phẩm trung gian dextrin dextrin tiếp tục bị đường hóa sản phẩm maltose glucose -Carbohydrate thực phẩm nguồn cung cấp lượng quan trọng thể người Rau nguồn cung cấp tinh bột tinh bột phần chuyển hóa thành disaccharide glucose Carbohydrate có mặt hầu hết loại thực phẩm nguồn cung cấp chủ yếu đường tinh bột  Glucose loại carbohydrate dự trữ Ở động vật dự trữ thể động vật thể chuyển hóa để sử dụng từ từ Amylase có vai trò quan trọng chuyển hóa glucid tế bào động vật, VSV, glucogen cấu tạo từ glucose nối với liên kết α – 1,4-glucoside vị trí phân nhánh, glucose nối với liên kết α – 1,6-glucoside Glycogen có mạch nhiều tinh bột Phân tử lượng khoảng triệu – triệu Da Glycogen dễ tan nước, ăn nhiều Carbohydrate thể chuyển hóa chúng thành chất béo dự trữ Ở động vật người, glycogen tập trung chủ yếu gan I.Đặc tính chế tác dụng enzyme α- amylase I.1.Đặc tính enzyme α- amylase QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page LỌC HÓA DẦU A-K55 α- amylase từ nguồn khác có thành phần amino acid khác nhau, loại αamylase có tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng α- amylase protein giàu tyrosine, tryptophan, acid glutamic aspartic Các glutamic acid aspartic acid chiếm khoảng ¼ tổng khối lượng amino acid cấu thành nên phân tử enzyme: • α- amylase có methionine có khoảng 7-10 gốc cysteine • Trọng lượng phân tử α- amylase nấm mốc: 45.000-50.000 Da( Knir 1956; Fisher, Stein, 1960) • Amylase dễ tan nước, dung dịch muối rượu loãng • Protein α- amylase có tính acid yếu có tính chất globuline • Điểm đẳng điện nằm vùng pH= 4,2-5,7( Bernfeld P, 1951) • α- amylase metaloenzyme Mỗi phân tử α- amylase có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol, không 1-6 nguyên tử gam Ca/mol tham gia vào hình thành ổn định cấu trúc bậc enzyme, trì hoạt độ enzyme( Modolova, 1965) Do đó, Ca có vai trò trì tồn enzyme bị tác động tác nhân gây biến tính tác động enzyme phân giải protein Nếu phân tử α- amylase bị loại bỏ hết Ca hoàn toàn bị hết khả thủy phân chất α- amylase bền với nhiệt độ enzyme khác Đặc tính có lẽ liên quan đến hàm lượng Ca phân tử nồng độ Mg2+ Tất amylase bị kìm hãm kim loại nặng Cu2+, Ag+, Hg2+ Một số kim loại khác như: Li+, Na+ , Cr³+, Mn²+, Zn²+, Co²+, Sn²+ ảnh hưởng đến α- amylase Không giống α- amylase khác, amylase Asp.oryzae có chứa phần phi protein polysaccharide Polyose bao gồm mol maltose, mol glucose, mol hexozamin mol enzyme (Akabori et amiloza, 1965) Vai trò polyose chưa rõ, song biết không tham gia vào thành phần trung tâm hoạt động nằm phía phân tử enzyme Thành phần amino acid alamine glycine valine leucine ( g/100g protein 6,8 6,6 6,9 8,3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Thành phần amino acid Isoleucine prolin phenylalanine tyrosine Page ( g/100g protein 5,2 4,2 4,2 9,5 LỌC HÓA DẦU A-K55 trytophan xetrin glutamic acid 4,0 6,5 6,9 trionin cystein amide 10,7 1,6 amide Bảng: Thành phần amino acid α- amylase nấm mốc Aspergillus α- amylase nấm mốc công hạt tinh bột bị thương tổn Sản phẩm cuối thủy phân amylase glucose maltose Đối với nấm sợi tỉ lệ 1:3,79 (Hanrahan, Caldwell, 1953) Fenikxova Eromsina (1991) cho biết maltopentose maltohexose bị thủy phân theo sơ đồ sau: G5→G4 + G1; G6 → G2 + G4 hay 2G3 (chính) G5 + G1 (ít) α- amylase nấm sợi không công liên kết α- 1,6 glucoside amylopectin nên thủy phân tạo thành dextrin tới hạn phân nhánh Đây cấu trúc phân tử tinh bột enzyme α- amylase phân cắt tạo thành dextrin tới hạn phân nhánh Sản phẩm thủy phân cuối tinh bột tác dụng amylase nấm sợi chủ yếu maltose, thứ đến maltotrioxe Khi dùng nồng độ α- amylase VSV tương đối lớn chuyển hóa 70-85% tinh bột thành đường lên men Còn α- amylase nấm mốc mức độ đường hóa đến glucose maltose lên tới 84-87% Điều kiện hoạt động α- amylase từ nguồn khác thường không giống pH tối thích cho hoạt động α- amylase từ nấm sợi 4,0-4,8 ( hoạt động tốt vung pH từ 4,5-5,8 ) Theo số liệu Liphis, pH tối thích cho hoạt động dextrin hóa đường hóa chế phẩm amylase từ Asp.oryzae vùng 5,66,2 Còn theo số liệu Fenixova pH tối thích cho hoạt động dextrin hóa 6,0-7,0 Độ bền tác dụng acid khác α- amylase Asp.oryzae bền vững acid α- amylase malt vi khuẩn Bac.subtilis Ở pH = 3,6 0°C, α- amylase malt bị vô hoạt hoàn toàn sau 15-30 phút; α- amylase vi khuẩn bị bất hoại đến 50%, hoạt lực α- amylase nấm sợi không giảm ( Fenilxova, Rmoshinoi 1989 ) Trong dung dịch α- amylase nấm sợi bảo quản tốt pH = 5,0 – 5,5; α- amylase dextrin hóa nấm sợi đen chịu pH từ 2,5 – 2,8 Ở 0ºC pH=2,5 bị bất hoại hoàn toàn sau Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác α- amylase từ nguồn khác không đồng nhất, α- amylase nấm sợi nhạy cảm tác động nhiệt Nhiệt độ tối thích 50ºC bị vô hoạt 70ºC (Kozmina, 1991 ) QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page LỌC HÓA DẦU A-K55 Trong dung dịch đệm pH = 4,7, α- amylase Asp.oryzae nhạy với tác động nhiệt độ cao, chí 40ºC hoạt lực dextrin hóa 22 – 29%, hoạt lực đường hóa 27 –85% Ở 50ºC α- amylase nấm sợi bị vô hoạt hoàn toàn (Miller cộng sự) I.2 Cơ chế tác dụng enzyme α- amylase α- amylase ( 1,4 α- glucan – glucanhydrolase ) α- amylase từ nguồn khác có nhiều điểm giống α- amylase có khả phân tách liên kết α – 1,4glucoside nằm phía bên phân tử chất (tinh bột glycogen) cách ngẫu nhiên không theo trật tự α- 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 α- amylase trình đa giai đoạn: Ở giai đoạn đầu ( giai đoạn dextrin hóa ): Chỉ số phân tử chất nị thủy phân tạo thành lượng lớn dextrin phân tử thấp (α-dextrin), độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh ( amylase amylopectin bị dịch hóa nhanh) Sang giai đoạn ( giai đoạn đường 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 α- amylase disaccharide monosaccharide gồm 6-7 gốc glucose ( vậy, người ta cho α- amylase phân cắt amylase thành đoạn – gốc glucopiranose ) Sau đó, poliglucose bị phân tách tiếp tạo nên mạch polyglucose collagen ngắn dần bị phân giải chậm đến maltotetrose moltotriose maltose Qua thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân amylase chứa 13% glucose 87% maltose Tác dụng α- amylase lên amylosepectin xảy tương không phân cắt liên kết α- 1,6 – glycoside ) có dextrin phân tử thấp isomaltose 8% Tóm lại, tác dụng α- amylase, tinh bột chuyển thành maltotetrose, maltose, glucose dextrin phân tử thấp Tuy nhiên, thông thường αamylase thủy phân tinh bột thành chủ yếu dextrin phân tử thấp không cho màu với iodine maltose Khả dextrin hóa cao α- amylase tính chất đặc chưng cảu Vì vậy, người ta thường gọi loại amylase amylase dextrin hay amylase dịch hóa Các giai đoạn trình thủy phân tinh bột α-amylase: QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page LỌC HÓA DẦU A-K55  Giai đoạn dextrin hóa: Tinh bột -> dextrin phân tử lượng thấp  Giai đoạn đường hóa: Dextrin > tetre trimaltose -> di & monosaccgaride Amylase -> oligosaccharide > poliglucose Maltose > maltotrioso -> maltotetrose Phần 2.Quy trình sản xuất enzym α amilase I.Môi trường sản xuất enzyme amylase I.1.Môi trường lỏng Ở môi trường lỏng, VSV phát triển bề mặt môi trường, tạo thành khuẩn lạc ngăn cách pha lỏng ( môi trường ) pha khí ( không khí ) Ở đây, VSV sử dụng chất dinh dưỡng từ dung dịch môi trường, O2 từ không khí, tiến hành trình tổng hợp enzyme Enzyme ngoại bào tách từ sinh khối hòa tan vào dung dịch môi trường Enzyme nội bào nằm sinh khối VSV Hình 1: Lên men môi trường lỏng quy mô phòng thí nghiệm Nuôi cấy VSV thu nhận enzyme môi trường lỏng theo phương pháp cấy bề mặt thường tiến hành khay có chiều cao khoảng 12-15 cm, chiều rộng chiều dài thiết kế tùy theo kích thước phòng nuôi cho thuận tiện thao tác Ở người ta quan tâm nhiều đến chiều cao môi trường lỏng Nếu chiều cao môi trường lỏng lớn, VSV khả đồng hóa hết chất dinh dưỡng phía đáy khay nuôi cấy Nếu chiều cao môi trường nhỏ, thiếu thành phần chất dinh dưỡng, hiệu suất thu nhận enzyme không cao QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page LỌC HÓA DẦU A-K55 Trong nghiều nhà máy, người ta thường tạo môi trường kháy nuôi cấy có chiều cao môi trường từ 5-7 cm hợp lý I.2.Môi trường đặc(bán rắn) Phần lớn nhà máy sản xuất enzyme, nuôi cấy VSV thu nhận enzyme, người ta thường sử dụng môi trường đặc Để tăng khả xâm nhập không khí vào lòng môi trường, người ta thường sử dụng cám, trấu, hạt ngũ cốc để làm môi trường Trong trường hợp này, VSV phát triển bề mặt môi trường, nhận chất dinh dưỡng từ hạt môi trường sinh tổng hợp enzyme nội bào ngoại bào Các enzyme ngoại bào thẩm thấu vào hạt môi trường, enzyme nội bào nằm sinh khối VSV VSV không phá triển bề mặt môi trường, nơi ngăn cách pha rắn ( môi trường ) pha khí ( không khí ) mà phát triển bề mặt hạt môi trường nằm hẳn lòng môi trường Môi trường nuôi cấy vừa có độ xốp cao vừa phải có độ ẩm thích hợp Nếu độ ẩm cao làm bết môi trường lại , không khí xâm nhập vào lòng môi trường, có độ ẩm thấp không thuận lợi cho VSV phát triển Thông thường người ta thường tạo độ ẩm khoảng 55-65% W hợp lý Nếu sử dụng cám làm nguyên liệu để nuôi cấu VSV thu nhận enzyme, người ta phải cho thêm 20-25% trấu để làm xốp môi trường, tạo điều kiện thuận lợi không khí dễ xâm nhập vào lòng môi trường Phương pháp nuôi cấy bề mặt bán rắn(môi trường đặc ) thích hợp cho len men nấm mốc Asp.oryzae A B H ì n h : L ê n m e n t r ê n m ô i trường rắn A: lên men kỵ khí t r o n g n i b ằ n g đ ấ t n u n g , B : lên men hiếu khí II Nguyên liệu sản xuất enzyme amylase QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page LỌC HÓA DẦU A-K55 II.1 Nguyên liệu tạo môi trường nuôi cấy Nguyên liệu sử dụng nuôi cấy bề mặt thường nguyên liệu có nguồn gốc tự nhiên cám mì, cám gạo, gạo, ngô mảnh, đậu nành loại hạt ngũ cốckhác.Trong loại nguyên liệu trên, cám gạo, cám mì sử dụng nhiều cả.Hai loại có đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho VSV phát triển Mặt kháckhi tạo môi trường, chúng thường có tính chất vật lý thích hợp để vừa đảm bảokhối kết dính cần thiết, vừa đảm bảo lượng không khí lưu chuyển khối nguyênliệu Nguyên liệu sử dụng nuôi cấy bề sâu (Sử dụng môi trường hoàn toàn lỏng): Nguyên liệu nuôi cấy phổ biến dịch đường glucose, fructose, sacarose, pepton,… nồng độ thích hợp khoảng 10 - 15% II.2 Chủng vi sinh vật dùng sản xuất amylase •Chủng nấm mốc Asp Oryzae, Asp.niger… -Enzyme chiết xuất từ nấm mốc: dễ dàng loại bỏ khuẩn ty nấmtrong môi trường sản xuất enzyme -Enzyme amylase thô nằm dung dịch lọc •Các chủng vi khuẩn Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus stearothermophilus … -Enzyme chiết xuất từ vi khuẩn: cần tốc độ cao, làm lạnh máy li tâmcho việc -Đổ môi trường nuôi cấy vi khuẩn vào ống máy li tâm, quay 20 phút 5.000 vòng/phút Phần gạn nổi mặt, chiết xuất enzyme thô Bảng 1: Tính chất amylase thu nhận từ nguồn khác nhau.(Nguyễn Tiến Thắng, Gíao trình công nghệ enzyme 2008) Nguồn thu nhận Giới hạn pH(pH tối ưu) B subtilis 4,5 – 6,5 B licheniformis 5,0 – 9,0 B.stearothermophilus 4,0 – 5,2(3,0) B cereus 6,0 – 7,0 Pseudomonas 6,7 – 7,0 Tụy 6,0 – 7,0 QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Khối luợng phântử (Dalton) 48.000 22.500 96.000 90.000 62.000 45.000 Page 10 Nhiệt độ tốiưu (oC) 60 90 80 50 – 55 45 LỌC HÓA DẦU A-K55 -Sợi nấm bắt đầu hình thành có màu trắng màu sữa -Thành phần dinh dưỡng bắt đầu có thay đổi -Khối môi trường rời rạc -Enzyme bắt đầu đươc hình thành Trong giai đoạn phải đặc biệt quan tâm đến chế độ nhiệt độ Tuyệt đối không đưa nhiệt độ cao 300C thời kỳ đầu giống mẫn cảm với nhiệt độ Giai đoạn 2: Giai đoạn kéo dài 14-18 Trong giai đoạn có thay đổi sau: Toàn bào tử phát triển thành sợi nấm sợi nấm bắt đầu phát triển mạnh sợi nấm tạo mạng sợi chằng chịt khắp hạt môi trường lòng môi trường -Trong giai đoạn ta hoàn toàn nhìn rõ sợi nấm có màu trắng xám mắt thường -Môi trường kết lại chặt -Độ ẩm môi trường giảm dần -Nhiệt độ môi trường tăng nhanh lên tới 40-450C -Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh đồng hoá mạnh nấm sợi -Enzyme amylase tổng hợp mạnh -Lượng O2 không khí giảm CO2 tăng dần, giai đoạn cần phải thông khí mạnh nhiệt độ cố gắng trì khoảng 29-300C tốt Giai đoạn 3: Giai đoạn kéo dài 10-20 Ở giai đoạn có số thay đổi sau: -Quá trình trao đổi chất yếu dần, mức độ giảm chất dinh dưỡng chậm lại -Nhiệt độ khối môi trường giảm, làm giảm lượng không khí môi trường xuống 20-25 thể tích không khí /thể tích phòng nuôi cấy/ 1giờ Nhiệt dộ nuôi trì 300C,trong giai đoạn này, bào tử hình thành nhiều luợng enzym amylase tạo giảm xuống Chính việc xác định thời điểm cần thiết để thu nhận enzym cần thiết QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 21 LỌC HÓA DẦU A-K55 Thu nhận sản phẩm:Kết thúc qúa trình nuôi cấy ta thu nhận chế phẩm enzym amylase, chế phẩm gọi chế phẩm enzym thô (vì thành phần enzym ra, chúng chứa sinh khối VSV, thành phần môi trường nước môi trường) Để đảm bảo cho chế phẩm enzym thô α-amylase không bị hoạt tính nhanh người ta thường sấy khô chế phẩm enzym đến độ ẩm thấp ( thiết bị sấy thường dùng máy sấy chân không) Độ ẩm cần đạt sau qúa trình sấy kết thúc nhỏ hơn10% độ ẩm Để đảm bảo hoạt tính enzym không thay đổi người ta thường sấy nhiệt độ 38-400C Enzym α-amylase nấm mốc Asp.oryzae bị bất hoạt nhiệt độ lên đến 60-70 độ C Tùy theo mục đích sử dụng ta dùng chế phầm thô không cần phải qúa trình tinh Trong trường hợp cần thiết khác, ta phải tiến hành làm enzym Để sản xuất enzym tinh khiết người ta phả tiến hành sau: -Toàn khối lượng enzym thô amylase đem nghiền nhỏ.Mục đích qúa trình nghiền vừa phá vỡ thành tế bào vừa làm nhỏ thành phần chế phẩm thô.Khi thành tế bào phá vỡ ,các enzym nội bào chưa thoát khỏi tế bào dễ dàng thoát khỏi tế bào.Phần lớn enzym amylase ngoại bào tổng hợp thoát khỏi tế bào thấm vào thành phần môi trường.Khi ta nghiền nhỏ, enzym thoát khỏi thành phần dễ dàng -Trong nghiền người ta thường sử dụng chất trợ nghiền trường hợp đượcdùng cát thạch anh bột thủy tinh Các chất chất vô không tham gia vào phản ứng khả tăng mức độ ma sát trước sử dụng cát thạch anh bột thủy tinh phải rửa sạch, sấy khô nhiệt độ lớn 100oC để loại bỏ nước tiêu diệt VSV QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 22 LỌC HÓA DẦU A-K55 Trích ly:Sau nghiền mịn, người ta cho nước vào để trích ly enzym αamylase Các loại enzyme thủy phân có khả tan nước nên người ta thường dùng nước dung môi hòa tan Cứ phần chế phẩm enzym thô, người ta cho 4-5 phần nước, khuấy nhẹ sau lọc lấy dịch, phần bã thu riêng dùng làm thực phẩm gia súc ( ý cần loại bỏ cát thạch anh bột thủy tinh khỏi hỗn hợp bã cho gia súc ăn) Dịch thu nhận dạng chế phẩm enzym thô có chứa nước, chất hòa tan khác từ khối môi trường nuôi cấy Việc tách enzym khỏi vật chất Qúa trình kết tủa enzym α-amylase: Để làm việc người ta tiến hành kết tủa enzym nhờ tác nhân gây tủa.Trong công nghệ tinh chế enzym, người ta thường dùng cồn sunfat amon Hai tác nhân kết tủa dễ tìm kiếm giá rẻ so với tác nhân gây tủa khác Trong tiến hành kết tủa, người ta phải làm lạnh dung dịch enzym thô tác nhân kết tủa để tránh làm hoạt tính enzym Khi đổ chất làm kết tủa enzym vào dung dịch enzym thô phải từ từ để tránh tượng biến tính Trong qúa trình kết tủa người ta dùng cồn sulfat amon với liều lượng sau: Cứ phần dung dịch enzym thô người ta 2,5 lần cồn sulfat amon Khi cho chất kết tủa vào dung dich enzym thô, người ta tiến hành khuấy nhẹ, sau để yên điều kiện nhiệt độ lạnh (thường từ 4-7OC) theo thời gian, enzym tạo kết tủa lắng xuống đáy, người ta tiến hành gạn lọc thu nhận kết tủa dạng paste (độ ẩm lớn 70%W) Ở trạng thái enzym dễ bị biến tính nhiều nước để dễ bảo quản người ta sấy kết tủa enzyn α-amylase 40OC độ ẩm cuối đạt 5-8% W ( thiết bị sấy thường dùng máy sấy phun sương) Trong nhiều trường hợp chế phẩm enzym α-amylase dạng kết tủa hoàn toàn chưa mặt hóa học đố chứa số enzym enzym amylase ta quan tâm, chẳng hạn enzym α- amylase chứa hoạt tính protase có tính acid QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 23 LỌC HÓA DẦU A-K55 cellulose muốn thu nhận enzym có độ tinh khiết cao ta phải tinh chế enzym α-amylase kết tủa qúa trình lọc Gel hay sử dụng phương pháp cố định enzym ,… V.3 Thu nhận enzym α-amylase từ nấm mốc Aspergillus Oryzae V.3.1 Sinh trưởng sinh tổng hợp amylase từ nấm Khi nuôi VSV tạo amylase có trình liên quan mật thiết với Quá trình tổng hợp sinh khối VSV trình tích tụ enzyme tế bào môi trường Ở số VSV, trình sinh tổng hợp amylase tiến hành song song với trình sinh trưởng, nghĩa tích tụ enzyme phụ thuộc tuyến tính vào tăng khối Trong trường hợp này, sinh tổng hợp enzyme amylase kết thúc pha logarit đồng thời với ngưng sinh trưởng bắt đầu pha phát triển ổn định sau Tuy nhiên theo ý kiến nhiều tác giả, tạo thành amylase cực đại thường xảy sau quần thể tế bào VSV đạt điểm sinh trưởng Trong trường hợp này, sinh trưởng VSV không kèm theo tích lũy enzyme amylase canh trường, sau kết thúc pha sinh trưởng xảy tổng hợp enzyme cực lớn V.3.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng enzyme V.3.2.1.Ảnh hưởng nguồn Nitơ dinh dưỡng Nguồn dinh dưỡng Nitơ quan trọng Khi chuẩn bị môi trường dinh dưỡng để nuôi nấm mốc Asp.oryzae để tạo enzym α-amylase, người ta dùng muối vô Natri Nitrat nguồn Nitơ dinh dưỡng để nuôi nhiều loại nấm sợi tạo α-amylase Hàm lượng thường sử dụng 0,91% Nari Nitrat Amoni Nitrat có hiệu qủa so với loại muối khác ( Kali Nitrat, Magie Nitrat, Amoni Sunfat….) Cho nguồn Nitơ định vào môi trường kích thích tổng hợp amylase ức chế tổng hợp amylase khác Ví dụ:Kết qủa thí nghiệm Fenikvova cộng tác viên việc sử dụng nguồn Nitơ từ muối khác Bảng : Ảnh hưởng nguồn nitơ tới sinh tổng hợp enzyme amylase ( Sách Công nghệ enzym Nguyễn Đức Lượng chủ biên, 2004) Nguồn Nitơ Liệu lượng muối, % theo N QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Hoạt động enzyme sau ngày nuôi 100ml Page 24 LỌC HÓA DẦU A-K55 α-amylase Glucomylase NaNO2 0,30 145 8000 NaNO3 0,15 26 3300 (NH4)2SO3 0,15 - - NH4NO3 0,15 98 4100 NH4NO3 0,30 45 4900 NH4H2PO4 0,30 5,5 8000 Ngoài cần phải xác định tỷ lệ nguồn carbon Nitơ môi trường phù hợp cho mốc Asp.oryzae phát triển Tính cân môi trường dinh dưỡng carbon Nitơ có ý nghĩa lớn sinh tổng hợp sinh khối nấm Asp.oryzae tạo thành amylase V.3.2.2.Ảnh hưởng Amino acid Amino acid cấu tử hợp thành phân tử enzym, có số amino acid không đồng giá trị dinh dưỡng nên sử dụng hỗn hợp amino acid có giá trị lớn cho chất lượng Amino acid có ảnh hưởng tốt tới sinh lý nấm mốc việc sinh tổng hợp enzym amylase nguyên nhân sau: -Amino acid đồng thời vừa nguồn carbon , nguồn Nitơ vừa nguồn lượng -Một số amino acid riêng lẻ (Glutamic acid ,Aspatic acid….) đóng vai trò vô quan trọng trao đổi amino acid cụ thể sinh tổng hợp nhiều amino acid khác qúa trình chuyển amine hóa Nhờ số amino acid trước hết glutamic acid, aspatic acid mà thực đồng hóa dị dưỡng CO2 (Araiet al,1968) -Nhiều amino acid tham gia vào thành phần vitamin tan nước như: Pantotenic acid, biotin, folic acid, …các vitamin có ý nghĩa sinh học lớn Ngoài có nhận xét cho tổng hợp ARN tế bào số VSV phụ thuộc vào có mặt amino acid môi trường nuôi ( Kurland, Marloe, 1962 ) QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 25 LỌC HÓA DẦU A-K55 -Amino acid có tính đặc hiệu cảm ứng kiềm chế sinh tổng hợp enzyme Một số amino axid kích thích làm tăng cường sinh tổng hợp enzyme amylase, số loại có tác dụng ức chế ngược lại số loại tác dụng V.3.2.3 Ảnh hưởng nguồn khoáng dinh dưỡng - Mg2+có ảnh hưởng tới độ bền nhiệt enzym.- Phospho ảnh hưởng trực tiếp tới sinh sản nấm sợi, mà tăng cường tổnghợp enzyme.- Canxi(Ca) cần cho tổng hợp ổn định α-amylase hoạt động cấu tử khôngthể thiếu enzym Canxi có tác dụng bảo vệ amylase khỏi tác độngcủa protease ( Hsiu et amiloza, 1964).- Lưu huỳnh(S) kích thích tạo amylase Ngoài nguyên tố đa lượng cần ý thêm với nguyên tố vi lượng.Chẳng hạn như: Co, kẽm,… nguyên tố gây ức chế tổng hợp enzymamylase như: đồng, thủy ngân, … V.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men Độ ẩm (w) môi trường: Tốt cho hình thành enzym nấm mốc Asp.oryzae 55-60% Độ ẩm môi trường thích hợp cho hình thành bào tử khoảng 45% nên cần giữ cho độ ẩm môi trường không bị giảm trình phát triển Ảnh hưởng việc giữ ẩm trình sinh trưởng tới tạo α-amylaze Asp.oryzae nuôi phương pháp bề mặt: 20 Phương án thí nghiệm Độ ẩm % Khay để hở 34 Hoạt độ Độ ẩm Amylase canh I trường khô % Hoạt độ amylase 42 Độ ẩm % đ/v g canh Hoạt độ amylase canh I trường khô trường khô 15,0 23,8 18,0 22,0 20,5 20,4 42,4 32,9 42,4 36,7 27,8 Khay đậy nắp 46.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 26 LỌC HÓA DẦU A-K55 Bảng: Ảnh hưởng việc giữ ẩm trình sinh trưởng tới tạo thành α-amylase Asp.oryzae nuôi phương pháp bề mặt Điều thật cần thiết phải giữ ẩm cho môi trường mức độ tối thích Cần thông khí liên tục suốt thời kì sinh trưởng nấm mốc phụ thuộc vào kích thước, chiều dày môi trường nuôi -Độ ẩm tương đối chủa không khí : Độ ẩm cho phép từ 80% trở lên đến mức bão hòa tức 100% W thích hợp cho nấm mốc phat triển Trong phòng nuôi cần giữ cho độ ẩm không khí bão hòa để tránh cho môi trường khỏi bị khô -Ảnh hưởng không khí : Asp.oryzae VSV hoàn toàn hiếu khí, phát triển bình thường đầy đủ oxy Để đáp ứng điều kiện nuôi này, môi trường phải xốp, rải thành lớp dày không 2,5-3cm, phòng nuôi phải thoáng Theo thực nghiệm, để thỏa mãn cho hô hấp nấm mốc Asp.oryzae phát triển cách giờ, môi trường cần khoảng 1,7m3 không khí Asp.oryzae phát triển bình thường nồng độ không khí đạt 8% -Ảnh hưởng nhiệt độ: Nhiệt độ nuôi yếu tố quan trọng sinh trưởng chủng nấm mốc vsf tạo thành enzym amylase Nhiệt độ thích hợp cho phát triển hình thành enzym 28-300 C Nhiệt độ so nấm mốc tỏa môi trường bị nóng lên 400C Do cần cần giữ cho nhiệt độ QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 27 LỌC HÓA DẦU A-K55 môi trường không xuống 270C không cao 360C Toàn chu kỳ sinh trưởng nấm mốc cám chia làm hai thời kỳ: +Thời kỳ trương nảy mầm đính bào tử 11 đầu Trong thời kỳ cần phải cung cấp nhiệt cho phòng nuôi không 23-300C Độ ẩm tương đối không khí 96-100% +Thời kỳ sinh trưởng nhanh hệ sợi (có thể đạt từ 4-18 giờ) -Thời gian nuôi nấm mốc: Hầu hết chủng nấm mốc Asp.oryzae có hoạt động cực đại amylase khoảng thứ 30-38, sau cực đại protease thứ 36-42 Một số chủng cho hai cực đại enzym, ví dụ: cực đại emzym amylase thứ 36 thứ 60 Do đó, thời gian nuôi mốc kéo dài từ 60-72 Thời gian nuôi để có lượng amylase cực lớn thường xác định thực nghiệm Sự tạo bào tử tượng không mong muốn thường làm giảm hoạt lực enzym Đối với Asp.oryae, tạo hoạt lực tối đa thường kết thúc nấm mốc bắt đầu sinh bào tử -Ảnh hưởng pH: pH thích hợp cho Asp.oryzae môi trường acid yếu khoảng 5,56,5 Các môi trường tự nhiên từ cám, nhô thường có sẵn pH khoảng nên không cần điều chỉnh Đôi khả sinh bào tử nấm mốc bị yếu hẳn Để khôi phục khả nuôi nấm mốc ánh sáng khuếch tán vài hệ Phần 3: Ứng dụng Hiện nay, "Theo thời gian, enzym công nghiệp ngày ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, enzym ứng dụng nhiều protease, cellulose, QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 28 LỌC HÓA DẦU A-K55 ligase, amylase,… sản xuất chế phẩm enzyme loại phát triễn mạnh mẽ qui mô công nghiệp Thực tế có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán thị trường giới, chế phẩm khai thác tinh chế có mức độ tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp ứng dụng Chế phẩm enzyme không ứng dụng y học mà ứng dụng nhiều lãnh vực công nghiệp khác nhau, nông nghiệp, hóa học… "ý nghĩa việc sử dụng enzyme lãnh vực thực tế không so với ý nghĩa việc sử dụng lượng nguyên số enzym đặc biệt khác thu nhiều lợi nhuận từ ngành Dưới vài ứng dụng thực tế: Ứng dụng amylase sản xuất bia -Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống, nước phương Tây chủ yếu sử dụng enzym amylase malt để thủy phân tinh bột malt, sau đến giai đoạn rượu hóa nấm men Saccharomyces sp -Cơ sở khoa học việc sử dụng amylase malt chỗ, đại mạch chuyển từ trạng thái hạt sang trạng thái nảy mầm (malt), enzym amylase tổng hợp enzym thủy phân tinh bột có hạt tạo lượng vật chất cho tạo thành mầm Như việc đường hóa tinh bột hạt nhờ enzym Khi hạt tổng hợp lượng enzym amylase vừa đủ để phân hủy lượng tinh bột có ột phần để tạo hương vị cho bia, màu sắc, độ cồn phù hợp cho hạt - Như cần nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia qui mô lớn, dẫn đến chi phí cao cho sản xuất sản phẩm Ðể khắc phục điều này, trình lên men tạo bia nhà sản xuất không sử dụng hoàn tòan 100% nguyên liệu malt đại mạch mà có pha trộn theo công thức để thay malt bổ sung nguồn tinh bột cho trịnh lên men Lý làm người tiêu dùng phần làm giảm giá thành cho sản phẩm bia giữ đặc trưng cho bia -Chính điều này, nhà sản xuất bia quan tâm đến việc sử dụng chế phẩm enzym amylase cung cấp cho trình thủy phân tinh bột Enzym có ý nghĩa lớn việc làm bia, giúp sản xuất bia qui mô công nghiệp - Ngoài ra, sản xuất bia, người ta sử dụng chế phẩm enzym cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào, tạo điều kiện để thành phần có tế bào hạt thóat phía nhờ chất lượng bia nâng cao Một loại enzym khác sử dụng rộng rãi gluco amylase, enzym QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 29 LỌC HÓA DẦU A-K55 sử dụng để loại trừ O2 có bia, giúp trình bảo quản bia kéo dài nhiều Ứng dụng amylase sản xuất cồn -Ðể sản xuất cồn từ nguồn nguyên liệu tinh bột, nước sử dụng loại nguyên liệu khác nhau.Ví dụ, Mỹ người ta sử dụng nguyên liệu từ bột ngô để sản xuất cồn, Brazin lại sử dụng khoai mì, nước khác sử dụng gạo từ gạo -Qúa trình sản xuất cồn trải qua hai giai đọan: giai đọan đường hóa giai đọan rượu hóa +Giai đọan đường hóa, người ta bắt buộc phải sử dụng enzym amylase ( sử dụng phương pháp thủy phân tinh bột acid ) Người Nhật biết sử dụng enzym nấm mốc trình đường hóa để sản xuất rượu Sake từ cách 1700 năm Người Trung Quốc sử dụng nhiều loại nấm mốc để đường hóa rượu sản xuất rượu cách 4000 nãm Còn người Việt Nam biết sản xuất rượu từ gạo cách hàng ngàn nãm Riêng Mỹ, đến kỷ XIX Takamine người Nhật đưa nấm mốc Aspergillus sang biết sử dụng enzym thay amylase malt để sản xuất cồn Chính có phưõng pháp Micomalt ( mầm mốc) sản xuất cồn rượu Nhờ du nhập kỹ thuật từ Nhật mà người Mỹ tiết kiệm khối lượng malt khổng lồ sản xuất rượu +Giai đọan rượu hóa, nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae, xem trình áp dụng enzym Qúa trình rượu hóa trình phức tạp, trải qua nhiều giai đoạn chuyển hóa từ đường thành cồn nhờ tham gia nhiều enzym khác Ðiểm khác với enzym amylase chổ enzym tham gia trình rượu hóa nằm tế bào nấm men Việc điều khiển trình chuyển hóa enzym tế bào thực chất trình trao đổi chất nấm men môi trường chứa đường Ứng dụng amylase chế biến thực phẩm gia súc Trong chế biến thức ăn gia súc, thành phần ngũ cốc chiếm khối lượng lớn Trong khối lượng này, thành phần tinh bột cao Ðể tăng hiệu suất sử dụng lượng từ nguồn tinh bột, người ta thường cho thêm enzym amylase vào Enzym amylase tham gia phân giải tinh bột tạo thành đường, giúp cho trình chuyển hóa tinh bột tốt Ứng dụng enzym amylase công nghiệp dệt -Trong công nghiệp dệt, người ta thường sử dụng enzym amylase vi khuẩn để tẩy tinh bột làm cho vải mềm -Trong vải thô thường chứa khỏang 5% tinh bột tạp chất khác Do đó, sử dụng chế phẩm enzym amylase vi khuẩn vải tốt QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 30 LỌC HÓA DẦU A-K55 -Người ta thường sử dụng lượng chế phẩm amylase khỏang 0,3-0,6 g/l dung dịch thời gian xử lý 5-15 phút nhiệt độ 90oC - Tuy nhiên chế phẩm enzym amylase có nguồn gốc từ vi khuẩn, người ta quan tâm đến việc sử dụng amylase từ nấm sợi.Cho đến có nhiều nước sử dụng enzym công nghiệp dệt để tăng khả cạnh tranh hàng vải, sợi - Các nước sử dụng lượng enzym amylase nhiều lĩnh vực Mỹ, Nhật, Pháp, Ðan Mạch Ngoài ra, enzyme amylase nghiên cứu ứng dụng rộng rãi sản xuất đường bột, sản xuất dextrin, maltodextrin, nha glucose, siro, glucose – fructose, sản xuất tương nước chấm …ở quy mô công nghiệp Ứng dụng enzyme amylase tẩm màu giấy - amylase có khả thúc đẩy quy trình khử mực tốt - nguyên lí hoạt động : chúng bẻ gẫy mạch tinh bột mạch giấy kéo theo việc làm bong phân tử màu ,tạo thuận lợi cho trình tuyển khử mực -Quy trình công nghệ : +Nguyên liệu : giấy loại +Quy trình xử lí : bao gồm bước ngâm xử lí giấy loại enzyme amylase nhiệt độ thường , xử lí hóa nhiệt : đánh tơi có pha trộn hóa chất nhiệt, ủ điều kiện nhiệt độ,pha loãng tuyển , rửa cô đặc, thành phẩm + Hóa chất sử dụng : enzyme amylase … Trong sản xuất mì - enzyme amylase sử dụng giai đoạn thủy phân tinh bột thành đường – chất cho sinh vật phát triển - người ta co thể dùng amylase hạt nảy mầm hay nấm mốc để thủy phân tinh bôt thành đường QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 31 LỌC HÓA DẦU A-K55 Trong sản xuất dược phẩm -nguồn cung cấp amylase vi khuẩn bacillus subtilis với ưu điểm bền môi trường axit dày so với lấy động vật vi nấm - amylase sử dụng để phối hợp với coenzyme A, cytocrom C, ATP, để chế thuốc điều trị bênh tim mạch, thần kinh Mặt khác amylase phối hợp với ezyme thủy phân để chữa bệnh thiếu ezyme đường tiêu hóa * Men tiêu hóa Neopeptine -thành phần : alpha- amylase : 100mg papaine : 100mg simethicone : 30mg -Cộng dụng : điều trị bệnh tiêu hóa Trong sản xuất HFCS - HFCS: đường fructozo cao sirô bắp - HFCS sản xuất thành nhiều loại đường khác cách thay đổi tỉ lệ fructozo – glucozo Quá trình enzyme làm thay đổi 100% glucose siro bắp thành HFCS 90 theo bước sau: Tinh bột bắp xử lý α-amylase để sản xuất chuỗi đường ngắn gọi oligosaccharides Glucoseamylase phá vỡ chuỗi đường để sản xuất đường đơn glucose Xylose isomerase biến đổi glucose để tạo hỗn hợp có khoảng 42% fructose 50- 52% glucose với vài loại đường hòa trộn Hỗn hợp 42 - 43% fructose glucose phải chịu qua bước sắc kí lỏng nơi mà fructose làm giàu đến xấp xỉ 90% Nuôi trồng thủy sản QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 32 LỌC HÓA DẦU A-K55 Enzyme amylase thường bổ sung thành phần hợp chất hóa học nhằm cải tạo ao hồ, kích thích tăng trưởng phát triển mạnh động vật thủy sản giai đoạn mong muốn Đối tượng & chế Cá ăn thực vật:enzyme amylase phân giải tinh bột có thức ăn cá: cỏ, khoai lang, khoai mì… Cá ăn thịt động vật: enzyme amylase phân giải glycogen hay glucid tế bào động vật Chế phẩm xử lý mùn bã hữu làm đáy ao ARO-ZYME Thành phần: Tổng hợp loài vi sinh Bacillus sp, Proteasebenzyme, Amylase enzyme, Lipase enzyme, Cellulase enzyme Công dụng: Làm tăng phân hủy chất thải Protein Carbohydrate ao Khống chế vi sinh vật gây bệnh, kiểm soát chất lượng nước Phá vỡ chất hữu cơ, cung cấp chất vô cho phát triển phiêu sinh vật Kích thích tảo phát triển Giảm khí độc NH3, H2S Làm đáy ao giúp tôm mang, khỏe mạnh Giữ PH nước ao ổn định tăng hàm lượng oxy ao, giúp tôm chống stress phòng bệnh virus gây 10 Trong sản xuất bánh mì Amylase thuỷ phân tinh bột giúp cho bột nhào lên men nhanh tăng chất lượng bánh lượng đường bột không đủ cho trình lên men Tác dụng tích cực betaamylase thuỷ phân tinh bột thành maltose, alfaamylase thuỷ phân tinh bột thành dextrin mà dextrin liên kết với nước làm cho ruột bánh bị ướt, làm giảm chất lượng bánh 11 Trong sản xuất bánh kẹo, mật glucoza -Mục đích việc sử dụng Enzyme vào sản xuất loại bánh quy làm tăng mùi vị bánh, chế biến bột thành loại bánh quy QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 33 LỌC HÓA DẦU A-K55 Enzyme protease Amylase bột hoạt động làm tăng hàm lượng amino acid tự làm tăng lượng đường khử Đường khử amino acid tự có khối bột tham gia vào phản ứng oxy hóa khử kết tạo cho bánh quy có mùi, vị màu hấp dẫn Tuy nhiên tận dụng lượng Enzyme có sẵn tinh bột phản ứng xảy không mạnh, sử dụng lọai bột xấu để sản xuất bánh Do người ta thường bổ sung thêm Enzyme protease Amylase vào chế biến bột trình sản xuất bánh quy Khi lượng đường khử lượng amino acid tự tăng lên, phản ứng oxi hóa khử tăng cường - Chúng ta biết từ tinh bột thu phẩm vật đường khác thủy phân tinh bột acid Enzyme Amylase thu mật Mật glucose hay mật maltose thường dùng sản xuất bánh kẹo sản xuất sản phẩm cho trẻ em người bệnh Hiện nhiều nước như: Nhật, Mỹ.… sản xuất glucose từ tinh bột Enzyme glucoamylase, chế phẩm Enzyme glucoamylase luôn chứa glucozyltransferase làm giảm tính chất glucose, làm cho glucose khó kết tinh ảnh hưởng xấu đến chất lượng thực phẩm Vì tốt hết nên chọn chủng nấm mốc không tạo glucozyltransferase (ta hấp phụ đất sét chua cách khử họat tính acid kiềm) Phần IV Kết luận Enzyme alylase enzyme quan tâm nghiên sớm nhiều Các ứng dụng enzyme nhiều lĩnh vực khác ngày quan tâm nghiên cứu.Ngoài ứng dụng tiêu biểu nêu trên, emzyme alylase có ứng dụng sản xuất giấm, mì chính, bánh kẹo, nước trái Những điều cho thấy vai trò to lớn enzyme amylase đời sống QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 34 LỌC HÓA DẦU A-K55 sản xuất Ngày người ta nghiên cứu enzyme alylase chất lượng cao sản xuất với quy mô công nghiệp đồng thời khắc phục hạn chế phương pháp sản xuất tạo enzyme amylase suất cao Ở Việt Nam bước đầu có nhiều nghiên cứu ứng dụng enzyme amylase chế biếnnông sản, thực phẩm, lĩnh vực sản xuất bia, rượu, chế biến tinh bột(Viện công nghiệp thực phẩm, Viện công nghệ sinh học – công nghệ thực phẩm,Đại học Bách khoa Hà Nội…) Tài liệu tham khảo: Công nghệ enzyme , NXB Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2004 Nấm men công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 Giáo trình Công nghệ sinh học đại cương, Đại học Mỏ-Địa chất www.bio-link.org www.khoahoc.com.vn www.scrib.com www.violet.vm www.wikipedia.org QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 35 [...]... TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 34 LỌC HÓA DẦU A-K55 sản xuất Ngày nay người ta còn nghiên cứu enzyme alylase chất lượng cao và có thể sản xuất với quy mô công nghiệp đồng thời khắc phục những hạn chế của các phương pháp sản xuất tạo enzyme amylase năng suất cao Ở Việt Nam bước đầu đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng enzyme amylase trong chế biếnnông sản, thực phẩm, nhất là trong lĩnh vực sản xuất bia,... trong đố còn chứa 1 số enzym ngoài enzym amylase ta quan tâm, chẳng hạn enzym α- amylase này còn chứa hoạt tính protase có tính acid và QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 23 LỌC HÓA DẦU A-K55 cellulose do đó muốn thu nhận được enzym có độ tinh khiết cao hơn ta phải tinh chế enzym α-amylase kết tủa bằng các qúa trình lọc Gel hay sử dụng phương pháp cố định enzym ,… V.3 Thu nhận enzym α-amylase từ nấm... thóat ra phía ngoài nhờ đó chất lượng bia được nâng cao hơn Một loại enzym khác cũng được sử dụng khá rộng rãi đó là gluco amylase, enzym này được QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 29 LỌC HÓA DẦU A-K55 sử dụng để loại trừ O2 có trong bia, giúp quá trình bảo quản bia kéo dài hơn rất nhiều 2 Ứng dụng amylase trong sản xuất cồn -Ðể sản xuất cồn từ nguồn nguyên liệu tinh bột, mỗi nước sử dụng các loại... tử được hình thành nhiều do đó luợng enzym amylase tạo ra sẽ giảm xuống Chính vì thế việc xác định thời điểm cần thiết để thu nhận enzym rất cần thiết QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 21 LỌC HÓA DẦU A-K55 Thu nhận sản phẩm:Kết thúc qúa trình nuôi cấy ta thu nhận được chế phẩm enzym amylase, chế phẩm này được gọi là chế phẩm enzym thô (vì ngoài thành phần enzym ra, chúng còn chứa sinh khối VSV,... dụng Hiện nay, "Theo thời gian, enzym công nghiệp ngày càng được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó những enzym ứng dụng nhiều nhất là protease, cellulose, QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 28 LỌC HÓA DẦU A-K55 ligase, amylase,… sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triễn mạnh mẽ trên qui mô công nghiệp Thực tế đã có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán trên thị trường thế giới,... trong sản xuất rượu +Giai đọan rượu hóa, nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae, cũng có thể xem đây là một quá trình áp dụng enzym Qúa trình rượu hóa là quá trình hết sức phức tạp, trải qua rất nhiều giai đoạn chuyển hóa từ đường thành cồn nhờ sự tham gia của nhiều enzym khác nhau Ðiểm khác với enzym amylase là ở chổ các enzym tham gia quá trình rượu hóa nằm trong tế bào nấm men Việc điều khiển các quá trình. .. bột, sản xuất dextrin, maltodextrin, nha glucose, siro, glucose – fructose, sản xuất tương và nước chấm …ở quy mô công nghiệp 5 Ứng dụng enzyme amylase trong tẩm màu giấy - amylase có khả năng thúc đẩy quy trình khử mực tốt hơn - nguyên lí hoạt động : chúng bẻ gẫy các mạch tinh bột trên mạch giấy kéo theo việc làm bong ra các phân tử màu trên đó ,tạo thuận lợi cho quá trình tuyển nổi khử mực -Quy trình. .. ruột bánh bị ướt, do đó làm giảm chất lượng bánh 11 Trong sản xuất bánh kẹo, mật và glucoza -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 QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 33 LỌC HÓA DẦU A-K55 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... một phần là làm giảm giá thành cho sản phẩm bia nhưng vẫn giữ được đặc trưng cho bia -Chính vì điều này, các nhà sản xuất bia quan tâm đến việc sử dụng chế phẩm enzym amylase cung cấp cho quá trình thủy phân tinh bột Enzym này có ý nghĩa rất lớn trong việc làm bia, giúp sản xuất bia ở qui mô công nghiệp - Ngoài ra, trong sản xuất bia, người ta còn sử dụng chế phẩm enzym cellulose có tác dụng phá vỡ... hóa 8 Trong sản xuất HFCS - HFCS: đường fructozo cao của sirô bắp - HFCS có thể sản xuất thành nhiều loại đường khác nhau bằng cách thay đổi tỉ lệ fructozo – glucozo Quá trình 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 ... bánh 11 Trong sản xuất bánh kẹo, mật glucoza -Mục đích việc sử dụng Enzyme vào sản xuất loại bánh quy làm tăng mùi vị bánh, chế biến bột thành loại bánh quy QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE... vai trò to lớn enzyme amylase đời sống QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 34 LỌC HÓA DẦU A-K55 sản xuất Ngày người ta nghiên cứu enzyme alylase chất lượng cao sản xuất với quy mô công nghiệp... phòng nuôi cấy/ 1giờ QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE Page 14 LỌC HÓA DẦU A-K55 IV.1.2 Thu nhận sản phẩm Để sản xuất enzym tinh khiết người ta phả tiến hành sau: •Toàn khối lượng enzym thô amylase