ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
Đồ án: “Ứng dụng của enzyme
protease trong sản xuất bia”
MỤC LỤC
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 1 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
Mở đầu Trang 1
Chương 1: Tổng quan về enzyme protease Trang 2
1. Tổng quan về enzyme protease Trang 2
1.1. Giới thiệu chung Trang 2
1.2. Đặc điểm và tính chất của protease vi sinh vật Trang 3
1.3. Cấu trúc trung tâm hoạt động của protease Trang 5
2. Nguồn thu nhận protease Trang 6
3. Phương pháp thu nhận enzyme protease từ vi sinh vật Trang 7
3.1. Tuyển chọn giống vi sinh vật cho enzyme protease có hoạt lực
cao Trang 7
3.2. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật tổng hợp enzyme protease
Trang 8
3.2.1. Nguồn cacbon Trang 8
3.2.2. Nguồn Nitơ Trang 8
3.2.3. Nguồn các nguyên tố khoáng và các yếu tố kích thích sinh
trưởng Trang 9
3.3. Nuôi cấy thu nhận phế phẩm enzyme protease bằng phương
pháp bề mặtTrang 9
3.4. Thu nhận enzyme Trang 11
3.4.1. Tách và làm sạch chế phẩm
enzyme Trang 11
4. Quy trình thu nhận enzyme protease từ chủng nấm mốc
Asp.oryzae Trang 14
4.1. Quy trình thu nhận
Trang 14

suất trích ly, thủy phân hoàn toàn các chất protein, làm giảm độ nhớt và làm triệt
tiêu nguyên nhân làm đục bia.
Ngày nay, bia là loại đồ uống không thể thiếu đối với cuộc sống của con
người. Bia là loại nước giải khát, có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc
cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme phong
phú, kích thích tiêu hoá cho cơ thể con người.
Hiện nay, các nhà máy bia ở nước ta chưa chú ý tới việc sử dụng enzyme
trong quá trình sản xuất. Xuất phát từ những lý do trên em chọn đề tài “Ứng
dụng của enzyme protease trong sản xuất bia” với mong muốn những ứng dụng
của enzyme này sẽ được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất bia nói riêng.
Chương I TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 4 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
1. Tổng quan về enzyme Protease [2]
1.1. Giới thiệu chung
Protease là các enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptit (CO-NH)
trong phân tử protein và các cơ chất tương tự.
Nhiều Protease có khả năng liên kết este và vận chuyển acid amin.
Theo phân loại quốc tế các enzyme thuộc nhóm này chia thành 4 phân
nhóm phụ:
- Aminopeptidase: xúc tác sự thủy phân liên kết peptit ở đầu nitơ của
mạch polypeptit.
- Cacboxypeptidase: xúc tác sự thủy phân liên kết peptit ở đầu cacbon của
mạch polypeptit. Cả hai phân nhóm enzyme trên đều là các exo – peptidase.
- Dipeptidhydrolase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết dipepit.
- Proteinase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết peptid nội mạch.
Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức
độ tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng
từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa ) và động vật
(gan, dạ dày bê ) [10]. Trong cơ thể, các Protease đảm nhiệm nhiều chức nǎng

và liên kết amide của các dẫn xuất
acid của aa. Ngược lại các Protease
kim loại, Protease acid thường
không có hoạt tính esterase của các
dẫn suất của aa. Nhiều Protease
ngoại bào của vi sinh vật đã được
nghiên cứu tương đối kỹ về cấu tạo phân tử, một số tính chất hóa lý và cơ chế
tác dụng. Kết quả nghiên cứu cho thấy trọng lượng phân tử của các enzyme này
tương đối bé, nhất là các P-xerin.
Có thể tóm tắt những đặc tính của các nhóm Proteinase này ở bảng 1.1
Bảng 1.1. Một số tính chất của Protease (P) vi sinh vật
Nhóm Nguồn E Chất kìm Đặc điểm pH tối
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 6 Lớp: 08s2
Hình 1.3. Cấu trúc tinh thể của Tripsin
(1 Protease xerin tiêu biểu)
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
hãm TTHĐ thích
P-Xerin Bac.subtilis
Bac.pumilus
Str.griseus
Str.fradiae
Art hrobacter B22
Asp.oryzae
Asp.flavus
Asp.sojae
E.coli
DFP
+
Xerin Kiềm
P-tiol Streplococcus

Rhizopus chinensis
Mucor pucillus
Endothia parasilica
Dizoaxetil
Dlnorlox-
inmetil este
COOH Acid
1.3. Cấu trúc trung tâm hoạt động (TTHĐ) của Protease [5]
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 7 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
Trong TTHĐ của Protease vi sinh vật ngoài gốc acid amin đặc trưng cho
từng nhóm còn có một số gốc acid amin khác. Các kết quả nghiên cứu chung về
TTHĐ của một số Protease vi sinh vật cho phép rút ra một số nhận xét chung
như sau:
- TTHĐ của Protease đủ lớn và bao gồm một số gốc aa và trong một số
trường hợp còn có cả cofactơ kim loại.
+ Các Protease kim loại có TTHĐ lớn hơn vào khoảng 21
0
A, có thể phân
biệt thành sáu phần dưới TTHĐ (subsite), mỗi phần dưới TTHĐ tương ứng với
mỗi gốc aa trong phân tử cơ chất.
+ Đối với các Protease acid, theo nhiều nghiên cứu cấu trúc TTHĐ của
các tinh thể Protease acid của Phizopus chinenis và Endothia parasilica đã cho
thấy phân tử các Protease này gồm có hai hạt, giữa chúng có khe hở vào khoảng
20
0
A. Khe hở này là phần xúc tác của các E, các gốc Asp-35 và Asp-215 xếp đối
diện nhau trong khe ấy.
- Đối với các Protease không chứa cysteine, TTHĐ của chúng có tính
mềm dẻo hơn vì cấu trúc không gian của chúng không được giữ vững bởi các

ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
động vật và thực vật do hàng loạt những ưu điểm về sinh lý vi sinh vật và về kỹ
thuật sản xuất được liệt kê như sau:
 Vi sinh vật có khả năng chuyển hóa một khối lượng cơ chất lớn hơn khối
lượng cơ thể chúng hàng ngàn lần sau một ngày đêm.
 Enzyme thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tính cao.
 Tốc độ sinh sản của vi sinh vật mạnh, trong thời gian ngắn có thể thu
được lượng sinh khối vi sinh vật rất lớn, giúp trong một thời gian ngắn thu được
một lượng enzyme nhiều hoặc lượng các sản phẩm trao đổi chất cao.
 Một đặc điểm riêng có của vi sinh vật đó là cơ thể nhỏ bé nên việc vận
hành, kiểm soát thiết bị lên men trong quá trình sản xuất đơn giản hơn rất nhiều.
 Vi sinh vật là giới sinh vật thích hợp cho sản xuất theo quy mô công
nghiệp: Trong sản xuất, quá trình sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp
enzyme của vi sinh vật hoàn toàn không phụ thuộc vào khí hậu bên ngoài. Trong
khi đó, sản xuất enzyme từ nguồn thực vật và động vật không thể đưa vào quy
mô công nghiệp được.
 Nguồn nguyên liệu dùng sản xuất enzyme theo quy mô công nghiệp rẽ
tiền và dễ kiếm, không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa rất lớn
về mặt môi trường sống. vi sinh vật không đòi hỏi quá khắt khe những yếu tố
dinh dưỡng của môi trường, nhất là những vi sinh vật tổng hợp enzyne. Chính vì
thế enzyme được sản xuất từ vi sinh vật thường rẻ tiền hơn enzyme từ các nguồn
khác.
 Vi sinh vật có thể sinh tổng hợp cùng một lúc nhiều loại enzyme khác
nhau [5].
 Nhiều vi sinh vật có khả năng tổng hợp mạnh Protease, các enzyme này
có thể ở trong tế bào hoặc được tiết vào môi trường nuôi cấy. Một số Protease
ngoại bào đã sản xuất quy mô công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong nhiều
ngành công nghiệp, trong nông nghiệp và trong y học.
 Nguồn vi sinh vật thu nhận enzyme Protease chủ yếu gồm: vi khuẩn, nấm
mốc, xạ khuẩn.

Có nhiều hợp chất hydratcacbon và các hợp chất khác là nguồn cacbon
thích hợp đối với nấm mốc sinh ra enzyme Protease có hoạt lực cao. Các nguồn
cacbon có tác dụng đến sinh tổng hợp Protease của Asp. oryzae có thể theo thứ
tự:
fructoza→ sacaroza→ maltoza→ glucoza→ manit→ arabinoza→ galactoza.
Tinh bột là nguồn cacbon của nhiều chủng vi khuẩn sinh tổng hợp
enzyme Protease.
3.2.2. Nguồn nitơ [1].
Nguồn nitơ sử dụng rất phong phú, bao gồm 2 nhóm: vô cơ và hữu cơ.
Đối với một số loài nấm mốc thuộc họ (A. oryzae, A. awamori, A. niger,
A. flavus) trên môi trường có các nguồn nitơ hữu cơ sinh tổng hợp Protease axit
cao. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy sinh tổng hợp enzyme được nâng cao
khi trong môi trường có đồng thời cả nguồn nitơ hữu cơ và nitơ vô cơ. Cho thêm
vào môi trường có cám mì, bột đậu tương đã tách chất béo, các nguồn nitơ và
hữu cơ hoạt lực enzyme Protease tăng 22 - 74%. Còn trường hợp dùng các
nguồn nitơ vô cơ duy nhất trong môi trường sẽ dẫn đến ngừng sinh tổng hợp
Protease nói chung.
Ngoài ra, các bazơ purin như A (adenin), G (guanin) và các dẫn xuất của
chúng, ARN và các sản phẩm thuỷ phân cũng làm tăng đáng kể sinh tổng hợp
protease VSV.
3.2.3. Nguồn các nguyên tố khoáng và các yếu tố kích thích sinh trưởng [1]
- Muối khoáng rất cần thiết cho hoạt động vi sinh vật. Ion Mg
2+
có tác
dụng sinh tổng hợp và ổn định các enzyme có hoạt tính ở nhiệt độ cao.
- Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đối với môi trường nuôi cấy.
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 10 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
+Nhiệt độ nuôi cấy thông thường từ 25 - 30
0

4
, (NH
4
)
2
CO),
photpho, nitơ hữu cơ và các chất kích thích sinh trưởng như malt, nước chiết
ngô, nước lọc bã rượu.
- Ưu, nhược điểm
+ Nồng độ enzyme tạo thành cao hơn nhiều lần so với dịch nuôi cấy chìm
sau khi đã tách tế bào vi sinh vật. Chế phẩm dễ dàng sấy khô mà không làm
giảm đáng kể hoạt tính enzyme. Chế phẩm khô, dễ bảo quản, vận chuyển,
nghiền nhỏ hoặc sử dụng trực tiếp nếu không cần khâu tách và làm sạch
enzyme.
+ Tốn ít năng lượng, thiết bị, dụng cụ nuôi cấy đơn giản dễ thực hiện và
dễ dàng xử lý khi bị nhiễm vi sinh vật lạ, có thể thực hiện qui mô gia đình, trang
trại cũng như ở qui mô lớn đến 20 tấn/ngày.
+ Tuy nhiên phương pháp bề mặt có năng suất thấp, khó cơ khí hoá, tự
động hoá, cần diện tích nuôi lớn, chất lượng chế phẩm ở các mẻ không đồng
đều. Ngoài ra phương pháp nuôi cấy bề mặt có một nhược điểm rất lớn là tốn
nhiều diện tích. Do vậy mà phương pháp này dần được thay thế bằng nuôi cấy
chìm để nuôi cấy vi khuẩn.
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 11 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
3.4. Thu nhận enzyme (E)
3.4.1. Tách và làm sạch chế phẩm enzyme [3]
Enzyme thường chứa ở các tế bào sinh vật gọi là các enzyme nội bào
(intracellular enzyme), nhưng nó cũng có thể được các sinh vật tiết ra môi
trường sống. Đó là các enzyme ngoại bào (extracellular enzyme). Enzyme vi
sinh vật thường chiết là enzyme ngoại bào.

trường, phương pháp kết tủa phân đoạn bằng muối trung tính hoặc các dung môi
hữu cơ, các phương pháp sắc ký (sắc ký hấp phụ, sắc ký trao đổi ion), điện di,
phương pháp lọc gel.
- Mục đích yêu cầu: Các chế phẩm enzyme được sử dụng ở các dạng khác
nhau theo mức độ tinh khiết (hoạt độ riêng). Trong một số trường hợp, canh
trường nuôi cấy vi sinh vật có chứa enzyme được sử dụng trực tiếp dưới dạng
thô không cần tách tạp chất nếu chúng không gây ảnh hưởng đáng kể đến sản
phẩm và quy trình công nghệ sau này (Ví dụ: sản xuất rượu, nước chấm thực
vật, da). Cũng có khi người ta cần sử dụng chế phẩm enzyme tinh khiết trong
công nghiệp dệt, công nghiệp mạch nha, y học, nghiên cứu khoa học.
Enzyme nói chung rất dễ bị giảm hoạt tính dưới tác dụng của các tác nhân
bên ngoài do đó khi tách và tinh chế enzyme để tránh sự biến hình protein ảnh
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 12 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
hưởng lớn đến hoạt tính enzyme cần tiến hành nhanh chóng ở nhiệt độ thấp, độ
pH thích hợp không có mặt các chất gây biến hình enzyme.
- Để trích ly enzyme ra khỏi tế bào trước hết cần phải phá vỡ thành tế bào,
màng tế bào và những cấu trúc dưới tế bào bằng những phương pháp lý học
hoặc hóa học.
Đối với trường hợp enzyme còn nằm trong tế bào (E nội bào nuôi bằng
phương pháp bề mặt) thì cần phải giải phóng enzyme bằng cách phá vỡ tế bào
thu nhiều cách như:
+ Nghiền nhỏ, nghiền với cát, nghiền với vụn thủy tinh, nghiền bi.
+ Để tế bào tự phân hủy.
+ Dùng tác dụng của siêu âm hoặc tạo áp suất thẩm thấu cao, trích ly bằng
muối, dung dịch muối trung tính, dung môi hữu cơ.
+ Kết tủa enzyme bằng các chất điện ly thích hợp.
- Thẩm tích [8]
Trong quá trình tinh sạch các enzyme để loại bỏ các phân tử hòa tan nhỏ
không mong muốn khỏi dịch trích ly enzyme như amoni sulfat sau khi kết tủa,

Nguyên liệu dinh dưỡng (bột
bắp, cao nấm men, pepton)
Hấp thanh trùng
Làm nguội đến 30
0
C
Nước
Đỗ lên khay
Giống Asp.oryzae
Nuôi cấy ở nhiệt độ
phòng
0,5-2%
Dùng trong
chăn nuôi
Lọc
Kết tủa enzyme
Thu nhận kết tủa
Sấy
Tinh chế
Bã
Chế phẩm ezyme
Kỹ thuật
Thu nhận chế
phẩm enzyme tinh
khiết
Sấy
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
4.2. Thuyết Minh Quy Trình và đề xuất thiết bị
4.2.1. Lý do chọn chủng nấm mốc Asp.oryzae
Asp. oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Plectascales, lớp

30
0
C vì thời kỳ đầu này giống rất mẫn cảm với nhiệt độ.
 Giai đoạn 2: Giai đoạn này kéo dài 14 - 18 giờ. Enzyme protease được
tổng hợp mạnh. Lượng O
2
trong không khí giảm và CO
2
sẽ tăng dần, do đó trong
giai đoạn này cần phải được thông khí mạnh và nhiệt độ cố gắng duy trì trong
khoảng 29 - 30
0
C là tốt nhất.
 Giai đoạn 3: Giai đoạn này kéo dài 10 - 20 giờ. Quá trình trao đổi chất
yếu dần, do đó mức độ giảm chất dinh dưỡng sẽ chậm lại. Nhiệt độ của khối môi
trường giảm, do đó làm giảm lượng không khí môi trường xuống 20 - 25 thể tích
không khí/thể tích phòng nuôi cấy/ 1giờ. Nhiệt dộ nuôi duy trì ở 30
0
C, trong giai
đoạn này, bào tử được hình thành nhiều do đó lượng Enzyme protease tạo ra sẽ
giảm xuống. Chính vì thế việc xác định thời điểm cần thiết để thu nhận enzym
rất cần thiết.
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 15 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
4.2.3. Thu nhận sản phẩm
Kết thúc quá trình nuôi cấy ta thu nhận được chế phẩm enzyme protease,
chế phẩm này được gọi là chế phẩm enzyme thô.
Tùy theo mục đích sử dụng ta có thể dùng chế phầm thô này ngay không
cần phải quá trình tinh sạch. Trong những trường hợp cần thiết khác, ta phải tiến
hành làm sạch enzyme. Để sản xuất enzyme tinh khiết người ta phải tiến hành

amon. Hai tác nhân kết tủa này dễ tìm kiếm và giá rẻ so với những tác nhân gây
tủa khác.
Trong khi tiến hành kết tủa, người ta phải làm lạnh cả dung dịch enzyme
thô và cả những tác nhân kết tủa để tránh làm mất hoạt tính enzyme. Khi đổ chất
làm kết tủa enzyme vào dung dịch enzyme thô phải hết sức từ từ để tránh hiện
tượng biến tính.
Các enzyme sẽ được tạo kết tủa và lắng xuống đáy, tiến hành gạn và lọc
thu nhận kết tủa ở dạng paste (độ ẩm lớn hơn 70% W).
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 16 Lớp: 08s2
Hình 1.6. Nồi hấp khử trùng.
môi trường
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
Ở trạng thái này enzyme rất dễ bị biến tính vì còn nhiều nước để dễ bảo
quản người ta sấy kết tủa enzyme protease ở 40
0
C cho đến khi độ ẩm cuối cùng
đạt 5 - 8% W (thiết bị sấy thường dùng là máy sấy phun sương).
Trong nhiều trường hợp chế phẩm enzyme protease ở dạng kết tủa vẫn
hoàn toàn chưa sạch về mặt hóa học vì trong đó còn chứa một số enzyme ngoài
enzyme ta quan tâm.
4.2.4. Đề xuất thiết bị

Nồi hấp khử trùng môi trùng
Mục đích của quá trình thanh trùng là tiêu
diệt hoàn toàn vi sinh vật tạp nhiểm còn tại trong
môi trường dinh dưỡng, ngoài quá trình gia nhiệt
sẽ làm cho môi trường dinh dưỡng chuyển hóa vi
sinh vật dễ dàng đồng hóa chất dinh dưỡng trong
môi trường nuôi cấy.
Ta tiến hành thanh trùng trong thời gian

ngang vào cột nâng và
sau khi vắt thì thải ra
ngoài.
Nước dâng lên trong cột nạp liệu được bảo hòa liên tục và sau khi qua bộ
lọc thì đưa ra ngoài. Thời gian trích ly 40 - 60 phút ở 25
0
C.
 Máy sấy phun sương
Hình 1.9. Máy sấy phun sương LPG Hình 1.10. Thiết bị sấy phun hình đáy bằng
Không khí đi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt được đưa vào bộ phân phối không
khí ở trên đỉnh thiết bị; khí nóng được đưa vào buồng sấy đều theo hình xoáy
trôn ốc. Nguyên liệu dạng lỏng từ máng nguyên liệu đi qua bộ lọc được bơm lên
bộ phun sương ở trên đỉnh của buồng sấy làm nguyên liệu trở thành dạng hạt
sương cực nhỏ, khi tiếp xúc với khí nóng, lượng nước có trong nguyên liệu
nhanh chóng bay hơi, nguyên liệu dạng lỏng được sấy khô thành thành phẩm
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 18 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
trong thời gian cực ngắn. Thành phẩm được phần đáy của buồng sấy và bộ phân
li gió xoáy đùn ra ngoài, phần khí thừa còn lại được quạt gió hút và đẩy ra ngoài.
 Thiết bị lọc
Máy lọc chân không dạng thùng quay: Loại này được ứng dụng để tách
sinh khối vi sinh vật khỏi dung dịch canh trường.
Chất lỏng canh trường chảy vào nhánh trên của băng tải và khi chuyển dịch trên
các phòng chân không, phần chiết qua lỗ lọc vào các khoang, còn các tiểu phần
rắn của huyền phù bị giữ lại trên bề mặt của băng tải.
Hình 1.11. Sơ đồ thiết bị lọc chân không dạng thùng quay tác động liên tục
5. Tình hình nghiên cứu enzyme protease
5.1 Tình hình nghiên cứu enzyme trong nước
Hầu như mọi phản ứng hoá học trong cơ thể sống đều cần phải có vai trò
xúc tác của enzyme - chất xúc tác sinh học. Chính vì vậy, các nghiên cứu về

trên cơ chất casein là 55
0
C và pH trong khoảng kiềm 10 -12. [14],[4].
+ “Nghiên cứu ứng dụng Protease bacillus subtilis trong sản xuất bột
đạm thủy phân từ cá Mối”, Vũ Ngọc Bội, trường Đại học thủy sản Nha Trang.
Qua nghiên cứu cho thấy protease B. subtilis có thể thủy phân mạnh mẽ cơ thịt
cá mối và hoàn toàn có thể sử dụng enzyme này trong sản xuất bột đạm thủy
phân. Khi bổ sung protease B. subtilis với nồng độ enzyme 0,3% vào hỗn hợp cơ
thịt cá mối và thủy phân ở 50
0
C.
+ Nghiên cứu ứng dụng Protease trong sản xuất Bia, thực hiện trong các
năm 1993 - 1994, Thực hiện: TS.Trương Thị Hòa và các công tác viên Viện
Công nghiệp thực phẩm. Protease của Aps. oryzae được dùng để thủy phân
protein trong hạt ngũ cốc, tạo điều kiện xử lý bia tốt hơn. [5]
5.2. Vấn đề sản xuất enzyme Protease trên thế giới
Trong các Protease, các enzyme của hệ tiêu hóa được nghiên cứu sớm
hơn cả. Năm 1857, Corvisart tách được tripxin từ dịch tụy, đó là Protease đầu
tiên nhận được ở dạng chế phẩm. Năm 1861 Brucke cũng đã tách được Pepxin
từ dịch dạ dày Chó ở dạng tương đối tinh khiết. Ngoài các enzyme của hệ tiêu
hóa, người ta cũng đã quan sát đầu tiên về các Protease trong máu [9].
Các Protease thực vật được phát hiện muộn hơn. Năm 1879 Wurtz được
xem là người đầu tiên tách được Protease thực vật. Đến nay người ta đã nghiên
cứu được khá đầy đủ về cấu trúc phân tử của nhiều Protease như: papain,
tripxin, kimotripxin, subtilizin… [9].
Các Protease của vi sinh vật mới được chú ý nghiên cứu nhiều từ năm
1950, mặc dù từ năm 1918- 1919 Waksman đã phát hiện được khả năng phân
giải Protein của Xạ khuẩn. Trong hơn 10 năm nay số công trình nghiên cứu
Protease vi sinh vật tăng lên đáng kể nhiều hơn các Protease của động và thực
vật. Những kết quả đạt được trong lĩnh vực này đã góp phần mở rộng quy mô

các chất mang không tan cho phép có thể tái sử dụng enzyme nhiều lần. Vì vậy
mà việc ứng dụng Protease ngày càng gia tăng[4], [1].
Enzyme tinh khiết trong công nghiệp dệt, công nghiệp mạch nha, y học,
nghiên cứu khoa học.
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 21 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT BỊ
I. Đối tượng nghiên cứu
1.Giới thiệu nguyên liệu [6]
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon,
nước và sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô, gạo.
1.1. Malt đại mạch
1.1.1. Vai trò của malt trong sản xuất bia
Trong công nghiệp sản xuất bia malt là nguồn nguyên liệu chủ yếu được
dùng để sản xuất bia vì vậy nó có vai trò rất quan trọng trong công nghiệp sản
xuất bia. Thành phần của malt là những nhân tố quyết định đến chất lượng của
bia thành phẩm sau này, chúng giúp cho bia có hương vị đặc trưng, có vị đắng
dịu hài hòa tạo cảm giác thú vị cho người sử dụng.
Trong thành phần của malt có chứa một lượng Enzyme khá phong phú.
Trong những điều kiện thuận lợi về nhiệt độ, pH thì các Enzyme này hoạt động
mạnh phân cắt các hợp chất hữu cơ có phân tử lớn thành những hợp chất có
phân tử lượng thấp. Mặc khác trong thành phần của malt có chứa nhiều tinh bột,
các đường đơn, protein, các sắc tố tạo màu, mùi, vị làm cho bia có hương vị đặc
trưng.
Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá, vừa là nguyên liệu đặc trưng
dùng sản xuất bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất công
nghệ hơn hẳn so với bia được sản xuất từ malt của các loại hạt hoà thảo khác.
Một số đặc tính của malt
Malt là một loại ngũ cốc được sản xuất từ lúa đại mạch. Malt đại mạch
gieo trồng là loại thực vật xếp vào họ hordeum gồm: hordeum sativum, hordeum

công nghệ sản xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt: mặt bất lợi là trong vỏ có
chứa các chất màu,các chất đắng và các chất chát nếu các chất này hòa tan vào
dịch đường sẽ làm giảm chất lượng của sản phẩm. Mặt lợi của lớp vỏ là đóng
vai trò xây dựng màng lọc trong quá trình tách bả khỏi khối cháo.
SVTH: Lưu Thị Liên Trang 23 Lớp: 08s2
ĐACM: Ứng dụng enzyme protease trong sản xuất bia GVHD: Hồ Thị Tuyết Mai
Vỏ hạt đại mạch từ ngoài vào trong chia làm ba lớp: vỏ trấu, vỏ quả, vỏ
hạt. Phần này chiếm từ 8 - 15% trọng lượng hạt.
Vỏ trấu là cấu tử chiếm nhiều nhất trọng lượng của vỏ, nó được hình
thành từ đài hoa. Đài hoa dưới hình thành nên vỏ trấu phía ngoài (phía lưng) và
kết thúc bằng sợi râu, còn đài hoa hình thành nên vỏ trấu phía trong (phía bụng)
của hạt…Đài hoa là công cụ để bảo vệ các cơ quan bên trong của hạt trong quá
trình hình thành và chuyển hóa của nó.
Thành phần hóa học của vỏ trấu chủ yếu là xellulose kết chặt lại nhờ chất
khoáng và linhin. Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ quả được cấu tạo từ lớp tế bào, cứ
một lớp xếp ngang thì tiếp đến là một lớp xếp dọc. Với cấu trúc như vậy lớp vỏ
quả sẽ rất dai và bền vững.
Dưới lớp vỏ quả là lớp vỏ hạt bai gồm hai lớp tế bào, tế bào của lớp ngoài
có thành rất dày, lớp trong thì trong suốt. Lớp vỏ hạt có vai trò như một màng
bán thấm: chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ các chất hòa tan
trong hạt không cho thấm ra ngoài.
Lớp vỏ quả và lớp vỏ hạt liên kết chặt với nhau, mối liên kết đó chắt hơn
rất nhiều so với sự liên kết giữa chúng với lớp vỏ trấu.
 Nội nhũ hạt:
Nội nhũ hạt là thành phần lớn nhất đồng thời là phần có giá trị nhất của
hạt, chiếm từ 45 – 68% trọng lượng hạt. Phần này của hạt đại mạch giữ vai trò
quyết định đến chất lượng của đại mạch trong sản xuất bia. Ngoài cùng của nội
nhũ tiếp giáp với lớp vỏ hạt là lớp aloron. Lớp aloron này rất giàu protein, chất
béo, đường xelluloza, pentoza, vitamin và chất tro. Dưới lớp aloran mới đến
phần nội nhũ thật của hạt.

biến hạt đại mạch để trở thành hạt malt được đặt nền tảng trên sự nảy mầm của
hạt, tức là sự phát triển của phôi.
Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hóa và
tích lũy hoạt lực của enzyme trong hạt. Nhờ quá trình này mà một chất dinh
dưỡng cao phân tử bị phân cắt thành sản phẩm thấp phân tử. Một phần các chất
thấp phân tử này được chuyển về phôi để nuôi cây non, phần còn lại tồn tại
trong hạt để sau này biến thành chất hòa tan của dịch đường.
Phôi nằm ở phía dưới gần đế của hạt bao gồm phôi lá , phôi rễ và nằm
giữa chúng là phôi thân. Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là lớp ngù. Ngù là một
lớp màng bán thấm: nó chỉ cho phép các chất hòa tan từ nội nhũ thấm qua để
chuyển về phôi và nước từ phía phôi đi vào nội nhũ.
1.1.3. Thành phần hoá học của malt
Thành phần hóa học của malt đại mạch rất phức tạp. Nó phụ thuộc vào
giống đại mạch, điều kiện đất đai, khí hậu, kĩ thuật canh tác và điều kiện bảo
quản.Thành phần hóa học của malt là nhân tố quyết định chất lượng của đại
mạch để xem xét loại đại mạch đó có đủ tiêu chuẩn để sản xuất bia hay không.

Nước
Thủy phần của đại mạch có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và
bảo quản hạt. Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt.
Hai quá trình này là nhân tố quan trọng làm hao tổn chất khô. Thủy phần cao
quá mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.
Đặc biệt nguy hiểm là các loại vi khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt.
Đại mạch có thủy phần cao sẽ làm tăng chi phí vận tải một cách vô ích. Người ta
xác định được hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất thu hồi chiết giảm
0.76%, hàm ẩm tối đa cho phép của đại mạch khi đưa vào bảo quản là 13%.

Gluxit
Gluxit được chia làm bốn nhóm: mono, disacharide, trisacharide và
polysacharide.