Tài liệu Ứng dụng enzyme amylase trong công nghiệp thực phẩm và nguồn thu nhận

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM VÀ NGUỒN THU NHẬN NHÓM SVTH : Nguyễn Bích Thùy Dương Nguyễn Diệp Đăng Khoa Nguyễn Khánh Tiến Huỳnh Hoàng Tú Lâm Mỹ Thúy Vy Trần Nhựt Hoàng Yến 60800372 60800979 60802217 60802501 60802705 60802726 GVHD : TS TRẦN BÍCH LAM 1 THÁNG MỤC LỤC : Lời mở đầu..................................................................................................4 Phần 1 : TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE I. Định nghĩa ....................................................................................................................5 II. Phân loại ......................................................................................................................5 2.1 . Endoamylase....................................................................................................5 2.2 . Exoamylase .....................................................................................................6 III.Các enzyme amylase ...................................................................................................6 3.1 .  – amylase .....................................................................................................6 3.2 .  – amylase .....................................................................................................8 3.3 . γ –amylase .......................................................................................................8 3.4 . Oligo-1,6-glucosidase .....................................................................................9 3.5 . α-glucosidase...................................................................................................9 3.6 . Transglucosidase .............................................................................................9 Phần 2 : ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM . I .Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất mì chính ..................................................10 1.1 . Nguyên liệu sử dụng .....................................................................................10 1.2 . Sự tham gia của enzyme amylase .................................................................12 1.3 . Ưu nhược điểm .............................................................................................13 II .Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất bia .........................................................13 2.1 . Nguyên liệu sử dụng và chủng vi sinh vật ....................................................13 2.2 . Nguồn enzyme thường dùng .........................................................................14 2.3 . Sự tham gia của enzyme amylase .................................................................14 III .Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất cồn........................................................16 3.1 . Nguyên liệu sử dụng......................................................................................16 3.2 . Sự tham gia của enzyme amylase .................................................................16 IV .Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất siro........................................................18 4.1 . Nguyên liệu sử dụng......................................................................................18 4.2 . Sự tham gia của enzyme amylase .................................................................18 V .Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất bánh mì..................................................21 5.1 . Nguyên liệu sử dụng......................................................................................21 5.2 . Sự tham gia của enzyme amylase .................................................................22 VI .Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất bánh kẹo...............................................23 6.1 . Mục đích........................................................................................................23 6.2 . Sự tham gia của enzyme amylase .................................................................23 VII .Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất glucoza và mật ...................................24 Phần 3 : NGUỒN THU NHẬN 2 I . Nguồn thu nhận .........................................................................................................24 1.1. Động vật .........................................................................................................24 1.2 . Thực vật ........................................................................................................24 1.3 . Vi sinh vật .....................................................................................................25 II . Phương pháp thu nhận ..............................................................................................25 2.1. Phương pháp thu nhận malt ...........................................................................25 2.2. Phương pháp thu nhận từ vi sinh vật .............................................................45 2.3. Phương pháp thu nhận từ động vật ................................................................51 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................52 3 LỜI MỞ ĐẦU : Enzyme amylase hay còn được gọi với tên khác là Diatase là một enzyme không những có ý nghĩa về mặt sinh lý , thương mại và còn có ý nghĩa khá quan trong trong công nghiệp nói chung và công nghiệp thực phẩm nói riêng . Amylase có thể được tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như động vật , thực vật và cả vi sinh vật . Amylase được tinh sạch từ malt vào năm 1835 bởi Anselme Payen và Jean Persoz . Amylase thuộc nhóm Enzyme thuỷ phân, xúc tác sự phân giải các liên kết glucoside nội phân tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước. Amylase thuỷ phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose, maltose, và dextrin hạn chế. Amylase trong nước bọt còn được gọi là ptyalin, Enzyme này bắt đầu thuỷ phân tinh bột từ miệng và quá trình này hoàn tất ở ruột non nhờ amylase của tuyến tụy mà đôi khi còn được gọi là amylopsin. Amylase của malt thuỷ phân tinh bột lúa mạch thành disaccharide làm cơ chất cho quá trình lên men bởi nấm men, phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là một trong những loại enzyme được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt là trong các nghành công nghiệp thực phẩm để làm lỏng tinh bột. Amylase được thu nhận từ hạt nảy mầm, mầm mốc, nấm men, vi khuẩn, trong đó amylase được thu nhận từ malt với số lượng nhiều nhất, chủ yếu dùng trong sản xuất bia. Amylase được dùng rất phổ biến và đóng một vai trò rất quan trọng trong công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì , glucose , rượu , bia , … Nội dung của đề tài ứng dụng của enzyme amylase và nguồn thu nhận chúng được trình bày gồm 3 phần : Phần 1 : Tổng quan về enzyme amylase Phần 2 : Ứng dụng của enzyme amylase trong công nghiệp thực phẩm Phần 3 : Nguồn thu nhận enzyme amylase 4 PHẦN 1 : TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE I. ĐỊNH NGHĨA : - Enzyme amylase có một loại enzyme có ý nghĩa về mặt sinh lý , thương mại và cả lịch sử và còn được gọi tên là Diastase . - Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật , có ở động vật , thực vật và cả ở vi sinh vật - Enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân , xúc tác sự phân giải liên kết glucoside nội phân tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước . R – R’ + H – OH  RH + R’OH II . PHÂN LOẠI : Có 6 loại ezyme amylase được xếp vào 2 nhóm : - Endoamylase ( enzyme nội bào ) - Exoamylase ( enzyme ngoại bào ) 2.1. Endoamylase : các ezyme này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide - Gồm có α – amylase và nhóm enzyme khử nhánh . Nhóm enzyme khử nhánh này được chia thành 2 loại :  Khử trực tiếp : Pullulanase hay α – dextrin-6-glucosydase  Khử gián tiếp : - Transglucosylase hay Oligo-1,6-glucosidase - Maylo-1,6-glucosydase 5 2.2.Exoamylase : enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi polysaccharide . Thuộc nhóm enzyme này có β – amylase và γ – amylase III . CÁC ENZYME AMYLASE : 3.1.  – amylase ( - 1,4-glucan 4- glucanhydrolase) (EC 3.2.1.1) : 6 - Amylase có khả năng phân cắt các liên kết 1,4-glucoside nằm bên trong của phân tử cơ chất ( tinh bột , glycogen ) một cách ngẫu nhiên và vì thế gọi là enzyme nội bào .  – amylase không chỉ có khă năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả năng phân hủy các hạt tinh bột nguyên vẹn . Dưới tác dụng của α – amylase , amiloza khá nhanh chóng thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucoza , sau đó tiếp tục bị phân cắt và trong 1 thời gian dài sẽ bị thủy phân thành 23% glucose và 67% maltose . Tác dụng của enzyme này cũng tương tự xảy ra đối với amylopectin nhưng vì không phân cắt được liên kết α – 1,6 – nên sản phẩm sẽ là 72 % maltose , 19 % glucose , dextrin thấp phân tử và 80% isomaltose - Tuy nhiên thông thường trong một thời gian ngắn từ 30-60 phút ( thời gian nấu sơ bộ nguyên liệu tinh bột hay đường hóa sơ bộ khối nấu trong sản xuất trong sản xuất rượu ) thì enzyme α – amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin thấp phân tử và 1 ít đường maltose , khả năng dextrin hóa cao này là do tính chất đặc trưng của enzyme này . Vì vậy còn gọi enzyme này là enzyme amylase dextrin hay amylase dịch hóa . - α – amylase là một metaloenzyme , trong phân tử có từ 1 – 6 nguyên tử C , chúng tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme , duy trì cấu hình hoạt động của enzyme và quyết định tính bền nhiệt - α – amylase ở vi sinh vật có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế và khả năng tác dụng , khả năng chuyển hóa tinh bột và khả năng chịu nhiệt + Thể hiện hoạt tính trong vùng axit yếu : α – amylase nấm mốc có pH op = 4.5 – 4.9 , và của vi khuẩn là 5.9 – 6.1 . Ở pH < 3 enzyme bị vô hoạt hoàn toàn trừ α – amylase của 7 Asp . Niger có thể chịu được pH = 2.5 – 2.8 ( trong môi trường sinh tổng hợp acid citric bằng phương pháp lên men bề mặt ) + α – amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hóa cao ( dịch hóa ) lại vừa tạo ra một lượng lớn glucose và maltose trong khi đó enzyme α – amylase của vi khuẩn lại có 2 loại : α – amylase dịch hóa và α – amylase đường hóa . + Nhiệt độ hoạt động của enzyme amylase có nguồn gốc khác nhau là khác nhau . Đáng chú ý là α – amylase của vi khuẩn có thể chịu được nhiệt độ cao , có thể giữ được hoạt lực ngay cả khi đun sôi trong nước một thời gian ngắn . Đa số các chế phẩm enzyme thương mại đều có tính chịu nhiệt cao - Những chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp α – amylase được sử dụng trong công nghệ : Asp . Oryzae , Asp . Awamori , Asp . Usami , Asp . Batatae , Asp . Niger, Bacillus subtilic , … 3.2.  – amylase ( - 1,4-glucan-maltohydrolase) (EC 3.2.1.2) -  - amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết 1,4-glucan trong tinh bột , glucogen và polysaccharide , phân cắt tuần tự từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch . Maltose được hình thành do sự xúc tác của  – amylase có cấu hình  . - Hầu như không thủy phân hạt tinh bột nguyên mà chỉ thủy phân tinh bột hồ hóa . Có khả năng thủy phân 100% amylaza thành maltose và 54 – 58 % amylopectin thành maltose . Khi gặp liên kết α – 1,4 – đứng kế cận α – 1, 6 - thì enzyme β này ngừng tác dụng . Phần còn lại không bị tác dụng gọi là β – dextrin . 8 - Nếu cho cả α và β – amylase cùng đồng thời thủy phân tinh bột thì hiệu suất thủy phân đạt tới 95 % - β – amylase là một albumin , là enzyme ngoại phân , chỉ có trong malt , kém bền ở nhiệt độ cao , bị vô hoạt hoàn toàn ở 70 oC . pHop trong dịch tinh bột thuần khiết là 4.6 còn trong dịch nấu tinh bột là 5.6 . Và toop trong dịch tinh bột thuần khiết là 40 -50 o C còn trong dịch nấu tinh bột là 60 -65 oC 3.3. γ -amylase (glucoamylase hay -1,4-glucan-glucohydrolase) (EC 3.2.1.3) - Glucoamylase có khả năng thủy phân liên kết -1,4- lẫn -1,6- glucoside , ngoài ra còn có khả năng thủy phân các liên kết -1,2 và -1,3 glucoside và là enzyme ngoại bào . - Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin…thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại amylase khác . - Đa số glucoamylase đều thuộc loại “chịu acid” , pH op = 3.5 – 5 , t oop = 50 – 60oC , mất hoạt tính ở > 70oC . Hiện nay enzyme này có vị trí hàng đầu về hiệu lức thủy phân tinh bột và các sản phẩm trung gian . Vì thế việc sử dụng các chế phẩm glucoamylase tách từ các chủng vi sinh vật hoạt động trong sản xuất rượu , bia , mạch nha có ý nghĩa , triển vọng vô cùng to lớn - Những chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra enzyme này là : Asp . Oryzae , Asp . Awamori , Asp . Usami , Asp . Batatae , Asp . Niger , … 3.4. Oligo-1,6-glucosidase hay dextrinnase tới hạn (dextrin-6-glucanhydrolase) (EC 3.2.1.10) - Enzyme này thủy phân liên kết  -1,6 - glucoside trong isomaltose, panose và các dextrin tới hạn thành đường có thể lên men được . Các loài nấm mốc Asp . Oryzae , Asp . Awamori , Asp . Usami sinh tổng hợp rất mạnh mẽ enzyme này cho nên nếu đường hóa tinh bột đã nấu chín ( trong sản xuất rượu ) bằng chế phẩm enzyme nuôi cấy từ các nòi vi sinh vật này sẽ thu được dịch đường có khả năng lên men cuối rất triệt để , góp phần nâng cao hiệu suất gây men và tổng thu hồi rượu . Ngoài ra enzyme này cũng có trong malt , trong mô động vật và cả nấm men , đặc biệt chúng còn có các enzyme khác cùng họ hàng với enzyme này là sẽ thuỷ phân liên kết  -1,6 glucozit trong polisaccharit và các dextrin cuối : + Dextrin-1,6- glucanhidrolase + Amylopectin-1,6-glucanhydrolase 9 + Oligodextrin-1,6- glucanhydrolase hay dextrinase 3.5. α-glucosidase hay maltase ( α – D – glucozit - glucanhydrolase) (EC 3.2.1.20) Có nhiều loại nấm mốc sinh tổng hợp ra enzyme này , tác dụng thủy phân đường maltose thành glucose nhưng không thủy phân được tinh bột . Như vậy giống như dextrinaza , enzyme này giúp cho quá trình lên men cuối chuyển đường thành rượu etylic nhằm nâng cao hiệu suất lên men 3.6. Transglucosidase ( α – 1,4 – Glucan : D - glucoza - 4 – glucozil transferaza ) (EC 2.4.1.3) Enzyme này thường tồn tại song song với glucoamylase ( trong chế phẩm nấm mốc Asp ) , nó có hoạt tính thủy phân và hoạt tính vận chuyển nhóm . Nghĩa là nó không chỉ thủy phân maltose thành glucose mà còn tổng hợp nên isomaltose , isotriose và panose . Sự có mặt của enzyme này trong các chế phẩm enzyme dùng để biến hình tinh bột là một điều không mong muốn , từ đó làm giảm hiệu suất và gây vị đắng PHẦN 2 : ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Hiện nay việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triển mạnh mẽ trên quy mô công nghiệp . Thực tế đã có hàng nghìn chế phẩm enzyme được bán trên thị trường thế giới , các chế phẩm này đã được khai thác và tinh chế tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp và ứng dụng . Chế phẩm enzyme không chỉ được ứng dụng trong y học , đời sống , ... mà còn được ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau , trong nông nghiệp , trong hóa học , trong công nghiệp thực phẩm , ... “ ý nghĩa của việc sử dụng enzyme trong các lãnh vực thực tế không kém so với ý nghĩa của việc sử dụng năng lượng nguyên tử” . Theo thời gian , enzyme công nghiệp càng ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến mà phải kế đến đó là protease , cellulose , ligase , amylase , ... Và một trong những enzyme được ứng dụng rất phổ biến đó là amylase , có thể kế đến rất nhiều ứng dụng của amylase trong nhiều lãnh vực khác nhau mà đáng kể nhất phải kế đến đó là công nghiệp thực phẩm : 10 - Trong y học và dược phẩm : thuốc , hóa chất chứa hoạt tính enzyme amylase và amylase được sử dụng đễ chuẩn đoán viêm tụy cấp. - Trong công nghiệp : amylase được ứng dụng trong sản xuất chất tẩy rửa và còn được ứng dụng trong công nghiệp dệt. - Trong công nghiệp thực phẩm : amylase được ứng dụng trong sản xuất nhiều sản phẩm khá quen thuộc như mì chính , bia , cồn , siro , bánh mì , bánh kẹo , ... I . ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG SẢN XUẤT MÌ CHÍNH : 1.1. Nguyên liệu sử dụng : - Nguyên liệu sử dụng : các nguyên liệu giàu glucid như tinh bột sắn , rỉ đường mía , ... - Các chủng vi sinh vật : corymebacterium hydrocacboclastus , bacillus , Brevibacterium... 1.1.1. Thành phần và cấu tạo của tinh bột sắn : - Tinh bột sắn được sản xuất trong quá trình chế biến củ sắn . Có 2 loại sắn : sắn đắng và sắn ngọt khác nhau về thành phần tinh bột và cianua . Sắn đắng có nhiều tinh bột hơn nhưng đồng thời cũng có nhiều acid HCN hơn , khoảng 200-300 mg/kg . Sắn ngọt ít có HCN nên được dùng làm lương thực , thực phẩm . Sắn trồng ở các tỉnh phía Bắc chủ yếu là sắn ngọt và không có chứa acid HCN - Thành phần hóa học của tinh bột sắn phụ thuộc chủ yếu vào trình độ kĩ thuật chế biến sắn Tinh bột Nước Cenllulose Đạm Chất khoáng Chất hòa tan 83 – 88 % 10,6 – 14,4 % 0,1 – 0,3 % 0,1 – 0,4 % 0,1 – 0,6 % 0,1 – 1,3 % 11 - Cũng như các loại tinh bột khác , tinh bột sắn gồm các mạch amylopectin và amylose 1.1.2. Thành phần và cấu tạo của rỉ đường mía : - Rỉ đường mía là phần còn lại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường kết tinh . Số lượng và chất lượng của rỉ đường phụ thuộc vào giống mía , điều kiện trồng trọt , hoàn cảnh địa lý và trình độ kĩ thuật của nhà máy đường Đường 62 % Các chất phi đường 10 % Nước 20 % Nước trong rỉ đường gồm phần lớn ở trạng thái tự do và một số ít dưới trạng thái liên kết ở dạng hydrat Đường trong rỉ đường bao gồm : Saccharose Đường khử ( glucose và 25 – 40 % 15 – 25 % fructose ) Đường không lên men 3–5% được 1.2. Sự tham gia của enzyme amylase trong công nghệ sản xuất mì chính : - Amylase được sử dụng trong giai đoạn thủy phân tinh bột - Mục đích : tạo điều kiện để thực hiện các phản ứng thủy phân tinh bột thành đường lên men được chủ yếu là đường glucose - Enzyme thường dùng : enzyme α– amylase , γ – amylase 12 ( vừa thủy phân -1,4- vừa thủy phân -1,6- ) 1.3. Ưu nhược điểm : 1.3.1. Ưu điểm : - Không dùng đến hóa chất hay thiết bị chịu áp lực , ... - Không độc hại cho người và thiết bị 1.3.2. Nhược 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 và cồng kềnh . - II . ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG SẢN XUẤT BIA : Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống , các nước phương Tây chủ yếu sử dụng enzyme amylase của malt để thủy phân tinh bột trong malt , sau đó đến giai đoạn rượu 13 hóa bởi nấm men Saccharomyces sp . Cơ sở khoa học của việc sử dụng malt là khi đại mạch chuyển từ trạng thái hạt sang trạng thái nảy mầm ( malt ) , enzyme amylase sẽ được tổng hợp và enzyme này sẽ thủy phân tinh bột có trong hạt tạo ra năng lượng và vật chất cho sự nảy nầm . Như vậy việc đường hòa tinh bột nhờ enzyme của chính nó . Như thế rất cần nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia ở quy mô lớn . 2.1. Nguyên liệu và chủng vi sinh vật sử dụng : - Nguyên liệu : ngũ cốc , hoa Houblon , nước , nấm men , chất phụ gia Hoa Houblon - Các chủng vi sinh vật : Saccharomyces cerevisizae ( lên men nổi) Saccharomyces cerevisidae (Lên men chìm) 2.2. Nguồn enzyme thường sử dụng : - Trong công nghệ sản xuất bia , người ta thường dùng enzyme amylase có trong mầm đại mạch . Ngoài ra , còn sử dụng enzyme khác có trong mầm đại mạch để thủy phân và chuyển hóa chất không tan khác sang trạng thái tan như protein , cellulose … sang amino acid và glucose . Người ta sử dụng chế phẩm enzyme cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào , tạo điều kiện để các thành phần có trong tế bào hạt thoát ra ngoài nhờ đó chất lượng bia được nâng cao hơn . Một loại enzyme khác cũng được sử dụng đó là glucose amylase được sử dụng để loại trừ khí O 2 có trong bia , giúp quá trình bảo quản bia kéo dài hơn rất nhiều - So với enzyme amylase từ các nguồn khác thì enzyme từ thóc đại mạch đã được nảy mầm được sử dụng với số lượng nhiều nhất hiện nay . - Quá trình hạt nảy mầm là quá trình sinh enzyme amylase và nhiều enzyme hóa 2.3. Sự tham gia của enzyme amylase trong công nghệ sản xuất bia : 14 - Enzyme amylase tác động vào giai đoạn đường hóa : biến đổi tinh bột thành các dextrin và maltose . Quá trình nảy mầm xảy ra trong giai đoạn nấu bia . Trong quá trình này , malt sau khi được nghiền sẽ hòa tan chung với nước theo một tỷ lệ thích hợp dưới tác dụng của các enzyme ở nhiệt độ nhất định sẽ được đường hóa trong nồi nấu malt Trong giai đoạn lên men tiếp theo , các chất đường , dextrin có phân tử thấp sẽ được chuyển hoá thành rượu etylic , CO 2 và một số sản phẩm phụ khác tạo thành bia theo yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm . 15 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia III . ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG SẢN XUẤT CỒN : 3.1. Nguyên liệu : - Nguyên liệu sản xuất cồn là nguồn tinh bột . Tuy nhiên ở mỗi nước sử dụng nguồn nguyên liệu khác nhau : ỡ Mỹ người ta sử sụng từ bột ngô để sàn xuất cồn , ở Brazil sử dụng khoai mì , các nước khác sử dụng gạo hoặc tấm từ gạo . Nguyên liệu chủ yếu mà nhà máy rượu nước ta thường sử dụng đó là sắn , sau đó là ngô và một phần gạo hoặc tấm 3.2. Sự tham gia của enzyme amylase trong sản xuất cồn : - Enzyme sử dụng : α – amylase và β– amylase . - Trước đây người ta dùng Enzym amylase của malt , nhưng ngày nay đã thay thế bằng Enzym amylase của nấm sợi . - Trong sản xuất cồn từ nguyên liệu chứa tinh bột , Enzyme amylase được sử dụng ở các giai đoạn đường hóa : Chuyển hóa tinh bột bằng α - amylase để tạo thành dextrin . Chuyển hóa dextrin bằng  - amylase hay amyloglucosidase để tạo ra đường có khả năng lên men . 16 Giai đoạn đường hóa tinh bột - Quá đường trình hóa đóng vai trò 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 thô được thu nhận từ phương pháp nuôi cấy bề mặt , nuôi chìm hoặc các chế phẩm đậm đặc , tinh khiết . Chủ yếu là sử dụng chế phẩm dạng thô vì tính chất kinh tế. - Vì sử dụng chế phẩm dạng thô , do đó để tránh các phản ứng không mong muốn trong quá trình đường hóa , trước khi đường hóa phải xác định họat tính Enzyme của từng lọai Enzyme từ đó điều chỉnh họat động của chúng . - Trong giai đoạn đường hóa dịch đường hóa nấm men , Enzyme -amylase tham gia thực hiện các phản ứng sinh hóa cần thiết và quyết định đến hiệu suất sản xuất cồn . Còn Enzyme -amylase tham gia những biến đổi cơ bản cơ chất để tăng cường quá trình chuyển hóa cơ bản . 17 - Khi thủy phân tinh bột , enzym α-amylase tác động vào liên kết α-1,4 glucoside và sản phẩm tạo ra là maltose và dextrin mà mạch của chúng gần bằng C 6 . các dextrin sau đó sẽ phân hủy chủ yếu theo C6 C5 + C 1 . C7 C6 + C1 hay C5 + C2 . C8 C6 + C2 hay C5 + C3 . - Enzyme 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 không có khả năng phân giải α-1,6 glucoside của cơ chất.  Như vậy, vai trò cơ bản của α-amylase trong sản xuất rượu , cồn là làm dịch hóa nhanh ở giai đoạn nấu và cả ở giai đoạn đầu của sự đường hóa , dextrin hóa và tích tụ đường . - Vai trò của amyloglucosidase : thủy phân liên kết -1,4- glucoside trong các polysaccharide , chúng liên tiếp phân cắt các gốc glucose không khử trong mạch polysaccharide . Ngoài ra nó còn có khả năng phân cắt liên kết -1,6- glucoside . Sản phẩm cuối cùng trong hoạt động của glucoamylase là glucose. IV . ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SIRO : 4.1. Nguyên liệu : - Các nguyên liệu chứa tinh bột không chỉ là nguồn thực phẩm quan trọng mà còn là nguồn nguyên liệu để tạo ra nhiều loại thực phẩm khác nhau . - 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 . - Ngoài tinh bột bắp , người ta còn sử dụng tinh bột khoai tây, tinh bột mì , tinh bột sắn ( khoai mì ) . Tuỳ theo nguồn nguyên liệu tinh bột mà người ta áp dụng kỹ thuật khác nhau cho phù hợp . 4.2. Sự tham gia của enzyme amylase : Enzym amylase chỉ được sử dụng sau khi tinh bột hoà vào nước - Theo công nghệ trên , dung dịch tinh bột bắp được điều chỉnh pH =6 và được hồ hoá ở nhiệt độ cao và được thực hiện theo phương pháp liên tục . Ở giai đoạn gia nhiệt này , 18 người ta cho một lượng nhỏ α- amylase để dịch tinh bột có độ nhớt thấp , tránh hiện tượng cháy khét . - Tiếp theo người ta cho lượng Enzym còn lại vào . Đây là giai đoạn đường hoá rất mạnh để đạt được giá trị DE ( dextrose equivalents ) 15-20 . Trong công nghệ đường hoá liên tục , thời gian để đạt được DE 15-20 phải mất 2 giờ . - Enzym được sử dụng trong công nghệ sản xuất siro fructose phải là những Enzym chịu nhiệt . Những Enzym này thường được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus licheniformis , 19 Bacillus stearothermophilu s. Ngoài ra , người ta còn sử dụng α-amylase từ nhiều VSV khác nhau . - Đặc điểm quan trọng nhất cuả enzym amylase là chúng hoạt động ở pH gần trung tính ( pH= 6 ) . Đặc điểm này giúp ta thực hiện các quá trình đường hoá rất dễ dàng . Đặc điểm kỹ thuật của từng công đoạn sản xuất siro fructose được trình bày trong bảng sau : 20