Tài liệu Quá trình sản xuất enzyme amylase và ứng dụng trong cntp

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM Môn học:Ứng dụng CNSH trong CNTP ĐỀ TÀI:QUÁ TRÌNH SX ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CNTP GVHD: Thầy:Liêu Mỹ Đông Nhóm thực hiện: nhóm 10 DANH SÁCH NHÓM 1. 2. 3. 4. 5. 6. Nguyễn Thị Loan Cầm Thị Hoàn Nguyễn Thị Phương Thảo Nguyễn Thị Thanh Thảo Huznh Long Dâng Đỗ Văn Thanh 2005130175 2005130221 2005130134 2005130222 2005130246 2005130176 NỘI DUNG I II III IV • Tổng quan về enzyme amylase • Nguồn thu nhận enzyme amylase • Quy trình sản xuất enzyme amylase • Ứng dụng enzyme amylase trong công nghiệp thực phẩm Tổng quan về enzyme amylase 1. Lịch sử nghiên cứu: • Trước thế kỷ XVII người ta đã biết sử dụng các quá trình enzyme trong đời sống mang tính kinh nghiệm thực tế. • Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg đã phát hiện nước chiết của mầm đại mạch có khả năng chuyển hóa tinh bột thành đường ở nhiệt độ thường. • Mười chín năm sau (năm 1833), hai nhà khoa học người Pháp là Payen và Pessoz đã chứng minh chất có hoạt động phân giải tinh bột thành đường có thể tách được ở dạng bột. Diastase là tên gọi enzyme amylase lúc bấy giờ. 1.Enzyme amylase là gì? Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật.Các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân,xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước: RR’ + H-OH RH + R’OH 2.Phân loại: Amylase Exoamylase Endoamylase Enzyme khử nhánh α-amylase Khử trực tiếp Pullulanase (α-dextrin-6glucosidase β- amylase γ- amylase Khử gián tiếp Transglucosylase (oligo-1,6 glucosidase Maylo-1,6glucosidase  Endoamylase (enzyme nội bào):  α– amylase có khả năng phân cắt các liên kết 1,4glucoside của cơ chất một cách ngẫu nhiên.  α-amylase không chỉ có khả năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả năng phân hủy các hạt tinh bột nguyên vẹn.  Enzyme khử nhánh:  Khử trực tiếp: - Pullulanase là một trong các enzyme quan trọng nhất trong chế biến tinh bột. - Pullulanase thủy phân α-1,liên kết 6- glycosidic của chuỗi phân nhánh và α-1,4-glycosidic.  Khử gián tiếp  Transglucosylase (oligo-1,6- glucosidase)  Maylo-1,6-glucosidase Enzyme này thủy phân liên kết β-1,6glucoside trong isomaltose, panose và các dextrin tới hạn có thể chuyển hóa đường có thể lên men được. Exoamylase (enzyme ngoại bào):  β–amylase Xúc tác từ sự thủy phân các liên kết 1,4-glucan trong tinh bột, glucogen và polysaccharide,phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch. Maltose được hình thành do sự xúc tác của β-amylase.  𝛾–amylase (glucose amylase) Có khả năng thủy phân liên kết -1,4 lẫn -1,6- glucoside, ngoài ra còn có khả năng thủy phân liên kết -1,2 và -1,3- glucose. Glucose amylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin… thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại enzyme amylase khác. 3. Đặc tính: • Enzyme amylase thủy phân tinh bột tạo thành dextrin và1ít maltoza. • Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng. • Tính bền nhiệt: Phân tử có 1-6 nguyên tử C, tham gia vào sự hình thành ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme. • Các amylase bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng như Cu2+, Ag+,Hg2+. • α - amylase của sinh vật có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế tác động, chuyển hóa tinh bột, khả năng chịu nhiệt. • Thể hiện họat tính trong vùng axit yếu. • α - amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hóa cao tạo ra một lượng lớn glucoza và maltoza. • To tối thích cho hoạt động xúc tác của α amylase từ các nguồn khác nhau cũng không đồng nhất. • 𝛼-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác nhau. 4.Cơ chế tác dụng:  Các giai đoạn của QT thủy phân tinh bột của α-amylase: • Giai đoạn dextrin hóa: α-amylase: Tinh bột thấp dextrin phân tử lượng • Độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh. • Giai đoạn đường hóa: Dextrin  tetra và trimaltose  disaccharide và monosaccharide. Amylase  oligosacharide  poliglucose. Maltose  maltotriose  maltotetrose. Nguồn thu nhận enzyme amylase Thu nhận enzyme amylase từ nguồn thực vật Thu nhận enzyme amylase từ nguồn VSV Thu nhận enzyme amylase từ nguồn thực vật: Malt đại mạch: • Các enzyme thủy phân tinh bột trong đại mạch chủ yếu là amylase mà chủ yếu là α-amylase và βamylase. • Quá trình nảy mầm của đại mạch là giai đoạn chuyển hóa enzyme từ trạng thái không hoạt động sang trạng thái hoạt động. • Hạt đại mạch trước khi ngâm không có hoạt lực của enzyme α-amylase. Thu nhận enzyme amylase từ nguồn thực vật: Lúa: • Hệ enzyme trong lúa trong quá trình nảy mầm, hoạt động các enzyme tăng cao thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp các loại enzyme. • Quá trình sinh hóa gần giống đại mạch, chỉ khác về mức độ tạo thành enzyme và tốc độ phản ứng. • Khi hạt chưa nảy mầm, các enzyme tồn tại ở các dạng liên kết. Thu nhận enzyme amylase từ nguồn VSV • Chủng nấm mốc Asp. Oryzae, Asp.nier… • Các loại vi khuẩn là bacillus subtilis, Bac. Mensentericus… • Vi sinh vật tạo amylase được dùng nhiều hơn cả là nấm sợi, giả nấm men và vi khuẩn, còn xạ khuẩn thì ít hơn. • Các giống nấm sợi thường dùng là giống nấm sợi Aspergillus, rhizopus. Nấm men và giả nấm men thuộc các giống Candida, Saccharomyces, Endomycopsy, Endomyces cũng tạo amylase. Thu nhận enzyme amylase từ nguồn VSV  Enzyme amylase chủng yếu được thu nhận từ các loại VSV. Nguyên nhân cơ bản là do: • Có thể điều chỉnh quá trình sinh tổng hợp enzyme dễ dàng hơn các nguồn khác. • Hệ enzyme từ vsv vô cùg phong phú. • Giá thành môi trường nuôi cấy đơn giản và rẻ tiền. • Tốc độ sinh sản rất nhanh. • Dễ kiểm soát quá trình sx và mở rộng ở quy mô công nghiệp.