2. TINH SẠCH ENZYME
3.3.3Ứng dụng của Enzyme Amylase trong CNSX cồn
Nguyên liệu chủ yếu mà các nhà máy rượu nước ta thường dùng là sắn, sau đĩ là ngơ và một phần gạo hoặc tấm. Đối với sản xuất rượu thì thành phần quan trọng nhất là gluxit lên men được gồm tinh bột và một số đường. Trong đa số gluxit nĩi chung thì tỉ lệ giữa H và O đều tương tự như trong nước. Ví dụ ramnoza - C6H12O5
Vai trị của α -amylase và -amylaseβ
Trong nội dung phần này chỉ trình bày sản xuất cồn từ hydro carbon, đây là quá trình sản xuất cĩ ứng dụng enzyme.
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 chứa tinh bột, enzyme amylase được sử dụng ở các giai đoạn đường hĩa:
• Chuyển hĩa dextrin bằng β-amylase hay amyloglucosidase để tạo ra đường cĩ khả năng lên men.
Đường hĩa Làm nguội Nấu chín ở nhiệt độ cao Nguyên liệu chứa tinh bột Amyloglucosidase hoạt động ở 550C
Amylase hoạt động ở 550C
Sơ đồ quá trình chuyển hĩa tinh bột
Quá trình đường hĩa đĩng vai trị 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 thơ được thu nhận từ phương pháp nuơi cấy bề mặt, nuơi chìm hoặc chế phẩm đậm đặc, tinh khiết. Chủ yếu là sử dụng chế phẩm dạng thơ vì tính chất kinh tế.
Vì sử dụng chế phẩm dạng thơ, do đĩ để tránh các phản ứng khơng mong muốn trong quá trình đường hĩa, trước khi đường hĩa phải xác đinh hoạt tính enzyme của từng loại enzyme từ đĩ điều chỉnh hoạt động của chúng.
Trong giai đoạn dịch hĩa enzyme α-amylase tham gia thực hiện các phản ứng sinh hĩa cần thiết và quyết định đến hiệu suất sản xuất cồn. Trong khi đĩ cũng trong
giai đoạn này enzyme β-amylase lại tạo ra các sản phẩm khơng mong muốn, làm cản trở quá trình lên men.
Trong giai đoạn đường hĩa dịch đường nấm men, enzyme α-amylase tham gia thực hiện các phẩn ứng sinh hĩa cần thiết và quyết định tới hiệu suất sản xuất của cồn. Cịn enzyme β-amylase tham gia những biến đổi cơ bản cơ chất để tăng cường quá trình chuyển hĩa cơ bản.
Khi thủy phân tinh bột, enzym α-amylase tác động vào liên kết α-1,4 glucoside và sản phẩm tạo ra là mantose và dextrin mà mạch của chúng gần bằng C6. Các dextrin sau đĩ sẽ phân hủy chủ yếu theo:
• C6 C5 + C1.
• C7 C6 + C1 hay C5 + C2.
• C8 C6 + C2 hay C5 + C3.
Enzym α-amylase của vi khuẩn thủy phân tinh bột tạo ra lượng glucose và maltose theo 1: 5,45. Enzym α-amylase của nấm sợi thủy phân tinh bột tạo ra lượng glucose và maltose theo 1: 3,79. Enzym α-amylase của vi khuẩn và nấm sợi đều khơng cĩ khả năng phân giải α-1,6 glucoside của cơ chất.
Như vậy, vai trị cơ bản của α-amylase trong sản xuất rượu, cồn là làm cho dịch hĩa nhanh ở giai đoạn nấu và cả giai đoạn đầu của sự đường hĩa, dextrin hĩa và tích tụ đường.
Vai trị của glucoamylase
Glucoamylase thủy phân liên kết α-1,4 glucoside trong các polysaccharide, chúng liên tiếp phân cắt các gốc glucose khơng khử trong mạch polysaccharide. Ngồi ra, glucoamylase cịn cĩ khả năng phân cắt liên kết α-1,6 glucoside.
Sản phẩm cuối cùng trong hoạt động của glucoamylase là glucose.
Bảng 3.2: Hoạt độ phân giải của vi sinh vật trong sản xuất cồn etylic
Chủng vi sinh vật
Hoạt độ amylaza Hoạt độ D Hoạt độ Gluco Hoạt độ Pr
Asp.oryzae KC Asp.oryzae U476 Asp.niger S4-10-111 Asp.awamori 22 70.0 85.0 0.65 14.5 450.0 665.0 437.0 850.0 30.0 80.0 70.0 30.0 50.0 40.0 0.5 0