Nghiên cứu ứng dụng nấm mốc từ bánh men để thu nhận enzyme amylase

Kết quả xác định khả năng phân giải tinh bột của các chủng nấm mốc và chọn lọc chủng sản xuất enzyme amylase .... Nấm mốc là vi sinh vật thích hợp cho sản xuất theo quy mô công nghiệp vì

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NẤM MỐC TỪ BÁNH MEN

ĐỂ THU NHẬN ENZYME AMYLASE

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN THỊ HOÀI HƯƠNG Sinh viên thực hiện: ĐỒNG THỊ MINH THANH

TP Hồ Chí Minh, 2013

Nghiên cứu ứng dụng nấm mốc từ bánh men để thu nhận enzym amylase

LỜI CAM ĐOAN

Người thực hiện đề tài xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu tìm hiểu về

enzym amylase, amylase nấm mốc và vi khuẩn ” là công trình nghiên cứu thực sự của

cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Thị Hoài Hương

Người thực hiện đề tài xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

TP.HCM, ngày tháng 9 năm 2013

Người thực hiện đề tài

Đồng Thị Minh Thanh

ii

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện đề tài này, người thực hiện đề tài xin dành lời cảm ơn chân thành nhất gởi đến TS Nguyễn Thị Hoài Hương, đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp

Người thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn:

- Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa KhoaCông Nghệ Sinh Học – Môi Trường Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh cùng các quý Thầy

Cô đã tận tình giảng dạy người thực hiện đề tài trong suốt khóa học

- Lãnh đạo Trung tâm Khuyến nông – Khuyến ngư đã tạo điều kiện giúp đỡ người thực hiện đề tài hoàn thành tốt trong suốt chương trình học và quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp

Cuối cùng, người thực hiện đề tài xin cảm ơn đến gia đình, các anh chị em trong bộ phận xét nghiệm Trung tâm Khuyến Nông Khuyến Ngư đã động viên và giúp

đỡ người thực hiện đề tài trong suốt quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp

Người thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn Hội đồng chấm luận án đã phản biện, đánh giá, góp ý, giúp đỡ người thực hiện đề tài hoàn thiện luận văn tốt nghiệp này

Chân thành cảm ơn!

Nghiên cứu ứng dụng nấm mốc từ bánh men để thu nhận enzym amylase

i

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC i

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu về enzym amylase nấm mốc 4

1.1.1 Khái niệm về enzyme amylase 4

1.1.2 Phân loại 5

1.2 enzyme amylase từ nấm mốc và từ vi khuẩn 5

1.3 Điều kiện sinh trưởng của nấm mốc: 9

1.3.1 Nhu cầu dinh dưỡng 9

1.3.2 Độ ẩm 12

1.3.3 Nhiệt độ 12

1.3.4 pH 13

1.4 Các phương pháp thu nhận enzyme amylase 13

1.4.1 Nuôi vi sinh vật tạo enzyme amylase bằng phương pháp bề mặt 13

1.4.2 Nuôi vi sinh vật tạo enzyme amylase bằng phương pháp nuôi cấy chìm 15

1.5 Ứng dụng của enzyme amylase 16

1.5.1 Amylase trong công nghiệp rượu – bia 16

1.5.2 Trong sản xuất bánh mì 17

1.5.3 Trong sản xuất mật, tinh bột, malto, gluco 17

1.5.4 Trong một số ngành công nghiệp thực phẩm khác 18

1.5.5 Trong các ngành công nghiệp dệt, giấy 18

1.5.6 Trong chăn nuôi 19

1.5.7 Trong y học 19

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 20

ii

2.1 Vật liệu 20

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.1.2 Vật liệu và hóa chất 20

2.2 Phương pháp 22

2.2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 22

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.3 Qui trình lên men bề mặt tạo Enzym Amylase 28

2.3.1 Qui trình công nghệ lên men bề mặt 28

2.3.2 Xác định hoạt tính enzyme amylase theo Wohlgemuth 29

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 31

3.1 Kết quả phân lập các chủng nấm mốc có trong bánh men cơm rượu 31

3.2 Kết quả quan sát hình thái nấm mốc 32

3.3 Kết quả xác định khả năng phân giải tinh bột của các chủng nấm mốc và chọn lọc chủng sản xuất enzyme amylase 34

3.4 Kết quả thu nhận enzyme amylase từ nấm mốc bằng phương pháp nuôi cấy chìm 36

3.4.1 Điều kiện nuôi cấy 36

3.4.2 Xác định hoạt tính của enzyme Amylase 37

3.4.3 Kết quả xác định hoạt tính của enzyme Amylase 37

3.5 Kết quả lên men bề mặt thu enzyme amylase 38

3.6 Kết quả xác định hoạt tính enzyme amylase sau kết tủa 42

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

4.1 Kết luận 47

4.2 Kiến nghị 47

iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

MT Môi trường

PGA Môi trường PGA (Potato Glucose Agar)

CĐ Chợ Động – Phan Rang– Ninh Thuận Nơi lấy mẫu

CL Chợ Lớn – Đường Thống Nhất – TP Phan Rang Nơi lấy mẫu

NS Chợ Ninh Sơn– Ninh Thuận Nơi lấy mẫu

KB Chợ Kim Biên – Ninh Thuận Nơi lấy mẫu

LB Chợ Long Bình – Ninh Thuận Nơi lấy mẫu

NH Chợ Ninh Hải – Ninh Thuận Nơi lấy mẫu

TN Chợ Thuận Nam – Ninh Thuận Nơi lấy mẫu

NP Chợ Ninh Phước – Ninh Thuận Nơi lấy mẫu M1 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Động

M2 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Động

M3 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Lớn

M4 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Lớn

M5 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Ninh Sơn

M6 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Ninh Sơn

M7 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Kim Biên

M8 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Long Bình

M9 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Ninh Hải

M10 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Thuận Nam

M11 Chủng nấm mốc của mẫu bánh men chợ Ninh Phước

Dd Dung dịch

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Các mẫu bánh men cơm rượu……… 20

Bảng 2.2: Thuốc thử Lugolc………21

Bảng 2.3: Dung dịch đệm axetat pH 4,7……… 21

Bảng 2.4: Dung dịch tinh bột 1% ………21

Bảng 2.5: Môi trường PGA (Potato Glucose Agar) ………21

Bảng 2.6: Môi trường thạch – tinh bột……….………22

Bảng 3.1: Các chủng nấm mốc phân lập từ bánh men cơm rượu………31

Bảng 3.2: Hình thái khuẩn lạc của các chủng nấm mốc đã phân lập từ bánh men cơm rượu……… …….32

Bảng 3.3: Khả năng phân giải tinh bột của các chủng nấm mốc phân lập từ bánh men cơm rượu……… …………34

Bảng 3.4: Bảng kết quả thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme……… ………38

Bảng 3.5: Xác định hoạt tính enzyme amylase thu được trong thời gian 2, 3, 4 ngày lên men thể rắn……… ……43

Bảng 3.6: Thí nghiệm thủy phân tinh bột……….…… 44

v

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Môi trường PGA sau khi hấp……… 23

Hình 2.2: Đổ đĩa peptri……….24

Hình 2.3: Môi trường nuôi cấy sau 48h………24

Hình 2.4:Môi trường sau làm thuần……… 24

Hinh 2.5 Cấy giữ giống………25

Hình 2.6: Quy trình thu nhận enzyme amylase từ nấm mốc………27

Hình 2.7 : Quy trình công nghệ lên men bề mặt……… 28

Hình 3.1: Khuẩn lạc của các chủng nấm mốc M2, M4, M7, M10……… 32

Hình 3.2: Khả năng phân giải tinh bột của các chủng M3, M4, M9, M11………… 35

Hình 3.3: Khả năng phân giải tinh bột của các chủng M6, M7……… 36

Hình 3.4: Thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme……….38

Hình 3.5: Môi trường nuôi cấy sau khi hấp……… ………39

Hình 3.6: Cấy giống vào môi trường nuôi cấy………39

Hình 3.8: Thu dịch nuôi cấy……….40

Hình 3.9: Lọc dịch chiết……… 41

Hình 3.10: Chế phẩm enzyme amylase được tủa bằng cồn 960 lạnh……… 41

Hình 3.11: Thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme sau 2 ngày nuôi cấy……… 42

Hình 3.12: Thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme sau 3 ngày nuôi cấy……… 42

Hình 3.13: Thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme sau 4 ngày nuôi cấy……… 43

Hình 3.14: Kết thúc thủy phân tinh bột gạo hồ hóa……….45

Sản xuất enzyme Amylase từ bánh mem (cơm rượu) là một trong những đề tài mang tính cấp thiết, bởi vì bánh men có chứa rất nhiều chủng có khả năng tạo ra enzyme amylase như nấm men, nấm mốc đây là nguồn nguyên liệu dễ tìm và rẻ tiền, là nguyên liệu truyền thống sản xuất rượu trắng đảm bảo sự an toàn cho người tiêu dùng và enzyme amylase thu được từ nấm mốc có trong bánh men có những ưu điểm ưu việt, vì vậy trong nội dung đồ án tốt nghiệp người thực hiện đề tài đã chọn

đề “Nghiên cứu ứng dụng nấm mốc từ bánh men để thu nhận enzym amylase”

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Vi sinh vật có thể tổng hợp cùng một lúc nhiều loại enzyme khác nhau Đặc điểm này có liên quan đến cơ thể đơn bào Cơ thể đơn bào phải thực hiện tất cả chức năng của sự sống, do đó chúng phải tạo ra nhiều loại enzyme khác nhau để đảm bảo sự sống phát triển tốt Nhiều vi sinh vật có khả năng tạo ra enzyme amylase như: nấm mốc, vi khuẩn, nấm men, xạ khuẩn…Trong đó nấm mốc có khả năng tạo ra enzym amylase nhiều hơn cả

Nấm mốc còn được gọi là nấm sợi, tức là tất cả các mốc mọc trên thực phẩm, trên chiếu, trên quần áo, trên sách vở … Chúng phát triển rất nhanh trên nhiều nguồn cơ chất hữu cơ khi gặp khí hậu nóng ẩm

Nấm mốc là vi sinh vật thích hợp cho sản xuất theo quy mô công nghiệp vì quá trình sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp enzyme của vi sinh vật không phụ thuộc vào khí hậu bên ngoài, nguồn nguyên liệu làm môi trường nuôi cấy nấm mốc rẻ tiền và dễ kiếm, tốc độ sinh sản của nấm mốc phát triển vật rất nhanh, Enzyme thu nhận từ nấm mốc có hoạt tính rất cao, đồng thời trong một khoảng thời gian ngắn, không những ta thu được lượng sinh khối lớn về enzyme nội bào mà còn

2

thu được một lượng đáng kể enzyme ngoại bào do nấm mốc tiết ra môi trường Vì thế, giá thành sản phẩm sẽ giảm và có thể sản xuất ở mọi nơi trên thế giới, mang lại hiệu suất kinh tế cao

3 Mục tiêu nghiên cứu, đối tượng:

Phân lập vi nấm enzyme amylase từ bánh men rượu và thử nghiệm các quy trình lên men thu enzyme amylase, cụ thể:

+ Thu thập nguồn bánh men từ các vùng khác nhau, sau đó phân lập các chủng nấm mốc từ các mẫu bánh men cơm rượu, tuyển chọn các chủng nấm mốc có khả năng phân giải tinh bột, lấy chủng đó lên men thu enzym bằng phương pháp lên men chìm, lên men bán rắn, lên men công nghiệp và ứng dụng chúng để thu nhận enzyme amylase

+ Xác định hoạt tính của enzyme amylase thu được và thử nghiệm khả năng phân giải tinh bột của enzyme amylase nhằm góp phần tạo ra nguồn enzyme có giá trị từ vi sinh vật

+ Phạm vi và giới hạn của đề tài

Trong giới hạn của đề tài, người thực hiện đề tài chỉ tập chung tìm hiểu về nguồn nấm mốc có trong bánh men để thu nhận enzyme trong quy mô phòng thí nghiệm

Do trang thiết bị máy móc tại phòng thí nghiệm không đầy đủ, chưa hiện đại nên đồ án còn nhiều hạn chế, chỉ dừng lại ở bước thu sản phẩm bán tinh khiết

4 Kết quả đạt được:

Đã Phân lập được 11 chủng nấm mốc từ bánh men cơm rượu ở 8 địa điểm khác nhau, trong đó có 9 chủng nấm mốc đều có khả năng phân giải tinh bột bao gồm các chủng: M1, M3, M4, M5, M7, M8, M9, M10, M11 và 2 chủng không có khả năng phân giải tinh bột là chủng M2, M6 Như vậy, 9 chủng nấm mốc có khả năng tạo enzyme amylase, 2 chủng nấm mốc không có khả năng tạo enzyme amylase

- Đã tiến hành nuôi cấy chủng M4 để thu nhận được enzyme amylase bán tinh khiết theo phương pháp nuôi cấy chìm

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Các vật dụng và hóa chất để tiến hành thí nghiệm Xác định đối tượng nghiên cứu, địa điểm và thời gian nghiên cứu Mô tả phương pháp và qui trình lên men , xác định hoạt tính enzym amylase

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Các kết quả sau khi thực nghiệm như: kết quả quả phân lập các chủng nấm mốc có trong bánh men cơm rượu, kết quả quan sát hình thái nấm mốc, kết quả xác định khả năng phân giải tinh bột của các chủng nấm mốc và chọn lọc chủng sản xuất enzyme amylase, kết quả thu nhận enzyme amylase từ nấm mốc bằng phương pháp nuôi cấy chìm, kết quả lên men bề mặt thu enzyme amylase, kết quả xác định hoạt tính enzym amylase sau kết tủa

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Các kết luận và kiến nghị của đồ án

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về enzyme amylase nấm mốc

1.1.1 Khái niệm về enzyme amylase

Enzyme amylase là một trong số các enzyme được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp, y học và nhiều lĩnh vực khác Những nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên về enzyme nói chung và về enzyme amylase nói riêng được bắt đầu vào những năm 1811 – 1814 Những nghiên cứu này gắn liền với tên tuổi của nhà bác học người Nga,Viện sĩ K.S Kirhof Ông nghiên cứu quá trình phân giải tinh bột dưới tác dụng của dịch chiết đại mạch nảy mầm và nhận thấy rằng trong malt có chứa các chất phân giải tinh bột thành đường Năm 1833, hai nhà khoa học người Pháp là Payen và Persor đã tách được chất phân giải tinh bột đó là từ đại mạch nảy mầm Các tác giả đã dùng rượu để kết tủa nó trong dung dịch chiết malt và thu được enzyme ở dạng bột, đồng thời đặc tên là diaslase Sau này theo đề nghị của Duclo, enzyme phân giải tinh bột gọi là amylase

Các enzyme amylase có trong nấm mốc, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn, nước bọt, dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm Bây giờ, người

ta thu chúng chủ yếu từ canh trường nấm mốc, vi khuẩn và một số loài nấm men

Amylase là một hệ Enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật Các Enzyme này thuộc nhóm Enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước

Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose, maltose và dextrin hạn chế Các Enzyme Amylase có trong nước bọt (còn được gọi là ptyalin), trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm mốc, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn Đối với enzyme amylase có trong nấm mốc, khi nuôi nấm mốc tạo enzyme amylase có hai quá trình liên quan mật thiết với nhau: quá trình tổng hợp sinh khối vi sinh vật và quá trình tạo ra enzyme amylase trong tế bào hay ngoài môi trường Ở một số vi sinh vật, quá trình sinh tổng hợp enzyme amylase xảy ra song song với quá trình sinh trưởng, sự tạo ra enzyme amylase phụ thuộc

5

tuyến tính vào sự tăng sinh khối Sự tạo thành enzyme amylase cực đại xảy ra sau khi quần thể tế bào vi sinh vật đạt điểm sinh trưởng

1.1.2 Phân loại

Amylase có thể thủy phân hạt tinh bột chưa hồ hóa cũng như hạt tinh bột đã

hồ hóa Theo tính chất và cơ chế tác dụng lên tinh bột của amylase người ta phân biệt amylase ra các loại sau: α-amylase, β-amylase, Glucoamylase…

Tốc độ phản ứng của Enzyme Amylase phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, mức độ polyme hóa của cơ chất Các Enzyme Amylase có nguồn gốc khác nhau sẽ có tính chất, cơ chế tác dụng và sản phẩm cuối cùng của quá trình thủy phân khác nhau

1.2 Enzyme amylase từ nấm mốc và từ vi khuẩn

Trong thiên nhiên, enzyme amylase có ở hầu hết mọi vi sinh vật, thực vật và động vật Song chỉ có một số loài vi sinh vật và một số hạt thực vật mới là đối tượng dùng làm nguồn thu các chế phẩm enzyme amylase, do chúng có khả năng tích lũy một lượng lớn các enzyme này trong những điều kiện xác định

Ngày nay do có ưu thế về nhiều mặt, vi sinh vật trở thành nguồn thu enzyme chủ đạo Người ta đã biết nhiều loại vi sinh vật có khả năng tổng hợp các enzyme amylase Những chủng vi sinh vật tạo nhiều enzyme amylase thường được phân lập

từ các nguồn tự nhiên, bởi các loài khác nhau và các chủng vi sinh vật khác nhau cũng thường sản sinh ra nhiều enzyme khác nhau Vi sinh vật tạo enzyme amylase được dùng nhiền hơn cả là nấm mốc, giả nấm men và vi khuẩn, còn xạ khuẩn thì ít hơn

- Để thu enzyme amylase người ta thường dùng các giống nấm mốc

Aspergillus, Rhizopus và một số loài của giống Mucor sinh tổng hợp rất mạnh mẽ amylase và glucoamylase Nấm men và giả nấm men thuộc các giống Candida, Saccharomyces, Endomycopis, Endomyces cũng tạo enzyme amylase

α Nhiều vi khuẩn có khả năng tạo lượng lớn enzyme amylase như Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, Clostridium acetobutylicum, Pseudomonas saccharophila, Bacillus circulans…

ta thu chúng chủ yếu từ canh trường nấm mốc, vi khuẩn và một số loài nấm men

Amylase có thể thủy phân hạt tinh bột chưa hồ hóa cũng như hạt tinh bột đã

hồ hóa Theo tính chất và cơ chế tác dụng lên tinh bột của amylase người ta phân biệt amylase ra các loại sau: α-amylase, β-amylase, glucoamylase… Các enzyme amylase từ các nguồn khác nhau thường khác nhau về tính chất, cơ chế tác dụng cũng như sản phẩm cuối cùng của sự thủy phân

α-amylase có khả năng phân cách các liên kết α-1,4 glucoside nằm ở phía bên trong phân tử cơ chất: tinh bột, glycogen và polyose đồng loại một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả Vì thế người ta gọi nó là enzyme amylase nội phân α-amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên lành, song với tốc độ rất chậm

Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase là quá trình đa giai đoạn Ở giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa) chỉ 1 số phân tử cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh sang giai đoạn thứ hai (giai đoạn đường hóa) các dextrin phân tử thấp vừa được tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine Các chất này bị thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho tới di và monosaccharide Dưới tác dụng của α-amylase, amylase bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose Sau đó các polyglucose này lại bị phân cách tiếp tục nên các mạch polyglucose colagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose và maltotriose, và maltose Qua một thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của amylase chứa 13% glucose và 87% maltose

Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase, tinh bột có thể chuyển thành maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp Tuy nhiên, thông thường α-

ổn định cấu trúc bậc Bacilus subtilis của enzyme, duy trì cấu hình hoạt động của

enzyme Canxi còn có tác dụng bảo đảm cho α-amylase có độ bền cực lớn đối với các tác động gây biến tính và sự phân hủy bởi các enzyme phân giải protein.α-amylase bền nhiệt hơn so với các amylase khác α-amylase bị kìm hãm bởi kim loại nặng

α-amylase của nấm mốc chỉ tấn công những hạt tinh bột bị thương tích, còn α-amylase vi khuẩn lại có khả năng phân hủy cả các hạt tinh bột nguyên vẹn lẫn hồ tinh bột Ở giai đoạn thủy phân cuối, tác dụng của α-amylase từ nấm mốc khác tác dụng của α-amylase từ vi khuẩn Dextrin do amylase vi khuẩn tạo ra có mạch dài hơn dextrin do α-amylase của malt và nấm mốc tạo ra một số lần

Điều kiện hoạt động của α-amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống nhau pH tối thích cho hoạt động của α-amylase từ nấm mốc là 4,5-4,8, của đại mạch nảy mầm và thóc mầm là 5,3 và của vi khuẩn là 5,8-6,0 Độ bền đối với

tác dụng của axit cũng khác nhau.α-amylase của nấm mốc Aspergillus oryzae bền vững đối với axit tốt hơn là α-amylase của malt và vi khuẩn Bacilus subtilis

Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúa tác của α-amylase từ các nguồn khác nhau cũng không đồng nhất, α-amylase của nấm mốc rất nhạy đối với tác động của nhiệt.Nhiệt độ tối thích của nó là 500C.Amylase của thóc mầm và của malt bền nhiệt hơn và hoạt động tối thích ở 58-600C Amylase của vi khuẩn có độ bền nhiệt cao hơn cả Nhiệt độ tối thích của nó là 70-750C Amylase của nấm mốc bị vô hoạt

ở 700C, trong khi đó amylase vi khuẩn có thể chịu được nhiệt độ 920C Những khác biệt về nhiệt độ và pH tối thích, mức độ thủy phân và đặc tính thủy phân của α-amylase từ các nguồn khác nhau đang mở ra nhiều khả năng to lớn trong việc ứng

là β-amylase

Theo đặc tính tác dụng lên tinh bột, β-amylase không thủy phân hạt tinh bột nguyên lành mà thủy phân mạnh mẽ hồ tinh bột.β-amylase phân giải 100% amylose thành maltose và phân giải 54-58% amylopectin thành maltose Quá trình thủy phân amylopectin được tiến hành từ đầu không khử của các nhánh ngoài cùng Khi gặp liên kết α-1,4 glucoside đứng kế cận liên kết α-1,6 glucoside thì β-amylase ngừng tác dụng Phần saccharide còn lại là dextrin phân tử lớn có chứa rất nhiều liên kết α-1,6 glucoside và được gọi là β-dextrin, α-dextrin cho màu tím đỏ của iodine Độ nhớt của dung dịch giảm chậm

Glucoamylase thủy phân liên kết α-1,4 glucan trong polysaccharide, tách tuần tự từng gốc glucose một khỏi đầu không khử của mạch Glucoamylase có khả năng xúc tác thủy phân đã liên kết α-1,4 lẫn α-1,6 glucan Glucoamylase là enzym ngoại phân, nó thủy phân polysaccharide từ đầu không khử để tạo ra glucose.Khi thủy phân tinh bột cùng với glucose còn có thể tạo thành các α-oligosaccharide Ngoài các liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside, glucoamylase còn có khả năng thủy phân liên kết α-1,2 và α-1,3 glucoside

Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin dextrin cuối, panose, isomatose và maltose tới glucose Đa số glucoamylase đã biết đều thuộc loại enzyme “axit” Thể hiện hoạt lực tối đa ở vùng

pH 3,5-5,5 So với α-amylase, glucoamylase bền đối với axit hơn, nhưng lại kém bền hơn dưới tác dụng của rượu etylic, aceton không được bảo vệ bằng Ca2+

Điểm đẳng điện của glucoamylase từ các nguồn khác nhau cũng không đồng nhất Đa số các chế phẩm glucoamylase của nấm mốc, vi khuẩn, nấm men và của

mô động vật đều có pH hoạt động tối thích ở vùng axit trừ glucoamylase của

9

Saccharomyces italicus và một số mô động vật có pH hoạt động tối thích ở vùng

trung tính Glucoamylase axit có pH hoạt động tối thích là 4,0-5,0; glucoamylase trung tính pH tối thích là 6,0-7,5

Những nghiên cứu về amylase vi sinh vật đã đặt nền móng cho việc sản xuất các chế phẩm enzyme amylase để sử dụng trong sản xuất và đời sống Những nghiên cứu cơ bản và ứng dụng của enzyme amylase ngày càng được phát triển mạnh mẽ hơn và đang mở ra những phương hướng mới, triển vọng mới to lớn hơn

đối với việc ứng dụng enzyme amylase rộng rãi trong các ngành công nghiệp

1.3 Điều kiện sinh trưởng của nấm mốc:

1.3.1 Nhu cầu dinh dưỡng

Nấm mốc là sinh vật dinh dưỡng hóa năng hữu cơ Chúng chỉ có khả năng thu nhận năng lượng từ môi trường bên ngoài nhờ quá trình oxy hóa hiếu khí hoặc quá trình lên men kỵ khí các chất hữu cơ ngoại bào Kiểu dinh dưỡng carbon hữu cơ này được gọi là kiểu dinh dưỡng carbon dị dưỡng mốc là những loài nấm có kiểu carbon dị dưỡng thuộc loại hoại sinh, sử dụng các hợp chất hữu cơ để làm chất dinh dưỡng

a Nguồn carbon:

Nấm mốc có thể sử dụng nguồn carbon rất khác nhau Các loại thức ăn carbon có thể dùng làm nguồn năng lượng và nguồn vật liệu xây dựng tế bào đối với nấm mốc có thể kể đến các loại hydradecarbon (monosaccharide, oligosaccharide, polysaccharide), các dẫn xuất của hydradecarbon, các loại rượu, các loại axit hữu cơ, các loại axit amin, protein, lipid Trong nhiều trường hợp nếu

có mặt trong môi trường vài nguồn carbon khác nhau, nấm mốc sẽ phát triển mạnh

mẽ hơn so với khi chỉ có riêng biệt từng loại một Đối với các nguồn carbon phức tạp (tinh bột, cenlulose, ) trước hết nấm mốc phải sinh ra các enzyme để phân hủy các hợp chất này thành các hợp chất đơn phân tử sau đó mới đồng hóa được chúng

b Nguồn Nitơ:

Các loại nấm mốc khác nhau có thể có nhu cầu khác nhau đối với các nguồn nitơ.Nấm mốc thường có khả năng sử dụng cả các nguồn nitơ hữu cơ lẫn các nguồn

10

nitơ vô cơ Nhiều loại nấm mốc có khả năng đồng hóa cả muối amon lẫn nitrat Đôi khi có những loại nấm mốc không phát triển được trên các môi trường chứa nguồn nitơ là muối amon nhưng nguyên nhân không phải ở bản thân gốc NH4+ mà ở độ chua sinh lý do các muối amon tạo ra Sau khi nấm mốc đồng hóa gốc NH4+ trong môi trường sẽ tích lũy các anion vô cơ ( SO42- , HPO42- , Cl- ) và làm hạ độ pH của môi trường xuống Ngược lại với các muối amon, nitrat là những muối có tính kiềm sinh lý Sau khi nấm đồng hóa gốc NO3- trong môi trường sẽ tích lũy lại các cation (Na+ , K+ ) và làm tăng rõ rệt độ pH của môi trường

Khả năng đồng hóa amon sunfat của nấm mốc sẽ tăng cường rõ rệt khi bổ sung vào môi trường một ít axit hữu cơ ( acid lactic, acid malic ) Ngoài các nguồn nitơ vô cơ, nhiều loài nấm mốc có thể sử dụng nguồn nitơ hữu cơ (protein, peptid, acid amin, )

c Các nguyên tố khoáng:

Nấm mốc cần các nguyên tố đa lượng như: S, P, K, Ca, Mg và Fe Các nguyên tố được nấm mốc đòi hỏi với những số lượng rất nhỏ được gọi là các nguyên tố vi lượng như: Mn, Zn, Cu, Co, Ni,

Lượng chứa từng nguyên tố khoáng trong tế bào nấm mốc không những thay đổi tùy thuộc vào từng loài nấm mốc mà còn phụ thuộc cả vào điều kiện nuôi cấy chúng Sau đây là vai trò các chất khoáng trong tế bào nấm mốc:

- Phospho: thường chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần khoáng của nấm mốc Phospho tham gia vào cấu tạo của nhiều chất hữu cơ rất quan trọng trong tế bào nấm mốc như: nucleoprotein, nucleotid, phosphoprotein, phosphatid )

- Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần của một số acid amin: cystin, cystein, metionin Lưu huỳnh cũng có mặt trong nhiều coenzyme quan trọng như acid lipoic, biotin, coenzyme A

- Kali: có lượng khá lớn trong các tế bào nấm mốc, chúng tham gia vào quá trình trao đổi glucid và có ảnh hưởng đến nhiều quá trình trao đổi chất khác của các

tế bào này

11

- Magnesium: tham gia vào quá trình hoạt hóa khoảng 80 enzyme trong tế bào Có nghiên cứu cho biết việc thiếu Mg2+ dẫn đến việc ức chế quá trình hình thành bào tử ở một số loài nấm mốc

- Canxi: không tham gia các thành phần các chất hữu cơ trong tế bào nhưng chúng rất cần thiết vì đóng vai trò cầu nối trung gian giữa nhiều thành phần quan trọng trong tế bào (giữa các nucleotid, giữa protein và acid nucleic) Canxi còn có ảnh hưởng đến sự hình thành các cấu trúc không gian ổn định của ribosome, nhân

- Sắt: tham gia vào kết cấu porphirin sắt của các hệ thống enzyme chuyển vận electron Sắt còn tham gia vào cấu trúc của các enzyme catalase, peroxidase

d Các chất sinh trưởng:

Cũng giống như đối với các loại vi sinh vật khác, nấm mốc có những quan hệ rất khác nhau đối với các loại vitamin và các chất sinh trưởng khác Việc một loài nấm mốc không đòi hỏi một loại chất sinh trưởng nào đấy có thể do hoặc là chúng

tự tổng hợp ra được chất sinh trưởng này hoặc là trong quá trình trao đổi chất chúng không cần tới loại coenzyme có chứa chất sinh trường này

Người ta chia nấm mốc thành hai nhóm căn cứ vào mối quan hệ của chúng đối với các chất sinh trưởng :

- Nhóm tự dưỡng chất sinh trưởng: có thể tự tổng hợp tất cả các chất sinh trưởng cần thiết đối với hoạt động sống của chúng

- Nhóm dị dưỡng chất sinh trưởng: cần phải được cung cấp một vài hoặc nhiều chất sinh trưởng ở dạng có sẵn

Nhu cầu về chất sinh trưởng của một loài nấm mốc có thể thay đổi tùy theo điều kiện nuôi cấy, tùy theo tuổi giống Phần lớn các vitamin nhóm B được các loài nấm mốc sử dụng để tạo ra các enzyme cần thiết đối với hoạt động sống của chúng Nhiều loại vitamin tan trong lipid (A, D, E, K) được tìm thấy trong các lớp màng sinh học, sự tồn tại và số lượng của các loại vitamin này trong môi trường có ảnh hưởng rõ rệt đối với cấu trúc và đối với sự hoạt động của các lớp màng này

12

1.3.2 Độ ẩm

Ngoài các chất dinh dưỡng nấm mốc cũng như tất cả sinh vật khác còn có nhu cầu về nước cho các hoạt động sinh lý, sinh hóa của tế bào Liên quan đến lượng nước này là độ ẩm, bao gồm : hàm lượng nước của sản phẩm, độ ẩm tương đối của không khí Giữa hàm lượng nước của sản phẩm và độ ẩm của không khí ở môi trường ngoài có mối liên quan (trao đổi qua lại).Chính mối liên quan dinh dưỡng này không những ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm, mà còn ảnh hưởng đến khả năng sử dụng nước của tế bào nấm mốc cho các quá trình sinh trưởng, phát triển của chúng

a Hàm lượng nước của sản phẩm:

Nước trong các sản phẩm như: lương thực, thực phẩm, thuốc men, dược liệu… gồm phần nước liên kết và phần nước không liên kết Nấm mốc cũng như các vi sinh vật khác chỉ sử dụng được phần nước tự do có trong sản phẩm, và cũng chỉ phần nước này thực hiện sự trao đổi qua lại với nước có trong không khí

b Độ ẩm tương đối của không khí:

Mỗi loại nấm mốc thích ứng với một khoảng giá trị độ ẩm tương đối.Việc giảm độ ẩm tương đối sẽ làm ngừng hoặc kéo dài thời gian nảy chồi của bào tử nấm mốc.Nấm mốc sống trong môi trường có độ ẩm tương đối thấp, chúng có khả năng thích nghi dần để có thể tiếp tục sinh trưởng, phát triển bình thường hoặc ở trạng thái sống nghỉ Ở độ ẩm tương đối thấp cùng với hàm lượng nước thấp trong sản phẩm, tế bào nấm mốc đầu tiên mất nước tự do, sau mất nước liên kết Tùy theo lượng nước mất đi, nấm mốc chuyển sang trạng thái sống nghỉ hoặc bị chết Phần lớn nấm mốc không sinh trưởng, phát triển trong điều kiện độ ẩm tương đối của không khí môi trường dưới 60%

1.3.3 Nhiệt độ

Mỗi loài nấm mốc cũng có nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển, sinh trưởng.Phần lớn nấm mốc sinh trưởng, phát triển ở nhiệt độ 15-300C và cũng thường có nhiệt độ tăng trưởng tối ưu trong khoảng 20-250C tùy từng loài.Một số rất nhỏ các loài nấm mốc có thể tăng trưởng ở các kho lạnh ở nhiệt độ -60C, thậm

13

chí ở -200C và một số ít loài khác có nhiệt độ tăng trưởng đến 500C Căn cứ vào nhiệt độ tăng trưởng, các loài nấm mốc được chia thành 5 nhóm: nhóm ưa nóng, nhóm chịu nóng, nhóm ưa nhiệt trung bình, nhóm chịu lạnh, nhóm ưa lạnh

1.3.4 pH

Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của nấm mốc đó là pH Nấm mốc nảy mầm và sau đó tăng trưởng bình thường ở pH 7 Ở môi trường kiềm hoặc axít, nấm mốc không hoặc tăng trưởng rất yếu

1.4 Các phương pháp thu nhận enzyme amylase

1.4.1 Nuôi vi sinh vật tạo enzyme amylase bằng phương pháp bề mặt

Trong quá trình phát triển của vi sinh vật, enzyme luôn được tổng hợp để tham gia vào quá trình đồng hóa và quá trình dị hóa Trong thí nghiệm này chủ yếu

là thu nhận các chế phẩm enzyme thủy phân Phần lớn các enzyme thủy phân là enzyme cảm ứng Do hoạt tính enzyme không chỉ biểu hiện ở khả năng thủy phân của enzyme mà còn biểu hiện ở khả năng mà vi sinh vật tổng hợp ra nó trong những điều kiện nuôi cấy nhất định

Trong quá trình phát triển, vi sinh vật sẽ tạo ra nhiều loại enzyme khác nhau Các enzyme được tạo ra trong tế bào vi sinh vật và thoát ra khỏi tế bào để thực hiện các phản ứng thủy phân ngoài tế bào được gọi là enzyme ngoại bào Các enzyme được tổng hợp trong tế bào vi sinh vật và thực hiện các phản ứng trong tế bào được gọi là enzyme nội bào

Thành phần chính của môi trường vi sinh vật tạo enzyme amylase bằng phương pháp bề mặt là cám mì, cám gạo Đó là nguyên liệu hoàn hảo và có thể là thành phần duy nhất của môi trường để nuôi vi sinh vật mà không cần phải bổ sung thêm các chất khác nữa

Chất lượng của cám gạo, cám mì có ảnh hưởng lớn tới hoạt lực của các enzyme amylase.Cám không được chứa tinh bột dưới 20 – 30%, nên dùng cám tốt, cám mới không hôi mùi mốc Độ ẩm của cám không quá 15%, tạp chất độ không quá 0,05% Thành phần bổ sung được đưa vào môi trường có thể là chất làm xốp môi trường hoặc làm giàu thêm chất dinh dưỡng và chất sinh trưởng mà ở cám

14

không có đủ Thành phần này thường là mầm mạch, trấu, mùn cưa… Cám và các chất phụ gia chứa nhiều vi sinh vật khác cần phải thanh trùng để đảm bảo môi trường không có vi sinh vật ngoại lai, cần thanh trùng dưới áp suất hơi 1 – 1,5 atm trong vòng 4 - 6 giờ

Độ ẩm tối thích của môi trường: trong điều kiện sản xuất, độ ẩm ban đầu tối

thích của môi trường đối với Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Aspergillus oryzae là 58 – 60% và phải giữ cho môi trường có độ ẩm đó trong suốt quá trình

nuôi Độ ẩm mà quá 55 – 70% sẽ làm giảm độ thoáng khí, còn thấp hơn 50 – 55% thì kìm hãm sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật cũng như tạo enzyme amylase

Chế độ thông khí có thể liên tục, gián đoạn tùy thuộc vào chiều dày của lớp môi trường nuôi, vào khoảng cách giữa các tầng khay và dãy khay Ở giai đoạn sinh trưởng thứ nhất phải thông khí vào phòng nuôi khoảng 4 – 5 lần thể tích không khí trên một thể tích phòng trong một giờ, ở giai đoạn thứ hai là 30 – 60 thể tích không khí trên thể tích phòng nuôi trong 1 giờ, giai đoạn ba giảm đi chỉ còn 10 – 12 thể tích không khí

Nhiệt độ nuôi: Toàn bộ chu kỳ sinh trưởng của nấm mốc trên cám chia làm

ba thời kỳ:

- Thời kỳ trương và nảy mầm của đính bào tử (đối với nấm mốc 10 – 11 giờ đầu tiên, vi khuẩn 3 – 4 giờ) Trong thời kỳ này phải đốt nóng không khí phòng nuôi và giữ cho nhiệt độ phòng nuôi không thấp hơn 23 – 300C đối với nấm mốc.Độ

ẩm tương đối của không khí là 96 – 100%

- Thời kỳ sinh trưởng nhanh của hệ sợi kéo dài trong 4 – 18 giờ Ở giai đoạn này nấm mốc hô hấp rất mạnh và tạo ra một lượng nhiệt sinh lý lớn.Vì vậy cần phải

hạ nhiệt độ phòng nuôi khoảng 28 – 290C

- Thời kỳ tạo enzyme amylase mạnh mẽ kéo dài từ 10 – 20 giờ Trong thời

kỳ này các quá trình trao đổi chất dần dần yếu đi, sự tỏa nhiệt giảm mạnh.Các enzyme amylase được tổng hợp mạnh mẽ Đối với đa số vi sinh vật ở giai đoạn này nên hạ nhiệt độ xuống 3 – 40C so với giai đoạn đầu Nhiệt độ tối thích cho sinh trưởng của đa số nấm mốc trên môi trường rắn là 28 – 300C

15

Thời gian nuôi để có lượng enzyme amylase cực lớn: Tùy thuộc vào tính chất sinh lý của chủng vi sinh vật và sự ngừng tổng hợp enzyme amylase mà có thể ngừng sinh trưởng của nấm mốc vào bất kỳ lúc nào thấy cần thiết Sự tạo bào tử là hiện tượng không mong muốn vì thường làm giảm hoạt lực enzyme.Đa số nấm mốc

Aspergillus, sự tạo enzym amylase cực đại thường kết thúc khi nấm mốc bắt đầu

sinh đính bào tử

1.4.2 Nuôi vi sinh vật tạo enzyme amylase bằng phương pháp nuôi cấy chìm

Phương pháp nuôi cấy chìm là phương pháp vi sinh vật phát triển, sinh sản

và trao đổi chất trong lòng môi trường Môi trường dùng trong nuôi cấy chìm là môi trường lỏng

Trong quá trình phát triển, sinh sản và trao đổi chất trong lòng môi trường lỏng, vi sinh vật sẽ tổng hợp ra các enzyme thủy phân Các enzyme thủy phân là các enzyme hòa tan trong nước Do đó việc thu nhận enzyme trong trường hợp này là thu nhận dịch nuôi cấy ( sau khi đã tách sinh khối và những thành phần không hòa tan của môi trường)

Chế phẩm enzyme thô trong nuôi cấy chìm ở đây bao gồm enzyme đã hòa tan trong nước, nước và các sản phẩm trao đổi chất hòa tan khác

Môi trường dinh dưỡng: môi trường nuôi vi sinh vật tạo enzyme amylase là

có chất cảm ứng là tinh bột, dextrin hay maltose Để tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển tốt và sinh nhiều enzyme amylase người ta cho thêm vào môi trường các loại nước chiết như nước chiết mầm mạch, nước chiết ngô, nước chiết đậu nành…

Độ axit của môi trường được xác định bởi thành phần và tính chất của các muối vô cơ thêm vào môi trường cũng như sự tiêu thụ các muối này bởi vi sinh vật,

pH của môi trường phụ thuộc vào tính chất của nguồn nitơ vô cơ Nếu thêm vào môi trường các muối ammonium thì khi vi sinh vật tiêu thụ ion ammonium, các anion được giải phóng ra sẽ axit hóa môi trường Vì thế cần phải thêm CaCO3 vào

để trung hòa hoặc duy trì giá trị pH thích hợp cho việc tổng hợp enzyme amylase

16

Nhiệt độ nuôi: là một yếu tố quan trọng đối với sinh trưởng của vi sinh vật và

sự tạo thành enzyme amylase Nhiệt độ nuôi tối thích đối với nấm mốc thuộc giống Aspergillus là 30 – 320C, Bacillus subtilis là 370C

Sục khí và khuấy trộn Phần lớn vi sinh vật tạo enzyme amylase là những vi sinh vật hiếu khí Vì vậy sinh trưởng của chúng phụ thuộc vào lượng oxy phân tử hòa tan trong dịch nuôi cấy Trong quá trình sinh trưởng, vi sinh vật sử dụng oxy phân tử cho hoạt động sống nên lượng oxy hòa tan trong môi trường lỏng phải luôn luôn được bổ sung Vì thế việc sục khí và khuấy đảo môi trường có tác dụng tốt tới sinh trưởng và tích lũy sinh khối cũng như sinh tổng hợp enzyme amylase của vi sinh vật Chế độ sục khí đối với nấm mốc là 10 – 12m3 không khí vô trùng trên 1 m3môi trường trong 1 giờ với thời gian nuôi khoảng 68 – 72 giờ

1.5 Ứng dụng của enzyme amylase

Chế phẩm enzyme amylase được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp - đặc biệt là trong công nghiệp thực phẩm, sau đây là một số ứng dụng quan trọng của enzyme amylase:

1.5.1 Amylase trong công nghiệp rượu – bia

Chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Aspergillus usamii, Aspergillus niger, Rhizopus delemar hoặc từ Endomycopsis bispora, từ vi khuẩn Bacillus subtilis, Bacillus diastaticus được thay

thế malt làm tác nhân đường hóa tinh bột trong sản xuất rượu,bia từ nguyên liệu có bột Việc sử dụng chế phẩm amylase vi sinh vật thay malt đã tiết kiệm được hàng vạn tấn đại mạch loại tốt, giảm giá thành, rút ngắn quy trình sản xuất

Trong giai đoạn đường hóa, glucoamylase chiếm vị trí hàng đầu và đóng vai trò quyết định trong việc chuyển hóa tinh bột thành đường lên men, do vậy cần chọn chủng vi sinh vật có khả năng sản sinh nhiều glucoamylase Trong sản xuất rượu người ta thường dùng hỗn hợp canh trường bề mặt hay bề sâu của các nấm

mốc Ở Việt Nam chúng ta dùng canh trường bề mặt của nấm mốc Aspergillus oryzae, Aspergillus usamii, Aspergillus awamori và Rhizopus delemar để đường

17

hóa Ở một số nước, ngoài enzyme amylase nấm mốc người ta còn sử dụng enzyme amylase từ vi khuẩn, nấm men cũng cho kết quả đường hóa khá cao

Chế phẩm enzyme amylase từ vi khuẩn Bacillus subtilis, Bacillus diastaticus

chịu nhiệt độ cao, dùng trong giai đoạn dịch hóa tinh bột lúc đầu, trước khi đường hóa rất tốt Ở nhiệt độ 80-900C trong 10-15 phút α-amylase của vi khuẩn bị vô hoạt một phần rất nhỏ

Trong sản xuất bia, thường dùng Aspergillus oryzae và Bacillus subtilis để

đường hóa thay malt, là nguyên liệu khá đắt tiền và cần thiết trong sản xuất bia Dùng chế phẩm enzyme này người ta có thể thay từ 50 - 100% malt bằng đại mạch không nảy mầm, thay thế 50 - 60% malt thì chất lượng bia tốt hơn Khi dùng chế phẩm enzyme vi sinh vật thay malt, cần bổ sung nguồn nguyên liệu có bột như các loại ngũ cốc như: bắp, khôi, sắn, gạo, đại mạch không nảy mầm, tiểu mạch Biện pháp thay thế malt bằng chế phẩm enzyme như trên có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc giảm giá đáng kể giá thành của sản phẩm, mà chất lượng bia vẫn bảo đảm

1.5.2 Trong sản xuất bánh mì

Trong sản xuất bánh mì người ta thường sử dụng chế phẩm enzyme amylase

của nấm mốc Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, hay của vi khuẩn, nhưng

chế phẩm từ nấm mốc áp dụng có hiệu quả và rộng rãi hơn

Dùng với lượng 0,002 - 0,05% chế phẩm enzyme amylase so với bột nhão sẽ tăng cường quá trình lên men bột, rút ngắn thời gian lên men xuống 20 - 30%, tăng

độ xốp 5 - 8%, tăng thể tích bánh lên men 15 - 25% màu sắc vỏ bánh đẹp hơn, ruột bánh xốp và sáng màu hơn tăng hương vị thơm ngon của bánh Khi làm bánh mì ngọt, nếu thêm chế phẩm enzyme amylase vào bột, sẽ xảy ra quá trình thủy phân bột thành đường, do đó giảm lượng đường tiêu tốn cho sản xuất

1.5.3 Trong sản xuất mật, tinh bột, malto, gluco

Từ lâu các sản phẩm mật tinh bột như: mật gluco, mật malto… được sản xuất bằng phương pháp thủy phân tinh bột bằng axit hay bằng malt Ngày nay người ta

18

sử dụng rộng rãi chế phẩm enzyme amylase vi sinh vật trong sản xuất mật tinh bột,

gluco, malto từ nguyên liệu tinh bột

Ở các nước tiên tiến khác, phương pháp dùng enzyme từ vi sinh vật trong lĩnh vực này cũng đã được áp dụng có hiệu quả và phổ biến, hay phối hợp phương pháp axit và enzyme Trong sản xuất mật tinh bột, gluco, hai enzyme chủ yếu là amylase và glucoamylase từ nấm mốc và vi khuẩn Enzyme α-amylase để dịch hóa tinh bột và tạo malto, còn glucoamylase dùng để đường hóa tạo gluco, chế phẩm

amylase cho sản xuất gluco được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus sublitis, Bacillus mesentericus Chế phẩm glucoamylase thường sản xuất từ nấm mốc: Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Rhizopus delamar, Mucor… hay từ một số nấm men Saccharomyces, Endomycopsis…

1.5.4 Trong một số ngành công nghiệp thực phẩm khác

Trong một số ngành công nghiệp thực phẩm khác như bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp, nước ép trái cây, tương … Chế phẩm enzyme amylase giúp cho quá trình thủy phân tinh bột thành đường, làm trong các thành phần dạng lỏng, dễ cô đặc, tăng lượng đường trong sản phẩm, giảm lượng đường tiêu tốn, tăng lượng đường đơn giản dễ hấp thu cho người, đặc biệt là thức ăn cho trẻ em, giảm thời gian nấu, chế biến …

Hiện nay người ta dùng hỗn hợp các enzyme: protease, amylase, pectinase trong sản xuất các sản phẩm trên, tạo sản phẩm dễ tan, dễ tiêu hóa màu sắc đẹp, dễ lọc, dễ cô đặc, rút ngắn thời gian sản xuất, giảm giá thành sản phẩm…

1.5.5 Trong các ngành công nghiệp dệt, giấy

Trong công nghiệp dệt, chế phẩm enzyme amylase của vi khuẩn Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus diastaticus, Bacillus amylosolvens… có

tính ưu việt chịu nhiệt cao, dùng trong rũ hồ vải, tạo điều kiện tốt dễ dàng khi nhuộm, tẩy vải sau này Ngoài ra người ta còn dùng chế phẩm enzyme amylase trong sản xuất keo tinh bột cho công nghiệp giấy

19

1.5.6 Trong chăn nuôi

Chế phẩm enzyme amylase được sử dụng riêng rẽ hay phối hợp với các enzyme khác như: protease, cenlulase, pectinase … để sản xuất các loại thức ăn dễ tiêu hóa, hấp thu trong chăn nuôi gia súc, gia cầm Sử dụng thức ăn có chế phẩm enzyme amylase sẽ làm tăng khả năng hấp thu, tiêu hóa do đó giảm lượng thức ăn, tăng trọng nhanh, tăng khả năng sinh sản, chống bệnh tật…

1.5.7 Trong y học

Enzyme amylase cùng các enzyme khác, được dùng cho chữa bệnh do thiếu enzyme, kém khả năng chuyển hóa chất, bệnh về tiêu hóa, tim, thần kinh … Ngoài ra chế phẩm enzyme amylase dùng để điều chế môi trường nuôi vi sinh vật phục vụ cho nghiên cứu khoa học, chuẩn trị bệnh

20

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Vật liệu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các chủng nấm mốc phân lập từ các mẫu bánh men cơm rượu ở các địa điểm khác nhau theo bảng 2.1:

Bảng 2.1: Các mẫu bánh men cơm rượu

STT Kí hiệu mẫu Nơi lấy mẫu

1 CĐ Chợ Động – Phan Rang– Ninh Thuận

2 CL Chợ Lớn – Đường Thống Nhất – TP Phan Rang

3 NS Chợ Ninh Sơn– Ninh Thuận

4 KB Chợ Kim Biên – Ninh Thuận

5 LB Chợ Long Bình – Ninh Thuận

6 NH Chợ Ninh Hải – Ninh Thuận