IV. Ứng dụng enzyme amylase trong công nghiệp thực phẩm
c. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất cồn
Nguyên liệu:
Nguyên liệu chứa tinh bột ( sắn, ngô, khoai và một phần gạo hoặc tấm), rỉ đường, nước,... Nguyên liệu sản xuất cồn là tinh bột. Tuy nhiên ở mỗi nước sẽ sử dụng nguồn nguyên liệu khác nhau: ở Mỹ người ta sử dụng bột ngô để sản xuất cồn, ở Brazil sử dụng khoai mì, các nước khác sử dụng gạo hoặc tấm từ gạo.
Nguyên liệu chủ yếu mà nhà máy rượu nước ta thường sử dụng là sắn, sau đó là ngô.
Sự tham gia của enzyme amylase trong sản xuất cồn
Enzyme sử dụng: α-amylase, β-amylase
Trước đây người ta dùng enzyme amylase của malt, nhưng ngày nay đã thay thế bằng enzyme amylase của nấm sợi.
Trong sản xuất cồn từ nguyên liệu giàu tinh bột, enzyme amylase được sử dụng ở các giai đoạn đường hóa:
Chuyển hóa tinh bột bằng α-amylase để tạo thành dextrin.
Chuyển hóa dextrin bằng β-amylase hay amyloglucosidase để tạo ra đường có khả năng lên men.
30 Quá trình đường hóa đóng vai trò quyết định đến khả năng lên men và hiệu suất cồn thu được. Các chế phẩm enzyme được sử dụng trong sản xuất cồn bao gồm những chế phẩm thô được thu nhận từ phương pháp nuôi cấy bề mặt, nuôi cấy chìm hoặc các chế phẩm đậm đặc, tinh khiết. Chủ yếu sử dụng chế phẩm dạng thô vì tính chất kinh tế.
Vì sử dụng chế phẩm dạng thô, do đó để tránh các phản ứng không mong muốn trong quá trình đường hóa, trước khi đường hóa phải xác định hoạt tính enzyme của từng loại từ đó điều chỉnh hoạt động của chúng.
Trong giai đoạn đường hóa dịch đường hóa nấm men, enzyme α-amylase tham gia thực hiện các phản ứng sinh hóa cần thiết và quyết định đến hiệu suất sản xuất cồn.
Nguyên liệu Nghiền
nhỏ Nấu dịch hóa Đƣờng hóa Lên men Chƣng cất, tinh chế Thành phẩm Nhập kho
31 Còn enzyme β-amylase tham gia những biến đổi cơ bản cơ chất để tăng cường quá trình chuyển hóa cơ bản.
Khi thủy phân tinh bột, enzyme α -amylase tác động vào lien kết α-1,4 glucoside và sản phẩm tạo ra là maltose với dextrin mà mạch của chúng gần bằng C6. Các dextrin sau đó phân hủy chủ yếu theo:
C6 = C5+C1
C7= C6+C1 hay C5+C2 C5= C6 +C2 hay C5+C3
Enzyme α -amylase của vi khuẩn thủy phân tinh bột tạo ra lượng glucose và maltose theo 1:5,45. Enzyme α -amylase của nấm sợi thủy phân tinh bột tạo ra lượng glucose và maltose theo 1:3,79. Enzyme α -amylase của vi khuẩn và nấm sợi đều không có khả năng phân giải α -1,6 glucoside của cơ chất.
Như vậy, vai trò cơ bản của α -amylase trong sản xuất rượu là làm dịch hóa nhanh ở giai đoạn nấu và cả ở giai đoạn đầu của giai đoạn đường hóa, dextrin hóa và tích tụ đường.
Vai trò của enzyme amyloglucosidase: thủy phân liên kết α -1,4-glucoside trong các polysaccharide, chúng liên tiếp phân cắt các gốc glucose không khử trong mạch polysaccharide. Ngoài ra nó còn có khả năng phân cắt lien kết α-1,6-glucoside. Sản phẩm cuối cùng trong hoạt động của glucoamylase là glucose.