Phụ Gia Thực Phẩm
1
Phụ Gia Thực Phẩm
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.
Ở nước ta, trong những năm gần đây, kinh tế đã, đang, và sẽ chuyển biến
mạnh mẽ sang nền kinh tế thị trường, dần dần hóa nhập cũng như gắn liền với sự
phát triển chung của nền kinh tế thế giới. Một trong vơ vàn những hệ quả do sự
thay đổi và phát triển của nên kinh tế là cây sắn ( cây khoai mì).
Hiện nay, cây sắn đang trong quá trình chuyển đổi nhanh chóng từ cây
lương thực truyền thống sang thành loại cây công nghiệp. Một trong những sản
phẩm quan trong từ sắn là tinh bột sắn.Tinh bột sắn được ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực trong đó có ngành công nghệ thực phẩm.
Bên cạnh đó, ngay sau khi phát hiện ra sự tồn tại khách quan của vi sinh vật
xung quanh ta ( thế kỷ 17), thì ngành công nghiệp lên men phát triển với tốc độ rất
mạnh mẽ. Đồng thời các nhà khoa học cũng lần lượt sáng tỏ bản chất của quá trình
này và kiền thức về emzyme bắt đầu phát triển mạnh.
Cho đến ngày nay, việc khai thác và sử dụng emzyme đã phát triển thành
một ngành công nghiệp với những kỹ thuật hoàn chỉnh và đem lại nguồn lợi không
nhỏ, tạo ra nhiều sản phẩm phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp và góp phần vào
sự phát triển kinh tế của đất nước.
Với những lý do trên chúng tôi tiến hành tìm hiểu đề tài “ ỨNG DỤNG
CỦA AMYLASE TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG TỪ TINH BỘT KHOAI MÌ”.
2
Phụ Gia Thực Phẩm
PHẦN A:
TỔNG QUAN
I. TỔNG QUAN VỀ AMYLASE
1. Đặc điểm và phân loại.
Các ứng dụng trong công nghiệp của emzyme tăng mạnh trong một vài năm
gần đây. Thị trường emzyme toàn cầu đạt khoảng 1,4 tỷ USD năm 1996, 1,6 tỷ USD năm
1997 và tăng từ 6,5- 10% hằng năm.
Năm 1996, tổng giá trị các emzyme sử dụng trong công nghiệp biến tính tinh
bột là 156 triệu USD, trong đó α-amylase bền nhiệt, glucose-isomerase(GI) và
Glucoamylase (GA) là những emzyme được sử dụng nhiều nhất.
emzyme khác
Glucose-isomerase
Glucoamylase
α_amylase bền nhiệt
GA+ pullulanase
19%
16%
15%
24%
26%
Hình 1.1: Emxyme thủy phân tinh bột tiêu thụ
trong những năm 1996: 156 triệu đô la mỹ.
Amylase là một trong những hệ emzyme quan trọng nhất trong ngành công
nghệ sinh học hiện nay do nó có ứng dụng hết sức rộng rãi trong công nghệ thực phẩm,
dược phẩm, công nghiệp lên men, công nghiệp dệt và công nghiệp giấy. Amylase đầu tiên
được sản xuất ở quy mô công nghiệp năm 1894, nó có nguồn gốc từ nấm mốc và được sử
dụng như một loại dược phẩm để chữa bệnh về tiêu hóa.
3
Phụ Gia Thực Phẩm
Ngày nay, các amylase được sản xuất từ vi sinh vật đã thay thế thành công acid
trong công nghiệp thủy phân tinh bột. Amylase cũng được sử dụng rộng rãi để đường hóa
tinh bột trong sản xuất rượu bia và sản xuất các sản phẩm đường từ tinh bột.
Theo phân loại gần đây nhất của Nigam ( 1995), hệ Amylase tham gia vào quá
trình thủy phân tinh bột gồm các emzyme chính sau đây:
Endo-α-1,4
glucanase
α_Amylase
α_1,4 glucanase
●β-Amylase
●Glucoamylase
Exo-α-1,4 glucanase
●α-Amyloglucosidase
●Exomalto-tetrahydrolase
● Exomaltopentahydrolase
Emzyme thủy
phân tinh bột
Endo-α-1,6
glucanase
Pullulanase
Isoamylase
Exo-α-1,6
glucanase
Exopullulanase
α_1,6 glucanase
4
Phụ Gia Thực Phẩm
Hình 1.2: Các Amylase tham gia vào quá trình thủy phân tinh bột.
Hình 1.3: Tổng hợp quá trính thủy phân tinh bột cùa Amylase
Bảng 1.1: Các loại Amylase, cơ chế phân cắt và sản phẩm tạo thành
Danh pháp
α-Amylase
Mã số
quốc tế
3.2.1.1
Liên kết bị emzyme cắt
Sản phẩm
thủy phân
Liên kết α-1,4 glucoseide ở bên
Dextrin và hỗn hợp
trong tinh bột, glucose,
đường khử (chủ yếu
polysaccharide; liên kết bị phân cắt
là maltose)
không theo trật trự nào.
β-Amylase
3.2.1.2
α-1,4-glucoside của mạch tinh bột.
β-maltose và dextrin
các gốc maltose bị tách trình tự từ
phân tử lớn.
đầu không khử của mạch.
Glucoamylase
3.21.3
α-1,4 và α-1,6-glucoside của mạch
Glucose
tinh bột. Các gốc glucose bị tách từ
đầu không khử của mạch.
Amylopectin-1,6glucosidase
Oligo-1,6Glucosidase
3.2.1.9
α-1,6-glucoside trong amylopectin
Một lượng maltose
và β-dextrin.
và maltotriose
3.2.1.10 α-1,6-glucoside của mạch tinh bột.
Glucose, maltose,
maltotriose,
5
Phụ Gia Thực Phẩm
maltotetrase
Dextrin-1,6-
3.2.1.11 α-1,6 –glucose trong dextrin có
glucosidase
Glucose, maltose,
mạch nhánh phụ gắn với liên kết α-
maltotriose,
1,6.
mantotetrase…
2. Tính chất, đặc điểm, điều kiện hoạt động của một số Amylase quan trọng.
2.1. Emzyme α-amylase.
2.1.1. Tính chất
α-amylase là một emzyme nội phân (endoamylase) vì nó cắt các liên kết α-1,4
glucoside nằm phía bên trong phân tử cơ chất một cách ngẫu nhiên.
α-amylase dễ tan trong nước, trong các dung môi muối có nồng độ loãng.
Protein của các α-amylase có tính acid yếu.
Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH từ 4,2-5,7.
α-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần các acid amin khác nhau. Mỗi
loại α-amylase có một tổ hợp acid amin đặc hiệu riêng song chúng đều khá giàu
tyrozion và tryptophanan.
2.1.2.Đặc điểm:
Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase là một quá trình đa giai đoạn. Ở
giai đoạn đầu chỉ một số phân tử cơ chất bị bẻ gãy tạo thành một lượng lớn dextrin phân
tử thấp.Sang giai đoạn 2 các dextrin phân tử thấp vừa được tạo thành bị thủy phân tiếp tục
thành các tetra và tri-mantose không cho màu với iod.Các chất này lại bị thủy phân rất
chậm đến khi tạo thành các di và mono saccharide.
Hình 2.1 : cấu trúc của α-Amylase
6
Phụ Gia Thực Phẩm
α-amylase hầu như không tác dụng lên tinh bột nguyên vẹn và tác dụng mạnh
lên tinh bột đã bị hồ hóa làm cho các sản phẩm hồ hóa bị loãng ra. Chính vì vậy mà αamylase còn là một amylase dịch hóa.
α-amylase tương đối bền dưới tác dụng của nhiệt. Tính bền của α-amylase là do
sự có mặt của ion Ca2+ trong phân tử emzyme, Canxi giữ vai trò ổn định cấu trúc bậc 3
của emzyme.
2.1.3. Các giai đoạn của quá trình thủy phân tinh bột của α-amylase:
Giai đoạn dextrin hóa:
α-Amylase
Tinh bột
Dextrin phân tử lượng thấp
Giai đoạn đường hóa:
Dextrin
Tetra và trimaltose
Di, monosaccharide
Amylose
Oligosaccharide
Poliglucose
Maltose
Maltotriose
Maltotetrose
2.1.4. Điều kiện hoạt động.
Bảng 2.1:Các điều kiện hoạt động của enzyme α-amylase
7
Phụ Gia Thực Phẩm
Các halogen có tác dụng vô hoạt đối với α-amylase theo thứ tự Cl-
- Xem thêm -