ảnh hưởng của một số yếu tốn lên quá trình sản xuất syrup glucoso

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SYRUP GLUCOSE TỪ TINH BỘT KHOAI MÌ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SYRUP GLUCOSE TỪ TINH BỘT KHOAI MÌ GVHD: ThS Trònh Khánh Sơn SVTH: Đặng Mạnh Toàn Lê nh Vân MSSV: 60510923 – 60500233 SVTH: Lê nh Vân TP HỒ CHÍ MINH THÁNG NĂM 2008 TP HỒ CHÍ MINH THÁNG NĂM 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP CÔNG NGHỆ SÀI GÒN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cám ơn : LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SYRUP GLUCOSE TỪ TINH BỘT KHOAI MÌ - Ban Giám hiệu trường Đại học Công Nghệ Sài Gòn Khoa tạo điều kiện cho em học tập nghiên cứu trường - Các thầy cô giáo cán khoa Công Nghệ Thực Phẩm tận tình truyền đạt kiến thức quý báu cho suốt năm học qua Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Ths Trònh Khánh Sơn tận tình quan tâm, giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp - Các cô chú, anh chò bạn sinh viên nhiệt tình giúp đỡ em suốt thời gian làm việc phòng thí nghiệm Công Nghệ Sinh Học - Gia đình, bạn bè chia sẻ, động viên, giúp em có đủ tự tin nghò lực để hoàn thành tốt nhiệm vụ Xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Đặng Mạnh Toàn Sinh viên Lê nh Vân TP 05.1 TP HỒ CHÍ MINH THÁNG NĂM 2008 LỜI MỞ ĐẦU Với chuyển biến phát triển ngày mạnh mặt nước ta từ gia nhập WTO với xu hội nhập chung vào kinh tế toàn cầu Các ngành công nghiệp nước có bước nhảy vọt phát triển vượt bậc MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Đời sống người dân cải thiện nhiều nhu cầu “ăn no mặc ấm” không xem quan trọng mà thay “ ăn ngon mặc đẹp” phải đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Các sản phẩm đưa thò trường ngày nhiều đa dạng để đáp ứng nhu cầu Hiện sản phẩm bia, nước giải khát, bánh kẹo … tiêu thụ nhiều Tổng quan tinh bột khoai mì: 1.1.1 Đôi nét khoai mì: [ ] 1.1.2 Giá trò dinh dưỡng khoai mì: 1.1.3 Tinh bột khoai mì: a Cấu tạo tính chất tinh bột: Cấ u tạ o:  Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột:  Dùng vi ảnh kính hiển vi điện tử quét: b Thành phần hóa học tinh bột:  Thành phần cấu trúc amylose: 10  Thành phần cấu trúc amylopectin: 12  Các phản ứng tiêu biểu tinh bột: 13  Phản ứng thủy phân: 13  Phản ứng tạo phức: 14  Tính hấp thụ tinh bột: 14  Khả hấp thụ nước khả hòa tan tinh bột: 15  Những tính chất vật lí huyền phù tinh bột nước: 15 Độ tan tinh bột: 15 Sự trương nở: 15 Tính chất hồ hóa tinh bột: 15 Độ nhớt hồ tinh bột: 16 Khả tạo gel thoái hóa gel: 16 1.1.4 Ứng dụng: 17 a Công nghiệp thực phẩm: 17 b Công nghiệp dệt: 17 c Công nghiệp giấy: 17 d Công nghiệp lên men cồn sản xuất acid hữu acid itaconic, acid citric 17 e Công nghiệp sản xuất xà chất tẩy rửa: 17 f Công nghiệp dược phẩm: 17 g Trong nghề làm vườn: 18 h Trong lónh vực chống cháy: 18 i Trong ngành sản xuất chất nổ: 18 j Trong bùn khoan: 18 k Trong ngành xử lý da thuộc: 18 l Trong ngành sản xuất mỹ phẩm: 18 m Những công dụng công nghiệp khác: 18 Với nhu cầu lớn nguồn nguyên liệu syrup glucose công nghiệp thực phẩm nước ta để sản xuất sản phẩm bia, bánh kẹo, nước giải khát, để làm nguyên liệu công nghệ lên men (bia, rượu, acid glutamic…)… nước chưa đáp ứng nhu cầu Bên cạnh nước khác có không sản phẩm syrup glucose bán thò trường Đây tiềm lớn nguồn nguyên liệu khoai mì chứa lượng đường cao Dựa sở tham khảo số tài liệu em tiến hành thực khảo sát đề tài Vì phương pháp sử dụng enzym thương mại amylase để thủy phân tinh bột tiện lợi nhanh phương pháp thủy phân acid, phương pháp sử dụng enzym thu nhận từ vi sinh vật, từ nguồn thực vật MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN 1.2 Tổng quan enzyme amylase: 19 1.2.1 1.2.2 1.2.3 Tính chất enzyme amylase: 19 Hoạ t độ ng amylase: 21 Enzyme amylase: 21 α –amylase: ( EC 3.2.1.1) 21 Cấu tạo: 21 Tính chất: 23 Cơ chế tác dụng α -amylase: 24 Các giai đoạn thủy phân tinh bột α -amylase: 25  Giai đoạn dextrin hóa: 25 b β –amylase: ( EC 3.2.1.2) 26 Cấu trúc tính chất β - amylase: 26 Cơ chế tác dụng β - amylase: 28 Các amylase tạo oligosaccharide đặc thù: 28 a c 1.2.4 a b c d Tác dụng β -amylase lên tinh bột sau: 29 -amylase (Glucoamylase): 30 Các enzyme đặc hiệu với liên kết α -1,6: 31  Pululanase (EC.3.2.1.41): 31  Isoamylase (EC.3.2.1.68) : 31 Các enzyme đặc hiệu với liên kết α -1,4 α -1,6: 31  Amiloglusidase (EC.3.2.1.3): 31 + Cấu trúc tính chất amiloglucosidase: 31 + Cơ chế tác dụng enzyme amiloglucosidase: 32 ng dụng enzyme amylase: 33 Trong y họ c : 33 Trong sản xuất cồn 33 Trong công nghiệp dệt 33 Trong công nghiệp giấy 33 PHẦN 2:VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP MÁY MÓC THIẾT BỊ 34 2.1 Vật liệu: 35 2.1.1 Tinh bột khoai mì: 35 2.1.2 Enzym amylase: 36 2.2 Phương pháp xác đònh: 37 2.2.1 a b c d Phương pháp xác đònh độ ẩm nguyên liệu: 37 Đònh nghóa độ ẩm: 37 Nguyên tắc: 38 Dụng cụ: 38 Cách tiến hành: 38 e Kết quả: 38 2.2.2 Phương pháp xác đònh hàm lượng protein tinh bột khoai mì phương pháp Micro – Kjeldahl: 39 a Nguyên tắc: 39 b Dụng cụ thí nghiệm: 39 c Hóa chất: 40 d Đònh nghóa: 40 e Cách tiến hành: 40 Vô hóa mẫu: 40 Cất đạm: 41 Đònh phân: 41 f Kết quả: 41 2.2.3 a b c d e f Xác đònh hàm lượng tinh bột ban đầu: 42 Đònh nghóa: 42 Nguyên tắc: 42 Dụng cụ: 42 Hóa chất 43 Tiến hành: 43 Kết quả: 44 2.2.4 Xác đònh hàm lượng đường tổng, đường khử phương pháp DNS: 45 a Nguyên tắc: 45 b Dụng cụ: 45 c Hóa chất: 45 d Tiến hành: 45 Dựng đồ thò đường chuẩn glucose: 45 Xác đònh hàm lượng đường tổng mẫu phân tích: 46 Xác đònh hàm lượng đường khử mẫu phân tích: 46 2.3 Máy móc thiết bò: 47 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 49 Độ ẩm tinh bột khoai mì: 50 Hàm lượng tinh bột ban đầu: 50 Hàm lượng protein tinh bột khoai mì: 50 Kết thí nghiệm trình dòch hóa: 50 Kết thí nghiệm trình đường hóa: 57 PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 58 4.1 Kết luận: 59 4.2 Kiến nghò: 61 TỔNG QUAN PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.3 Tổng quan tinh bột khoai mì: Hình 1.1: Cây khoai mì 1.3.1 Đôi nét khoai mì: [1] Khoai mì (còn gọi sắn) có tên khoa học Manihot Esculenta lương thực ưa ẩm, phát nguồn từ lưu vực sông Amazone (Nam Mỹ) Đến kỉ XVI trồng Châu Á Phi Ở nước ta, khoai mì trồng khắp nơi từ Nam chí Bắc trình sinh trưởng phát dục khoai mì kéo dài, khoai mì giữ đất lâu nên tỉnh trung du thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình … điều kiện trồng trọt thích hợp PHẦN Khoai mì Việt Nam bao gồm nhiều loại giống Nhân dân ta thường vào kích thước, màu sắc củ, thân, gân tính chất khoai mì đắng hay (quyết đònh hàm lượng axit HCN cao hay thấp) mà tiến hành phân loại Tuy nhiên công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại: khoai mì đắng khoai mì 1.3.2 Giá trò dinh dưỡng khoai mì: Hàm lượng thành phần protein có củ thapá nên ảnh hưởng đến quy trình công nghệ Tỉ lệ khoảng: – 1.2 %  Nước: Lượng ẩm củ khoai mì tươi cao, chiếm khoảng khối lượng toàn củ Lượng ẩm cao khiến cho việc bảo quản củ tươi khó khăn Vì ta phải đề chế độ bảo vệ củ hợp lý tùy điều kiện cụ thể 1.1.3 Tinh bột khoai mì: Hình 1.2: Củ khoai mì Trước hết, khoai mì có khả thay trực tiếp phần phần gạo nhân dân ta Đó thực phẩm dễ ăn, dễ chế biến, khả bảo quản tương đối ổn đònh chế biến thành bột hay thành phẩm sơ chế khác khoai mì lát, miếng khoai mì… Với nhu cầu công nghệ, khoai mì nguồn nguyên liệu ngành kỹ nghệ nhẹ, ngành làm giấy, ngành làm đường dùng hóa chất hay men thực vật để chuyển hoá tinh bột khoai mì thành đường mạch nha hay glucose Rượu cồn sử dụng khoai mì làm nguyên liệu Ngoài ra, khoai mì nguồn thức ăn tốt để cung cấp cho gia súc Cũng phần lớn loại hạt củ, thành phần củ khoai mì tinh bột Ngoài ra, khoai mì có chất: đạm, muối khoáng, lipit, xơ số vitamin B1, B2 Như vậy, so với nhu cầu dinh dưỡng sinh tố thể người, khoai mì loại lương thực, sử dụng mức độ hợp thay hoàn toàn nhu cầu đường bột thể  Tinh bột: Là thành phần quan trọng củ khoai mì, đònh giá trò sử dụng chúng Hạt tinh bột hình trống, đường kính khoảng 35 micromet  Đường: Đường khoai mì chủ yếu glucose maltose, sacceroza Khoai mì già hàm lượng đường giảm Trong chế biến, đường hòa tan nước thải nước dòch  Prôtein: Hình 1.3: Tinh bột khoai mì n Cấu tạo tính chất tinh bột: Cấ u tạ o:  Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột: Tinh bột polysaccharide chủ yếu có hạt, củ, thân Tinh bột có nhiều loại củ khoai tây, sắn, củ mài Một lượng đáng kể tinh bột có loại chuối nhiều loại rau Tinh bột có nhiều loại lương thực loại lương thực coi nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột Hình dạng thành phần hóa học tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt Tinh bột chất riêng biệt, bao gồm hai thành phần amilose amilopectin Hai chất khác nhiều tính chất lý học hóa học Dựa vào khác phân chia hai thành phần để điều chế dạng tinh khiết Các phương pháp để tách xác đònh hàm lượng amilose amilopectin là: - Chiết rút amylose nước nóng, kết tủa amylose rượu, hấp thụ chọn lọc amilose cellulose Tinh bột loại polysaccharide khối lượng phân tử cao gồm đơn vò glucose nối liên kết α - glycoside, có công thức phân tử (C H O ) , n từ vài trăm đến triệu 10 n Tinh bột giữ vai trò quan trọng công nghiệp thực phẩm tính chất hóa lí chúng Tinh bột thường dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng tác nhân làm bền keo nhũ tương, yếu tố kết dính làm đặc tạo độ cứng, độ đàn hồi cho nhiều loại thực phẩm Ngoài tinh bột nhiều ứng dụng dược phẩm, công nghiệp dệt, hóa dầu Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dạng không hoà tan nước Do tích tụ lượng lớn tế bào mà không bò ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu Các hydratcarbon tạo lục lạp quang hợp, nhanh chóng chuyển thành tinh bột Tinh bột mức độ gọi tinh bột đồng hoá, linh động, sử dụng trình trao đổi chất chuyển hoá thành tinh bột dự trữ hạt, quả, củ, rễ, thân bẹ Có thể chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống: hệ thống tinh bột hạt cốc, hệ thống tinh bột hạt họ đậu, hệ thống tinh bột củ Hạt ngô 10-30 Lúa mì Lúa mạch đen Đại mạch Yến mạch Lúa Đậu đỗ Kiều mạch Chuối 5-50 5-50 5-40 5-12 2-10 30-50 5-15 5-60 Đa giác tròn Tròn Tròn dài Bầu dục Đa giác Đa giác Tròn Tròn dẹp Tròn Khoai tây Khoai lang Sắn Dong riềng 1-120 5-50 5-35 10-130 Bầu dục Bầu dục Tròn Bầu dục 25 67-75 20 56-80 13-35 46-54 68-90 55-85 70-80 60-71 17 23 20 56-69 52-64 38-41 Hạt tinh bột tất hệ thống nêu có dạng hình tròn, hình bầu dục, hay hình đa giác Hạt tinh bột khoai tây lớn bé hạt tinh bột thóc Kích thước hạt khác dẫn đến tính chất lí khác nhiệt độ hồ hoá, khả hấp thụ xanh metylen Có thể dùng phương pháp lắng để phân chia hệ thống tinh bột đoạn có kích thước đồng để nghiên cứu  Dùng vi ảnh kính hiển vi điện tử quét: Tinh bột sắn có dạng hình cầu, hình trứng hình mũ, có số hạt trũng Hình 1.4: Tinh bột sắn (1500X) Bảng 1.1: Đặc điểm số hệ thống tinh bột Nguồn Kích thước hạt, nm Hình dáng Hàm lượng amilose, % Nhiệt độ hồ hoá,oC Hình 1.5: Tinh bột sắn (3500X) Tinh bột sắn dây có hình dạng gần giống tinh bột sắn, hạt có nhiều góc cạnh hơn, cạnh trũng bò lõm nhiều số hạt nhỏ nhiều Hình 1.8: Tinh bột huỳnh tinh (1500X) Hình 1.6: Tinh bột sắn dây (1500X) Hình 1.9: Tinh bột huỳnh tinh (3500X) Quan sát độ phóng đại 3500x, bề mặt loại hạt có nếp nhăn Như ta thấy: kích thước hạt đặc trưng cho loại tinh bột b Thành phần hóa học tinh bột: Hình 1.7: Tinh bột sắn dây (3500X) Kích thước trung bình hạt sắn dây nhỏ so với tinh bột sắn Tinh bột huỳnh tinh gồm hầu hết hạt lớn có dạng hình elíp, trơn nhẵn có kích thước trung bình lớn tinh bột sắn Tinh bột hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau: amylose amylopectin Tỉ lệ amylose/amylopectin xấp xỉ ¼ Trong tinh bột loại nếp (gạo nếp ngô nếp) gần 100% amylopectin Trong tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amylose chiếm 50% Các mạch polysaccharide xếp hướng tâm tạo độ tinh thể: mạch bên phân tử amylopectin nằm xen kẽ mạch bên phân tử Ngoài cách xếp bên vậy, hạt tinh bột có vỏ bao phía Đa số nhà nghiên cứu cho vỏ hạt tinh bột khác với tinh bột bên trong, chứa ẩm bền tác động bên Trong hạt tinh bột có lỗ xốp không Vỏ hạt tinh bột có lỗ nhỏ chất hòa tan xâm nhập vào bên đường khuếch tán Hình 1.10: Cấu tạo tinh bột Hầu hết, loại tinh bột chứa hai loại polymer khác khối lượng phân tử cấu trúc hóa học: - Amylose loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500 - 2000 đơn vò glucose, liên kết liên kết α - 1,4 glicoside Amylose “nguyên thủy” có mức độ trùng hợp hàng trăm mà hàng ngàn Có hai loại amylose: + Amylose có mức độ trùng hợp tương đối thấp (khoảng 2000) thường cấu trúc bất thường bò phân ly hoàn toàn β -amylase + Amylose có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ β - amylase nên bò phân hủy 60% Hình 1.11: Amylose amylopectin  Thành phần cấu trúc amylose: Trong vi hạt, tinh bột tồn dạng hạt có kích thước khoảng từ 0,02 0,12nm Hạt tinh bột tất hệ có dạng hình tròn, hình bầu dục hay hình đa diện Cấu tạo kích thước hạt tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt trình sinh trưởng Trong hạt tinh bột dung dòch trạng thái thoái hóa, amylose thường có cấu hình mạch giãn, thêm tác nhân kết tủa vào, amylose chuyển thành dạng xoắn ốc Mỗi vòng xoắn ốc gồm đơn vò glucose Đường kính xoắn 0 ốc 12,97 A , chiều cao vòng xoắn 7,91A Các nhóm hydroxyl gốc glucose bố trí phía xoắn ốc, bên nhóm C-H Cấu tạo bên vi hạt tinh bột phức tạp Vi hạt tinh bột có cấu tạo lớp, lớp có lẫn lộn amylose dạng tinh thể amylopectin xắp xếp theo phương hướng tâm Nhờ phương pháp hiển vi điện tử nhiễu xạ tia X thấy hạt tinh bột “nguyên thuỷ” chuỗi polyglucoside amylose amylopectin tạo thành xoắn ốc với ba gốc glucose vòng Trong tinh bột hạt ngũ cốc, phân tử có chiều dài từ 0,35 - 0,7 μ m; chiều dày lớp hạt tinh bột 0,1 μ m Hơn nữa, phân tử lại xắp xếp theo hướng tâm nên mạch glucoside polysaccharide phải dạng gấp khúc nhiều lần Hình 1.12: Cấu trúc amylose  Thành phần cấu trúc amylopectin: Amylopectin polymer mạch nhánh, mạch có liên kết α - 1,4 glucoside có nhánh liên kết với mạch liên kết α - 1,6 glucoside Hình 1.13: Cấu trúc amylopectin Mối liên kết nhánh làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài chuổi mạch nhánh khoảng 25 - 30 đơn vò glucose Phân tử amylopectin chứa tới 100000 đơn vò glucose Sự khác biệt amylose amylopectin luôn rõ nét Bởi lẽ phân tử amylose thường có phần nhỏ phân nhánh có tính chất giống amylopectin Cấu tạo amylopectin lớn dò thể amylose nhiều Trong tinh bột tỉ lệ amylose/amylopectin khoảng ¼ Tỉ lệ thay đổi phụ thuộc thời tiết, mùa vụ cách chăm bón Hình 1.14: Phản ứng thủy phân tinh bột Các nhóm hydroxyl tinh bột bò oxi hóa tạo thành andehyt, xeton tạo thành nhóm cacboxyl Quá trình oxi hóa thay đổi tùy thuộc vào tác nhân oxi hóa điều kiện tiến hành phản ứng Quá trình oxi hóa tinh bột môi trường kiềm hypoclorit phản ứng hay dùng, tạo nhóm cacboxyl tinh bột số lượng nhóm cacbonyl Quá trình làm giảm chiều dài mạch tinh bột tăng khả hòa tan nước, đặc biệt môi trường loãng  Các phản ứng tiêu biểu tinh bột:  Phản ứng thủy phân: Một tính chất quan trọng tinh bột trình thủy phân liên kết đơn vò glucose axít enzyme Axit thủy phân tinh bột dạng hạt ban đầu dạng hồ hóa hay dạng paste enzyme thủy phân hiệu dạng hồ hóa Một số enzyme thường dùng α - amylase, β - amylase Axit enzyme giống thủy phân phân tử tinh bột cách thủy phân liên kết α - D (1,4) glycoside Đặc trưng phản ứng giảm nhanh độ nhớt sinh đường Các nhóm hydroxyl tinh bột tiến hành ete hóa, este hóa Một số monome vinyl dùng để ghép lên tinh bột Quá trình ghép thực gốc tự công lên tinh bột tạo gốc tự tinh bột nhóm hydroxyl Những nhóm hydroxyl tinh bột có khả phản ứng với andehyt môi trường axit Khi xảy phản ứng ngưng tụ tạo liên kết ngang phân tử tinh bột gần Sản phẩm tạo thành khả tan nước  Phản ứng tạo phức: Phản ứng đặc trưng tinh bột phản ứng với iod Khi tương tác với iod, amylose cho phức màu xanh đặc trưng Vì vậy, iod coi thuốc thử đặc trưng để xác đònh hàm lượng amylose tinh bột phương pháp trắc quang Để phản ứng phân tử amylose phải có dạng xoắn ốc để hình thành đường xoắn ốc đơn amylose bao quanh phân tử iod Các dextrin có gốc glucose không cho phản ứng với iod không tạo vòng xoắn ốc hoàn chỉnh Axit số muối KI, Na SO tăng cường độ phản ứng tinh bột Độ tăng kích thước trung bình số loại tinh bột ngâm vào nước sau: tinh bột bắp: 9,1%, tinh bột khoai tây: 12,7%, tinh bột sắn: 28,4% Amylose với cấu hình xoắn ốc hấp thụ 20% khối lượng iod, tương ứng với vòng xoắn phân tử iot Amylopectin tương tác với iod cho màu nâu tím Về chất phản ứng màu với iod hình thành nên hợp chất hấp thụ Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxi hóa khác thành dung dòch keo gọi nhiệt độ hồ hóa Phần lớn tinh bột bò hồ hóa nấu trạng thái trương nở sử dụng nhiều trạng thái tự nhiên Các biến đổi hóa lí hồ hóa sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ suốt độ nhớt, phân tử mạch thẳng nhỏ hòa tan sau tự liên hợp với để tạo thành gel Nhiệt độ hồ hóa điểm mà khoảng nhiệt độ đònh Tùy điều kiện hồ hóa nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kich thước hạt pH mà nhiệt độ phá vỡ trương nở tinh bột biến đổi cách rộng lớn Ngoài khả tạo phức với iod, amylose có khả tạo phức với nhiều chất hữu có cực không cực như: rượu no, rượu thơm, phenol, xeton phân tử lượng thấp  - Tính hấp thụ tinh bột: Bảng 1.3: Nhiệt độ hồ hóa số loại tinh bột Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên tương tác với chất bò hấp thụ bề mặt tinh bột tham dự Vì trình bảo quản, sấy chế biến cần phải quan tâm tính chất Các ion liên kết với tinh bột thường ảnh hưởng đến khả hấp thụ tinh bột Khả hấp thụ loại tinh bột phụ thuộc cấu trúc bên hạt khả trương nở chúng   - Tinh bột tự nhiên Ngô Ngô nếp Lúa miến Lúa miến nếp Gạo Lúa mì Sắn Khoai tây Khả hấp thụ nước khả hòa tan tinh bột: Xác đònh khả hấp thụ nước khả hòa tan tinh bột cho phép điều chỉnh tỉ lệ dung dòch tinh bột nhiệt độ cần thiết trình công nghiệp, có ý nghóa trình bảo quản, sấy chế biến thủy nhiệt Rất nhiều tính chất chức tinh bột phụ thuộc vào tương tác tinh bột nước (tính chất thủy nhiệt, hồ hóa, tạo gel, tạo màng) Ngoài ra, sở để lựa chọn tinh bột biến hình thích hợp cho ứng dụng cụ thể Ví dụ: để sản xuất sản phẩm nước uống hòa tan cà phê, trà hòa tan nên chọn tinh bột biến hình có độ hòa tan cao Những tính chất vật lí huyền phù tinh bột nước: Độ tan tinh bột: Amylose tách từ tinh bột có độ tan cao song không bền nên nhanh chóng bò thoái hóa trở nên không hòa tan nước Amylopectin khó tan nước nhiệt độ thường mà tan nước nóng Tinh bột bò kết tủa cồn, cồn tác nhân tốt để tăng hiệu thu hồi tinh bột Tính chất hồ hóa tinh bột: - Nhiệt độ hồ hóa (t C) 62-73 62-72 68-75 67-74 68-74 59-62 52-59 59-70 Độ nhớt hồ tinh bột: Một tính chất quan trọng tinh bột có ảnh hưởng đến chất lượng kết cấu nhiều sản phẩm thực phẩm độ nhớt độ dẻo Phân tử tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả liên kết với làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước khiến cho dung dòch có độ đặc, độ dính, độ dẻo độ nhớt cao Yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt dung dòch tinh bột đường kính biểu kiến phân tử hạt phân tán, đặc tính bên tinh bột kích thước, thể tích, cấu trúc, bất đối xứng phân tử Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, tác nhân oxy hóa, thuốc thử phá hủy liên kết hydro làm cho tương tác phân tử tinh bột thay đổi làm thay đổi độ nhớt dung dòch tinh bột - Khả tạo gel thoái hóa gel: Khi ngâm tinh bột vào nước thể tích hạt tăng hấp thụ nước, làm cho hạt tinh bột trương phồng lên Hiện tượng gọi tượng trương nở hạt Tinh bột sau hồ hóa để nguội, phân tử tương tác xắp xếp lại cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng chiều Để tạo gel dung dòch tinh Bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan sau để nguội trạng thái yên tónh Trong gel tinh bột có liên kết hydro tham gia, nối trực tiếp mạch polyglucozit gián tiếp qua phân tử nước Được sản xuất thuốc viên Tinh bột sử dụng số dạng thuốc trừ sâu dạng bột Khi gel tinh bột để nguội thời gian dài co lại lượng dòch thể thoát ra, gọi thoái hóa Quá trình tăng mạnh gel để lạnh đông sau cho tan giá t Trong nghề làm vườn: - Sự trương nở: 1.1.4 a Ứng dụng: [ ] Công nghiệp thực phẩm: - Chất ổn đònh sữa chua - Chất độn: làm tăng độ đặc súp trái đóng hộp, kem - Chất kết nối: làm quánh sản phẩm, giúp thực phẩm không bò khô nấu ( xúc xích, thòt hộp,…) - Chất ổn đònh: Sử dụng khả giữ nước cao, kem, bột nở - Chất làm đặc: Sử dụng đặc tính bột nhão, súp, thức ăn cho trẻ em, nước chấm, nước dùng - Sản xuất bánh quy xốp - Chất phụ gia sản xuất giò chả o Công nghiệp dệt: Hồ chì để giảm đứt khung dệt (tinh bột biến đổi) Tinh bột dùng cho giai đoạn in làm đặc chất nhuộm giữ màu Tinh bột dùng cho giai đoạn thành phẩm tăng độ cứng trọng lượng (tinh bột thường tinh bột oxi hóa) p Công nghiệp giấy: - Tăng cường độ chắc, tăng sức chống nếp gấp - Làm tăng bề mặt độ bền, dùng cho giấy gợn sóng, giấy ép giấy bìa cứng q Công nghiệp lên men cồn sản xuất acid hữu acid itaconic, acid citric r Công nghiệp sản xuất xà chất tẩy rửa: Dùng chất độn xà chất tẩy rửa với nồng độ tối đa 15% Tinh bột sử dụng cho mục đích để tạo độ nhớt màu sắc đồng s Công nghiệp dược phẩm: Tinh bột thường sử dụng dung dòch thuốc phun u Trong lónh vực chống cháy: Tinh bột sản xuất để sản xuất nhiều loại vải không cháy v Trong ngành sản xuất chất nổ: Tinh bột sử dụng chất độn có khả cháy, chất liên kết đầu diêm pháo Ngoài vai trò thay cho keo dán đắt tiền hơn, tinh bột sắn đóng vai trò chất làm đặc chất liên kết dễ bò oxy hóa để dẫn tới tượng cháy Lượng tinh bột thêm vào từ 13 – 14 % w Trong bùn khoan: Tinh bột oxy hóa sử dụng chất phân tán bùn khoan x Trong ngành xử lý da thuộc: Tinh bột oxy hóa sodium isophthallate tạo hóa chất tốt dùng xử lý da y Trong ngành sản xuất mỹ phẩm: tinh bột sử dụng chất pha loãng nhiều loại phấn sản xuất dầu gội đầu z Những công dụng công nghiệp khác: - Sản xuất bao plastic tự hoại - Sản xuất vỏ xe - Sản xuất ván ép - Sản xuất bột giặt - Sản xuất thức ăn gia súc Sử dụng làm chất kết dính: sử dụng tinh bột photphate với tinh bột tự nhiên, borate, xút dùng làm chất kết dính giấy lót sóng để bảo quản thủy tinh 1.4 Tổng quan enzyme amylase: Amylase Amylase loại enzyme có ý nghóa quan trọng mặt sinh lí, thương mại lòch sử Enzym gọi diastase (xuất phát từ Hi Lạp có nghóa phân giải) Exoamylase Amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết glucoside nội phân tử polysaccharide với tham gia nước Chúng thủy phân tinh bột, glycogen, dextrin thành glucose, maltose dextrin Amylase hệ enzyme quan trọng ngành công nghệ sinh học có ứng dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, công nghiệp lên men, công nghiệp dệt công nghiệp giấy β -amylase Endoamylase γ -amylase Enzyme khử nhánh α -amylase Amylase tu nhận từ hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm men, vi khuẩn amylase thu nhận từ malt với số lượng nhiều chủ yếu dùng sản xuất bia 1.2.1 Khử trực tiếp α -dextrin glucanohydrase Tính chất enzyme amylase: Hiện nay, người ta có loại enzyme amylase, α –amylase, β – amylase, γ –amylase (hay glucoamylase) thủy phân liên kết α –1,4 glucosid tinh bột, glycogen polysaccharide đồng loại Các amylase lại: glucanhydroase thủy phân cắt liên kết α –1,6 glucoside Sáu loại amylase xếp thành nhóm: endoamylase exoamylase Endoamylase: gồm có α –amylase nhóm enzyme khử nhánh Nhóm enzyme khử nhánh chia làm hai loại: khử trực tiếp pullulanase, khử gián tiếp transglucosyase amylo 1,6 glucosidease Các enzyme thủy phân liên kết bên chuỗi polysacchaside Exonuclease: gồm có β - amylase γ - amylase Đây enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử polycaccharide Khử gián tiếp oligo 1,6 glucosidease Hình 1.15 : Sơ đồ enzyme endoamylase exoamylase Trong kiểu phân cắt gián tiếp (amylo 1,6 glucoside), trước hết cần phải loại bỏ oligosacchaside transglucoside ase, để lại glucose liên kết với tetrasactraride tạo thành liên kết 1,6 glucoside Các dạng amylo không khác đặc tính mà khác pH hoạt động tính ổn đònh nhiệt Tốc độ phản ứng amylase phụ thuộc vào pH, nhiệt, mức độ polymer hoá chất Các enzyme amylase từ nguồn khác có tính chất, chế tác dụng sản phẩm cuối trình thuỷ phân khác Amylase từ nguồn khác có tính chất, thành phần, nhiệt độ, pH tối ưu đặc điểm thuỷ phân khác ] Nói chung, α -amylase có cấu trúc từ vùng khác nhau: 1.2.2 Hoạ t đ ộ ng amylase: [2 amylase Dextrin + oligosaccharide Tinh t Dextrin không phân nhánh - Vùng B nằm tờ giấy xếp b thứ xoắn ốc a tiếp sau cấu trúc (a-b)8 Vùng tạo nên từ ba tờ giấy xếp b đối song song vòng dài có cấu trúc it trật tự Vùng B gắn chặt với vùng A cầu disunfua Maltose - Vùng C có cấu trúc tờ giấy xếp b, liên kết với vùng A, chuỗi đơn polypeptit Tùy theo nguồn gốc enzym, vùng mang thêm mạch gluxit amylase Dextrin Glucoza Amyloglucosidease Hình 1.16: Hoạt động amylase 1.2.3 Enzyme amylase: a α –amylase: ( - Vùng trung tâm A: có kích thước lớn dạng thùng (α − β )8 EC 3.2.1.1) Cấu tạo: Enzyme α -amylase protein phân tử lượng thấp, thường nằm khoảng 50.000 đến 60.000 Đến người ta biết rõ chuỗi mạch axit amin 18 α -amylase Nhưng có hai loại α -amylase taka-amylase từ Aspergillus oryzae α -amylase tụy lợn, nghiên cứu kỹ hình thể không gian cấu trúc bậc ba Mới đây, nhà nghiên cứu cho thấy chuỗi mạch axit amin enzyme α -amylase có cấu trúc bậc tương tự Một số α -amylase đặc biệt α - amylase từ tụy lợn từ thực vật có chứa 2+ ion Ca Ion nằm vùng A vùng B, mặt có tác dụng làm ổn đònh cấu trúc bậc enzyme mặt khác có vai trò chất hoạt hóa dò không gian Tâm hoạt động α -amylase nằm rãnh có chiều dài khoảng 3nm Rãnh nằm vùng A đầu C vùng B Các tâm hoạt động α -amylase khác thường tạo nên đến 11 tâm phụ (A tới K) tùy theo nguồn gốc enzyme Ở tâm hoạt động, chất giữ tư hình thể bò uốn cong nhờ liên kết Van der Walls với số axitamin thơm liên kết hydro mạch bên axitamin có cực chất Matsura cộng (1984) cho siêu cấu trúc (a-b)8 tạo trường tónh điện có lực hút mạnh, có ảnh hưởng tới toàn trình xúc tác, nghóa tới gắn chất, trạng thái chuyển tới giải phóng sản phẩm thủy phân Nhiều tác giả chứng minh tồn tâm gắn phụ không đặc hiệu nằm bề mặt enzyme Tâm có vai trò điều hòa enzyme để chống lại kìm hãm cạnh tranh sản phẩm thủy phân Nhiều nghiên cứu lượng tương tác gốc glucose chất với tâm phụ khác enzyme, cho thấy α -amylase có đặc tính chung sau: - Năng lượng tương tác tâm từ A-E với gốc glucose luôn dương Tương tác thuận lợi cho việc giữ chuỗi mạch tâm hoạt động sau đứt liên kết - Năng lượng tâm F (gần với tâm xúc tác) với gốc glucose âm dương mạnh Điều tùy thuộc vào nguồn enzyme - Năng lượng tương tác tâm G dương Chính tạo điều kiện hình thành cho phức enzyme - chất Phức không tạo với chuỗi mạch ngắn maltooligosaccharide., chuỗi mạch ngắn lại chất kìm hãm cạnh tranh nồng độ cao Hình 1.17: Cấu trúc bậc α - amylase - Tâm xúc tác α -amylase có lẽ giới hạn hai axitamin axit tính (aspartic hay glutamic) nằm vùng gắn chất Cơ chế thủy phân bắt đầu làm yếu liên kết glucozit C1-C4 phải thủy phân, kết việc tạo nên phức enzyme-cơ chất Liên kết lại lần bò yếu tác dụng hai axitamin axit tính đóng vai trò chất cho proton tới C4 Khi liên kết glucoside bò đứt tạo nên ion oxicacbonium (trạng thái chuyển) Ion ổn đònh điện tích âm axit amin khác Cuối cùng, ion oxicacbonium tác dụng với phân tử nước hai oligosaccharide tạo thành liền rời bỏ tâm hoạt động enzyme Tính chất: pH tối ưu α -amylase phụ thuộc vào nguồn gốc enzyme Nói chung, pH tối ưu nằm khoảng axit yếu 4,8 - 6,9 Tuy nhiên có số α -amylase chòu axit cao α -amylase từ Bacillus acidocaldarious (pH tối ưu 3,5) chòu kiềm mạnh α -amylase từ Bacillus licheniformis ( pH tối ưu 9,0) Sự có mặt ion Canxi cho phép cải thiện độ ổn đònh enzyme thay đổi pH - Nhiệt độ hoạt động tối ưu α -amylase phụ thuộc vào nguồn gốc Trong chế công ưu tiên, tiếp xúc enzyme chất dẫn tới lần thủy phân nhất, hai phân tử giải phóng sau xúc tác Và tất liên kết mẫn cảm enzyme, liên kết đầu chuỗi thường bền Cơ chế công nhiều lần xác nhận thực nghiệm, thường thấy enzyme α -amylase dòch tụy lợn Còn chế công ưu tiên nghiên cứu enzyme α -amylase nước bọt, nấm mốc vi khuẩn phản ứng với dung dòch amylose Trong trường hợp chuỗi mạch thẳng có mức độ trùng hợp thấp chế công nhiều lần có xác xuất thấp từ 0,1 - 0,27 nhiều α -amylase Trong trường hợp hai chuỗi mạch rời khỏi trung tâm hoạt động sau thủy phân, bò vây phân tử dung môi nên xác xuất phần thủy phân trở lại lớn Khi thủy phân amylopectin dung dòch glucose, maltose maltotriose có thêm dextrin giới hạn có nhánh Các α -dextrin giới hạn có chứa liên kết α -1,6 polymer ban đầu cộng với liên kết α -1,4 kề bên thường bền với thủy phân enzyme Nói chung nhiệt độ tối ưu nằm khoảng 40-50 C, đạt tới giá trò gần 70-80 C α -amylase từ vi khuẩn B.sterothermophilus, B.subtilis, B.licheniformis Cơ chế tác dụng α -amylase: Enzyme α -amylase thủy phân liên kết α -1,4 nhiều mạch tồn nhiều vò trí mạch, giải phóng glucose oligosaccharide có từ 2-7 đơn vò glucose, glucose khử tận dạng α Kết tác động α amylase thường làm giảm nhanh độ nhớt dung dòch tinh bột, gọi α amylase dòch hóa Cách thức tác dụng α -amylase phụ thuộc nguồn gốc enzyme chất chất Khi thủy phân amylose sản phẩm cuối chủ yếu maltose maltotriose Do maltotriose bền nên việc thủy phân thành maltose glucose thực sau Có hai chế tác dụng lên amylose dung dòch: chế công nhiều lần chế công ưu tiên Trong chế công nhiều lần, tiếp xúc enzyme chất xảy cách ngẫu nhiên tất liên kết bò thủy phân Sau thủy phân, có phân tử giải phóng khỏi enzyme, phân tử giữ lại lòng enzyme trượt dọc theo trung tâm hoạt động để chòu thủy phân Sau nhiều lần lặp lại trình này, chuỗi mạch giải phóng nốt protein Nếu phân tử α -amylase bò loại bỏ hết Ca hoàn toàn bò hết khả thuỷ phân chất α -amylase bền với nhiệt độ amylase khác Đặc tính có lẽ liên quan đến hàm lượng Ca β phân tử Tất amylase bò kìm hãm kim loại nặng như: Cu2+, Ag+, Hg+ Điều kiện hoạt động α -amylase từ nguồn khác thường không giống Biên độ pH tối thích cho hoạt động α -amylase từ malt khác với α amylase từ vi sinh vật pH tối thích cho hoạt động α -amylase từ đại mạch nảy mầm thóc nảy mầm 5,3 (có thể hoạt động tốt khoảng pH = 4,7 - 5,4) Độ bền với acid α -amylase malt so với độ bền α -amylase nấm mốc Độ bền α -amylase bò ảnh hưởng nhiệt độ pH Tuy nhiên so với loại amylase khác độ bền với nhiệt α -amylase cao Ở 0oC pH=3,6 α - amylase malt hoàn toàn hoạt tính α -amylase mầm thóc malt hoạt động tốt nhiệt độ 58 - 60oC Do sản xuất rượu người ta thường dùng malt để đường hóa chất nhiệt độ 60 - 65oC Bảng 1.4: Độ bền α - amyalase từ malt Nhiệt độ (oC) Nhiệt độ α -amylase(%) so với ban đầu Nhiệt độ (oC) Hoạt độ α -amylase (%) so với ban đầu 65 100 80 25 70 100 85 75 58 90 d β –amylase: ( EC 3.2.1.2) Cấu trúc tính chất β - amylase: Hình 1.18: Cấ u trúc khơng gian β -amylase Các giai đoạn thủy phân tinh bột α -amylase:  Giai đoạn dextrin hóa: Khả dextrin hóa α -amylase cao người ta gọi α amylase amylase dextrin hóa hay amylase dòch hóa Đặc tính: α -amylase từ nguồn khác có thành phần amino acid khác nhau, loại α -amylase 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 lựơng amino acid cấu thành nên phân tử enzym α -amylase có methionine có khoảng 7-10 gốc cysteine Trọng lượng phân tử α -amylase malt 59.000kDa Amylase dễ tan nước, dung dòch muối rượu loãng Protein amylase có tính acid yếu có tính chất globuline Điểm đẳng điện nằm vùng pH = 4,2 – 5,7 α - amylase metaloenzym Mỗi phân tử α -amylase có chứa 130 nguyên tử gam Ca/mol, không nguyên tử gam/mol Ca tham gia vào hình thành ổn đònh cấu trúc bậc enzym, trì tồn enzyme bò tác động tác nhân gây biến tính tác động enzyme phân giải Những hiểu biết β -amylase hạn chế Chỉ có enzyme có nguồn gốc thực vật biết đến nhiều Các enzym tổng hợp nên hạt dạng tìm ẩn, sau hoạt hóa trình nảy mầm nhờ enzym proteaza Gần người ta tách chiết β -amylase từ vi khuẩn Bacillus pseudomonas, B streptomices Enzyme β -amylase tạo từ chuổi mạch polypeptide nhất, có khối lượng phân tử 60.000, người ta biết đến trình tự axitamin hai số enzyme Nghiên cứu chuỗi axit amin phát thấy có tỉ lệ giống khoảng 32%, đặc biệt với hai vùng tham gia vào trình thủy phân Có hai nhóm tiol, có nhóm hoạt động hơn, tham gia trực tiếp hay gián tiếp vào trình thủy phân, đặc biệt chúng có khả gắn chặt chất kìm hãm hoạt động enzyme dẫn xuất thủy ngân hay peptit Tham gia vào chế tác dụng β -amylase thường có nhóm cacboxyl thể tính chất nhân nhóm imidazol thể tính chất electron Sự nghòch đảo hình thể cacbon anome (C1) thực nhờ việc tạo thành hợp chất đồng hóa trò trung gian kiểu este-axetal cacbon anome nhóm cacboxyl tâm hoạt động Sau este bò phân hủy tác động phân tử nước lên nhóm este để giải phóng α -maltose hoàn nguyên nhóm cacboxyl enzyme Các enzyme β -amylase có pH tối ưu nằm khoảng 5-6 nhiệt độ tối o ưu khoảng 50 C Tuy nhiên, β -amylase vi khuẩn thường có tính bền nhiệt so với β -amylase có nguồn gốc thực vật Bảng 1.5: Các tính chất β -amylase Nguồ n gố c enzym - Thực vậ t: Malt đđạ i mạ ch Lúa mì Đỗ tương Khoai lang - Vi sinh vật: B cerus B polymyxa B megaterium Khố i lượng phân tử pH tố i ưu Nhiệ t đ ộ tố i ưu, o C 56000 64200 57000 50000 5.2 5.2 – 6.2 5.4 5-6 55 55 50 – 55 58000 42000 58000 7.5 6.5 40 40 40 - 65 Cơ chế tác dụng β - amylase: Enzyme xúc tác thủy phân liên kết α -1,4 amylose amylopectin đầu không khử mạch giải phóng maltose có dạng β Tác động enzyme ngừng lại chổ sát với liên kết α -1,6 Amylose thường bò thủy phân hoàn toàn đó, điều kiện có 55% amylopectin chuyển thành β -maltose Phần lại thủy phân amylopectin β dextrin giới hạn có phân tử lượng cao có chứa tất liên kết α -1,6 phân tử ban đầu Bảng 1.6 : Đặc tính amylase tạo oligosaccharide đặc thù Oligosaccharide tạo Khối lượng phân tử pH tối ưu Nhiệt độ tối ưu Các enzyme β -amylase tác dụng theo chế công bội, có nghóa enzyme thủy phân nhiều liên kết glucoside chuỗi trước rời khỏi môi trường Số lần tác động lặp lại enzyme lên chuỗi mạch α -glucan phụ thuộc vào kích thước chuỗi mạch này, thường khoảng chuỗi mạch ngắn tăng lên chuỗi mạch dài Maltotriose Maltotetraose Maltopentaose Maltohexanose 55000 5,6 - 6,0 45 56000 22500 65000 8,0 45 5,0 - 8,0 76 7,0 52 Tác dụng β -amylase lên tinh bột sau: β -amylase Tinh bột (glucogen) Maltose (54-58%) + β deztrin (42-46%) Các amylase tạo oligosaccharide đặc thù: Các amylase ngoại mạch thường tạo oligosaccharide đặc thù, chứa từ 3-6 đơn vò glucose tùy thuộc nguồn gốc enzyme Các enzyme phát cách 20 năm canh trường vi khuẩn Việc phân lập enzyme tạo thuận lợi lớn cho sản xuất qui mô công nghiệp oligosaccharide đặc thù với mức độ tinh khiết cao Đó là: + Amylase từ S griseus giải phóng maltotriose + Amylase từ P.stutzeri giải phóng maltotetraose + Amylase từ B licheniformis giải phóng maltopentaose + Amylase từ A aerogenes giải phóng maltohexaose Cơ chế tác dụng chúng tương đối gần với chế tác động β amylase Chúng thường thủy phân liên kết α -1,4 glucoside đầu không khử mạch α -glucan giải phóng sản phẩm dạng α Các mạch thẳng amilose bò thủy phân hoàn toàn thành oligosaccharide đặc hiệu enzyme Với amylopectin enzyme dừng lại điểm phân nhánh có liên kết α -1,6 để tạo dextrin giới hạn có phân tử lượng cao e -amylase (Glucoamylase): Glucoamylase có khả thủy phân liên kết α -1,4 lẫn α - 1, glucodside Khi thủy phân liên kết α -1,4 glucan chuỗi polysaccharide Glucoamyalase tách phân tử glucose khỏi đầu không khí mạch để tạo glucose Enzyme có nhiều tên gọi khác α -1,4 1,6 glucan gluccohydrolase; glucoamylase; amyloglucosidase, γ amylase; maltulase… enzyme ngoại bào Nếu tinh bột bò thủy phân đồng thời α -amylase β -amylase lượng tinh bột bò thủy phân đến 95% Sự khác α -amylase β -amylase xúa tác thủy phân tinh bột: β -amylase không thủy phân hạt tinh bột nguyên vẹn phân hủy hồ tinh bột mạnh β -amylase phân giải 100% amylose thành maltose β -amylase phân giải 54 58% amylopectin thành maltose β -amylase albumin, tâm xúc tác có chứa nhóm –SH, nhóm –COOH vòng imidazol cuả gốc histidine enzyme ngoại bào β -amylase không bền có Ca2+, β -amylase bò kìm hãm Cu2+, Hg2+, urea, indoacetamide, iodin, ozone… β -amylase chòu nhiệt α -amylase bền với acid β amylase bò bất họat nhiệt độ 70oC Nhiệt độ hoạt động tối thích β -amylase o 55 C, pH = 5,1 - 5,5 α -amylase với β -amylase có mầm lúa mạch Tuy nhiên, công nghiệp người ta sản xuất amylase từ tụy tạng động vật nuôi cấy vi sinh vật Các enzyme đặc hiệu với liên kết α -1,6: Các enzyme cắt nhánh thường thủy phân liên kết α -1,6 α -glucan có nhánh sản phẩm tái hợp chúng Các enzyme có khả thủy phân trực tiếp liên kết α -1,6 amylopectin glucogen  Pululanase (EC.3.2.1.41): Enzyme thủy phân liên kết α -1,6 tinh bột, glucogen, pululan dextrin giới hạn Điều đáng ý đònh vò liên kết α -1,6 có ảnh hưởng lớn đến tác động enzyme Đặc biệt có mặt hai liên kết α -1,4 nằm kề bên liên kết α -1,6 điều kiện cần thiết cho enzyme phân cắt liên kết  Isoamylase (EC.3.2.1.68) : Enzyme khả thủy phân pulutan cắt đứt liên kết α -1,6 phân tử chứa ba liên kết α -1,4 Các enzyme đặc hiệu với liên kết α -1,4 α -1,6:  Amiloglusidase (EC.3.2.1.3): + Hình 1.19 : Cấu trúc không gian -amylase Ngoài liên kết α -1,4 α -1,6 glucoside, glucoamylase có khả thủy phân liên kết α -1, α -glucoside Glucoamylase có khả thủy phân hoàn toàn tinh bột glucogen, amylopectin, dextrin, panose, isomaltose maltose thành glucogen, amylopectin, dextrin, panose, isomaltose maltose thành glucose mà không cần có tham gia loại amylase khác Glucoamylase thủy giải polysaccharide có phân tử lớn nhanh so với chất có phân tử nhỏ Các polysaccharide có nhánh amylopectin, glucogen, β -dextrin bò glucoamylase thủy phân nhanh Đa số glucoamylase có hoạt lực cao vùng pH 3; 5.5; nhiệt độ 50oC Nó bền với acid α -amylase bền rượu, aceton không bảo vệ Ca2+ Cấu trúc tính chất amiloglucosidase: Amiloglucosidase từ nấm mốc protein có khối lượng phân tử dao động lớn từ 27.000 đến 112.000 tùy thuộc vào nguồn gốc enzyme Các kết nhận chuỗi axit amin nhiều enzyme glucoamylase cho thấy có dao động đáng kể tùy nguồn gốc enzyme Nói chung, amiloglucosidase có chứa gốc metionin, trytophan gốc cystein Tuy nhiên, mối quan hệ chuỗi axitamin, cấu trúc bậc ba hoạt động enzyme chưa làm sáng tỏ Tất amiloglucosidase từ nấm mốc glucoprotein, chứa - 20% glucide chủ yếu monosaccharide glucose, mannose, galactose, glucosaminose Ở amiloglucosidase giống enzyme amylolytic khác, việc cắt đứt liên kết glucoside thực tạo thành oxicacbonium trung gian, nghòch đảo hình thể cacbon C1 glucose vừa giải phóng Các nhóm tyrozin, trytophan, histidin amin có vai trò việc gắn chất, - nhóm COOH COO lại tham gia vào xúc tác hóa học Enzyme glucoamylase thủy phân liên kết α -1,4 α -1,6 có lẽ nhóm đảm nhận việc cố đònh chất mà nhóm tham gia vào xúc tác hóa học Các amiloglucosidase chủ yếu tạo từ hai iso enzyme I II, khác khả thủy phân tinh bột trạng thái rắn độ bền chúng Amiloglucosidase I tự hấp thụ thủy phân tinh bột dạng rắn, ngược lại amiloglucosidase II hai tính chất Tính chất amiloglucosidase phụ thuộc vào nguồn gốc enzyme Hoạt Chế phẩm amylase làm thay đổi hoàn toàn chất lượng bánh mì hương vò, màu sắc, độ xốp… chế phẩm amylase cho chất lượng bánh mì tốt dạng phức hợp với protease - Công nghiệp bánh kẹo động tối ưu enzyme nằm khoảng pH 4,5 - 5,5 nhiệt độ 40 - 60 C Sự có mặt oligosaccharide môi trường có tác dụng ổn đònh enzyme Ngược lại có mặt ion Canxi kìm hãm chúng làm biến tính enzyme - Công nghiệp rượu - Sản xuất bia Bảng 1.7: Các đặc tính amiloglucosidase Nguồn gốc enzym A.Niger I A.Niger II A oryzae I A oryzae II + Khối lượng phân tử pH tối ưu 90000 112000 76000 38000 4,5-5,0 4,5-5,0 4,5 4,5 Nhiệt độ tối ưu, C 60 50 Cơ chế tác dụng enzyme amiloglucosidase: Amiloglucosidase giải phóng β -D glucose cách thủy phân lặp lại nhiều lần liên kết α -1,4 mạch α -glucan từ đầu không khử Chúng thủy phân liên kết α -1,6 α -1,3 mức độ chậm (chậm 1030 lần) Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào chất liên kết kề cận với liên kết glucoside thủy phân, vào kích thước cấu trúc chất bò thủy phân Nhất với α -glucan mạch dài bò thủy phân nhanh với maltodextrin oligosaccharide f Trong y họ c : Amylase sử dụng phối hợp với coenzyme A, cytocrom C, ATP, carboxylase để chế thuốc điều trò bệnh tim mạch, bệnh thần kinh, phối hợp với enzyme thủy phân để chữa bệnh thiếu enzyme tiêu hóa g Trong sản xuất cồn h Trong công nghiệp dệt i Trong công nghiệp giấy Có lẽ enzyme có khă chuyển hóa hoàn toàn tinh bột thành glucose Tuy nhiên, nồng độ β -glucose môi trường tăng lên thủy phân mạch α -glucan amiloglucosidase xúc tác ngưng tụ nhiều đơn vò glucose để tạo maltose isomaltose Một số amiloglucosidase kiểu I có khả tự hấp thụ vào hạt tinh bột sống thủy phân phần 1.2.4 ng dụng enzyme amylase: e Trong công nghệ thực phẩm: - Sản xuất sirô sản phẩm chứa đường - Chế biến thức ăn cho trẻ - Sản xuất mật - Sản xuất bánh mì TÓM TẮT PHẦN Sử dụng nguyên liệu tinh bột khoai mì tác nhân thủy phân tinh bột hệ VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP MÁY MÓC THIẾT BỊ enzym amylase gồm loại enzym: α - amylase, β - amylase Phần khảo sát tiến hành với thí nghiệm sau : - Thử nghiệm giá trò pH - Thử nghiệm giá trò nhiệt độ - Thử nghiệm giá trò nồng độ enzym - Thử nghiệm giá trò thời gian - Xác đònh lượng đường khử, đường tổng trình dòch hóa đường hóa - Xác đònh độ ẩm tinh bột khoai mì - Xác đònh hàm lượng protein tinh bột khoai mì - Xác đònh hàm lượng tinh bột khoai mì 2.1 Vật liệu: 2.3.1 Tinh bột khoai mì: Tinh bột khoai mì Nhà máy Đònh Khuê thuộc doanh nghiệp tư nhân Đònh Khuê sản xuất: - Hàm lượng tinh bột cao: > 84% - Độ ẩm: < 14 % - Hàm lượng tro tổng số: < 0.2% - Độ chua: 5% - 7% 2.3.2 Enzym amylase: LE399 α - amylase sản xuất môi trường lên men họ vi khuẩn Bacillus licheniformis loài vi khuẩn không gây bệnh độc tố α – amylase cắt đứt tinh bột thành dextrine oligosaccharide hòa tan thông qua mối liên kết 1.4 - α –glucosidic amylase amylopectin Chính độ nhớt gelatine tinh bột bò giảm cách nhanh LE399 α - amylase hoạt động pH thấp nồng độ Ca2+ thấp so với α - amylase chòu nhiệt khác - Độ hoạt động enzyme 300 AGU/ml ( AGU = lượng enzyme để thủy phân 11 mol maltose phút điều kiện sau: Cơ chất maltose, nhiệt độ 250C, pH = 4.3, thời gian phản ứng 30 phút) 2.4 Phương pháp xác đònh: Độ hoạt động enzyme α - amylase LE399 chòu nhiệt xác đònh theo tiêu enzyme α - amylase thương mại công bố cách rộng rãi 2.4.1 Phương pháp xác đònh độ ẩm nguyên liệu: Độ hoạt động thể theo thuật ngữ α - amylase ( Termamyl) đơn vò Kilo Novo hay viết tắc KNU(T) nay, Liquozyme có hai loại biến thể: Liquozyme EX có độ chuẩn hóa 100 KNU(T)/g Liquozyme EX có độ chuẩn hóa 200 KNU(T)/g Thành phần hai loại biến thể cho dạng sau: Liquozyme EX Xấ p xỉ % Xấ p xỉ 52 % Xấ p xỉ 29 % Xấ p xỉ 15 % 0.6 % Chất khô tổng Nư c Sucrose/glucose NaCl Methionine Liquozyme X Xấ p xỉ % Xấ p xỉ 52 % Xấ p xỉ 25 % Xấ p xỉ 15% 0.6 % Enzyme Liquozyme sơ dùng ngành công nghiệp thực phẩm trợ giúp cho trình dòch hoá tinh bột Trong ngành công nghiệp tinh bột dùng ví dụ trình sản xuất syrup, ngành công nghiệp cồn tạo lớp mỏng tinh boat khối cháo chưng cất, ngành công nghiệp rượu bia trình dòch hoá, làm giảm hàm lượng tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho trình lọc Đối với việc áp dụng ngành tinh bột cồn khoảng đề nghò sử dụng liều lương enzyme lên tới 100 KNU(T)/kg chất rắn, tương ứng với 0.1 % Liquozyme EX/kg chất tương ứng với 0.05 %Liquozyme X/kg chất Đối với sản xuất rượu bia, mức liều lượng đề nghò lên tới 500 mg/kg chất g Đònh nghóa độ ẩm: - - Độ ẩm điều quan trọng công tác xác đònh giá trò dinh dưỡng chất lượng thực phẩm - Độ ẩm cao chất dinh dưỡng khác thấp - Độ ẩm xác đònh phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi h Nguyên tắc: Theo phương pháp sấy đến khối lương không đổi Mẫu nghiền mòn sấy khô tủ sấy đạt nhiệt độ tiêu chuẩn Độ ẩm tính từ khối lượng trình sấy i Dụng cụ: - Termamyl 120 LS : độ hoạt động 120 KNU/g ( KNU = Kilo Novo Units lượng enzyme alpha amylase bẻ gãy 5.26 g tinh bột theo phương pháp chuẩn Novo cho việc xác đònh alpha amylase ) - Dextrozyme E hỗn hợp cân glucoamylase pullulanase thu từ giống có khuynh hướng bò biến đổi Aspergillus niger Bacillus deramificants - AMG 300L amyloglucosidase ( EC 3.2.1.3 ) sản xuất giống bò biến đổi gene Aspergillus - Độ ẩm lượng nước tự có thực phẩm - Tủ sấy điều chỉnh nhiệt độ, đạt nhiệt độ 105 – 106oC - Chén sứ có nắp đậy - Bình hút ẩm - Cân phân tích Độ xác tới 0.001g j Cách tiến hành: - Lấy chén sứ sấy 1050C đến khối lượng không đổi Để nguội bình hút ẩm - Cho vào chén sứ nguyên liệu khối lượng khoảng từ – 10 g - Sấy nhiệt độ 100 - 1050C đến khối lượng không đổi Thời gian sấy giơ.ø Sấy xong đem làm nguội bình hút ẩm 25 -30 phút cân lần - Erlen 500ml - Cho lại vào tủ, sấy nhiệt độ 100-105 độ C 30 phút Để nguội bình hút ẩm cân lần - Bình đònh mức 100ml - - Burette 25 ml - Becher 100ml; 250ml Nếu giá trò lần sau giống giá trò cân lần trước dừng k Kết quả: - Khối lượng tinh bột ban đầu : m tb = 5g i Hóa chất: - Khối lượng tinh bột chén sứ: M = + 41.26 = 46.26 g - H2SO4 đậm đặc, NaOH 40%, HClO4 tinh khiết - Khối lượng sau sấy lầ n 1: m = 45.66 g - Dung dòch NaOH 0.1N dung dòch chuẩn H2SO4 0.1N - Phenolphtalein 1% lầ n 2: m = 45.66 g - j Đònh nghóa: Lượng nước tồn tinh bột = 46.26 – 45.66 = 0.6 g - Độ ẩm tinh bột: X= 2.4.2 0.6 * 100% _ = 12% Phương pháp xác đònh hàm lượng protein tinh bột khoai mì phương pháp Micro – Kjeldahl: [5] g Nguyên tắc: Khi đốt nóng phẩm vật đem phân tích với H2SO4 đậm đặc, hợp chất hữu bò oxy hóa Carbon Hydro tạo thành CO2 H2O Còn Nitơ sau giải phóng dạng NH3 kết hợp với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan dung dòch Đuổi NH3 khỏi dung dòch NaOH đồng thời cất thu NH3 lượng dư H2SO4 0.1N Đònh phân lượng H2SO4 0.1N thừ a dung dòch NaOH 0.1N chuẩn, qua tính lượng Nitơ có mẫu nguyên liệu thí nghiệm h Dụng cụ thí nghiệm: - Máy cất đạm bán tự động, Tủ Hotte - Bình Kjeldahl 50ml - Ống đong 25ml - Pipette 2ml; 10ml Tinh bột thành phần chủ yếu nhiều loại củ hạt - Việc xác đònh giúp ta dự kiến xác lượng sản phẩm thu tổn thất trình sản xuất k Cách tiến hành: Vô hóa mẫu: - Lấy mẫu cho vào bình Kjeldahl Cân 2g tinh bột khoai mì, cho thêm 10ml H2SO4 đậm đặc Để tăng nhanh trình vô hóa mẫu cần phải cho thêm chất xúc tác Có thể dùng xúc tác axit Perchloric HClO4, giải phóng CO2 cho phản ứng oxy hóa - Sau thêm chất xúc tác, đun nhẹ hỗn hợp tránh sôi trào đun mạnh hỗn hợp hoàn toàn chuyển sang dòch lỏng Trong trình đun lắc nhẹ, tráng khéo cho không vết đen mẫu nguyên liệu thí nghiệm chưa bò phân hủy sót lại thành bình Đun dung dòch bình hoàn toàn trắng Cất đạm: - Chuyển toàn dung dòch mẫu vô hóa xong bình Kjeldahl vào bình đònh mức 100ml, thêm nước cất đến vạch đònh mức Lúc nhiệt tỏa mạnh làm nước bay phần Làm nguội điều chỉnh lại mức nước để tránh sai số, sau đổ erlen để dễ lắc trộn dung dòch mẫu đồng - Lấy vào erlen 10 ml dung dòch H2SO4 0.1N lắp vào máy cất đạm Chú ý nhúng ngập ống vào dòch lỏng 2.4.3 Xác đònh hàm lượng tinh bột ban đầu: [4] a Đònh nghóa: - Tinh bột thành phần chủ yếu nhiều loại củ hạt - Lấy vào ống phản ứng 10 ml dung dòch thí nghiệm từ bình đònh mức Lắp vào hệ thống, ý không lắp lệch, khí thoát dẫm đến mẫu - Việc xác đònh giúp ta dự kiến xác lượng sản phẩm thu tổn thất trình sản xuất - b Tiến hành máy cất đạm tự động: Đònh phân: Lấy erlen khỏi máy sau tráng nước cất để lấy hết mẫu bám ống Cho 10 giọt phenolphtalein vào bình đònh phân NaOH 0.1N l Kết quả: ( a-bK) * 0.0014 * V * 100 N = v*m - Thủy phân tinh bột thành đường dung dòch HCl 2% điều kiện đun sôi bình cách thủy t = - Dòch thủy phân làm nguội trung hòa NaOH với thò metyl da cam - Hàm lượng dung dòch xác đònh theo phương pháp bectra, Lain-Anynol, Graxianop … c a: số ml dung dòch chuẩn H2SO4 0.1N đem hấp thụ NH3 b: số ml NaOH 0.1 N tiêu tốn cho chuẩn độ m: khối lượng mẫu đem vô hóa (g) V: tổng thể tích đònh mức dung dòch vô hóa ( 100ml) v: thể tích dung dòch vô hóa dùng chưng cất ( 10 ml) 0.0014: lượng gam Nitơ ứng với ml H2SO4 0.1N K: hệ số điều chỉnh nồng độ NaOH 0.1N a = 10 ml b = 9.55 ml m=2g V = 100 ml v = 10 ml K=1 ( 10 – 9.95*1) * 0.0014 * 100 * 100 N = 10 * N = 0.035 % Protein (%) = Nitơ (%) * 5.7 ( 5.7 : hệ số chuyển đổi) = 0.045 * 5.7 = 0.1995 (%) - Dung dòch hydroxyt natri 10% - Metyl da cam 1% e Tiến hành: - Cân 2g tinh bột khoai mì chuyển vào bình đònh mức 250ml - Cho thêm 100 ml HCl 2% ( 100 ml nước cất + ml HCl 35%) - Và nối với ống sinh hàn khí Nguyên tắc: Dụng cụ: - Bình đònh mức: 100,250 ml - Bình tam giác: 250 ml - Cốc thủy tinh: 100, 250 ml - Phễu thủy tinh - Ống đong: 100 ml - Ống sinh hàn khí - Nồi cách thủy - Bếp điện - Cân phân tích có độ xác 0.001 g - Nhiệt kế: 100oC d Hóa chất: - Axit chlohydric đặc Xk = _* 250 = 1.895g 3.1 Lượng tinh bột sử dụng = Xk * 0.9 = 1.895 * 0.9 = 1.7055g Hàm lượng tinh bột ban đầu: - Đun cách thủy Mức nước nồi cách thủy phải cao mức nước bình thủy phân - Sau thủy phân, làm nguội lượng tinh bột chuyển hóa thành glucose đến nhiệt độ phòng thêm vài giọt metyl da cam dùng NaOH 10% để trung hòa lượng axit dư tới đổi màu - Trung hòa xong chuyển toàn dung dòch vào bình đònh mức 250 ml tiến hành đo đường khử phương pháp ferrycyanure - Cho vào bình nón 20 ml K3Fe(CN)6 1% + ml KOH 2.5 N - Đun sôi chuẩn độ bếp dung dòch đường khử cho giọt lắc mạnh - Dung dòch ban đầu có màu vàng chanh ferrycyanure Điểm dừng chuẩn độ xác đònh màu vàng chanh biến mất, dung dòch trở nên suốt không màu khoảng 30 giây chuyển sang màu vàng rơm rấ t nhạt ferrycyanua - Thực tương tự cho dung dòch đường chuẩn dung dòch glucose 0.5 % l Kết quả: Vgluco chuẩ n = 4.7 ml 1.7055 * 100% = = 85.275% 2.4.4 Xác đònh hàm lượng đường tổng, đường khử phương pháp DNS: [4] a Nguyên tắc: - Dựa phản ứng tạo màu đường khử với thuốc thử acid dinitrosalicylic DNS Cường độ màu hổn hợp phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ đường khử phạm vi đònh Dựa đồ thò đường chuẩn glucose tinh khiết tính hàm lượng đường khử mẫu phân tích b Dụng cụ: - c Máy so màu Hóa chất: + Acid dinitrosalicylic DNS + Muối tartrat kép KNaC4H4O6.4H2O + NaOH dung dòch 4N Cho 5g DNS 300 ml nước cất vào cốc, hòa tan hoàn toàn 500C sau cho thêm 50 ml dung dòch NaOH 4N Cuối cho thêm 150 g muối tartrat kép, hòa tan hoàn toàn rối cho vào bình đònh mức 500 ml Thêm nước cất tới vạch đònh mức Đựng lọ thủy tinh sẫm màu Nếu – ngày sau thấy xuất cặn lắng đem lọc cặn Lư ợ ng gluco cầ n để khử 20ml K3Fe2(CN)6: 4.7 * 0.5 = _ = 0.0235 g 100 Dị ch đđường sau thủy phân sử dụng: V = 3.1 ml Lượng đường khử tinh t 0.0235 d Tiến hành: Dựng đồ thò đường chuẩn glucose: - Cân glucose tinh khiết 99% cân phân tích ( lấy chữ số thập phân sau dấu phẩy) - Hút ml dòch pha loãng vào ống nghiệm nút chặt ml DNS sau đun 900C phút, lấy làm nguội nhanh đem đo OD Mẫu đối chứng nước cất - Pha dung dòch glucose 1%(1g glucose 100ml nước) - Hút vào ống nghiệm dung dòch: - Dựa vào đồ thò đường chuẩn xác đònh hàm lượng đường khử mẫu phân tích Ống nghiệm 1: 1.27ml dung dòch glucose + 8.73ml nước 2.5 Máy móc thiết bò: Ống nghiệm 2: 1.9ml dung dòch glucose + 8.1ml nước Ống nghiệm 3: 2.63ml dung dòch glucose +7.37ml nước Ống nghiệm 4: 3.05ml dung dòch glucose + 6.95ml nước Ống nghiệm 5: 3.56ml dung dòch glucose + 6.44ml nước - Hút 2ml từ ống nghiệm 1ml DNS cho vào ống nghiệâm, bòt kín Hình 2.1: Tủ sấ y Hình 2.2: Cân điệ n tử số lẻ o - Đun sôi phút 90 C - Làm nguội nhanh đo OD bước sóng 540nm - Vẽ đồ thò đường chuẩn với trục tung OD, trục hoành nồng độ đường (g/l) Xác đònh hàm lượng đường tổng mẫu phân tích: - Pha loãng mẫu cho hàm lượng đường tổng khoảng 0,12 - 0,42 g/l - Cho 5giọt HCl đậm đặc vào ml dung dòch cần xác đònh sau đun 900C 30 phút Trung hòa dung dòch KOH 5N Hình 2.3: Bếp đun cách thủy Hình 2.4: Máy đo pH - Từ hỗn hợp dung dòch hút ml vào ống nghiệm nút chặt ml DNS sau đun 900C phút, lấy làm nguội nhanh đem đo OD Mẫu đối chứng nước cất - Dựa vào đồ thò đường chuẩn tra hàm lượng đường tổng mẫu phân tích Xác đònh hàm lượng đường khử mẫu phân tích: - Pha loãng mẫu cho hàm lượng đường tổng khoảng 0,12 - 0,42 g/l Hình 2.5: Máy quang phổ Gerhard Hình 2.6: Máy cất đạm Vapodest 20 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT Độ ẩm tinh bột khoai mì = 12 % Hàm lượng tinh bột ban đầu = 85.275 % Hàm lượng protein tinh bột khoai mì = 0.1995 % Kết thí nghiệm trình dòch hóa: _ Khoảng thời gian từ 90 phút đến 130 phút: hàm lượng đường pH = 5.0 tăng , hàm lượng đường pH = 6.5 tăng nhanh Riêng pH = 5.5 , hàm lượng đường thu cao so với hàm lượng đường pH = 6.0 thời điểm 110 phút 130 phút Điều xảy hai thời điểm , không đo pH dẫn đến việc thí nghiệm pH = 5.5 giảm nhanh ( bốc nước kéo theo lượng acid bay theo ) xuống 5.6 đến 5.7 Hàm lượng đường ( g/l ) 140 120 100 80 _ Từ thời điểm 130 phút đến 190 phút: hàm lượng đường thu pH khác có dấu hiệu khác biệt Hàm lượng đường pH = 6.0 cao , pH = 5.5 , sau pH = 5.0 cuối thấp pH = 6.5 60 40  Những thí nghiệm pH khác ta pH = tối ưu Thời gian ( phút ) 20 0 50 pH = 5.0 100 pH = 5.5 150 pH = 6.0 50 200 45 pH = 6.5 Hình 3.1: Biể u đồ trình dòch hóa thể hiệ n thay đổi hàm lượng đường khử pH khác nồng độ enzyme Termamyl = 0.11µl/kg tinh bột Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/V) Nhận xét : _ Ở khoảng thời gian từ 30 phút đến 70 phút: hàm lượng đường tăng pH khác tăng không Việc tăng pH = 5.0 pH = 5.5 thời gian lấy mẫu kéo dài đồng thời lượng nước bốc dẫn đến pH giảm cách đáng kể Kết lượng đường tạo nhiều Điều chứng minh biểu đồ, thời điểm 70 phút pH = 5.5 thu 94g/l gần với 101 g/l pH = 6.0 thời điểm 70 phút Từ thời điểm 30 phút đến 190 phút tỉ lệ đường khử / đường tổng pH = 6.0 cao Trong , tỉ lệ đường khử / đường tổng pH = 5.5 , pH = 5.0 pH = 6.5 thấp + Ở 90 phút đầu tiên: vận tốc bò thủy phân tinh bột khoai mì xảy bình thường hay nói cách khác hàm lượng đường tăng + Khoảng thời gian từ 110 – 130 phút: vận tốc bò thủy phân tinh bột lhoai mì pH = 5.5 pH = 6.0 đạt = Điều chứng tỏ hàm lượng đường tạo giá trò pH khoảng thời gian không đổi chúng không đổi tiếp tục trình dòch hóa Tuy nhiên, pH tối ưu = 6.0 tỉ lệ đường khử/đường tổng pH = 6.0 ( 42%) cao so với tỉ lệ đường khử/đường tổng pH = 5.5 (39%) chọn khoảng dòch hóa 120 phút 0.8 35 0.7 30 0.6 25 0.5 20 0.4 15 0.3 10 0.2 0.1 140 120 100 80 60 40 Thời gian ( phút ) 20 20 40 0.0 30 50 70 90 110 130 150 170 190 Thời gian (phút) pH = 5.0 pH = 5.5 pH = 6.0 pH = 6.5 pH = 5.0 pH = 5.5 pH = 6.0 pH = 6.5 Hình 3.2: Biểu đồ trình dòch hóa thể % đường khử / đường tổng tốc độ bò thủy phân tinh bột pH khác nồng độ enzyme Termamyl = 0.11 µl /kg tinh bột Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/V) Nhận xét: - Khoảng thời gian từ 30 phút đến 70 phút: hàm lượng đường thu nồng độ Termamyl khác vẫ n tăng bình thường - Khoảng thời gian từ 110 phút đến 190 phút: hàm lượng đường thu nồng độ Termamyl khác không tăng mà đường thẳ ng nằ m ngang Trong đó, nồng độ = 0.15 µl/kg tinh t cao nhấ t , kế tiế p nồng độ = 0.10 µl/kg tinh bột , sau nồng độ = 0.20 µ l/kg tinh bột cuố i nồng độ = 0.05 µl/kg tinh bột  Hàm lượng đường thu nhữ ng nồng độ Termamyl khác 110 phút đầu tăng tăng đến điểm cực đại không tăng cho dù có kéo dài thời gian trình dòch hóa Khỏang thời gian dòch hóa tốt 130 phút nồng độ Termamyl = 0.10 µl/kg tinh bột Tuy nồng độ Termamyl = 0.10 µl/kg tinh bột, hàm lượng đường thu thấp nồng độ Termamyl = 0.15 µl/kg tinh bột điều không nói lên phụ thuộc vào tỉ lệ đường khử / đường tổng Hàm lượng đường khử (g/l) 0.9 - Tạ i thời đđiểm 90 phút đến 110 phút hàm lượng đường thu nồng độ = 0.10 µl/kg tinh t gần vớ i nồng độ = 0.15 µl/kg tinh t ( 90 phút: 133.9 g/l ,tạ i 110 phút: 139.3 g/l ≈ 140.77 g/l ) Về tốc độ thủy phân tinh bột: 160 1.0 Nhận xét: Sau thời gian thủy phân lượng đường khử tăng dần đến giá trò đường tổng - Tốc độ bò thủy phân tinh bột 40 _ Khoảng thời gian từ 70 phút đến 90 phút, pH = 6.0 pH = 6.5 , hàm lượng đường tăng nhẹ ( pH = 6.0 tăng từ 101  103 g/l pH = 6.5 tăng từ 58  59 g/l ) Còn pH = 5.0 pH = 5.5 tăng Trong pH = 5.0 tăng nhanh pH = 5.5 ( từ 71 g/l  81 g/l ) Đặc biệt pH = 5.5 thời điểm 90 phút, hàm lượng đường thu 99 g/l gần với pH = 6.5 thời điểm ( 103 g/l ) _ Nhìn chung khoảng thời gian từ 30 phút đến 90 phút có pH = 6.0 pH = 6.5 tăng bình thường Ở pH = 5.0 pH = 5.5 tăng nhanh bất thường Sự tăng nhanh bất thường thao tác trình thí nghiệm ( thời gian lấy mẫu không , lấy mẫu không xác … ) Tỉ lệ đường khử/đường tổng(g/l) 60 80 100 120 140 160 Nồng độ = 0.05 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.10 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.15 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.20 µl/kg tinh bột 180 200 Hình 3.3: Đồ thò thể trình dòch hóa lượng đường khử nồng độ Termamyl khác pH = 6.0 Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/V) 70 60 Tỉ lệ đường khử/đường tổng (%) Tốc độ bò thủy phân tinh bôt 0.8 0.7 0.6 50 0.5 0.4 40 ta dừng khoảng thời gian 120 phút ( nhằm giảm thời gian kinh phí sản xuất) Tổng kết với điều kiện dòch hóa hàm lượng tinh bột 30%, nhiệt độ 90 – 95oC 6.0 pH Nồng độ enzyme termamyl 0.10 µl/kg tinh bột Thời gian 120 phút 0.3 30 0.2 0.1 20 0.0 10 -0.1 -0.2 30 50 70 90 110 130 150 170 190 Thời gian (phút) Nồng độ = 0.05 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.10 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.15 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.20 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.05 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.10 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.15 µl/kg tinh bột Nồng độ = 0.20 µl/kg tinh bột Hình 3.4: Đ thò trình dòch hóa thể hiệ n tỉ lệ đường khử/đường tổng tốc độ bò thủy phân tinh bột nồng độ Termamyl khác pH tối ưu = 6.0 Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/V) Nhận xét: Kết thí nghiệm trình đường hóa: Sau thời gian thủy phân lượng đường khử tăng dần đến giá trò đường tổng Tỉ lệ đường khử / đường tổng nồng độ = 0.15 µl/kg tinh bột cao Trong , tỉ lệ đường khử / đường tổng nồng độ = 0.05 µl/kg tinh bột, nồng độ = 0.10 µl/kg tinh bột nồng độ = 0.20 µl/kg tinh bột thấp + Tốc độ thủy phân tinh bột giai đoạn đầu có thay đổi thời điểm sau không thay đổi Điều chứng tỏ khoảng thời gian sau lượng đường thủy phân giảm không giảm Qua đồ thò, sản xuất công nghiệp 0.8 Tỉ lệ đường khử / đường tổng (%) 120 Lượng đường khử (g/l) 0.7 100 0.6 80 0.5 0.4 60 0.3 40 0.2 0.1 Thời gian (giờ) 20 Thời gian (giờ) 0 10 20 30 40 50 60 pH pH 4.5 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = 120 phút 20 pH pH Hình 3.5: Đồ thò trình đường hóa thể lượng đường khử giá trò pH Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 10 30 pH 4.5 40 pH Hình 3.6: Đồ thò trình đường hóa thể tỉ lệ lượng đường khử / đường tổng giá trò pH Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = 120 phút Nhận xét: Lượng đường khử giá trò pH = tăng từ – 30 Sau 30 lượng đường khử bắt đầu ổn đònh trở lại Lượng đường tạo điều kiện thấp lượng đường khử tạo pH = 4.5, pH = Lượng đường khử giá trò pH = tăng mạnh từ – 16 Sau tăng nhẹ dần ổn đònh đến 48 Lượng đường khử tạo nhiều thí nghiệm đường hóa pH = lại thấp thí nghiệm pH = 4.5 Qua đồ thò ta thấy pH = 4.5 lượng đường khử tạo nhiều  pH = 4.5 tối ưu Nhận xét: Tỉ lệ đường khử / đường tổng pH = 4.5 có giá trò cao = 96.933% gần đạt giá trò 100% Tỉ lệ đường khư û/ đường tổng pH = có giá trò = 96.727 % thấp Tỉ lệ đường khử / đường tổng pH = 4.5 Nhưng lại cao Tỉ lệ đường khử/đường tổng pH = Tỉ lệ đường khử / đường tổng pH = có giá trò thấp = 93.333%  Tỉ lệ đường khử / đường tổng pH = 4.5 cao Hiệu thủy phân cao 50 Sau thời gian thủy phân lượng đường khử tăng dần đến giá trò đường tổng (Tỉ lệ đường khử / đường tổng = 100%) Trong trình đường hóa lượng đường tổng không thay đổi suốt trình 0.75  Vậy đường hóa pH = 4.5 Nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Tối ưu Nồng độ dextrozyme cao khả thủy phân tạo lượng đường nhiều rút ngắn thời gian thủy phân Đường khử(g/l) 0.7 100 0.65 Tỉ lệ đường khử/đường tổng (%) 95 0.6 90 0.55 85 0.5 80 0.45 75 0.4 70 65 0.35 0.3 10 15 20 25 30 Nồng độ18 µl/kg tinh bột 35 40 Thời gian (giờ) 60 45 55 Nồng độ 0.21 µl/kg tinh bột 50 Thời gian (giờ) 50 Nồng độ 0.24 µl/kg tinh bột 10 20 Nồng độ18 µl/kg tinh bột Hình 3.7 : Đồ thò thể lượng đường khử nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = 120 phút 30 40 Nồng độ 0.21 µl/kg tinh bột Nồng độ 0.24 µl/kg tinh bột Hình 3.8 : Đồ thò thể tỉ lệ đường khử/ đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = 120 phút Nhận xét: Nồng độ dextrozyme 0.24 = µl/kg tinh bột cho lượng đường cao nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột Nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột có lượng đường thấp nồng độ dextrozyme 0.24 = µl/kg tinh bột Nhưng lại cao nồng độ dextrozyme = 0.18 l/kg tinh bột Nồng độ dextrozyme 0.18 = µl/kg tinh bột cho lựơng đường thấp Nhận xét: Tỉ lệ đường khử / đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột gần cao = 98.571 % gần đạt giá trò 100% Tỉ lệ đường khư û/ đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột ( 96.286%) thấp tỉ lệ đường khử / đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột Nhưng lại cao tỉ lệ đường khử / đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột Hình 3.9 : Đồ thò thể đường khử trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Tỉ lệ đường khử / đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột có giá trò thấp nhất: 91.714 % Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = giờ; t = 1.5 giờ; t = giơ;ø t = 2.5 giờ; t =  Tỉ lệ đường khư û/ đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột cho hiệu suất cao Sau thời gian thủy phân lượng đường khử tăng dần đến giá trò đường tổng (Tỉ lệ đường khử / đường tổng = 100%) Trong trình đường hóa lượng đường tổng không thay đổi suốt trình Nhân xét: - Khoảng thời gian từ – 30 lượng đường khử t = lượng đường có tăng không Nhưng từ 30 – 48 lượng đường tạo ổn đònh dần - Ở t = lượng đường tạo nhiều khoảng thời gian từ – 10 Từ 10 – 48 lượng đường tạo dần dẩn ổn đònh khoảng thời gian từ 38 – 48 - Ở t = 1.5 lượng đường tăng khoảng thời gian từ 18 Nhưng khoảng thời gian từ 18 – 40 lượng đường tạo nhiều tăng mạnh Dần ổn dònh từ khoảng thời gian từ 38 – 48 Đường khử(g/l) 0.75 - Ở t = 2.5 lượng đường tạo nhiều tăng nhanh từ – 32 từ 30 – 48 lượng đượng tạo ổn đinh 0.7 t = lượng đường tăng nhanh từ – 38 Ổn đònh từ 38 – 48 lượng đướng tạo dần 0.65  Mẫu thí nghiệm t = giờ, lượng đường tạo nhiều mẫu t = giờ, t = 1.5 giờ, t = 2.5 giờ, t = 0.6 Mẫu đường hóa lấy từ mẫu dòch hóa pH = 6.0 Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân chạy t = tối ưu 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 Thời gian (giờ) 0.3 10 1giờ 20 1.5giờ 30 2giờ 40 2,5giờ 50 3giờ 50 Tỉ lệ đường khử / đường tổng (%) 100 90 Nồng độ enzyme dextrozyme 0.24 µl/kg tinh bột Điều kiện dòch hóa Thời gian thủy phân t = pH = 6.0 Nồng độ enzym termamyl = 0.10 µl/kg to= 90 – 95oC Trong trình sản xuất công nghiệp ta dừng khoảng thời gian 38 khoảng thời gian sau lượng đường glucose tạo Qua ta giảm thời gian tiêu tốn kinh phí cho khoảng thời gian đo.ù 80 70 60 50 Thời gian (giờ) 40 10 20 1.5 30 2.5 40 50 Hình 3.10 : Đồ thò trình đường hóa thể tỉ lệ đường khử/ đường tổng trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Thời gian thủy phân t = 48 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Hàm lượng dextroxyme 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = giờ; t = 1.5 giờ; t = giơ;ø t = 2.5 giờ; t = Nhậân xét: Sau thời gian thủy phân lượng đường khử tăng dần đến giá trò đường tổng (Tỉ lệ đường khư û/ đường tổng = 100%) Trong trình đường hóa lượng đường tổng không thay đổi suốt trình Mức độ thủy phân trình gần hoàn tất , lượng đường dòch hồ hóa dần chuyển sang thành đường glucose Tổng kết với điều kiện đường hóa hàm lượng tinh bột 30%, nhiệt độ = 60oC, t = 48 4.5 pH KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ PHẦN nồng độ termamyl = 0.20 µl/kg tinh bột) Ở pH = 6.0 Hàm lượng tinh bột = 30% Nhiệt độ 90 – 95oC trình dòch hóa  Khỏang thời gian dòch hóa tốt 120 phút nồng độ termamyl = 0.10 µl/kg tinh bột Khảo sát lượng đường khử giá trò pH ( pH = 4, pH = 4.5, pH = 5) trình đường hóa điều kiện Nhiệt độ 60oC Hàm lượng dextrozyme = 0.3 µl/kg tinh bột Hàm lượng tinh bột 30% Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = 5.8 Nhiệt độ 90 – 95oC Hàm lượng dextrozyme = 0.11µl/kg Thời gian thủy phân  pH = 4.5 tối ưu Khảo sát lượng đường khử trình đường hóa nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = 6.0 Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.11 µl/kg Thời gian thủy phân 4.1 Kết luận: - Độ ẩm tinh bột khoai mì: 12% - Hàm lượng tinh bột ban đầu: 85.275% - Hàm lượng protein tinh bột khoai mì: 0.1995 % - Xác đònh hàm lượng đường tổng, đường khử phương pháp DNS trình dòch hóa đường hóa Khảo sát thay đổi hàm lượng đường khử tốc độ bò thủy phân tinh bột pH = 5, pH = 5.5, pH = 6, pH = 6.5 trình dòch hóa nồng độ enzyme Termamyl = 0.11 µl/kg tinh bột Nhiệt độ 90 – 950C Hàm lượng tinh bột = 30%  pH = 6.0 tối ưu Khảo sát lượng đường khử tốc độ bò thủy phân tinh bột hàm lượng Dextrozyme khác ( nồng độ termamyl = 0.05 µl/kg tinh bột, nồng độ termamyl = 0.10 µl/kg tinh bột, nồng độ termamyl = 0.15 µl/kg tinh bột ,  Vậy đường hóa pH = 4.5 Nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Tối ưu - Khảo sát đường khử trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = 6.0 Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = giờ; t = 1.5 giờ; t = giơ;ø t = 2.5 giờ; t =  Mẫu đường hóa lấy từ mẫu dòch hóa pH = 6.0 Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân chạy t = tối ưu Tóm tắt kết thu nhận Tổng kết với điều kiện pH 6.0 dòch hóa hàm lượng tinh bột 30%, nhiệt độ 90 – 95oC Nồng độ termamyl enzyme 0.10 µl/kg tinh bột Thời gian 120 phút pH 4.5 Nồng độ enzyme Tổng kết với điều kiện dextrozyme đường hóa hàm lượng tinh bột 30%, nhiệt độ = 60oC, t = 48 Điều kiện dòch hóa 0.24 µl/kg tinh bột Thời gian thủy phân t = pH = 6.0 Nồng độ enzym termamyl = 0.10 µl/kg o o t = 90 – 95 C 4.2 Kiến nghò: Do thời gian có hạn trục trặc không mong muốn (do điện liên tục thời gian làm luận văn) nên em thu số kết đònh Nếu có nhiều thời gian em khảo sát thêm số điều kiện khác trình đường hóa dòch hóa PHỤ LỤC Năm 1960, Hiệp hội hóa sinh quốc tế ( IUB) thống phân loại enzym làm lớp đánh số thứ tự từ – số thứ tự cố đònh cho lớp Mỗi lớp lại chia làm nhiều tổ, tổ lại chia làm nhiều nhóm Chính thế, theo hệ thống phân loại, enzym thường có số: Số thứ nhất: lớp Số thứ hai: tổ Số thứ ba: nhóm Số thứ tư: enzym Ví dụ: phân nhóm thứ enzyme nhóm ( ký hiệu phân nhóm 1.1) có ba phân nhóm nhỏ 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 đặc trưng cho trường hợp mà chất nhận điện tử NAD, NADP cytochrome Mã số enzyme gồm số Danh pháp quốc tế phân loại enzym: Khi số lượng enzym phát ít, người ta thường gọi enzym theo ý thích người tìm Dần dần, theo thời gian, số lượng enzym tìm ngày nhiều enzym tìm có tính chất gần giống giống nhau, người ta phân loại chúng thành nhóm đưa quy ước quốc tế tên gọi enzym để nghiên cứu ứng dụng chúng, hiểu enzym thuộc nhóm chất chúng Theo quy ước quốc tế, tên goi enzym thường gọi theo chất đặc hiệu chúng với tên kiểu phản ứng mà chúng tham gia Theo đó, tên enzym thường có phần Ví dụ: 1.1.1.29 – Glycerophosphate dehydrogenase 2.7.1.1 – Hexokinase 3.2.1.20 – α – Glucosidase 4.1.1.1 – Pyruvate decarboxylase 5.3.1.1 – Trisophosphate isomerase 6.3.1.2 – Glutamin synthetase Bảng: Danh mục mã số nhóm enzyme phân nhóm chúng Nhóm Oxydoreductase Phần đầu tên chất Trong trường hợp phản ứng phản ứng lưỡng phân phần thứ tên gọi chất viết cách chấm Phần sau khái quát thân phản ứng Ví dụ: enzymurease có tên gọi hệ thống carbamite-amideohydrolase Các eanzym thường cuối tên có đuôi “…ase” Ở số sách viết theo ngôn ngữ Slaver có đuôi “…aza” Hiện người ta dùng đuôi “…ase” nhiều đuôi “aza” Tuy nhiên, có nhiều loại enzym thói quen nên gọi theo tên cũ, không theo hệ thống phân loại Ví dụ nư trysin, chimotrypsin, pepsin… Transferase Phân nhóm 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Phản ứng xúc tác Hydrogen hóa dehydrogen hóa =CH-OH =C=O -CH=CH-CH-NH 2=CH-NHNADH, NADPH Vận chuyển nhóm chức Các gốc carbon Nhóm aldehyde cetone Acyl Liên kết glycoside Nhóm methylalkyl aryl Nhóm chức nitơ Nhóm chức phosphore Nhóm chức lưu huỳnh Hydrolase Liase Isomerase Ligase 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 5.3 5.4 6.1 6.2 6.3 6.4 Các phản ứng thủy phân Ester Glycoside Eter Peptide Các liên kết C-N khác Các anhydrit acid Tạo liên kết đôi =C=C= =C=O= =C=NĐồng phân hóa Rasemase epimerase Xis-trans-isomerase Oxy hóa nội phân tử Trasferase nội phân tử Tạo liên kết nhờ ATP -C=O C-S=C=NC-C Khi hệ thống enzyme dài sử dụng không thuận tiện, người ta dùng tên gọi thông dụng chúng Ví dụ: tên hệ thống enzyme xúc tác phản ứng ATP + D-Glucose  ADP + d-Glucoso-6-phosphate ATP: glucose phosphatransferase; tên gọi cho thấy enzyme xúc tác vận chuyển nhóm phosphate từ ATP đến glucose Mã số enzyme 2.7.1.1; số cho biết enzyme thuộc nhóm thứ 2; số cho biết enzyme thuộc phân nhóm phosphatransferase; số cho biết chất nhận nhóm phosphate D-glucose Khi tên hệ thống enzyme dài dùng tên thông dụng nó, trường hợp gọi tên enzyme hesokinase Oxydoreductase: Đây enzym xúc tác cho phản ứng oxy hóa khử Các enzym enzym phức tạp Chúng bao gồm thành phần Phần coenzym chúng NAD+, + NADP , FMN, FAD, heme… lớp enzym hóa thành nhóm sau: a Dehydrogenase: Nhóm tham gia vào phản ứng tách H trực tiếp từ chất chuyển chúng đến NAD+, NADP+, FMN, FAD Các dehydrogenase xúc tác cho giai đoạn đầu chuỗi hô hấp, vận chuyển đồng thời proton electron Ngoài ra, chúng tham gia xúc tác cho chiều c Aminotranspherase: Enzym xúc tác cho phản ứng chuyển vò nhóm amine, phản ứng chuyển thuận nghòch nhóm amine amino acid đến α - cetoacid Đây làenzym phức tạp, coenzym picidocal phosphate ngược lại, chuyển H từ [ NADH+H+] [ NADPH+H+], FMNH2, FAD – H2 đến chất khử chất Đây phản ứng đóng vai trò quan trọng trình tổng hợp b Oxydase: Đây enzym xúc tác cho trình chuyển electron đến oxy Chúng hoạt hóa oxy, làm cho chúng có khả kết hợp với proton có môi trường Lớp enzym tác dụng trực tiếp với oxy c Oxygenase: Đây enzym xúc tác cho phản ứng kết hợp trực tiếp oxy vào pha6ntu73 hợp chất hữu có vòng thơm Nhóm có loại Oxygenase hydroxylase, oxygenase xúc tác cho phản ứng kết hợp toàn phân tử oxy Hydroxylase xúc tác cho phản ứng kết hợp nửa phân tử oxy ( thường dạng OH) vào hợp chất hữu d Peroxydase: Đây enzym có coenzym heme, xúc tác cho phản ứng oxy hóa hợp chất hữu có H2O2 Transpherase: Transpherase thuộc nhóm enzym phức tạp Coenzym transpherase có chất hóa học khác tùy theo vào chất nhóm huyển vò Lớp transpherase bao gồm enzym tiêu biểu sau: a Acyltranspherase: Enzym tham gia chuyển hóa nhóm acyl thông qua coenzym A, tạo thành phức CoAS-acyl Khi đó, nhóm carboxyl acid kết hợp với nhóm –SH coenzym A tạo thành liên kết thioester giàu lượng Cácenzym có vai trò quan trọng chuyển hóa lipid phân giải glucose b Glucosyltranspherase: Enzym tham gia xúc tác cho phản ứng vận chuyển đường hexose, pentose từ chất chất nhận khác nhau, thường gặp nhóm OH gốc saccharide khác gốc phosphate, nguyên tử nitrogen nhân vòng Ngoài ra,enzym tham gia xúc tác cho trình tạo cấu trúc phân nhánh phân tử glycogen, amylopectin Enzym tham gia trình xúc tác cho phản ứng thủy phân treacylglycerol ( dầu thực vật mỡ động vật) tạo thành acid béo tự glycerol Chúng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết cắt đứt liên kết ester lúc d Phosphotranspherase: Enzym tham gia xúc tác chuyển gốc phosphoryl Trong phản ứng có tham gia ATP với ý nghóa chất cho Gốc phosphate chuyển từ ATP ( NTP), đến nhóm hydroxyl alcohol hay saccharide Hydrolase: Hydrolase tham gia xúc tác cho trình thủy phân Chính thế, nước thành phần thiếu phản ứng doenzymnày tham gia Có nhiềuenzymthuộc lớpenzymnày như: a Pyruvate decarboxylase: Enzym tham gia xúc tác cho phản ứng loại CO2 khỏi phân tử acid, tạo thành aldehyde tương ứng acetaldehyde Đây phản ứng quan trọng lên men rượu.enzym enzym đa cấu tử, coenzym chúng thiamipiro phosphate b Fumarate hydrolase: a Peptide hydrolase: Enzym tham gia xúc tác phản ứng thủy phân peptide, tạo thành phân tử thấp vá amino acid Các enzym peptide hydrolase thủy phân liên kết peptide chuỗi peptide gọi endopeptide hydrolase hay proteinase Đại diện cho endopeptide hydrolase pepsin, trypsin, chymotrypsin Cácenzympeptide hydrolase thủy phân liên kết peptide đầu chuỗi peptide gọi exo_peptide hydrolase hay peptidease Năm 1960, Hartley chia proteinase làm nhóm: Proteinase-serine: enzym này, gốc serine đóng vai trò xúc tác trung tâm hoạt động Nhóm bao gồm trysin, chymotrysin, elastase, proteinase làm đông máu, acrosin Proteinase-thiol: trung tâm hoạt động có nhóm –SH trực tiếp tham gia phản ứng, bao gồm papain, bromelin, ficin Proteinase-kim loại: trung tâm hoạt động, kim loại đóng vai trò quan trọng xúc tác Proteinase-acid ( aspartic proteinase): trung tâm hoạt động có nhóm γ carbosyl b Lipase: Liase: Enzym xúc tác cho phản ứng tách thuận nghòch phân tử nước khỏi malic acid tạo thành fumaric acid ( acid có nối đôi) Isomerase: Enzym xúc tác cho phản ứng chuyển hóa tương hỗ phức tạp galatose glucose NAD+ trongenzymnày tham gia trực tiếp phản ứng Ligase: Enzym tham gia xúc tác cho phản ứng carboxyl hóa pyruvic acid, tạo thành oxaloacetic acid Chúng cần acetyl-coA Mg2+ cho phản ứng xúc tác biotin chất mang CO2 hoạt hóa chuyển đến pyruvic acid Bảng: Số liệu đường chuẩn glucose Mẫ u Nư c Nồng độ glucose (g/l) 90 110 130 150 170 190 Gía trị OD 0.052 0.395 0.543 0.771 0.873 1.050 0.127 0.190 0.263 0.305 0.356 y = 2.7723x + 0.0406 R2 = 0.9978 0.873 0.771 0.8 0.6 1.05 0.543 0.4 0.395 0.2 Hàm lượng glucose (g/l) 0.052 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Hình: Đồ thò đường chuẩn glucose Bảng 3.1: Số liệu trình dòch hóa thể hiệ n thay đổi hàm lượng đường khử pH khác nồng độ enzyme Termamyl = 0.11µl/kg tinh bột Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian ( phút ) 30 50 70 30 50 70 90 110 130 150 170 190 pH = 5.0 54 58 71 44.06 44.92 58.12 63.30 89.14 98.41 98.95 98.88 98.88 123.59 124.28 125.06 133.90 140.77 145.68 145.48 145.68 145.68 Thời gian ( phút ) 62.73 83.93 91.20 110.93 122.32 139.49 140.18 140.08 140.08 Bảng 3.4:Số liệu đồ thò trình dòch hóa thể hiệ n tỉ lệ đường khử/đường tổng tốc độ bò thủy phân tinh bột nồng độ Termamyl khác pH tối ưu = 6.0 Hàm lượng tinh bột khoai mì = 30% Thời gian ( phút ) 30 50 70 90 110 130 150 170 190 Thời gian ( phút ) 30 50 70 90 110 130 150 170 190 Tỉ lệ đường khử/ đường tổng giá trò nồ ng độ enzyme Termamyl (%) Nồng độ = 0.05 Nồng độ = 0.10 Nồng độ = 0.15 Nồng độ = 0.20 µl/kg tinh t µl/kg tinh t µl/kg tinh t µl/kg tinh t 18.230 40.010 53.760 25.330 24.570 49.440 51.000 34.440 31.790 50.540 51.320 37.430 34.260 56.270 54.950 45.530 48.250 58.590 57.770 50.200 53.260 59.660 59.790 57.250 53.560 59.540 59.710 57.530 53.520 59.620 59.790 57.490 53.520 59.660 59.790 57.570 Nồng độ = 0.05 µl/kg tinh t 0.36 0.36 0.12 0.70 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00 Tốc độ bò thủy phân tinh bột Nồng độ = 0.10 Nồng độ = 0.15 µl/kg tinh t µl/kg tinh t 0.45 -0.10 0.05 0.01 0.30 0.15 0.10 0.15 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 103 105 113 118 124 128 59 66 82 84 85 85 Thời gian ( phút ) 30 50 70 90 110 130 150 170 190 Tỉ lệ đường khử / đường tổng (%) pH = pH = pH = pH = 5.0 5.5 6.0 6.5 18 30 34 17 28 31 37 30 31 33 38 33 36 34 40 34 39 39 42 35 40 39 42 36 40 39 42 38 41 40 43 39 42 40 45 41 Thời gian ( phút ) 30 50 70 90 110 130 150 170 Vận tốc bò thủy phân tinh bột pH = pH = pH = pH = 5.0 5.5 6.0 6.5 0.667 0.067 0.200 0.867 0.200 0.133 0.067 0.200 0.333 0.067 0.133 0.067 0.200 0.333 0.133 0.067 0.067 0.000 0.000 0.067 0.000 0.000 0.000 0.133 0.067 0.067 0.067 0.067 0.067 0.000 0.133 0.133 Bảng 3.3: Số liệu đồ thò thể trình dòch hóa lượng đường khử nồng độ Termamyl khác pH = 6.0 Hàm lượng tinh t = 30% Hàm lượng đường khử (g/l) pH = 5.5 pH = 6.0 pH = 6.5 83 97 34 85 98 49 94 101 58 88.06 103.96 120.16 133.90 139.30 141.85 141.56 141.76 141.85 99 110 116 117 119 122 Bảng 3.2: Số liệu trình dòch hóa thể % đường khử / đường tổng vận tốc bò thủy phân tinh bột pH khác nồng độ enzyme Termamyl = 0.11 µl /kg tinh bột , nồng độ tinh bột = 30% Giá trò OD 1.2 81 89 93 100 104 107 Nồng độ = 0.20 µl/kg tinh t 0.45 0.15 0.40 0.25 0.35 0.00 0.00 0.00 0.00 Lượng đường khử (g/l)ở nồng độ Termamyl Nồng độ = 0.05 Nồng độ = 0.10 Nồng độ = 0.15 Nồng độ =0.20 µl/kg tinh t µl/kg tinh t µl/kg tinh t µl/kg tinh t Bảng 3.5: Quá trình đường hóa giá trò pH = 4, pH = 4.5, pH = Nhiệt độ 60oC Hàm lượng dextrozyme 0.3 µl/kg tinh bột Hàm lượng tinh bột 30% Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Hàm lượng dextrozyme 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân Thời gian (giờ) 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 38 40 42 44 46 48 Hàm lượng đường khử g/l pH pH 4.5 pH 0.146 0.458 0.403 0.174 0.553 0.456 0.264 0.585 0.504 0.295 0.59 0.522 0.302 0.602 0.551 0.309 0.629 0.580 0.347 0.661 0.620 0.368 0.666 0.637 0.372 0.673 0.645 0.402 0.679 0.653 0.437 0.683 0.665 0.473 0.690 0.680 0.500 0.706 0.690 0.519 0.718 0.695 0.523 0.721 0.698 0.527 0.724 0.700 0.530 0.727 0.700 0.532 0.727 0.700 0.532 0.727 0.700 0.532 0.727 0.700 Bảng 3.6: Số liệu đồ thò trình đường hóa thể tỉ lệ lượng đường khử / đường tổng giá trò pH Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = 120 phút Thời gian (giờ) Tỉ lệ đường khử/đường tổng (%) pH pH 4.5 pH 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 38 40 42 44 46 26.545 31.636 48.000 53.636 54.909 56.182 63.091 66.909 67.636 73.091 79.455 86.000 90.990 94.364 95.091 95.818 96.364 96.727 96.727 61.067 73.733 78.000 78.667 80.267 83.867 88.133 88.800 89.733 90.067 91.067 92.000 94.133 95.733 96.133 96.533 96.933 96.933 96.933 53.733 60.800 67.200 69.600 73.467 77.333 82.667 84.933 86.000 87.067 88.667 90.667 92.000 92.667 93.067 93.333 93.333 93.333 93.333 44 46 48 0.636 0.640 0.642 0.658 0.666 0.674 0.678 0.685 0.690 Bảng 3.8 : Số liệu đồ thò thể tỉ lệ đường khử/ đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = 120 phút Bảng 3.7: Số liệu đồ thò thể lượng đường khử nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = 120 phút Thời gian (giờ) 22 24 26 28 40 42 Đường khử theo hàm lượng dextroxyme 18 (l/kg) 21 (l/kg) 24 (l/kg) 0.422 0.472 0.477 0.423 0.497 0.513 0.430 0.505 0.525 0.439 0.513 0.536 0.532 0.545 0.575 0.546 0.560 0.580 0.560 0.576 0.588 0.570 0.597 0.598 0.628 0.644 0.667 0.634 0.650 0.672 Thời gian (giờ) 22 24 26 28 40 42 44 46 48 Tỉ lệ đường khử / đường tổng theo hàm lượng dextroxyme (%) 18 (l/kg) 21 (l/kg) 24 (l/kg) 60.286 67.429 68.143 60.429 71.000 73.286 61.429 72.143 75.000 62.714 73.286 76.571 76.000 77.857 82.143 78.000 80.000 82.857 80.000 82.286 84.000 81.429 85.286 85.429 89.714 92.000 95.286 90.571 92.857 96.000 90.857 94.000 96.857 91.429 95.143 97.857 91.714 96.286 98.571 Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Hàm lượng dextroxyme 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = giờ; t = 1.5 giờ; t = giơ;ø t = 2.5 giờ; t = Tỉ lệ đường khử/đường tổng trình đường hóa lấy từ mẫu dòch hóa điều kiện thời gian khác (g/l) 1.5 giờ 2,5 giờ Bảng 3.9 : Số liệu đồ thò thể đường khử trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Thời gian (giờ) Mẫu đường hóa lấy từ điều kiện dòch hóa pH = Nhiệ t độ 90 – 95oC Nồng độ dextrozyme = 0.10 µl/kg Thời gian thủy phân thời gian t = giờ; t = 1.5 giờ; t = giơ;ø t = 2.5 giờ; t = 72.571 61.606 61.067 52.877 47.237 81.571 61.752 73.733 57.534 51.711 84.571 62.774 78.000 68.493 55.921 87.000 64.088 78.667 76.712 59.474 12 87.429 65.401 80.267 82.192 67.632 14 87.857 66.423 83.867 84.795 69.737 16 88.429 68.321 88.133 86.575 71.053 18 88.857 71.679 88.800 88.219 72.368 20 89.286 74.453 89.733 89.315 74.211 22 89.714 77.664 90.067 90.411 78.816 24 90.000 79.708 91.067 91.370 79.605 26 90.714 81.752 92.000 92.466 81.842 28 91.000 83.212 94.133 94.110 81.579 30 91.429 85.255 95.733 95.890 82.500 38 92.143 90.803 96.133 96.986 86.974 40 92.571 91.679 96.533 97.260 87.632 42 92.714 92.555 96.933 96.986 88.158 44 93.571 92.847 96.933 96.986 89.079 46 93.714 93.431 96.933 97.260 89.474 48 93.857 93.723 96.933 96.986 89.605 Thời gian (giờ) Đường khử trình đường hóa lấy từ mẫu dòch hóa điều kiện thời gian khác (g/l) 1.5 giờ 2,5 giờ 0.508 0.422 0.458 0.386 0.359 0.571 0.423 0.553 0.420 0.393 0.592 0.430 0.585 0.500 0.425 0.609 0.439 0.590 0.560 0.452 12 0.612 0.448 0.602 0.600 0.514 14 0.615 0.455 0.629 0.619 0.530 16 0.619 0.468 0.661 0.632 0.540 18 0.622 0.491 0.666 0.644 0.550 20 0.625 0.510 0.673 0.652 0.564 22 0.628 0.532 0.679 0.660 0.599 24 0.630 0.546 0.683 0.667 0.605 26 0.635 0.560 0.690 0.675 0.622 28 0.637 0.570 0.706 0.687 0.620 30 0.640 0.584 0.715 0.700 0.627 38 0.645 0.622 0.721 0.708 0.661 40 0.648 0.628 0.724 0.710 0.666 42 0.649 0.634 0.727 0.708 0.670 44 0.655 0.636 0.727 0.708 0.677 46 0.656 0.640 0.727 0.710 0.680 48 0.657 0.642 0.727 0.708 0.681 Bảng 3.10 : Số liệu đồ thò trình đường hóa thể tỉ lệ đường khử/ đường tổng trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Thời gian thủy phân t = 48 Hình 1.14: Hình 1.15 : Hình 1.16 : Hình 1.17: Hình 1.18: Hình 1.19: Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 3.1: Biể u đồ trình dòch hóa thể hiệ n thay đổi hàm lượng đường khử pH khác nồng độ enzyme Termamyl = 0.11µl/kg tinh bột Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) 49 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Đặc điểm số hệ thống tinh bột Bảng 1.2: Nhiệt độ hồ hóa số loại tinh bột 16 Bảng 1.3: Độ bền α - amyalase từ malt 26 Bảng 1.4: Các tính chất β - amylase 27 Bảng 1.5: Đặc tính amylase tạo oligosaccharide đặc thù 29 Bảng 1.6: Các đặc tính amiloglucosidase 32 DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1: Hình 1.2: Hình 1.3: Hình 1.4: Hình 1.5: Hình 1.6: Hình 1.7: Hình 1.8: Hình 1.9: Hình 1.10: Hình 1.11: Hình 1.12: Hình 1.13: Cây khoai mì Củ khoai mì Tinh bột khoai mì Tinh bột sắn (1500X) Tinh bột sắn (3500X) Tinh bột sắn dây (1500X) Tinh bột sắn dây (3500X) Tinh bột huỳnh tinh (1500X) Tinh bột huỳnh tinh (3500X) Cấu tạo tinh bột 10 Amylose amylopectin 10 Cấu trúc amylose 12 Cấu trúc amylopectin 12 dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 61 Hình 3.9: Đồ thò thể đường khử trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% 63 Hình 3.10: Đồ thò trình đường hóa thể tỉ lệ đường khử/ đường tổng trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Thời gian thủy phân t = 48 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO - [1] Hoàng Kim Anh – Ngô Kế Sương – Nguyễn Xích Liên Tinh bột sắn sản phẩm từ tinh bột Nhà xuất khoa học kỹ thuật Nă m 2006 - [2] Lê Ngọc Tú ( chủ biên) Hóa sinh công nghiệp Nhà xuất khoa học kỹ thuật Năm 1998 - [3] Nguyễn Đức Lựơng ( chủ biên) – Cao Cường – Nguyễn nh Tuyết – Lê Thò Thủy Tiên – Tạ Thu Hằng – Huỳnh Ngọc Oanh – Nguyễn Thúy Hương – Phan Thò Huyền Công nghệ enzym Nhà xuất đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Năm 2004 - [4] PGS TS Lê Thanh Mai ( chủ biên) Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men Nhà xuất khoa học kỹ thuật Năm 2007 - [5] Trầ n Bích Lam Thí nghiệ m phân tích thự c phẩ m Nhà xuấ t bả n Đ i họ c Quố c gia Tp HCM Nă m 2006 - www.ebook.edu.vn - www.agroviet.com.vn Phản ứng thủy phân tinh bột 13 Sơ đồ enzyme endoamylase exoamylase 20 Hoạt động amylase 21 Cấu trúc bậc α – amylase 22 Cấ u trúc khơng gian β - amylase 26 Cấu trúc không gian -amylase 30 Tủ sấ y 47 Cân điệ n tử số lẻ 47 Bếp đun cách thủy 47 Máy đo pH 47 Máy cất đạm Gerhard Vapodest 20 48 Máy quang phổ 48 Hình 3.2: Biểu đồ trình dòch hóa thể % đường khử / đường tổng tốc độ bò thủy phân tinh bột pH khác nồng độ enzyme Termamyl = 0.11 µl /kg tinh bột Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) 51 Hình 3.3: Đồ thò thể trình dòch hóa lượng đường khử nồng độ Termamyl khác pH = 6.0 Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) 53 Hình 3.4: Đ thò trình dòch hóa thể hiệ n tỉ lệ đường khử/đường tổng tốc độ bò thủy phân tinh bột nồng độ Termamyl khác pH tối ưu = 6.0 Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) 55 Hình 3.5: Đồ thò trình đường hóa thể lượng đường khử giá trò pH Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 57 Hình 3.6: Đồ thò trình đường hóa thể tỉ lệ lượng đường khử / đường tổng giá trò pH Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 58 Hình 3.7: Đồ thò thể lượng đường khử nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.24 µl/kg tinh bột Ở điều kiện nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) Thời gian thủy phân 48 60 Hình 3.8: Đồ thò thể tỉ lệ đường khử/ đường tổng nồng độ dextrozyme = 0.18 µl/kg tinh bột, nồng độ dextrozyme = 0.21 µl/kg tinh bột, nồng độ - www.novozymes.com - www.ctu.edu.vn - http://vi.wikipedia.org/wiki/Tinh_b%E1%BB%99t - http://vi.wikipedia.org/wiki/S%E1%BA%AFn - http://elearning.hueuni.edu.vn [...]... nghiệp thực phẩm như trợ giúp cho quá trình dòch hoá của tinh bột Trong ngành công nghiệp tinh bột nó cũng được dùng ví dụ như trong quá trình sản xuất syrup, trong ngành công nghiệp cồn như tạo lớp mỏng tinh boat trong khối cháo đang chưng cất, trong ngành công nghiệp rượu bia như quá trình dòch hoá, do làm giảm hàm lượng tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc Đối với việc áp dụng trong... enzym thường có 4 số: Số thứ nhất: chỉ lớp Số thứ hai: chỉ tổ Số thứ ba: chỉ nhóm Số thứ tư: chỉ enzym Ví dụ: phân nhóm thứ nhất của enzyme nhóm 1 ( ký hiệu là phân nhóm 1.1) có ba phân nhóm nhỏ đầu tiên là 1.1.1, 1.1.2, và 1.1.3 đặc trưng cho các trường hợp mà chất nhận điện tử là NAD, NADP và cytochrome Mã số của mỗi enzyme gồm 4 con số Danh pháp quốc tế và phân loại enzym: Khi số lượng enzym mới... 95oC Trong quá trình sản xuất công nghiệp ta có thể dừng ở khoảng thời gian 38 giờ vì ở khoảng thời gian sau lượng đường glucose tạo ra rất ít Qua đó ta có thể giảm được thời gian và tiêu tốn kinh phí cho khoảng thời gian đo.ù 80 70 60 50 Thời gian (giờ) 40 0 10 1 giờ 20 1.5 giờ 30 2 giờ 2.5 giờ 40 50 3 giờ Hình 3.10 : Đồ thò quá trình đường hóa thể hiện tỉ lệ đường khử/ đường tổng trong quá trình đường... hệ thống của enzyme quá dài hoặc sử dụng không thuận tiện, người ta có thể dùng tên gọi thông dụng của chúng Ví dụ: tên hệ thống của enzyme xúc tác phản ứng ATP + D-Glucose  ADP + d -Glucoso- 6-phosphate là ATP: glucose phosphatransferase; tên gọi này cho thấy enzyme xúc tác sự vận chuyển nhóm phosphate từ ATP đến glucose Mã số của enzyme là 2.7.1.1; số 2 cho biết enzyme thuộc nhóm thứ 2; con số 7 cho... đường khử ở những pH khác nhau tại cùng một nồng độ enzyme Termamyl = 0.11µl/kg tinh bột Nhiệt độ 90-95oC Hàm lượng tinh bột = 30% (w/w) 49 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột 6 Bảng 1.2: Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột 16 Bảng 1.3: Độ bền của α - amyalase từ malt 26 Bảng 1.4: Các tính chất của β - amylase 27 Bảng 1.5: Đặc... muốn (do mất điện liên tục trong thời gian làm luận văn) nên em chỉ thu được một số kết quả nhất đònh Nếu có nhiều thời gian hơn em sẽ khảo sát thêm ở một số điều kiện khác ở quá trình đường hóa và dòch hóa PHỤ LỤC Năm 1960, Hiệp hội hóa sinh quốc tế ( IUB) đã thống nhất phân loại enzym ra làm 6 lớp và đánh số thứ tự từ 1 – 6 các số thứ tự này là cố đònh cho mỗi lớp Mỗi lớp lại chia ra làm nhiều tổ, mỗi... 2.5 giờ; t = 3 giờ Nhậân xét: Sau thời gian thủy phân lượng đường khử tăng dần đến giá trò đường tổng (Tỉ lệ đường khư û/ đường tổng = 100%) Trong quá trình đường hóa thì lượng đường tổng hầu như không thay đổi trong suốt quá trình Mức độ thủy phân của quá trình gần như hoàn tất , lượng đường trong dòch được hồ hóa và dần chuyển sang thành đường glucose Tổng kết với điều kiện đường hóa ở hàm lượng tinh... Hàm lượng tinh bột ban đầu: 85.275% - Hàm lượng protein của tinh bột khoai mì: 0.1995 % - Xác đònh được hàm lượng đường tổng, đường khử bằng phương pháp DNS trong quá trình dòch hóa và đường hóa Khảo sát sự thay đổi hàm lượng đường khử và tốc độ bò thủy phân của tinh bột ở những pH = 5, pH = 5.5, pH = 6, pH = 6.5 trong quá trình dòch hóa tại cùng một nồng độ enzyme Termamyl = 0.11 µl/kg tinh bột Nhiệt... 0.642 0.727 0.708 0.681 Bảng 3.10 : Số liệu đồ thò quá trình đường hóa thể hiện tỉ lệ đường khử/ đường tổng trong quá trình đường hóa Ở điều kiện pH = 4.5 Nhiệt độ 60oC Hàm lượng tinh bột 30% Thời gian thủy phân t = 48 giờ Hình 1.14: Hình 1.15 : Hình 1.16 : Hình 1.17: Hình 1.18: Hình 1.19: Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 3.1: Biể u đồ quá trình dòch hóa thể hiệ n sự thay...LE399 α - amylase được sản xuất bởi môi trường lên men của họ vi khuẩn Bacillus licheniformis một loài vi khuẩn không gây bệnh và không có độc tố α – amylase cắt đứt tinh bột thành các dextrine và oligosaccharide hòa tan thông qua mối liên kết 1.4 - α –glucosidic trong amylase và amylopectin Chính vì vậy độ nhớt của gelatine tinh bột bò giảm một cách khá nhanh LE399 α - amylase có