b) Cơ chế tác động của enzyme pectinase
3.2.2.6 Ứng dụng enzyme trong công nghệ sản xuất cồn
Cồn được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp lên men. Người ta lên men cồn từ nguyên liệu chứa đường như mật rỉ hoặc từ nguyên liệu chứa hydro carbon.
Công nghệ sản cồn từ nguyên liệu chứa tinh bột qua những công đoạn cơ bản sau: - Xử lý nguyên liệu bao gồm nghiền nhỏ nguyên liệu, dich hóa nguyên liệu. Có
thể xử lý nguyên liệu bằng acid hoặc bằng kiềm.
- Chuyển hóa tinh bột bằng enzyme α-amylase để tạo dextrin.
- Chuyển hóa dextrin bằng β-amylase hay amyloglucosidase để tạo ra đường có khả năng lên men.
- Lên men dịch đường bằng nấm men Sacharomices cevevisiae. - Chưng cất thu nhận cồn.
- Tinh thế cồn để thu nhận cồn có chất lượng cao.
Trong quá trình công nghệ trên, enzyme được ứng dụng ở công đoạn đường hóa ( chuyển hóa tinh bột thành đường). Quá trình đường hóa đóng vai trò quyết định đến khả năng lên men và hiệu suất thu cồn.
Vai trò của enzyme trong công nghệ sản xuất cồn:
- Vai trò của amylase: α-amylasehoạt động mạnh trong giai đoạn đầu của quá trình đường hóa. Nguyên nhân vì có sự thay đổi pH trong thời gan đường hóa và giới hạn hoạt động của α-amylase tới đường không vượt quá 70-80%. Như vậy vai trò cơ bản của
enzyme trong giai đoạn này là làm dịch hóa nhanh ở giai đoạn nấu và cả giai đoạn đầu của quá trình đường hóa, dextrin và tích tụ đường.
- Vai trò của glucoamylase: Glucoamylase thủy phân kiên kết α-1,4 glucose trong các polysacharide. Ngoài ra enzyme này còn có khả năng phân cắt liên kết α-1,6 glucoside. Phần lớn các glucoamylase hoạt động ở pH không cao. Nhiệt độ tối ưu là 55-60oC. Sản phẩm cuối cùng của quá trình thủy phân này là glucose. Dó đó, việc sử dụng đường glucoamylase trong sản xuất cồn có triển vọng lớn.
- Vai trò của pululanase: Đây là enzyme tham gia thủy phân liên kết α-1,6 glucoside trong các poly và oligosacharide. Pululanase phân cắt liên kết α-1,6 glucosidetrong trường hợp liên kết này được bao quanh tất cả các phía nhờ liên kết α-1,4 glucoside. Dextrin có phân tử thấp, dễ bị pululanse phân hủy tạo thành từ 2 gốc maltose, nối với nhau bằng liên kết α-1,6 glucoside. Nếu có sự kết hợp của α-amylase và pululanase, dextrin sẽ bị thủy phân hoàn toàn.
- Vai trò của hệ enzyme cellulase: Các hệ thuộc nhóm enzyme cellulase (celluláe, hemicellulase, xylanase gia phân huỷ các polysacharidekhoong phải là glucide. Các chất này bao gồm cellulose, hemicellulose, pectin…Các chất này nằm trong thành tế bào của tế bào thực vật, nằm ở gian bào và một số thành phần khác. Việc phá vỡ các thành phần này sẽ làm tăng khả năng chuyển hóa vật chất có trong tế bào. Như vậy việc bổ sung enzyme trên vào trong quá trình đường hoá thấy rằng hàm lượng đường galactose,
arabinose,cylose, glucose tăng lên. Khi tiến hành lên men, dung dịch đường hoá bởi amylase và các enzyme cellulase hiệu suất cồn tăng 15%. Hệ enzyme cellulase được coi như biện pháp tăng cường khả năng đường hoá và làm tăng hiệu suất thu cồn sau lên men.
- Vai trò của enzyme protease: Khi xử lý nguyên liệu bằng chế phẩm protease, trong dung dịch đường hóa tích tụ nhiều amino acid. Amino acid là thành phần rất cần thiết cho sự phát triển của nấm men.