Enzyme là chất xúc tác sinh học đặc biệt, là một loại protein được sinh vật tổng hợp nên và tham gia vào các phản ứng sinh học. Các phản ứng sinh học xảy ra thường xuyên không chỉ ở trong tế bào sinh vật mà cả ở ngoài môi trường. Các enzyme tham gia phản ứng ngoài tế bào được gọi là enzyme ngoại bào, các enzyme thực hiện trong tế bào gọi là enzyme nội bào. Các enzyme nội bào và các enzyme ngoại bào đều được tổng hợp trong tế bào. Có khả năng xúc tác đặc hiệu các phản ứng hóa học nhất định và đảm bảo cho các phản ứng xảy ra theo một chiều hướng nhất định với tốc độ nhịp nhàng trong cơ thể [8].
2.6.1.1. Enzyme Termamyl
Enzyme α-amylase (hình 2.10) có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside của cơ chất một cách ngẫu nhiên và là enzyme nội bào (endoenzyme). Enzyme α-amylase không chỉ có khả năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả năng phân hủy cả hạt tinh bột nguyên vẹn [8].
Cơ chế tác dụng của α-amylase: sự thủy phân tinh bột của α-amylase trải qua nhiều giai đoạn.
Trước tiên enzyme này phân cắt một số liên kết trong tinh bột tạo ra một lượng lớn dextrin phân tử thấp, sau đó các dextrin này bị thủy phân tiếp tục để tạo ra maltose và glucose.
Amylose bị phân cắt thành các oligosaccharide hay còn gọi là polyglucose (6 – 7 gốc glucose) dưới tác dụng của α-amylase, sau đó các oligosaccharide này
tiếp tục bị phân cắt nên chuỗi bị ngắn dần và tạo thành maltotetrose, maltotriose, maltose. Sau thời gian tác dụng dài, sản phẩm của quá trình thủy phân amylose là 13% glucose và 87% maltose.
Tác dụng của α-amylase trên amylopectin cũng xảy ra tương tự và sản phẩm được tạo là 72% maltose, 19% gluose, ngoài ra còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose 8% do α-amylase không thể cắt được liên kết 1,6-glucoside ở mạch nhánh của phân tử amylopectin [8].
Các giai đoạn của quá trình thủy phân tinh bột của α-amylase
Giai đoạn dextrin hóa:
Tinh bột dextrin phân tử lượng thấp Giai đoạn đường hóa:
Dextrin tetra- và trimaltose di-và monossacharide
Amylose oligosaccharide polyglucose
Maltose maltotriose maltotetrose
Enzyme Termamyl là chế phẩm enzyme thương mại (hãng Novo Nordick) dạng nước có chứa α-amylase, chịu được nhiệt độ cao và được sản xuất bởi chủng nấm men Bacillus licheniformis.
Ứng dụng của Termamyl a)Trong kĩ nghệ tinh bột
Termamyl dùng trong dịch hóa tinh bột liên tục trong nồi hơi hoặc trong những thiết bị tương tự hoạt động ở nhiệt độ 105 – 1100C vì lợi dụng được tính ổn định ở nhiệt độ cao của enzyme.
b)Trong kĩ nghệ nấu đƣờng
Termamyl sử dụng để phá vỡ lượng tinh bột hiện diện trong nước mía nhờ thế hàm lượng tinh bột trong đường thô giảm và việc lọc đường tại nhà máy tinh luyện dễ dàng hơn.
α-amylase
α-amylase
c) Trong kĩ nghệ nấu cồn
Termamyl ứng dụng để phân tán tinh bột khi nghiền và chưng cất ở giai đoạn này cũng lợi dụng được độ ổn định nhiệt của enzyme. Hơn nữa cũng có thể thực hiện việc chưng cất mà không cần điều chỉnh pH và nồng độ Ca2+. Yếu tố trên làm cho quy trình sản xuất cồn trở nên đơn giản hơn và mức độ nhiễm cặn bẩn Ca2+ được giảm thiểu trong cột chưng cất.
d)Trong kỹ thuật nấu bia
Termamyl giúp cho quá trình dịch hóa dễ dàng hơn, quá trình nấu đơn giản và tỉ lệ phế liệu trong công nghệ này cũng có thể tăng lên.
e) Trong kỹ thuật dệt
Termamyl được sử dụng ở nhiệt độ cao, tốc độ cao để rũ hồ trước khi nhuộm[41].
2.6.1.2. Enzyme AMG
Glucoamylase (hình 11) có khả năng thủy phân liên kết α-1,4 lẫn α-1,6 glucoside. Khi thủy phân liên kết α-1,4-glucan trong chuỗi polysaccharide, glucoamylase tách lần lượt từng phân tử glucose ra khỏi đầu không khử của mạch để tạo ra glucose. Glucoamylase là enzyme ngoại bào.
Ngoài các liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside, glucoamylase còn có khả năng thủy phân các liên kết α-1,2 và α-1,3 glucoside.
Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylosepectin, dextrin, panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại amylase khác. Glucoamylase thủy giải
các polysaccharide có phân tử lớn nhanh hơn so với các chất có phân tử nhỏ hơn. Các polysaccharide có nhánh như amylopectin, glucogen, β-dextri bị glucoamylase thủy phân khá nhanh.
Đa số glucoamylase có hoạt lực cao nhất ở vùng pH 3,5-5.5 và nhiệt độ 500C. Nó bền với acid hơn α-amylase nhưng kém bền hơn trong rượu, acetone và không bảo vệ bởi Ca2+ [8].
AMG là một chất exo-D-glucose-1,4-α(gluco-amylase) được sản xuất từ một chủng vi sinh vật chọn lọc tên là Aspergillus niger bằng sự lên men chìm. Tên theo hệ thống là 1,4-α-D-glucan lucohydrolase (EC 3.2.1.3).
Hình dạng: các sản phẩm lỏng là những chế phẩm màu nâu trong, có độ đặc trưng 1.2g/ml. Vi hạt AMG 300.