Mục lục Trang 1. Giới thiệu enzyme α-Amylase 1 1.1 Giới thiệu: 1 1.2 Đặc tính của enzyme α-Amylase 1 1.3 Cơ chế tác dụng của enzyme α-Amylase 2 2. Sản xuất enzyme α-Amylase từ Aspergillus oryzae 2 3. Sơ đồ sản xuất 3 4. Thuyết minh quy trình 4 4.1 Các ảnh hưởng đến chất lượng enzyme 4 4.1.1 Ảnh hưởng các nguồn Nito dinh dưỡng 4 4.1.2 Ảnh hưởng của amino acid 5 4.1.3 Ảnh hưởng của nguồn khoáng dinh dưỡng 5 4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 6 4.2.1 Độ ẩm (w) môi trường 6 4.2.2 Độ ẩm tương đối của không khí 6 4.2.3 Ảnh hưởng của không khí 6 4.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ 6 4.2.5 Ảnh hưởng thời gian nuôi nấm mốc 6 4.2.6 Ảnh hưởng của pH 6 5. Phương pháp xác định hoạt tính 7 6. Ứng dụng enzyme α-Amylase trong sản xuất bia 7 Tài liệu tham khảo Chương I: Mở đầu 1. Giới thiệu: Enzyme là chất xúc tác sinh học được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, đặc biệt trong công nghiệp thực phẩm nó đóng một vai trò quan trọng trong quy trình chế biến. Một số quy trình nếu thiếu enzyme thì không thể tiếp tục được. Ở Việt Nam, công nghệ enzyme chưa phát triển. các nghiên cứu có đề cập đến hầu hết các loại enzyme của động vật, thực vật và VSV, nhưng chưa có enzyme nào được sản xuất theo quy mô công nghiệp. Nước ta vẫn hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn enzyme từ nước ngoài, các loại enzyme đang sử dụng nhiều trong nước là các enzyme của hãng NOVO Đan Mạch. Vì vậy, việc hiểu biết, nghiên cứu, phát triển sản xuất enzyme trong nước là việc rất cần thiết và là 1 ngành công nghiệp đầy tiềm năng. Amylase là 1 trong những enzyme được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp thực phẩm, hiện nay nó được sản xuất chủ yếu từ vi sinh vật do có nhiều ưu điểm: tốc độ sinh sản của VSV rất mạnh, enzyme thu nhận từ VSV có hoạt tính rất cao, VSV là giới sinh vật rất thích hợp cho sản xuất theo quy mô công nghiệp và nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất enzyme theo quy mô công nghiệp rẻ tiền và dễ kiếm. 2. Cơ sở chọn đề tài: Chủng VSV đề nghị sử dụng ở đây là Aspegillus oryzae vì các đặc điểm sau: - Đây là 1 loại nấm mốc rất dễ phát triển trên cơ chất có tinh bột. - Nguyên liệu dùng cho quá trình nuôi mốc đơn giản, dễ kiếm phù hợp với điều kiện của nước ta. - Phương pháp nuôi mốc được sử dụng ở đây là nuôi cấy trên môi trường đặc. Chương II: Tổng quan 1. Giới thiệu enzyme α-Amylase (1,4-α-glucan 4-glucanhydrolase) 1.1. Giới thiệu: - có khả năng cắt các liên kết α-1,4-glucoside của cơ chất một cách ngẫu nhiên - là enzyme nội bào (endoenzyme) - Không chỉ có khả năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả năng phân hủy cả hạt tinh bột nguyên vẹn Cấu trúc không gian của enzyme α-Amylase 1.2. Đặc tính của enzyme α-Amylase: -Trọng lượng phân tử trung bình từ 40000 – 60000 Da. -Bền nhiệt hơn so với các loại enzyme khác (do có ion Ca2+ giữ vai trò ổn định cấu trúc bậc ba của phân tử enzyme) -Bị kiềm hãm bởi các ion kim loại nặng Cu2+, Pb2+, Hg2+. Các ion Mn2+,Na+,Mg2+ không ảnh hưởng đến hoạt tính. -Có thể thu nhận nấm mốc, vi khuẩn, thực vật, mầm lúa -Thường thể hiện hoạt tính trong vùng acid yếu Ví dụ: α-amylase của nấm mốc hoạt động ở pH 4,5 - 5,8 α-amylase của vi khuẩn hoạt động ở pH 5,8 – 6,1 α-amylase của đại mạch hoạt động ở pH 4,7 -5,4 -Những chủng VSV có khả năng sinh tổng hợp α-amylase có ý nghĩa công nghiệp: B.subtilis, B.licheniformis, A.oryzae. 1.3 Cơ chế tác dụng của enzyme α-Amylase: α-amylase ( 1,4-α-glucan-glucanhydrolase ) từ các nguồn khác nhau có nhiều điềm rất giống nhau. α-amylase có khả năng phân cách các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở phía bên trong phần tử cơ chất ( tinh bột hoặc glycogen ) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả. α-amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên song với tốc đột rất chậm. Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase là quá trình đa giai đoạn. + Ở giai đoạn đầu ( giai đoạn dextrin hóa ):Chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp (α-dextrin ), độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh ( các amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh ). + Sang giai đoạn 2 ( giai đoạn đường hóa ): Các dextrin phân tử thấp tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine. Các chất này bị thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho tới disaccharide và monosaccharide. Dưới tác dụng của α-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose( vì vậy, người ta cho rằng α-amylase luôn phân cắt amylose thành từng đoạn 6-7 gốc glucopiranose 1 ). + Sau đó, các poliglucose này bị phân cách tiếp tục tạo nên các mạch polyglucose colagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose và maltotriose và maltose. Qua một thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của amylose chứa 13% glucose và 87% maltose. Tác dụng của α-amylase lên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì không phân cắt được liên kết α-1,6-glycoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu thì sản phẩm cuối cùng, ngoài các đường nói trên ( 72% maltose và 19% glucose ) còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose 8%. Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase, tinh bột có thể chuyển thành maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thường α-amylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp không cho màu với Iodine và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao của α-amylase là tính chất đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thường gọi loại amylase này là amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa.
