Công nghệ sản xuất enzyme amylase và ứng dụng của enzyme amylase trong sản xuất maltodextrin

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE TRONG SẢN XUẤT MALTODEXTRIN GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà SVTH: Nhóm Nguyễn Thị Cẩm Nguyên Nguyễn Cẩm Tiên Nguyễn Lê Thảo Ngân Phan Thị Mai Lưu Thứ 4, tiết 123 2005140359 2005140611 2005140325 2005140296 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3/2017 MỤC LỤC 11 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà LỜI MỞ ĐẦU Tinh bột sản phẩm tự nhiên quan trọng có nhiều ứng dụng kỹ thuật đời sống người Nhiều nước giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngô (sắn) , riêng nước ta sử dụng gạo khoai mì nguồn tinh bột chủ yếu Trong chế biến tinh bột đường, công đoạn quan trọng thuỷ phân tinh bột thành loại đường đơn giản Sau đó, chủ yếu sở đường đơn nhờ trình lên men, người ta nhận nhiều sản phẩm quan trọng : rượu cồn, rượu vang, bia, loại acid hữu cơ, amino acid… Quá trình thuỷ phân tinh tinh bột gồm hai giai đoạn chủ yếu giai đoạn hồ hoá đường hoá Để thực hai công đoạn nói trên, thực tế sản xuất người ta sử dụng hai cách: thuỷ phân tinh bột acid enzyme Để thuỷ phân tinh bột từ lâu người ta sử dụng acid vô acid HCl H 2SO4 Nhưng kết cho thấy, thuỷ phân acid khó kiểm soát tạo nhiều sản phẩm không mong muốn, không đáp Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm Do vậy, việc thay ứng dụng enzyme để thuỷ phân tinh bột kết tất yếu phát triển Enzyme amylase tìm góp phần quan trọng nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Enzyme amylase tìm thấy nhiều nguồn như: động vật, thực vật vi sinh vật Amylase ngày thay acid sản xuất quy mô công nghiệp Hiện nay, nhà sản xuất sử dụng amylase nhiệt độ cao mà không bị hoạt tính…… Bài báo cáo “Công nghệ sản xuất enzyme amylase ứng dụng enzyme amylase sản xuất maltodextrin” giúp bạn có nhìn tổng quan enzyme amylase, quy trình sản xuất ứng dụng Trong trình làm không tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý cô bạn để báo cáo nhóm hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương 1: Tổng quan tài liệu 1.1 Tổng quan sản phẩm 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu, định nghĩa Vào đầu kỉ XIX, nhà nghiên cứu tách chất gây trình lên men Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg phát nước chiết mầm đại mạch có khả chuyển hoá tinh bột thành đường nhiệt độ thường Năm 1833, hai nhà khoa học người Pháp Payen Persor chứng minh chất có hoạt động phân giải tinh bột thành đường tách dạng bột Thí nghiệm tiến hành cách cho etanol vào dịch chiết lúa đại mạch nảy mầm thấy xuất kết tủa chuyển hoá Danh từ diastase Payen Persor dùng để gọi enzyme lúc Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Enzyme amylase tìm góp phần quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Enzyme amylase tìm thấy nhiều nguồn khác động vật, thực vật vi sinh vật Enzyme amylase sử dụng nhiều sản xuất khả chịu nhiệt cao, lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho trình tinh đường Các enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thuỷ phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử nhóm polysaccharide với tham gia nước: 1.1.2 Đặc điểm sản phẩm a Phân loại Có loại enzyme xếp vào hai nhóm lớn: Endoamylase Exoamylase Enzyme amylase phân loại theo sơ đồ sau: Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà  Endoamylase Amylase có khả phân cắt liên kết 1,4- glucoside chất cách ngẫu nhiên enzyme nội bào -amylase khả phân huỷ hồ tinh bột mà có khả phân huỷ hạt tinh bột nguyên vẹn Enzyme khử nhánh Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP - GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Khử trực tiếp Pullulanase enzyme quan trọng chế biến tinh bột Enzyme sử dụng quy mô lớn glucose ngành công nghiệp sirô maltose Pulluanase lạo enzyme mạnh cho thoái hoá tinh bột thành glucose maltose Pullulanase thuỷ phân , 6-glycosidic liên kết chuỗi phân nhánh - Khử gián tiếp Transglucosylase (oligo-1,6-glucosidase) Maylo-1,6-glucoside: Enzyme thuỷ phân liên kết isomaltose, panose dextrin tới hạn chuyển hoá đường lên men -  Exoamylase – amylase Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà – amylase xúc tác từ thuỷ phân liên kết 1,4- glucan tinh bột, glucogen polysaccharide, phân cắt nhóm maltose từ đầu không khử mạch Maltose hình thành xúc tác – amylase có cấu hình Còn gọi glucose amylase Có khả thuỷ phân liên kết -1,4 lẫn -1,6glucoside, có khả thuỷ phân liên kết -1,2 -1,3-glucoside Glucose amylase có khả thuỷ phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin….thành glucose mà không cần có tham gia loại enzyme khác - b Đặc tính  Đặc tính chung: Khả dextrin hoá: thuỷ phân tinh bột  dextrin +một maltoza Dextrin có - khả hoạt hoá 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 dàng tan nước, dung dịch muối rượu laongx Các amylase bị kiềm hãm kim loại nặng Cu 2+ , Ag+ , Hg2+ Cơ chất tác dụng: enzyme amylase tinh bột glycogen  Đặc tính riêng có đặc tính đặc trung chế tác động, chuyển hoá tinh bột, khả chịu nhiệt: - Thể hoạt tính vùng acid yếu nấm mốc có khả dextrin hoá cao tạo lượng glucose maltose Độ bền đồi với tác dụng acid khác Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác từ nguồn khác không đồng Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà c Cơ chế tác dụng có khả phân cắt liên kết -1,4-glucoside nằm phía phần tử chất (tinh bột glycogen) ngẫu nhiên Nó không thuỷ phân hồ tinh bột mà thuỷ phân hạt tinh bột với tốc độ chậm trình thuỷ phân tinh bột enzyme trình đa giai đoạn: Giai đoạn (dextrin hoá): tinh bột dextrin phân tử lượng thấp Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Chỉ có số phân tử chssta bị thuỷ phân tạo thành lượng lớn dextrin phân tử thấp (), độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh (các amylose amylopectin bị dịch hoá nhanh) Giai đoạn (giai đoạn đường hoá) - Dextrin phân tử thấp bị thuỷ phân  tetra trimaltose (không cho màu với iod) - thuỷ phân chậm  disaccharide monosaccharide Amylose phân giải nhanh oligosaccharide  poliglucose (gồm 6-7 gốc glucose) - bị phân cách  mạch polyglucose colagen ngắn  maltose  maltotriose Tác dụng enzyme lên amylopectin xảy tương không phân cắt liên kết chỗ mạch nhánh phân tử 1.1.3 Mục đích sử dụng sản phẩm Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme loại phát triển mạnh quy mô công nghiệp Thực tế có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán thị trường giới, chế phẩm khai thác tinh chế có mức độ tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp ứng dụng Chế phẩm enzme không ứng dụng y học mà ứng dụng nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau, nông nghiệp, hóa học “Ý nghĩa việc sử dụng enzyme lĩnh vực thực tế không so với ý nghĩa việc sử dụng lượng nguyên tử” Theo thời gian, enzyme công nghiệp ngày ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, enzyme ứng dụng nhiều amylase, cellulose, ligase, amylase, số enzyme đặc biệt khác thu nhiều lợi nhuận từ ngành Dưới vài ứng dụng thực tế: 1.1.3.1 Ứng dụng amylase sản xuất bia Trong công nghiệp sản xuất bia truyền thống, nước phương tây chủ yếu sử dụng enzyme amylase malt để Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà thủy phân tinh bột malt, sau đến giai đoạn rượu hóa nấm men Saccharomyces sp Cơ sở khoa học việc sử dụng amylase malt chỗ đại mạch chuyển từ trạng thái hạt sang trạng thái nảy mầm (malt), enzyme amylase tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột có hạt tạo lượng vật chất cho tạo thành mầm Như việc đường hóa tinh bột hạt nhờ enzyme Khi hạt tổng hợp lượng enzyme amylase vừa đủ để phân hủy lượng tinh bột có hạt Như cần nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia quy mô lớn, dẫn đến chi phí cao cho sản xuất sản phẩm Để khắc phục điều này, trình lên men tạo bia nhà sản xuât không sử dụng hoàn toàn 100% nguyên liệu malt đại mạch mà có pha trộn theo công thức để thay malt bổ sung nguồn tinh bột cho trình lên men Lý phần để tạo hương vị cho bia, màu sắc, độ cồn phù hợp cho người tiêu dùng phần làm giảm giá thành cho sản phẩm bia giữ đặc trưng cho bia Chính điều này, nhà sản xuất bia quan tâm đến việc sử dụng chế phẩm enzyme amylase cung cấp cho trình thủy phân tinh bột Enzyme có ý nghĩa lớn việc làm bia, giúp sản xuất bia qui mô công nghiệp Ngoài ra, sản xuất bia, người ta sử dụng chế phẩm enzyme cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào, tạo điều kiện để thành phần có tế bào hạt thoát phía nhờ chất lượng bia nâng cao Một loại enzyme khác sử dụng rộng rãi gluco amylase, enzyme sử dụng để loại trừ O có bia, giúp trình bảo quản bia kéo dài nhiều 1.1.3.2 Ứng dụng amylase sản xuất rượu Để sản xuất cồn từ nguồn tinh liệu tinh bột, nước sử dụng loại nguyên liệu khác Ví dụ, Mỹ người ta sử dụng nguyên liệu từ bột ngô để sản xuất cồn, Brazin lại sử dụng khoai mì, nước khác sử 10 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà  Đương lượng Dextrose Equivalent viết tắt DE đại lượng khả khử chuẩn 100% đường glucoza (dextrose), số gam đương lượng D-glucoza 100gam chất khô sản phẩm Tinh bột có DE = 0, dạng Siro tinh bột có DE từ 20 – 99,4  Quá trình thủy phân enzyme triệt để, sản phẩm thủy phân có tỉ lệ phân tử ngắn, số DE cao: - Sản phẩm có DE < 20 gọi maltose - Sản phẩm có DE = 100 đường glucose tinh khiết Một dãy enzyme khác sử dụng để tạo sản phẩm có DE khác 32 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Quy trình sản xuất maltodextrin Maltodextrin sản xuất nhiều phương pháp: lý hóa học, sinh học Tuy nhiên phương pháp enzyme nghiên cứu ứng dụng nhiều 2.1 Sản xuất maltodextrin phương pháp lý hóa học Để sản xuất maltodextrin phương pháp lý hóa học người ta hòa tan tinh bột vào dung dich axit H2SO4 HCl, khuấy Tùy theo số DE mà chòn nồng độ axit, nhiệt độ, thời gian ngâm thích hợp Dưới tác dụng axit, liên kết mạch amylopectin bị phân cắt, độ nhớt dịch tinh bột giảm vá khả trương nở dịch tinh bột giảm Maltodextrin hồ hóa nhiệt độ 70 oC hòa tan nhiệt độ 80oC Sản phẩm sử dụng công nghiệp giấy 2.2 Sản xuất maltodextrin phương pháp enzyme Nguyên liệu tinh bột sắn Hòa bột ( đạt nồng độ 3540obx) Nâng nhiệt, hồ hóa ( nhiệt độ 75-800C) Dịch hóa ( nhiệt độ 950C, thời gian 60 phút) Enzyme amylase (nồng độ 0,02%) Kìm hãm enzyme ( nhiệt độ 120-1400C, thời gian phút, pH=5-6) Tẩy màu ( thời gian 60 phút, nhiệt độ 800C) Than hoạt tính ( 0,05%) 33 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Lọc dịch Cô đặc ( đạt nồng độ 48500Bx) Sấy phun ( nhiệt độ 1600C, áp suất vòi phun 230kg/cm2, súât 480kg/h Sàng rung, cân định lượng, bao bì Maltodextrin (DE=12-20, độ ẩm 4-5%) 2.2.1 Tinh bột sắn_ nguyên liệu sản xuất maltodextrin hòa bột - Tinh bột sắn nguồn nguyên liệu dồi rẻ tiền, chất lượng phù hợp để sản xuất maltodextrin Nguyên liệu chứa tinh bột tinh, hàm lượng protein chất lượng dịch thuỷ phân tốt, bị sẫm màu, tinh chế dễ dàng 34 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Bảng 1: Tiêu chuẩn tinh bột sắn khô làm ngyên liệu sản xuất maltodextrin TT 10 11 - Chỉ tiêu chất lượng Hàm lượng tinh bột Độ ẩm Protein Hàm lượng chất xơ Axit asenic Xenluloza Độ mịn ( qua rây 150 micron) Chì Năng lượng Bao bì 50kg/bao Vi sinh vật 12 Cảm quan 13 pH Đơn vị Trong nước Quốc tế % >85 >85 % % 12-14 12 0,1 % 0,05-0,07 Mg/kg % 0,05 0,2 % 95 99,6 Mg/kg Calo/100g 1400 1470 Loại PP/PE PP/PE Trắng, không mì vị lạ, không váng 5-6 Trắng, không mùi vị lạ, không váng 5-6 Hòa bột: cấp 1/3 số nước cần thiết vào nồi sau cho tinh bột sắn khô ( độ ẩm 12-14%) tinh bột sắn ẩm ( độ ẩm 40%) hòa trộn với nước đạt nồng độ 35-400Bx thiết bị nồi hai vỏ có cánh khuấy với tốc độ 40 vòng/phút Sau hòa trộn đủ số lượng nguyên liệu quy định, đạt nồng độ sữa bột theo yêu cầu ta điều chỉnh độ pH=6 Bổ sung enzyme lần theo tỷ lệ 0,015% so với tinh bột vào thiết bị phối trộn 30% tổng lượng enzyme 35 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà 2.2.2 Thủy phân tinh bột sắn Hình 1: sơ đồ sản xuất maltodextrin liên tục phương pháp enzyme 2.2.2.1 Nâng nhiệt hồ hóa - Mục đích: nguyên liệu tinh bột sắn, hạt tinh bột nằm màng tế bào nghiền phần màng bi phá vỡ, phần lớn màng ngăn cản việc tiếp xúc enzyme amylase với tinh bột mặt khác, hạt tinh bột trạng thái không hòa tan enzyme amylase tác dụng lên tinh bột không hiệu Vì mục đích việc dịch hóa nguyên liệu làm gàu tinh bột nhằm phá vữ màng tinh bột biến đổi tinh bột sang dạng hòa tan nước - Dùng nóng gia nhiệt đến 75-800C Bơm dịch tinh bột vào nồi hồ hóa dịch hóa Thường xuyên đảo trộn bổ sung dịch enzyme lần tỷ lệ 0,02% so với tinh bột 40% tổng lượng enzyme Điều chỉnh Ph=6 Dùng nóng gia nhiệt đến 98-100 0C, chưa tới nhiệt độ kiềm hãm enzyme Khi xử lý tinh bột sắn nhiệt độ lớn 100 0C tinh bột trương nở hồ hóa hoàn toàn so với nhiệt độ 70 0C Điều chỉnh dịch bột nguyên liệu 105-1070C Dịch bột hồ hòa chảy vào thùng phản ứng ( thùng dịch hóa) 36 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà 2.2.2.2 Dịch hóa -Mục đích: dung dịch hồ có độ nhớt cao gây cản trở hoạt động enzyme dễ gây cháy cục nâng nhiệt Dưới tác dụng enzyme amylase phân tử bột bị cắt ngẫu nhiên thành dextrin làm độ nhớt dung dịch giảm nhanh chóng Với có mặt enzyme α-amylase, dịch hóa xáy song song với hồ hóa gai đoạn đầu trình thủy phân tinh bột Quá trình thủy phân thực enzyme α-amylase vi khuẩn từ chủng Bacillus Subtili, Bacillus Licheniformis, việc sử dụng nguồn enzyme có kha năn tạo nhiều đường oligo mạch dài trung bình DP6,DP7…giúp sả phẩm maltodextrin thu có tính chất tốt vị, độ nhớt độ ổn định -Trong thùng dịch hóa enzyme bổ sung lần 0,015% so với tinh bột (30% tổng lượng enzyme lại) Dịch tinh bột hồ hóa chảy vào thùng dịch hóa 10 ngăn, nhiệt độ 95-980C Qúa trình dịch hóa xảy thiết bị hồ hóa Sản phẩm dịch hóa đạt mức yeu cầu có trị số DE 15-20 Lấy mẫu kiểm tra DE kịp thời để kết thúc trình dịch hóa Nếu nư DE thấp DE yêu cầu phải kéo dài thời gian phản ứng 2.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân tinh bột -Nhiệt độ ảnh hưởng đến trình thủy phân tinh bột: nhiệt độ yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme thủy phân Tốc độ phản ứng enzyme xúc tác tăng theo nhiệt độ giới hạn định Kết bảng cho thấy độ Brix hàm lượng đường khử sau dich hóa enzyme α-amylase 70 0C thấp có khác biệt ý nghĩa so với dịch hóa 80 900C, độ nhớt 700C lại lớn Giá trị độ Brix cao độ nhớt thấp thủy phân 90 0C Như nhiệt độ thích hợp cho enzyme amylase hoạt động 900C 37 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Bảng 2: ảnh hưởng nhiệt độ đến độ Brix, độ nhớt, đường khử (nồng độ enzyme 0,05-0,25%, thởi gian 10-60 phút) Nhiệt độ (0C) 70 80 90 Độ Brix (%) 9,49a 13,53b 13,96c Đường khử 6,41a 7,97b 10,82c Độ nhớt(Cp) 534,2c 195,1b 133,3a - Ảnh hưởng Ph tới trình dịch hóa: Ph ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng enzyme Mỗi enzyme có pH tối ưu khác Ph ảnh hưởng lớn trình dịch hóa, độ nhớt dịch thủy phân thấp khoảng Ph 6,4-7,5 làm thay đổi trạng thái ion hóa nhóm định chức trung tâm hoạt động enzyme, làm thay đổi khả phản ứng nhớm phản ứng xúc tác Mặt khác pH làm thay đổi trạng thái ion hóa của chất Ở Ph cao thấp protein bị biến tính, làm giảm hoạt tính enzyme Chọn Ph 6,5 thích hợp - Nồng độ tinh bột ảnh hưởng đến trình dịch hóa: nồng độ chất yếu tố ảnh hưởng tới khả xúc tác enzyme Nếu hàm lượng tinh bột thấp, enzyme dễ dàng xúc tác phân hủy mạch phân tử tinh bột, phân cắt liên kết glucozit Nếu hàm lượng tinh bột cao, ngăn cản enzyme tiếp xúc với chất làm giảm tốc độ phản ứng enzyme - Ảnh hưởng nồng độ enzyme đến trình dịch hóa: nồng độ enzyme yếu tố quan trọng không mặt kỹ thuật mà mặt kinh tế Nồng độ enzyme cao gúp cho trình dịch hóa xảy nhanh Tuy nhiên tốn giá thành enzyme cao Mặt khác enzyme có chất protein nên dẫn tới dịch chứa hàm lượng protein cao ảnh hưởng dến chất lượng sản phẩm tăng chi phí cho trình làm protein Nếu hàm lượng protein thấp kéo dài chu kì sản xuất, gây tổn thất nhiệt làm giảm hiệu xuất trình thiết bị Khi thủy phân với nồng độ enzyme α-amylase từ 0,05 đến 0,2% độ Brix dịch thủy phân tăng dần độ nhớt giảm dần Do lượng chất, nồng độ enzyme lớn lượng chất biến đổi nhiều, nồng độ chất tăng đến 0,25% thi độ Brix giảm chứng tỏ nồng độ giới hạn enzyme amylase 38 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Bảng 3: ảnh hưởng nồng độ enzyme đến độ Brix, độ nhớt, đường khử dịch thủy phân ( nhiệt độ thủy phân 70-900C, thời gian thủy phân 10-60 phút) - Ảnh hưởng thời quan tới trình dịch hóa: thời gian yếu tố ảnh hưởng nhiều đến Đường Độ nhớt(Cp) khử(%) 0,05 11,99 8,52 407,6 0,10 12,30 8,82 354,0 0,15 12,38 9,06 291,7 0,20 12,60 9,22 257,4 0,25 12,39 9,42 127,3 trình dịch hóa Nếu thời gian ngắn dịch có độ nhớt cao dan đến khó lọc giá trị Nồng độ enzyme(%) Độ Brix(%) DE thấp thời gián dài hơn, sẽ lãng phí nhiệt , trình thủy phân triệt để hơn, hàm lượng chất khử cao DE cao Quá trình thủy phân tinh bột bở enzyme α-amylase gồm nhiều giai đoạn ban đầu chất bi thủy phân tạo lượng lớn dextrin phân tử thấ, độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh Sau dextrin tiếp tục phân cách tạo mạch ngắn dần bị phân giải đến glucose maltose Dữ liệu trình bày Bảng cho thấy độ Brix hàm lượng đường khử dịch thủy phân tăng có ý nghĩa tăng thời gian thủy phân từ 10 lên 40 phút đạt giá trị cao sau thủy phân thời gian 40 phút Tuy nhiên tiếp tục kéo dài thời gian thủy phân đến 60 phút độ Brix đường khử bắt đầu giảm Trong đó, độ nhớt giảm có ý nghĩa tăng thời gian thủy phân từ 10 đến 50 phút Điều phù hợp với lý thuyết, enzyme tạo lực với sản phẩm tạo thành phản ứng chất, sản phẩm sinh đóng vai trò chất kìm hãm không cạnh tranh kìm hãm hoạt động enzyme 39 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà Bảng 4: ảnh hưởng thời gian thủy phân đến độ Brix, độ nhớt, đường khử( nồng độ enzyme 0,05-0,25%, nhiệt độ thủy phân 70-900C) Thời gian thủy phân ( phút) 10 20 30 40 50 60 Độ Brix(%) Đường khử (%) Độ nhớt(cp) 11,94 12,32 12,49 12,45 12,4 12,37 8,35 8,86 9,23 9,32 9,2 9,1 572,2 408,3 295,8 182,4 139 128 2.2.3 Kìm hãm hoạt động enzyme Khi kiểm tra DE đạt giá trị cần thiết phải kiềm hãm hoạt động enzyme hệ thống thiết bị phun xả mục đích kìm hãm hoạt động enzyme làm cho giá trị DE maltodextrin ổn đinh, không bị tăng lên trình sản xuất Mặt khác làm cho phân tử tinh bột đứa gãy thêm để tạo thành phaan tử có kích thước nhỏ đạt ý muốn nâng cao tính tan sản phẩ Nhiệt độ kiềm hãm hoạt động enzyme từ 120-1400C thời gian phút hệ thống thiết bị phun xả 2.2.4 Tẩy màu -Mục đích: dung dịch tinh bột sau thủy phân bị sẫm màu sản phẩm phản ứng thủy phân protein, phân hủy đường đơn giản sản phẩm phản ứng Mailard Chính mà maltodextrin cần tẩy màu than hoạt tính để thu dung dịch trong, hoàn toàn không màu, không mùi, không vị - Cách tiến hành: dịch Maltodextrin pha loãng đến nồng độ chất khô 20% Sau tẩy màu than hoạt tính tỷ lệ than 0,2-0,3% chất khô Để thuận lợi cho trình tẩy màu than hoạt tính, dung dịch có Ph=5-6, tức dung dịch mang tính axit yếu, axit số aminoacid kết tủa tách hết Người ta tiến hành tẩy màu thiết có độ chân không 690-700mmHg, có cánh khuấy, gia nhiệt gián tiếp đến nhiệt dộ 90-950C khoảng thời gian 2-2.5 tính thời gian lọc Sau tẩy màu, tiến hành lọc dầu máy lọc khung bản, 40 Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong CNTP Nghệ Sinh Học Trong CNTP GVHD: Nguyễn Thuỷ HàỨng Dụng Công GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà dùng máy li tâm để tách chất hấp phụ khỏi dich maltodextrin, nhiệt độ lọc