7. GIỚI THIỆU ENZYME AMYLASE VÀ CÁCH THU NHẬN TỪ THỰC VẬT
7.5.2. Thu nhận enzyme amylase
Malt đại mạch
Malt là từ chỉ trạng thái hạt nảy mầm. Quá trình sản xuất malt gồm các bước sau: Ngâm hạt, ủ hạt cho nảy mầm, sấy malt tươi, tách mầm, bảo quản malt khô .
• Yêu cầu về nguồn nguyên liệu
- Hạt phải thuần , tỷ lệ hạt ngoại lai chỉ được chiếm 5%, hạt không bị bệnh. - Vỏ hạt < 7-9% trọng lượng hạt . Trọng lượng 1000 hạt khoảng 40-44g. - Sức nảy mầm 80 -90%. - Khả năng nảy mầm > 95%. - Độ ẩm của hạt khoảng 15%. - Dung trọng : 650 – 680g/l. - Hàm lượng protein : 9 – 12%. - Hàm lượng tinh bột > 63 – 65% • Sản xuất Malt
Các bước trong quy trình sản xuất malt đại mạch :
Đại mạch --- > làm sạch --- > sấy bảo quản --- > ngâm hạt --- > ủ mầm ---> malt tươi --- > sấy malt --- > tách mầm rễ --- > malt khô
Ngâm Hạt : Đại mạch được ngâm trong nước sạch cho đến khi đạt đến sự cân bàng về độ ẩm. Chú ý đến sự thông khí trong khối hạt bằng cách đảo trộn khối hạt thường xuyên. Mục đích của giai đoạn này là tạo độ ẩm cho hạt có điều kiện lấy đủ oxy, đẩy CO2 và các sản phẩm bất lợi cho quá trình nảy mầm của hạt ra ngoài khối hạt.
Khi ngâm hạt, nước sẽ ngấm vào hạt làm cho thể tích hạt tăng nên, các Enzyme đang ở trạng thái không hoạt động chuyển sang trạng thái hoạt động và hoạt tính của Enzyme sẽ mạnh dần và thuỷ phân các chất dự trữ có phân tử lượng cao ở trong hạt thành các chất có phân tử lượng nhỏ hơn như đường, amino acid. Vì vậy, cần phải luôn luôn chú ý đến sự thông khí, độ ẩm của hạt và nhiệt độ.
Hạt đại mạch khô hầu như không có hoạt lực của α-Amylase. Khi hạt chuẩn bị nảy mầm thì xuất hiện hoạt lực của α-Amylase và hoạt lực này tăng dần. Đến ngày thứ 7 và thứ 8 của quá trình nảy mầm ( nhiệt độ 18 – 200C), hoạt lực này đạt đến mức độ tối đa, sau đó giảm xuống. Vào lúc hoạt lực của Enzyme đạt đến mức tối đa thì phải ngừng quá trình nảy mầm bằng cách sấy hạt đang nảy mầm ở nhiệt độ thích hợp.
Các bước quy trình sản xuất malt khô
Malt thóc
Đại mạch là loại ngũ cốc trồng ở vùng ôn đới có khí hậu lạnh. Ở những vùng nhiệt đới người ta nghiên cứu việc sử dụng malt thóc, bắp để thay thế một phần hay toàn bộ malt đại mạch.
• Các bước trong quy trình sản xuất malt thóc
Hạt lúa --- > làm sạch, phân loại --- > sấy bảo quản --- > ngâm hạt ---- > ủ mầm --- > malt tươi ---> sấy malt --- > tách mầm rễ --- > malt khô
Trong qúa trình nảy mầm của hạt, các Enzyme như Amylase, protease… hoạt động mạnh xúc tác cho các biến đổi sinh lý, sinh hoá trong hạt như thuỷ phân các chất cao phân tử như tinh bột và cellulose, protein thành những chất đơn giản hơn. Quá trình nảy mầm xảy ra khi hạt có đầy đủ các điều kiện thích hợp về độ ẩm, nhiệt độ.
Ngâm Hạt : trong hạt lúa có sẵn một lượng nước ở dạng liên kết. Nước từ bên ngoài khi thấm vào hạt sẽ hoà tan các chất dự trữ, hoạt hóa các Enzyme xúc tác quá trình phân giải các hợp chất cao phân tử trong hạt thành những chất đơn giản cung cấp cho hoạt động tăng trưởng của phôi để hình thành cây mầm. Phôi là nơi hút nước mạnh nhất. Tốc độ hút nước rất mạnh ở thời gian đầu do có sự chênh lệch áp suất thẩm thấu
rất lớn giữa môi trường bên ngoài và các tế bào bên trong hạt, đồng thời các chất keo háo nước trương nở rất mạnh, càng về sau, sức hút nước của hạt càng giảm.
Ủ hạt : việc ủ hạt trải qua 3 giai đoạn
+ Giai đoạn 1 : kéo dài 3 ngày. Ở ngày thứ ba bắt đầu nảy mầm, nhiệt độ của khối hạt tăng nhanh do hoạt động hô hấp mạnh. Khối hạt cần được đảo 2 - 3 lần/ngày .
+ Giai đoạn 2 : kéo dài 3 ngày . Lúc này chồi mầm và rễ mầm tăng trưởng nhanh, nhiệt độ khối hạt cũng tăng nhanh do hoạt động hô hấp cao. Khối hạt cần được đảo 2 - 3 lần/ngày .
+ Giai đoạn 3 : những ngày sau quá trình nảy mầm xảy ra chậm dầm, nhiệt độ tăng yếu và khối hạt cũng cần được đảo 2 - 3 lần/ngày.
• Các quá trình xảy ra trong quá trình nảy mầm của Hạt
Khi nước ở bên ngoài thấm vào hạt, các hợp chất cao phân tử bên trong hạt thấm nước và trương lên, các Enzyme thuỷ phân hoạt động, phân cắt các chất này thành những chất đơn giản hơn ở trạng thái hoà tan. Các chất này một phần được chuyển đến để nuôi phôi, một phần bị tiêu hao do hoạt động hô hấp và phần lớn được sử dụng để chuyển hoá thành những chất cao phân tử mới ở các mô của cây nảy mầm. Hoạt động hô hấp trong hạt cần được cung cấp oxy đồng thời thải ra khí CO2 và toả nhiệt làm cho nhiệt độ của khối tăng lên, do đó cần phải chú ý tới đảo trộn khối hạt.
Hoạt động của Enzyme : trong khối hạt, Enzyme ở dạng liên kết và chúng được chuyển sang trạng thái hoạt động khi hạt nảy mầm. Ngoài ra còn có một số Enzyme được tổng hợp mới. Các Enzyme hoạt động trong quá trình nảy mầm của hạt lúa.
- α-Amylase : Enzyme này không hoàn toàn hoạt động ở hạt chín. Hoạt tính của Enzyme α-Amylase tăng dần trong quá trình nảy mầm của hạt. Ở nhiệt độ 15 - 170C, hoạt tính của α-Amylase đạt đến cực đại vào ngày thứ 10 – 12 của quá trình nảy mầm; Ở nhiệt độ 28 – 300C, hoạt tính của α-Amylase đạt cực đại vào ngày 5 – 8.
- β-Amylase : Enzyme β-Amylase tồn tại ở dạng liên kết và một số ít hoạt động rất yếu trong hạt chín hoàn toàn. Hoạt động này tăng nên trong quá trình hạt nảy mầm. Thời gian để hoạt động của Enzyme này đạt đến cực đại cũng tuỳ thuộc vào nhiệt độ.
- Enzyme Oxy Hoá Khử: Trong quá trình nảy mầm , hoạt động của các ezyme này tăng nên mạnh do đó hoạt động hô hấp của hạt cũng gia tăng. Hoạt động hô hấp của
hạt mạnh nhất vào ngày thứ 4–6 ở nhiệt độ 27 - 280C và cường độ hô hấp phụ thuộc vào độ ẩm của hạt, nhiệt độ vào lượng O2 cung cấp.
7.6. Phương pháp tinh sạch Amylase:
Có hai phương pháp
- Tinh sạch Enzyme Amylase bằng phương pháp sắc ký
- Thu nhận Enzyme Amylase bằng phương pháp điện di trên gel polyacrylamide (polyacrylamide Gel Electrophoresis – PAGE).
7.7. Ứng dụng enzyme Amylase
Amylase là nhóm Enzyme được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: công nghệ sản xuất rượu bia, công nghệ thực phẩm…đặc biệt là trong lĩnh vực sản xuất bia. Trong lĩnh vực sản xuất bia Amylase được sử dụng để đường hóa tinh bột thành maltose, glucose dùng làm cơ chất cho quá trình lên men bia.
+ Trong công nghiệp sản xuất rượu bia (giai đoạn đường hoá tinh bột ) + Trong công nghiệp sản xuất tương , mạch nha , mật, đường glucose…
+ Từ tinh bột có thể làm cơm rượu làm thức ăn cho gia súc rất giàu chất dinh dưỡng.
+ Amylase còn được ứng dụng trong sản xuất làm bánh mì , làm cho bánh nở xốp thơm ngon hơn .
+ Trong công nghiệp dệt chế phẩm Enzyme Amylase còn dùng để rũ hồ vải là tẩy lớp hồ bột trên mặt vải. Làm cho vải mềm mịn , dễ tẩy trắng dễ bắt màu khi nhuộm .
+ Trong công nghiệp chế biến dược phẩm + Trong công nghiệp sản xuất bột ngọt
Qua quá trình tìm hiểu đề tài , nhóm em đã hiểu rất rõ về vai trò cũng như tầm quan trọng củ enzyme trong đời sống và sản xuất.
Đề tài chúng em thực hiện, dựa trên những sách có trong thư viện của trường cũng như các tư liệu và hình ảnh minh họa trên internet. Cùng với sự kết hợp với những kiến thức chúng em đã được học và đặc biệt cô Mai Hương đã hướng chúng em rất tận tình và chu đáo để nhóm em có thể thực hiện tốt đề tài.
Sau cùng nhóm em đã hoàn thành đề tài một cách tốt đẹp và còn có những thiếu sót trong bài do kiến thức chúng em còn rất hạn chế. Chúng em mong cô chỉ dạy thêm cho nhóm em.
Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu nhóm chúng em chỉ dựa vào sách và các tư liệu trên internet chưa đi vào quá trình thực tế . Nhưng qua bài tiểu luận trên nhóm em đã có được những kiến thức rất bổ ích và thiết thực của enzyme trong rau quả. Từ những kiến thức trên, chúng em đã hiểu được một phần nào trong quá trình sản xuất enzyme từ rau quả.
Nói chung , với những kiến thức mà chúng em đã làm để thực hiện đề tài thì khi áp dụng vào thực tế thì có rất nhiều thiếu xót. Nhưng chính sự thiếu xót ấy, chúng em sẽ sửa và làm nền tảng vững chắc cho chúng em sau này khi chúng em thật sự làm trong sản xuất .
Một lần nữa chúng em rất cảm ơn “Viện Công Nghệ Sinh Học & Thực Phẩm” đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. Ngoài ra chúng em cũng phải nói đến các thầy cô ở trong khoa chúng em, các thầy cô đóng một vài tro rất quan trọng đối với chúng em, đặc biệt cô Mai Hương rất tận tâm hướng dẫn chúng em.
1. Công nghệ sản xuất enzyme – NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội – 1999
2. Lê Ngọc Tú (chủ biên) – Hóa sinh công nghiệp – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 3. http://www.docsachonline.vn/index.php? option=com_w365_document&view=pro&catedocuid=359&proid=2900&Ite mid=28&lang=vi 4. http://www.docsachonline.vn/index.php? option=com_w365_document&view=pro&catedocuid=359&proid=2976&Ite mid=28 5. http://www.scribd.com/doc/31969200/Tieu-Luan-Enzym-Amylase 6. http://www.scribd.com/doc/52065795/enzym-ficin 7. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/phuong-phap-thu-nhan-cac-chat-tu-thuc- vat.189482.html