Seminar hoá xúc tác Lên men nhờ xúc tác

Tổng quan về một số enzyme sử dụng trong quá trình lên men rượuEnzyme α – amylase α – 1,4 – glucan 4 – glucahydrolase Đặc điểm Tính chất Hoạt tính Thuộc nhóm enzyme nội bào endoamylase,

Seminar môn học: Hoá xúc tác

Đề tài: Lên men rượu nhờ xúc tác

▪ Tổng quan về một số enzyme sử dụng trong

quá trình lên men rượu

▪ Enzyme α – amylase (α – 1,4 – glucan 4 –

glucahydrolase)

▪ Enzyme β – amylase

▪ Enzyme γ – amylase (glucoamylase hay

-1,4-glucan-glucohydrolase)

▪ Cơ chế xúc tác men

▪ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Tổng quan về một số enzyme sử dụng trong quá trình lên men rượu

Enzyme α – amylase (α – 1,4 – glucan 4 – glucahydrolase)

Đặc điểm

Tính chất

Hoạt tính

Thuộc nhóm enzyme nội bào endoamylase, gồm 1-6 nguyên tử carbon tham gia hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của

enzyme.

Cắt đứt liên kết 1,4 - glucoside nằm bên trong của phân tử cơ chất (tinh bột, glycogen) một cách ngẫu nhiên tạo dextrin và một

ít maltoxza

α – amylase nấm mốc có pHop = 4.5 – 4.9 , và của vi khuẩn là 5.9 – 6.1 Ở pH < 3 enzyme bị vô hoạt hoàn toàn trừ α –

amylase của Asp Niger

Enzyme β – amylase (β - 1,4-glucan-maltohydrolase)

Đặc điểm

Tính chất

Hoạt tính

Thuộc nhóm enzyme ngoại bào exoamylse

Thủy phân 100% amylaza thành maltose và 54 – 58 % amylopectin thành maltose Gặp liên kết α – 1,4 – đứng

kế cận α – 1, 6 - ngừng tác dụng

Vô hoạt hoàn toàn ở 70 o C pHop trong dịch tinh bột thuần khiết: 4.6, trong dịch nấu tinh bột: 5.6 T o

op trong dịch tinh bột thuần khiết: 40 -50 o C, trong dịch nấu tinh

- Thủy phân các liên kết -1,2 và -1,3 glucoside và là enzyme ngoại bào

- Thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin…thành glucose mà không cần

có sự tham gia của các loại amylase khác

- Chịu acid, pHop = 3.5 – 5, toop = 50 – 60oC, mất hoạt tính ở > 70oC

Enzyme γ – amylase (glucoamylase hay

-1,4-glucan-glucohydrolase)

Aspergillus oryzae

under light microscope

Cơ chế xúc tác men

Quá trình thuỷ phân tinh bột bởi α – amylase là quá trình đa giai đoạn

Giai đoạn 1 (giai đoạn dextrin hoá): phân tử cơ chất bị thuỷ phân tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp

Giai đoạn 2 (đường hoá) dextrin phân tử thấp tiếp tục bị thuỷ phân tạo thành các tetra-trimaltose Chất này bị thuỷ phân rất chậm bởi α – amylase đi tới disaccharide và monosaccharide Dưới tác dụng của α – amylase, amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc

glucose Poliglucose này phân cách tiếp tục tạo nên các mạch polyglucose collagen cứ ngắn dần

và bị phân giải chậm đến maltose Qua một thời gian dài sản phẩm cuối cùng thu được là glucose

và maltose Tác dụng của α – amylase lên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vìkhông

phân cắt được liên kết α – 1,6 – glycoside ở trong phân tử amylopectin nên dùchịu tác dụng lâu

Cơ chế xúc tác men

Glucose thu được nhờ enzyme sẽ tiếp tục phản ứng theo cơ chế sau:

Quá trình xảy ra khi môi trường hơi acid (pH= 4-5), gồm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: dưới tác dụng của hệ thống enzyme bởi vi sinh vật, glucoza được chuyển hoá theo con đường Embeden – Mayerhof tạo thành acid pyruvic

+ Giai đoạn 2: Pyruvic dưới tác dụng của men pyruvate decacboxylaza và tiamimpirophotphat

sẽ khử carboxyl tạo thành CO2 và CH3CHO

+ Giai đoạn 3: CH CHO đóng vai trò là chất nhận hidro cuối cùng sẽ tiếp thu hidro

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

02 01

03 04

Sự nhiễm khuẩn:

Cần chống nhiễm tạp khuẩn

Nhiệt độ:

Lên men ở nhiệt độ cao:dễ tạp nhiễm, sinh

sản phẩm phụ

Nồng độ đường:

Nồng độ đường thích hợp là 10 – 15 %

Ảnh hưởng của pH:

Rất quan trọng, thường được các

thực hiện ở pH = 4- 4.5

Ảnh hưởng của Oxi:

* TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Hiroshi Tananka, Pie-Lang Wang, Osamu Yamada Late & Telichi Tamura, Yellow

Pigments of Aspergillus niger and Asp Awamori, DOI: 10.1080/00021369.1966.10858561

2 PGS.TS Lương Đức Phẩm, Giáo trình Công nghệ Lên men; Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam

3 PGS.TS Nguyễn Quý Hải, Giáo trình Công nghệ Enzyme; Nhà xuất bản Đại học Huế

4 Nguyễn Thị Hằng, Luận văn Quá trình chuyển hoá các hợp chất hữu cơ không có nitơ do

vi sinh vật

5 TS Trần Bích Lam, Ứng dụng Enzyme Amylase trong công nghệ thực phẩm và nguồn thu nhận, Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm, Khoa Kĩ thuật Hoá học, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM

Cảm ơn vì sự chú

ý lắng nghe