sản xuất sản phẩm tinh bột

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KTMT TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ ENZYME ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT SẢN PHẨM TINH BỘT BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KTMT TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ ENZYME ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT SẢN PHẨM TINH BỘT MỤC LỤC Mở đầu Tinh bột sản phẩm tự nhiên quan trọng có nhiều ứng dụng kỹ thuật đời sống người Nhiều nước giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngô, sắn,…còn riêng nước ta sử dụng gạo khoai mì nguồn tinh bột chủ yếu chế biến tinh bột đường, công đoạn quan trọng thủy phân tinh bột đường đơn giản Sau đó, chủ yếu sở đường đơn nhờ lên men, người ta nhận nhiều sản phẩm quan trọng như: rượu cồn, rượu van, bia,các loại acid hữu cơ, amino acid,… Quá trình thủy phân tinh bột gồm hai công đoạn chủ yếu giai đoạn hồ hóa giai đoạn đường hóa Để thực hai công đoạn nói trên, thực tế sản xuất người ta áp dụng cách: thủy phân tinh bột acid enzyme Để thủy phân tinh bột từ lâu người ta sử dụng acid vô như: HCl H 2SO4 Nhưng kết cho thấy, thủy phân acid khó kiểm soát thường tạo nhiều sản phẩm không mong muốn không đáp ứng an toàn thực phẩm vậy, việc thay ứng dụng enzyme để thủy phân tinh bột kết qảu tất yếu lịch sử phát triển Enzyme Amylase dược tìm góp phần quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Enzyme Amylase tìm thấy nhiều nguồn khác như: amylase từ động vật, thực vật vi sinh vật Amylase ngày thay acid sản xuất qui mô công nghiệp Hiện nay, nhà sản xuất sử dụng amylase có khả chịu nhiệt cao mà không bị hoạt tính, chẳng hạn amylase tách chiết 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 trinh tinh dịch đường Nguồn amylase lấy từ mầm thóc, mầm đại mạch, hạt bắp nảy mầm, hay từ nấm mốc Nguyên liệu cho sản xuất gạo, bắp, khoai mì,… nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ tìm tìm thấy 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, siro làm mềm vải,… ENZYME AMYLASE 1.1 Lịch sử nghiên cứu, định nghĩa 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu Vào đầu kỷ XIX, nhà nghiên cứu tách chất gây trình lên men Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg phát nước chiết mầm đại mạch có khả chuyển hoá tinh bột thành đường nhiệt độ thường Năm 1833, hai nhà khoa học người Pháp Payen Persor thêm cồn vào dịch chiết này, thu kết tủa có khả phân giải tinh bột thành đường, tên Diastase (xuất phát từ tiếng Hy Lạp, diastatics có nghĩa phân giải, Amylase) Sau theo đề nghị Duclo, enzyme phân giải tinh bột gọi Amylase Năm 1951: Leuchds phát hine65 nước bọt có khả nnag8 phân giải tinh bột thành đường sau enzyme Amyylase nước bọt, dịch tiêu hóa người động vật, hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm men vi khaun63 bắt đầu quan tâm nghiên cứu Năm 1862: Danilevxki đạ tách Amylase tuyến tụy phương pháp hấp thụ chọn lọc Năm 1949: Schiwimmer xác định số chu chuyển α-amylase 19000 Năm 1950: Englard Singer cho biết số chu chuyển β-amylase 250000 Đến năm 1952, người ta thu 72 enzyme trạng thái kết tinh có αamylase Năm 1971: Uxtinilov cộng phương pháp điện di gel polyarclamid xác định có mặt lượng lớn α-amylase glucoamylase trogn canh trường nấm mốc lượng nhỏ phân đoạn có hoạt lực dextrinase transglucisidase 1.1.2 Định nghĩa Các enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử nhóm polysaccharide với tham gia nước: R.R` + H-OH → RH + R`OH Amylase thủy phân tinh bột, glycogen dextrin thành glucose, maltose dextrin hạn chế 1.2 Phân loại Có loại enzyme xếp vào hai nhóm lớn: Endoamylase Exoamylase Enzyme amylase phân loại theo sơ đồ sau: 1.3 Đặc tính chế tác dụng enzyme amylase • Endoamylase: α– amylase: α– amylase có khả phân cắt liên kết 1,4- glucoside chất cách ngẫu nhiên, enzyme nội bào α-amylase khả phân hủy hồ tinh bột mà có khả phân hủy hạt tinh bột nguyên vẹn • Enzyme khử nhánh:  Khử trực tiếp (Pullulanase): Pullulanase enzyme quan trọng chế biến tinh bột Enzyme sử dụng quy mô lớn glucose ngành công nghiệp sirô maltose Pullulanase loại enzyme mạnh cho thoái hóa tinh bột thành glucose maltose Pullulanase thủy phân α-1,liên kết 6- glycosidic chuỗi phân nhánh α-1, 4-glycosidic  Khử gián tiếp: Transglucosylase (oligo-1,6- glucosidase) Maylo-1,6glucosidase: Enzyme thủy phân liên kết β-1,6- glucoside isomaltose, panose dextrin tới hạn chuyển hóa đường lên men • Exoamylase β–amylase: (β-1,4-glucan-maltohydrolase) β–amylase xúc tác từ thủy phân liên kết 1,4-glucan tinh bột, glucogen polysaccharide, phân cắt nhóm maltose từ đầu không khử mạch Maltose hình thành xúc tác β-amylase có cấu hình β γ–amylase (glucose amylase) Glucose amylase có khả thủy phân liên kết -1,4 lẫn -1,6- glucoside, có khả thủy phân liên kết -1,2 -1,3- glucoside Glucose amylase có khả thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin… thành glucose mà không cần có tham gia loại enzyme amylase khác 1.3.1 Đặc tính Khả dextrin hóa: Thủy phân tinh bột > dextrin + maltose Dextrin có khả họat hóa cao, đặc trưng cho tính chất enzyme Tính bền nhiệt: Phân tử có 1-6 nguyên tử C, tham gia vào hình thành ổn định cấu trúc bậc enzyme Tính tan: Amylase dễ tan nước, dung dịch muối rượu loãng Các amylase bị kiềm hãm kim loại nặng Cu2+, Ag+,Hg2+ Cơ chất tác dụng: enzyme amylase tinh bột glycogen Đặc tính riêng α – amylase có đặc tính đặc trưng chế tác động, chuyển hóa tinh bột, khả chịu nhiệt: Thể họat tính vùng axit yếu: với nấm mốc có pH từ 4.5 – 4.9, nấm sợi có pH từ 4.0 – 4.8 (có thể hoạt động tốt vùng pH từ – 5.8), vi khuẩn có pH từ 5.9 – (pH