Tiểu luận Enzyme Amylase

h lượng tinh bột thừa, người ta đưa nhiệt độ đến nhiệt độ sôi sau đó làm giảm xuống 50°C hay 60°C và cho enzyme amylase vào.Ngày nay người ta sử dụng a-amylase của vi khuẩn. Enzyme amylase của vi khuẩn chịu nhiệt cao, chúng hoạt động mạnh ở nhiệt độ 85°C-90°C. 1 số enzyme amylase của bacillus subtilic có khả năng hoạt động ở 105°C-115°C.Tuy nhiên còn tùy thuộc vào điều kiện kinh tế, sản xuất, nguồn amylase mà người ta tiến hành chọn lựa enzyme rũ hồ vải cho phù hợp.Quy trình rũ hồ vải:Làm sạch vảiNgâmPhân giải tinh bộtRửa dung dịchNước đun sôiChất điều chỉnh pH300g NaCl, 50g CaCl2,50g chất phụ giaTrong 100l H2O ở 65-70°C100-200g amylase với hoạt tính 3000SKB/gDung dịch iodine2ph- 16htùy thuộc hoạt tính enzyme5-10g NaOH/ 1l H2O95-100°C2. Ứng dụng trong sản xuất chất tẩy rửa:Chất tẩy rửa bao gồm những chất kiềm, sodium silicate, sodium bicarbonate, sodium tripolyphosphate.Mục đích: loại bỏ các chất vô cơ, hữu cơ bám vòa quần áo như: protein, lipid, carbonhydrat và những chất màu.Enzyme a-amylase của vi khuẩn là một trong những enzyme thường được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, do enzyme này có khả năng chịu nhiệt cao (khoảng 90°C), pH cao (pH=9).Tuy nhiên do enzyme này không bền pH kiềm và nhiệt độ cao trong một thời gian lâu, nên người ta thường bao chúng lại trước khi phối trộn với các thành phần khác của chất tẩy rửa để bảo quản được lâu và đảm bảo khả năng hoạt động của chúng.Enzyme a-amylase làm tăng khả năng phân giải các vết bẩn do carbonhydrat trong quần áo.2. Ứng dụng trong sản xuất chất tẩy rửa:- Ứng dụng trong chất tẩy màu giấy:A-amylase bẻ gãy các mạch tinh bột trên mặt giấy, kéo theo sự làm long các phân tử mang màu bám trên đó, tạo thuận lợi cho quá trình tuyển nổi khử mực.Hiệu quả: thời gian ủ giảm 30%, mức dùng các loại hóa chất giảm 10- 35% tùy theo từng loại, giảm nhiều nhất là NaOH (giảm 35%), độ trắng của bột sau khử mực tăng 2,7- 3% ISO, độ dài đứt tăng 1,5%, độ chịu gấp tăng 14% và độ chịu xé tăng 28%, độ trắng cuối cùng đạt tối đa 87,0% ISOIII.3/ Ứng dụng trong thực phẩm.Ứng dụng trong sản xuất mì chính:- Nguyên liệu sử dụng chủ yếu: tinh bột sắn, rỉ đường mía.- Các chủng VSV: corymebacterium hydrocacboclastus, bacillus, brevibacteriumEnzyme amylase được sử dụng trong công đoạn thủy phân tinh bột.Người ta có thể dùng a-amylase hay β-amylase của các hạt nảy mầm hay của nấm mốc để thủy phân tinh bột thành đường.1. Ứng dụng trong sản xuất mì chính:Tinh bột dextrin + maltose + glucose Tinh bột maltose + β-dextrin.(glucogen)Ưu điểm: không dùng đến hóa chất hay thiết bị chịu acid, chịu áp lực, không độc hại cho người và thiết bịNhược điểm: .) Đường hóa không triệt để tinh bột mà còn ở dạng trung gian như dextrin làm cho vi khuẩn lên men mì chính không có khả năng sử dụng. .) Thời gian đường hóa tương đối dài. .) Lượng đường sau khi đường hóa thấp, do đó phải sử dụng thiết bị to, cồng kềnh.a-amylaseThủy phân a-1,4 của amyloseβ-amylase2. Ứng dụng trong sản xuất bia.Nguyên liệu sử dụng: Ngũ cốc, hoa houblon, nước, nấm men, chất phụ gia.Các chủng VSV sử dụng: sacchromyces cerevisizae(lên men nổi) & saccharomyces cerevisidae (lên men chìm).Trong công nghệ sản xuất bia người ta thường sử dụng enzyme amylase có trong mầm đại mạch. 2.Ứng dụng trong sản xuất bia:Enzyme amylase được sử dụng trong quá trình đường hóa:Hạt đại mạch nảy mầm(tinh bột)Như vậy việc đường hóa tinh bột trong hạt nhờ enzyme amylase của chính nó dẫn đến chi phí cao cho sản xuất và sản phẩm.Để khắc phục điều này, trong quá trình lên men tạo bia thì nhà sản xuất không sử dụng hoàn tòan 100% nguyên liệu là malt đại mạch mà có sự pha trộn theo một công thức nào đó để thay thế malt và còn bổ sung nguồn tinh bột cho quá trịnh lên men. Lý do là một phần để tạo hương vị cho bia, màu sắc, độ cồn phù hợp cho người tiêu dùng và một phần là làm giảm giá thành cho sản phẩm bia nhưng vẫn giữ được đặc trưng cho bia. Chính vì điều này, các nhà sản xuất bia quan tâm đến việc sử dụng chế phẩm enzym amylase cung cấp cho quá trình thủy phân tinh bột .Enzym này có ý nghĩa rất lớn trong việc làm bia, giúp sản xuất bia ở qui mô công nghiệp. amylaseNăng lượng + vật chất3. Ứng dụng trong CNSX cồn:Nguyên liệu chủ yếu là sắn, ngô,gạo hoặc tấm từ gạo. Enzyme amylase trước đây được sử dụng là malt nhưng ngày nay người ta sử dụng amylase của nấm sợi.Quá trình sản xuất cồn trải qua 2 giai đoạn:GĐ đường hóa và GĐ rượu hóa.-GĐ đường hóa: Tinh bột dextrin đường lên mena-amylaseβ-amylaseamyloglucosidase3. Ứng dụng trong CNSX cồn:Sơ đồ quá trình chuyển hóa tinh bột:Nguyên liệu chứa tinh bộtNấu chín ở nhiệt độ caoLàm nguộiĐường hóaAmylase hoạt động ở 55°CAmyloglucosidase hoạt động ở 55°C3. Ứng dụng trong CNSX cồn: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 chủ yếu là các chế phẩm thô vì tính chất kinh tế, tuy nhiên trước khi đường hóa phải xác định hoạt tính của từng loại enzyme từ đó diều chỉnh hoạy động của chúng để tránh các phản ứng không mong muốn.Enzyme a-amylase tham gia thực hiện các phản ứng sinh hóa cần thiết & quyết định đến hiệu suất sản xuất cồn. Còn β-amylase tham gia những biến đổi cơ bản cơ chất để tăng cường quá trình chuyển hóa cơ bản.a-amylase tủy phân tinh bột tạo ra glucose và maltose theo tỉ lệ 1:5,45 (vi khuẩn) và 1:3,79 (nấm sợi). Enzyme a-amylase của vi khuẩn và nấm sợi đều không có khả năng phân giải a-1,6 glucoside của cơ chất. Như vậy, vai trò cơ bản của a-amylase trong sản xuất rượu cồn là làm dịch hóa nhanh ở giai đoạn nấu và ở cả giai đoạn đầu của sự đường hóa, dextrin hóa và tích tụ đường.Vai trò của glucoamylase:Glucoamylase thủy phân liên kết a-1.4 glucoside trong các polysacharide, chúng liên tiếp phân cắt các gốc glucose không khử trong mạch polysacharide. Ngoài ra glucoamylase còn có khả năng phân cắt liên kết a-1,6 glucoside.Sản phẩm cuối cùng trong hoạt động của glucoamylase là glucose.GĐ rượu hóa:nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae, cũng có thể xem đây là một quá trình áp dụng enzym. Qúa trình rượu hóa là quá trình hết sức phức tạp, trải qua rất nhiều giai đoạn chuyển hóa từ đường thành cồn nhờ sự tham gia của nhiều enzym khác nhau. Điểm khác với enzym amylase là ở chổ các enzym tham gia quá trình rượu hóa nằm trong tế bào nấm men. Việc điều khiển các quá trình chuyển hóa bởi enzym trong tế bào thực chất là quá trình trao đổi chất của nấm men trong môi trường chứa đường.4. Ứng dụng trong sản xuất siro:ứng dụng trong sản xuất siro và các sản phẩm chứa đường_ phôi bắp được xử lý bằng SO2 và vi khuẩn lactic để hạt tinh bột mềm, ra khỏi khối bột bằng li tâm. Enzyme amylase chỉ được sử dụng sau khi tinh bột hòa vào nước.Ngoài tinh bột bắp, người ta còn sử dụng tinh bột khoai tây, tinh bột mì, tinh bột sắn(khoai mì). Tùy theo nguồn nguyên liệu tinh bột mà người ta áp dụng kĩ thuật khác nhau cho phù hợp.Enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất siro phải là những enzyme chịu nhiệt, những enzyme này thường được thu nhận từ vi khuẩn bacillus licheniformis, bacillus stearothermophilus. Ngoài ra người ta còn sử dụng a-amylase từ nhiều VSV khác nhau.Đặc điểm quan trọng nhất của enzyme amylase là chúng hoạt động ở pH gần trung tính (pH=6), đặc điểm này giúp thực hiện các quá trình đường hóa rất dễ dàng.Quá trình chuyển hóa tinh bột bằng siro fructose:Ứng dụng trong sản xuất HFCS:HFCS (High Fructose Corn Syrup) là một nhóm bất kì của siro bắp mà trải qua quá trình enzyme để làm tăng hàm lượng fructose & sau đó được pha trộn với siro bắp sạch (100% glucose) để tạo thành dạng sản phẩm cần thiết. Gồm HFCS 90, HFCS 55, HFCS 42.Các bước tiến hành: Tinh bột bắpa-amylaseChuỗi đường ngắnoligosaccharidesglucoseamylaseĐường đơnglucose42% fructose50-52% glucose1 vài loại đường khácXylose isomeraseSắc kí lỏngFructose được Làm giàu ~90%Quá trình enzyme làm thay đổi 100% glucose siro bắp thành HFCS 904.Ứng dụng trong CNSX bánh mì:Các loại hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa nước, bắp, khoai mì là nguồn nguyên liệu chính để làm bánh mì.Trong sản xuất bánh mì, người ta sử dụng enzyme nhằm giải quyết một số vấn đề sau: + làm tăng nhanh thể tích bánh + làm màu sắc của bánh đẹp hơn + làm tăng mùi thơm cho bánhNgười ta sử dụng cả 2 loại enzyme a-amylase và β-amylase thủy phân tinh bột tạo thành đường. Nhờ đó nấm men saccharomyces cerevisiae sẽ dễ dàng chuyển hóa chúng thành cồn, CO2, làm tăng thể tích của bánh & tạo màu sắc, hương vị tốt.Nguồn amylase thường sử dụng là malt,tuy nhiên trong những năm gần đây, malt dần được thay thế bởi nấm sợi. Các chế phẩm enzyme từ nấm sợi không chỉ chứa amylase mà còn chứa protease & 1 số enzyme khác rất có lợi cho quá trình lên men. Chế phẩm enzyme này chủ yếu thu nhận từ Aspergillus oryzae. 4.Ứng dụng trong CNSX bánh mì:Enzyme amylase + sulfat amon chất đệm cho amylase hoạt độngTác dụng: - ổn định hoạt tính enzyme amylase không thay đổi trong 1 năm bảo quản - tăng chất lượng bánh (tăng thể tích, độ xốp, tăng khả năng giữ hình bánh, tăng mức ổn định cấu trúc ruột bánh & làm giảm quá trình làm khô của bánh.) -giảm tiêu hao nấm men lỏng đến 20% Trong công nghệ SX bánh mì, lượng CO2phải được tạo ra liên tục từ giờ đầu tiên đến giờ cuối cùng của quá trình sản xuất.Nếu từ lượng đường có sẵn trong tinh bột -> CO2 max ở giờ đầu tiên & giờ thứ 2 của quá trình lên men sau đó lượng khí giảm -> giảm chất lượng bánh.Khắc phục: sử dụng β-amylase -> lượng CO2 xảy ra theo chiều hướng tăng & đạt cực đại ở quá trình lên men1:15. Ứng dụng trong sản xuất bánh kẹo, glucoza và mật:Trong sản xuất bánh quy:Tinh bột làm tăng hàm lượng aminoacid tự do và tăng lượng đường khử bánh quy có mùi, vị , màu hấp dẫn.Trong sản xuất glucose và mật:Mật glucoza hay mật maltoza được dùng trong sản xuất bánh kẹo và trong các sản phẩm ăn kiêng cho trẻ em & người bệnh.Tinh bột mật glucoza. Tuy nhiên trong chế phẩm enzyme glucoamylase luôn có glucozyltransferaza làm giảm tính chất của glucoza, làm glucoza khó kết tinh, ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm -> nên chọn chủng nấm mốc không tạo ra glcozyltranferaza (A.awarnor, Rhizopus,)amylaseproteaseOXH-Kglucoamylase