Hệ amylase và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

BAÙO CAÙO MOÂN HOÏC

HOÙA SINH HOÏC THÖÏC PHAÅM

CAO HOÏC HOÙA THÖÏC PHAÅM K15

GIAÛNG VIEÂN: TS. TRAÀN BÍCH LAM

1

2

HOÏC VIEÂN THÖÏC HIEÄN:

TRÒNH KHAÙNH SÔN

NGUYEÃN DUY TAÂN

TRAÀN QUANG HUY

PHAN NGOÏC HIEÁU

3

MUÏC LUÏC

1.GIÔÙI THIEÄU HEÄ ENZYME AMYLASE ................................................................6

2. TÍNH CHAÁT CUÛA HEÄ ENZYME AMYLASE ......................................................9

2.2 Cô chaát cuûa enzyme amylase .............................................................................11

a. Tinh boät.....................................................................................................11

b. Glycogen...................................................................................................12

2.3 Ñaëc tính vaø cô cheá taùc duïng ...............................................................................12

3.ÖÙNG DUÏNG CUÛA ENZYME AMYLASE TRONG COÂNG NGHIEÄP THÖÏC

PHAÅM ......................................................................................................................13

3.1 Tình hình öùng duïng enzyme amylase trong coâng nghieäp treân theá giôùi vaø Vieät

Nam ......................................................................................................................13

3.2 ÖÙng duïng cuûa enzyme amylase trong coâng nghieäp thöïc phaåm......................16

a. Trong saûn xuaát siroâ vaø saûn phaåm chöùa ñöôøng ..........................................17

b. Trong saûn xuaát baùnh mì ............................................................................17

c. Trong saûn xuaát bia.....................................................................................20

d. Trong saûn xuaát coàn....................................................................................26

4. enzyme thuûy phaân tinh boät ...................................................................................34

4.1 Giôùi thieäu........................................................................................................34

4

4.2. Saûn phaåm dung dòch ñöôøng coù haøm löôïng dextrose thaáp vôùi α- amylase.....35

4.2.1. Giôùi thieäu ................................................................................................35

4.2.2.. α-Amylase töø Bacillus amyloliquefaciens ..............................................37

a. Ñaëc tính hoaù lyù..........................................................................................37

b. Moâ hình hoaït ñoäng chuaån .........................................................................39

4.2.3. α-Amylase töø thermophilic bacilli ..........................................................42

a. Giôùi thieäu ..................................................................................................42

b. Hoãn hôïp bacillus α-amylase ....................................................................42

c. B. Licheniformis α-amylase.......................................................................43

4.2.4. Söï ñöôøng hoaù bôûi α-amylase cuûa B. subtilis...........................................43

4.2.5. Hieäu quaû thöông maïi vôùi Bacillus α-amylase ........................................45

4.2.6. Tieàm naêng öùng duïngcuûa enzyme α-amylase coá ñònh.............................46

4.3. Saûn xuaáât dung dòch ñöôøng dextrose coù noàng ñoä cao.....................................46

4.3.1.. Lôøi giôùi thieäu .........................................................................................46

4.3.3. Ñoäng löïc hoïc vaø söï caân baèng trong phaûn öùng ngöôïc..............................50

4.3.4. Söû duïng glucoamylase trong coâng nghieäp ..............................................55

4.3.5. Tieàm naêng söû duïng Glucoamylase coá ñònh.............................................56

5

4.4. Söû duïng isoamylase vaø pullulanase ñeå khöû nhaùnh........................................57

4.4.1. Giôùi thieäu ................................................................................................57

4.4.2. Tính chaát cuûa phaân töû isoamylase vaø pullulanase .................................57

4.2.3. Tính chaát cuûa isoamylase vaø pullulanase..........................................58

4.2.4. Caùch söû duïng isoamylase vaø pullulanase cuøng vôùi glucoamylase....59

4.2.5. β-amylase (α-1,4-glucan-mantohidrolase 3.2.1.2). ...........................59

4.2.6. Oligo-1,6-glucosilase hay dextrinnase tôùi haïn (dextrin-6-

glucanhydrolase, 3.2.1.10)................................................................................60

4.2.7. α−glucosidase hay maltase (α−D, glucoside-glucohydrolase,

3.2.1.20) 61

4.2.8. Transglucosyldase (α-1,4-glycan:D-glucose-4-glucoziltransferase,

2.4.1.3) 61

5. THÍ DUÏ VEÀ VIEÄC SÖÛ DUÏNG HEÄ ENZYME AMYLASE TRONG SAÛN XUAÁT

COÂNG NGHIEÄP DUNG DÒCH ÑÖÔØNG COÙ NOÀNG ÑOÄ CAO (LAØM NGUYEÂN

LIEÄU CHUAÅN BÒ CHO CAÙC QUAÙ TRÌNH LEÂN MEN TIEÁP SAU).......................63

6

1.GIÔÙI THIEÄU HEÄ ENZYME AMYLASE

Heä enzyme amylase laø moät trong soá caùc heä enzyme ñöôïc söû duïng roäng raõi

nhaát trong coâng nghieäp, y hoïc vaø nhieàu lónh vöïc kinh teá quoác daân khaùc. Ñaëc bieät laø

trong caùc ngaønh coâng nghieäp thöïc phaåm.

Nhöõng nghieân cöùu thöïc nghieäm veà enzyme noùi chung vaø veà amylase noùi rieâng

ñöôïc baét ñaàu vaøo nhöõng naêm 1811 – 1814. Nhöõng nghieân cöùu naøy gaén lieàn vôùi teân

tuoåi cuûa nhaø baùc hoïc Nga - Vieän só K.S Kirhof, oâng ñaõ nghieân cöùu quaù trình phaân giaûi

tinh boät döôùi taùc duïng cuûa dòch chieát ñaïi maïch naåy maàm (malt) vaø nhaän thaáy raèng

trong malt coù chöùa caùc chaát phaân giaûi tinh boät thaønh ñöôøng. Möôøi chín naêm sau, töùc laø

vaøo naêm 1833, hai nhaø khoa hoïc ngöôøi Phaùp laø Payen vaø Persoz ñaõ taùch ñöôïc chaát

phaân giaûi tinh boät töø ñaïi maïch naåy maàm. Caùc taùc giaû ñaõ duøng röôïu ñeå keát tuûa noù trong

dòch chieát malt vaø thu ñöôïc enzyme ôû daïng boät, ñoàng thôøi ñaët teân laø diaslase (xuaát

phaùt töø chöõ Hi Laïp coù nghóa laø phaân giaûi). Sau naøy theo ñeà nghò cuûa Duclo, enzyme

phaân giaûi tinh boät ñöôïc goïi laø amylase.

Caùc enzyme amylase coù trong nöôùc boït, dòch tieâu hoaù cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät,

trong haït naåy maàm, naám sôïi, xaï khuaån, naám men vaø vi khuaån. Baây giôø, ngöôøi ta thu

nhaän chuùng chuû yeáu töø canh tröôøng vi khuaån, naám sôïi vaø moät soá loaøi naám men.

ÔÛ caùc nöôùc phöông ñoâng, nhaát laø Trung Quoác, Nhaät Baûn vaø Vieät Nam nhaân

daân ñaõ bieát söû duïng amylase töø vi sinh vaät haøng ngaøn naêm nay. Amylase coù theå thuyû

phaân haït tinh boät chöa qua hoà hoaù cuõng nhö haït tinh boät ñaõ hoà hoaù. Hieän nay, ngöôøi ta

bieát coù saùu loaïi amylase, trong ñoù α- amylase, β- amylase, γ- amylase (hay

glucoamylase) thuyû phaân caùc lieân keát α- 1,4 –glucoside cuûa tinh boät, glycogen vaø caùc

polysaccharide ñoàng loaïi. Caùc amylase coøn laïi dextrin-6-glucanhydrolase,

amylopectin-6-glucanhydrolase vaø oligodextrin-6-glucanhydrolase (dextrinase) thuyû

phaân caùc lieân keát α- 1,6 – glucoside . Saùu loaïi enzyme naøy ñöôïc xeáp thaønh hai nhoùm:

endoamylase vaø exoamylase.

Endoamylase: goàm coù α- amylase vaø nhoùm enzyme khöû nhaùnh. Nhoùm enzyme

khöû nhaùnh naøy ñöôïc chia laøm hai loaïi: loaïi khöû tröïc tieáp laø pullulanase (hay dextrin-6-

glucanohydrolase); khöû giaùn tieáp laø transglucosylase (hay oligo-1,6-glucosidase) vaø