Download miễn phí Luận văn Ảnh hưởng của loại Enzyme, nồng độ Enzyme, nhiệt độ, pH đến quá trình thủy phân nếp than ứng dụng cho quá trình lên men



MỤC LỤC
Lời cảm tạ . i
Tóm tắt . ii
Mục lục. iii
Danh sách hình . vi
Danh sách bảng. viii
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ. 1
1.1 Đặt vấn đề. 1
1.2 Mục tiêu . 1
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU . 2
2.1 Giới thiệu chung vềnếp than . 2
2.2 Giới thiệu chung vềenzyme amylase. 3
2.3 Cấu trúc phân tửamylase. 3
2.3.1 Thành phần cấu tạo. 3
2.3.2 Trung tâm hoạt động của enzyme . 4
2.3.3 Tính đặc hiệu của enzyme. 4
2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của amylase . 5
2.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản ứng của enzyme . 5
2.4.2 Ảnh hưởng của pH đến phản ứng của enzyme . 5
2.4.3 Ảnh hưởng của nồng độcơchất đến phản ứng của enzyme. 5
2.4.4 Ảnh hưởng của nồng độenzyme đến phản ứng enzyme. 7
2.4.5 Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa đến hoạt động của amylase . 8
2.4.6 Ảnh hưởng của chất kìm hãm . 8
2.4.7 Cơchất tác dụng . 9
2.5 Đặc tính và cơchếtác dụng . 10
2.5.1 α-amylase (EC.3.2.1.1). 10
2.5.2 β-amylase (EC.3.2.1.2) . 13
2.5.3 γ-amylase (glucoamylase hay α-1,4- glucan-glucohydrolase) (EC.3.2.1.3) . 14
2.5.4 Oligo-1,6-glucosidase (dextrin-6-glucanhydrolase) (EC 3.2.1.10) . 15
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28-2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệthực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
iv
2.5.5 Pullulanase (EC3.2.1.41) . 16
2.5.6 Transglucosidase . 16
2.7 Ứng dụng của enzyme amylase trong công nghệthực phẩm . 16
2.7.1 Trong sản xuất rượu. 16
2.7.2 Trong sản xuất bia . 16
2.7.1 Trong công nghệsản xuất bánh mì. 17
2.7.1 Trong sản xuất bánh kẹo . 17
2.7.1 Trong sản xuất siro và các sản phẩm chứa đường. 17
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM . 18
3.1 Phương tiện thí nghiệm. 18
3.1.1 Địa điểm . 18
3.1.2 Thời gian. 18
3.1.3 Nguyên liệu . 18
3.1.4 Hoá chất . 18
3.1.5 Trang thiết bị . 18
2.1 Phương pháp thí nghiệm . 19
2.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát hoạt lực của chếphẩm enzyme amylase thương mại đến
quá trình thủy phân tinh bột . 19
2.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của loại enzyme amylase, nồng độenzyme, pH
và nhiệt độ đến quá trình thuỷphân nếp than. 20
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢVÀ THẢO LUẬN . 23
4.1 Xác định hoạt tính của enzyme thương mại . 23
4.2. Kết quảkhảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độenzyme đến khảnăng
thủy phân của enzyme . 24
4.2.1 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độenzyme đến khảnăng thủy phân của
enzyme α-amylase có nguồn gốc từvi khuẩn Bacillus . 24
4.2.2 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độenzyme đến khảnăng thủy phân của
enzyme glucoamylase có nguồn gốc từnấm mốc Aspergillus và vi khuẩn Bacillus. 29
4.2.3 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độenzyme đến khảnăng thủy phân của
enzyme glucoamylase có nguồn gốc từnấm mốc Aspergillus niger . 35
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28-2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệthực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
v
4.3 So sánh khảnăng thủy phân của loại enzyme để ứng dụng cho quá trình lên men
. 40
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀNGHỊ . 41
5.1 Kết luận . 41
5.2 Đềnghị . 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 42
PHỤLỤC . ix


http://s1.liketly.com/flash/edoc/web-viewer.html?file=jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-demo-2016-03-13-luan_van_anh_huong_cua_loai_enzyme_nong_do_enzyme_nhiet_do_p_2OYcNsbk58.png /tai-lieu/luan-van-anh-huong-cua-loai-enzyme-nong-do-enzyme-nhiet-do-ph-den-qua-trinh-thuy-phan-nep-than-ung-dung-cho-qua-trinh-92168/


Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

à 45 – 50
kDa.
α-amylase dễ tan trong nước, trong các dung dịch muối và rượu loãng. Protein của các
amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline. Điểm đẳng điện nằm trong vùng
pH: 4,2 – 5,7(Bernfeld, 1951).
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28-2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
11
Điều kiện hoạt động của α-amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống nhau.
Biên độ pH tối thích cho hoạt động của α-amylase từ malt khác với α-amylase từ vi sinh
vật.
Là một metaloenzyme. Mỗi phân tử đều có chứa 1 – 30 nguyên tử gam Ca/mol, nhưng
không ít hơn 1 – 6 nguyên tử gam/mol. Ca2+ tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu
trúc bậc 3 của enzyme (Molodova, 1965). Do đó, Ca còn có vai trò duy trì sự tồn tại của
enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và tác động của các enzyme phân
giải protein. Nếu phân tử enzyme bị loại bỏ hết Ca thì nó sẽ hoàn toàn bị mất hết khả
năng thủy phân cơ chất.
Độ bền đối với tác dụng của acid cũng khác nhau. α-amylase của nấm sợi bền vững đối
với acid tốt hơn α-amylase của malt và vi khuẩn. Ở pH 3,6 và 00C, α-amylase của malt bị
vô hoạt hoàn toàn sau 15 – 20 phút; α-amylase vi khuẩn bị vô hoạt 50 %, trong khi đó
hoạt lực của α-amylase nấm sợi hầu như không giảm bao nhiêu.
α-amylase được hoạt hóa bởi ion đơn trị nếu chúng có nguồn gốc động vật và vi sinh vật.
Nếu có nguồn gốc thực vật thì được hoạt hóa bởi ion hóa trị II. Hoạt hóa bởi ion hóa trị I
như sau: Cl- > Br- > I-. Chúng bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng như Cu2+, Hg2+
α-amylase kém bền trong môi trường acid nhưng khá bền nhiệt (bền nhất trong hệ enzyme
amylase).
Bảng 2: Khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase
Nguồn gốc Nhiệt độ tối thích pH tối thích
Malt 72-75 5.5-5.7
Nấm mốc 50-60 5.0-6.0
Vi khuẩn 60-70 6.0-7.0
Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2004
Bảng 3: Khả năng chịu nhiệt của α-amylase từ các nguồn khác nhau
Nhiệt độ (0C) Hoạt tính của α-amylase, % so hoạt tính với ban đầu
Nấm sợi Malt Vi khuẩn
65 100 100 100
70 52 100 100
75 3 58 100
80 - 25 92
85 - 1 58
90 - - 52
95 - - 8
Nguyễn Đức Lượng, 2004
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28-2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
12
ii. Cơ chế tác dụng lên mạch Amylose và Amylopectin
α-amylase có khả năng phân cắt liên kết α-1,4 Glucoside ở bất kỳ vị trí nào trên mạch tinh
bột đã được hồ hóa. Do đó được gọi là enzyme nội phân (endoenzyme).
α-amylase không chỉ có khả năng phân huỷ hồ tinh bột mà còn có khả năng phân huỷ cả
hạt tinh bột nguyên vẹn. Sự thủy phân tinh bột của α-amylase trải qua nhiều giai đoạn:
Trước tiên enzyme này phân cắt một số liên kết trong tinh bột tạo ra một lượng lớn
dextrin phân tử thấp, sau đó các dextrin này bị thủy phân tiếp tục để tạo thành maltose và
glucose.
Dưới tác dụng của enzyme α-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh tạo thành
oligoshaccaride gồm 6-7 gốc glucose, sau này các mạch này bị phân cắt dần và bị phân
giải chậm đến maltose. Sau thời gian thủy phân amylose sản phẩm bao gồm: 87%
maltose, 13% glucose.
Dưới tác dụng của enzyme α-amylase amylopectin bị phân giải khá nhanh nhưng vì α-
amylase không phân cắt được liên kết α-1,6 glucoside nên dù có kéo dài thời gian thủy
phân nhưng sau cùng sản phẩm có khoảng: 72% maltose, 19% glucose, dextrin phân tử
thấp và izomaltose là 8%.
Các giai đoạn của quá trình thuỷ phân tinh bột của α-amylase:
- Giai đoạn dextrin hoá:
α-amylase
Tinh bột dextrin phân tử lượng thấp
- Giai đoạn đường hóa:
α-amylase
Dextrin tetra và trimaltose di và monosaccharides
α-amylase
Amylose Oligosaccharide Polyglucose
Maltose maltotriose Maltotetrose
Khả năng dextrin hóa của α-amylase rất cao do đó người ta còn gọi α-amylase là amylase
dextrin hóa hay amylase dịch hóa
2.5.2 β-amylase (EC.3.2.1.2)
i. Đặc tính
β-amylase là một loại albumin. Tâm xúc tác của nó chứa gốc-SH, - COOH cùng với vòng
imidazol của các gốc histidin. β-amylase chỉ phổ biến trong thực vật, đặc biệt có nhiều
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28-2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
13
trong các hạt nẫy mầm. Trong vi khuẩn không có β-amylase. Sự tồn tại β-amylase trong
nấm mốc cho đến nay vẫn chưa được xác định.
β-amylase rất bền khi không có ion Ca2+, bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng như: Cu2+,
Hg2+, urê, ido, acetanic, iod, ozon.
β-amylase chịu nhiệt kém hơn α-amylase nhưng bền với acid hơn.
pH tối thích trong dung dịch bột thuần khiết là 4-6, trong dung dịch nấu là 5-5.6. Nhiệt
độ tối thích trong tinh bột thuần khiết là 40-500C. Trong dung dịch nấu là: 60-650C
β-amylase bị vô hoạt ở nhiệt độ 700C.
ii. Cơ chế tác dụng lên mạch tinh bột
β-amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết α-1,4 glucoside trong tinh bột, glycogen,
polysaccharide đồng loại. Phân cắt tuần tự từng gốc maltose một ở đầu không khử.
Maltose có cấu hình β được tạo thành. β-amylase được gọi là enzyme ngoại phân (exo-
enzyme).
β-amylase phân giải 100% amylose thành maltose. Phân giải 54-58% amylopectin thành
maltose. Do mỗi nhánh của amylopectin có từ 20-25 phân tử glucose nên sau khi thủy
phân tạo 10-12 phân tử maltose. Khi tới liên kết α-1,4 glucoside gắn với α-1,6 glucoside,
β-amylase sẽ ngưng tác dụng, phần saccharide còn lại là dextrin phân tử lớn. Có chứa
nhiều liên kết α-1,6 glucoside gọi là dextrin có màu tím đỏ với iod.
Nếu tinh bột bị thủy phân đồng thời bởi cả α và β-amylase thì tinh bột sẽ bị thủy phân đến
95%.
Tác dụng của β-amylase lên tinh bột như sau
β-amylase
Tinh bột maltose (54 – 58%) + β-dextrin (42 – 46%)
Hình 6: Cơ chế tác dụng của β-amylase lên tinh bột
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28-2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
14
2.5.3 γ-amylase (glucoamylase hay α-1,4- glucan-glucohydrolase) (EC.3.2.1.3)
i. Đặc tính
γ-amylase có khả năng thủy phân liên kết α-1,4 lẫn α-1,6 glucoside. Khi thủy phân liên
kết α-1,4-glucan trong chuỗi polysaccharide, Glucoamylase tách lần lượt từng phân tử
glucose ra khỏi đầu không khử của mạch để tạo ra glucose.
Ngoài các liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside, glucoamylase còn có khả năng thủy phân các
liên kết α-1,2 và α-1,3 glucoside.
Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột mà không cần có sự tham gia của
các amylase khác. Glucoamylase thủy phân các polysaccharide có phân tử lớn nhanh hơn
so với các chất có phân tử nhỏ. So với β-amylase, γ-amylase bền với acid hơn nhưng lại
kém bền dưới tác dụng của rượu etylic, acetone, không bền với ion kim loại nặng: Cu2+,
Hg2+có trong nấm mốc và một vài loại vi khuẩn.
Hoạt động tốt ở 500C, hoạt lực tối đa trong vùng pH 3.5-5.5.
ii. Cơ chế tác dụng lên amylase và amylopectin
Enzyme γ-amylase có khả năng xúc tác thủy phân cả liên kết α-1,4; 1,6 glucozid trong
tinh bột, glycogen, polysaccharide kiểu maltose. Là enzyme ngoại phân exo-enzyme. Nó
thủy phân polysaccharide từ đầu không khử tuần tự từng gốc glucose một. Chúng không
thủy phân được các dextrin vòng.
Khi thủy phân tinh bột, cùng với việc tạo thành glucose còn có thể tạo thành
oligosaccharide. Ngoài ra, γ-amylase còn có thể phân cắt cả liên kết α-1,2; 1,3-glucoside
nữa.
Chú ý khi sử dụng hệ enzyme amylase trong sản xuất rượu:
- Nguồn gốc của hệ enzyme amylase để biết được khoảng nhiệt độ, pH thích hợp.
Nắm được chất hoạt hóa, chất ức chế đối với từng enzyme để làm tăng khả năng hoạt
động của nó, tăng nhanh hiệu suất đường hóa.
- Tùy nguyên liệu cụ thể có thành phần amylase, amylosepectin khác nhau mà sử
dụng loại enzyme thích hợp, cân đối.
- Tùy từng loại men, từng loại sản phẩm lên men mà có thành phần nguyên liệu
khác nhau, hàm lượng đường lên men khác nhau, dẫn đến chủng loại enzyme khác nhau.
Nói cách khác, chúng ta phải biết được các tính chất của nguồn enzyme đang sử dụng như
tỉ lệ các loại enzyme, nhiệt độ, pH thích hợp cho enzyme đó.
(Công nghệ enzyme, 2005)
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28-2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
15
2.5.4 Oligo-1,6-glucosidase (dextrin-6-glucanhydrolase) (EC 3.2.1.10)
Enzyme này thủy phân liên kết α-1,6-glucosid trong isomaltose, panose và các dextrin tới
hạn thành đường có thể lên men được. Enzyme này có ở vi sinh vật nhưng đồng thời cũng
có trong hạt nảy mầm (malt, thóc mầm). Ngoài oligo-1,6-glucosidase, hệ dextrinase của
hạt ngũ cốc nảy mầm còn có amylopectin-1,6-glucosidase (R-enzyme) và dextrin-1,6-
glucosidase (còn gọi là amylo-1,6-glucosidase hay dextrin-6- glucanhydrolase) (EC
3.2.1.33). Hai loại enzyme này đều thủy phân dextrin triệt để hơn α-amylase và β-amylase
nên trong dịch thủy phân có nhiều maltose hơn.
Nhiệt độ tối thích cho hoạt động của các dextrinase là 400C và pH tối thích là 5,1.
2.5.5 Pullulanase (EC3.2.1.41)
Enzyme...

---