TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN THANH VŨ

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

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 08

Người hướng dẫn
NHAN MINH TRÍ
NGUYỄN CÔNG HÀ NĂM 2007 Luận văn đính kèm theo đây, với tựa đề tài :”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” do Nguyễn Thanh Vũ thực hiện và báo cáo,
đã được hội đồng chấm luận văn thông qua.

Cán bộ hướng dẫn Cán bộ phản biện

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 ii
TÓM T
Ắ
T

V
ớ
i mong mu
ố
n s
ử
d
ụ
ng ngu
ồ
n enzyme amylase để thay thế nấm mốc ở giai đoạn
đường hóa trong quá trình sản xuất rượu nếp than nhằm nhằm nâng cao hiệu
suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Nghiên cứu kh
ả

ố
i
ư
u
đố
i v
ớ
i enzyme từ Aspergillus niger, từ Bacillus và
Aspergillus là 70
0
C còn
đố
i v
ớ
i enzyme có ngu
ồ
n g
ố
c t
ừ
vi khu
ẩ
n Bacillus thì nhi
ệ
t
độ
t
ố
i
ư

Aspergillus
niger là pH 5,5.
- T
ừ
các thông s
ố
t
ố
i
ư
u
đ
ã kh
ả
o sát trên enzyme t
ừ
3 ngu
ồ
n khác nhau, ti
ế
n hành thí
nghi
ệ
m
ở
các điều kiện t
ố
i thích c
ủ
a enzyme, nh

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 về nếp than.......................................................................... 2
2.2 Giới thiệu chung về enzyme amylase............................................................. 3
2.3 Cấu trúc phân tử amylase............................................................................... 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 độ cơ chất đến phản ứng của enzyme ............................ 5
2.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme 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 Cơ chất tác dụng ........................................................................................... 9
2.5 Đặc tính và cơ chế tác 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 nghệ thực phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng

enzyme glucoamylase có nguồn gốc từ nấm mốc Aspergillus và vi khuẩn Bacillus.. 29
4.2.3 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độ enzyme đến khả năng thủy phân của
enzyme glucoamylase có nguồn gốc từ nấm mốc Aspergillus niger ......................... 35
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

v

4.3 So sánh khả năng thủy phân của loại enzyme để ứng dụng cho quá trình lên men
............................................................................................................................... 40
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 41
5.1 Kết luận ........................................................................................................... 41
5.2 Đề nghị............................................................................................................. 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 42
PHỤ LỤC .............................................................................................................. ix
2,5ml/50g và nhiệt độ 70
0
C.................................................................................... 26
Hình 12: Độ brix của dịch thủy phân khi sử dụng enzyme nồng độ 0,5ml/50g ........ 27
Hình 13: Độ brix của dịch thủy phân khi sử dụng enzyme nồng độ 1,5ml/50g ........ 27
Hình 14: Độ brix của dịch thủy phân khi sử dụng enzyme nồng độ 2,5ml/50g ........ 27
Hình 15: Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến độ Brix đạt được sau quá trình thủy phân
tinh bột ở nồng độ 2,5ml/50g trong không gian....................................................... 28
Hình 16: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ brix theo thời gian thủy phân ở pH = 3,5; nồng
độ 0,5ml/50g........................................................................................................... 29
Hình 17: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ brix theo thời gian thủy phân ở pH = 3,5 và nhiệt
độ 60
0
C 30
Hình 18: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ brix theo thời gian thủy phân ở nồng độ
1,5ml/50g và nhiệt độ 60
0
C.................................................................................... 31
Hình 19: Độ brix của dịch thủy phân khi sử dụng enzyme nồng độ 0,5ml/50g ........ 32
Hình 20: Độ brix của dịch thủy phân khi sử dụng enzyme nồng độ 1,5ml/50g ........ 32
Hình 21: Độ brix của dịch thủy phân khi sử dụng enzyme nồng độ 2,5ml/50g ........ 33
Hình 22: Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến độ Brix đạt được sau quá trình thủy phân
tinh bột ở nồng độ 0,5ml/50g trong không gian....................................................... 33
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

vii

Hình 23: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ brix theo thời gian thủy phân ở pH = 4,5, nồng

Bảng 6: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng thủy phân của enzyme α-
amylase có nguồn gốc từ vi khuẩn bacillus ............................................................. 25
Bảng 7: Kết quả thống kê ảnh hưởng của pH đến khả năng thủy phân của enzyme α-
amylase có nguồn gốc từ vi khuẩn bacillus ............................................................. 26
Bảng 8: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân của enzyme
glucoamylase từ Aspergillus và Bacillus ................................................................. 29
Bảng 9: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng thủy phân của enzyme
glucoamylase từ Aspergillus và Bacillus ................................................................. 31
Bảng 10: Kết quả thống kê ảnh hưởng của pH đến khả năng thủy phân của enzyme
glucoamylase từ Aspergillus và Bacillus ................................................................. 32
Bảng 11: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân của enzyme
glucoamylase có nguồn gốc từ aspergillus niger..................................................... 35
Bảng 12: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng thủy phân của enzyme
glucoamylase từ Aspergillus niger .......................................................................... 36
Bảng 13: Kết quả thống kê ảnh hưởng của pH đến khả năng thủy phân của enzyme
glucoamylase từ Aspergillus niger .......................................................................... 37
Bảng 14: So sánh khả năng thủy phân của enzyme................................................. 39
Bảng 15: Hiệu suất thủy phân của các loại enzyme ................................................. 40
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

1

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, nhiều sản phẩm lên men
truyền thống đã được nghiên cứu sâu về mặt khoa học và kỹ thuật sản xuất. Ở các nước
trong khu vực hiện nay đã nghiên cứu cải tiến thành công chất lượng rượu cổ truyền được
áp dụng sản xuất với qui mô công nghiệp, phân phối rộng rãi trên thế giới như rượu Sakê

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

2

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu chung về nếp than
Nguyên liệu thường được sử dụng để sản xuất rượu là các loại ngũ cốc vì chứa hàm lượng
tinh bột rất cao. Trong đó gạo, nếp là hai nguyên liệu quan trọng với hàm lượng tinh bột
trên 70% được sử dụng rộng rãi trong sản xuất rượu.
Gạo nếp than là một loại gạo đặc biệt được trồng ở
nhiều vùng Nam bộ, vì thế loại rượu này là đặc sản
của vùng Nam bộ. Tên khoa học là Oryza Sativa
Tamaka. Gạo nếp than gồm 4 loại:
-Nếp cẩm Đức Hòa
- Nếp đen Khánh Vinh
- Nếp than Long Đất
- Lúa lứt nếp cẩm
Các loại lúa này có năng suất không cao, thường chỉ đạt 2,8 – 3,3 tấn/ha.
Hiện nay dân vùng Đồng bằng Nam bộ phân loại nếp than theo màu sắc hạt gạo. Theo
cách này nếp than được chia thành 2 loại:
- Nếp than đen huyền
- Nếp than hồng đỏ
Màu sắc của nếp than đó là màu anthocyanin, nó dễ dàng hòa tan trong nước và cho màu
sắc đẹp tự nhiên. Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose... kết
hợp với gốc aglucon có màu (anthocyanidin).
8,2
1,5
74,9
0,6
0,8
Nguyễn Đức Lượng,2003
2.2 Giới thiệu chung về enzyme amylase
Enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải các liên kết
glucoside nội phân tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước. Amylase thủy
phân tinh bột, glycogen và các dextrinh thành glucose, maltose và dextrin mạch ngắn.
Amylase tìm thấy trong tuyến nước bọt, trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong
hạt nảy mầm, trong sản phẩm trao đổi chất của nấm mốc, nấm men và vi khuẩn. Trong đó
amylase được thu nhận từ malt với số lượng nhiều nhất.
Dựa theo tính chất và cơ chế tác dụng lên tinh bột của amylase người ta phân biệt amylase
ra các loại:
α
-amylase,
β
-amylase,
γ
-amylase (glucoamylase), oligo-1,6-glucozidase
(dextrinase),…
Enzyme amylase cũng như các enzyme khác đều có bản chất là protein được sinh vật tổng
hợp nên và tham gia vào các phản ứng sinh học.
2.3 Cấu trúc phân tử amylase
2.3.1 Thành phần cấu tạo
Enzyme amylase thuộc loại hydrolase chỉ là những phân tử protein thuần, nghĩa là sản
phẩm của sự phân giải enzyme này hoàn toàn chỉ gồm toàn những acid amin. Vì vậy,
chúng thuộc loại enzyme đơn giản ( đơn cấu tử).
Hiện nay, người ta biết có sáu loại enzyme được xếp thành hai nhóm là endoamylase

2.3.2 Trung tâm hoạt động của enzyme
Enzyme amylase nói riêng hay tất cả các enzyme nói chung đều là loại protein đặc biệt.
Ngoài cấu trúc giống như cấu trúc bình thường của một protein, enzyme còn có cấu trúc
rất đặc biệt liên quan đến hoạt động của enzyme. Không phải toàn bộ enzyme tham gia
vào hoạt động xúc tác mà chỉ có những bộ phận rất đặc biệt mang tính đặc hiệu trong
phân tử protein mới tham gia xúc tác phản ứng. Bộ phận đặc biệt này được gọi là trung
tâm hoạt động của enzyme.
Đối với enzyme amylase trung tâm hoạt động của nó thường là những nhóm chức như: -
NH
2
, - COOH, - SH… Ngoài ra để thực hiện được chức năng của mình enzyme amylase
còn phải trải qua vai trò trung gian của phân tử H
2
O.
2.3.3 Tính đặc hiệu của enzyme
Tính đặc hiệu là khả năng xúc tác của enzyme đối với cơ chất nhất định. Mỗi
enzyme đều có tác dụng chọn lọc đối với một cơ chất hoặc một loại cơ chất nhất định và
đối với một phản ứng hóa học nhất định. Tính chất xúc tác đặc hiệu đó gọi là tính đặc hiệu
của enzyme. Tính đặc hiệu là một trong những tính chất cơ bản nhất của enzyme. Do cấu
trúc hóa lý đặc biệt của enzyme và đặc biệt là trung tâm hoạt động mà enzyme có tính
chất đặc hiệu rất cao so với các xúc tác thông thường khác. Đặc hiệu kiểu phản ứng:
mỗi enzyme chỉ có thể xúc tác cho một kiểu phản ứng chuyển hóa nhất định
trong các kiểu phản ứng: oxy hóa khử, phản ứng chuyển vị, phản ứng thủy phân,…
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

5

2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của amylase

hóa cơ chất tạo thành một sản phẩm (P), phản ứng xảy ra như sau.
E+S

K
1

ES

K
3
P + E

K
2

K
1
: hằng số vận tốc phản ứng tạo ES.
K
2
: hằng số vận tốc phân ly ES tạo cơ chất ban đầu.
K
3
: hằng số phân ly phức hợp ES tạo sản phẩm P.
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

6



V
max
/2
m
K

[S]
K
m
gọi là hằng số Michaelis – Menten và đặc trưng cho mỗi enzyme, đặc trưng cho ái lực
của enzyme với cơ chất. K
m
có giá trị càng nhỏ thì ái lực của enzyme đối với cơ chất càng
lớn, nghĩa là vận tốc của phản ứng enzyme càng lớn.
Qua đồ thị chung của đường biểu diễn cho thấy khi tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản
ứng tăng. Khi tăng nồng độ cơ chất đến giới hạn xác định nào đó, vận tốc phản ứng đạt
giá trị cực đại V
max
, sau đó vận tốc phản ứng sẽ không tăng nữa nếu ta tiếp tục tăng nồng
độ cơ chất.
Từ phương trình (*), ta có thể xét 3 trường hợp xảy ra:
- Nếu [S] << K
m


K
m
1 1 1
= * + (**)
V V [S] V
max

Phương trình (**) có dạng y = ax + b, đường biểu diễn là đường thẳng, cắt trục tung ở giá
trị 1/V
max
, cắt trục hoành ở giá trị -1/K
m
. tg α = K
m
/V
max 1/V
max

-1/K
m


8

- Những chất có khả năng phá vỡ một số liên kết trong phân tử tiền enzyme kết quả là bỏ
một vài đoạn peptid, phá thế bị bao vây của các nhóm hoạt động trong trung tâm hoạt
động của enzyme làm cho enzyme trở nên hoạt động.
- Các chất có tác dụng phục hồi những nhóm chức hoạt động của trung tâm hoạt động của
enzyme.
Ví dụ: Trung tâm hoạt động của papain có chứa nhóm – SH sẽ chuyển thành - S – S- làm
enzyme mất khả năng hoạt động. Nếu thêm vào môi trường các chất hoạt hóa có tính khử
như cystein, glutation, nhóm – SH sẽ được phục hồi và enzyme sẽ hoạt động trở lại.
- Các anion, các ion kim loại cũng có thể tham gia tạo thành trung tâm hoạt động của
enzyme làm cầu nối giữa enzyme và cơ chất hoặc ổn định cấu hình cần cho hoạt động xúc
tác của enzyme.
Tuy nhiên, khi sử dụng các hóa chất này phải tùy từng loại mà sử dụng nồng độ khác nhau
vì các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng hoạt hóa ở một nồng độ nhất định. Vượt quá nồng độ
này chúng sẽ gây ức chế hoạt động của enzyme.
2.4.6 Ảnh hưởng của chất kìm hãm
Các chất kìm hãm là chất có mặt trong phản ứng enzyme làm yếu hoặc chấm dứt hoàn
toàn tác dụng của enzyme nhưng lại không bị enzyme làm thay đổi tính chất hóa học, cấu
tạo hóa học và tính chất vật lý của chúng.
Các chất kìm hãm có bản chất hóa học khác nhau có thể là ion kim loại, các phân tử vô
cơ, các chất hữu cơ và protein. Cơ chế kìm hãm của các chất kìm hãm có thể là
thuận nghịch hoặc không thuận nghịch. Thường phân biệt hai loại kìm hãm thuận
nghịch là: Kìm hãm cạnh tranh và kìm hãm không cạnh tranh.
- Kìm hãm cạnh tranh: Các chất kìm hãm cạnh tranh là những chất có cấu trúc tương tự
như cấu trúc của cơ chất. Chúng có khả năng kết hợp với trung tâm hoạt động của
enzyme. Khi đó chúng sẽ chiếm vị trí của cơ chất trong trung tâm hoạt động. Cơ chế loại
trừ lẫn nhau của chất kìm hãm và trung tâm hoạt động làm giảm số lượng các enzyme kết
hợp với cơ chất. Kết quả làm hoạt động của enzyme sẽ giảm.

6
)
n
. Tinh bột từ các nguồn khác nhau đều cấu tạo từ amylose và amylopectin
(Meyer, 1940). Các loại tinh bột đều có 20 – 30 % amylose và 70 – 80 % amylopectin.
Trong thực vật, tinh bột được xem là chất dự trữ năng lượng quan trọng.
Amylose có trọng lượng phân tử 50000 – 160000, được cấu tạo từ 200 – 1000 phân tử D-
glucose nối với nhau bởi liên kết α-1,4- glucoside tạo thành mạch xoắn dài không phân
nhánh.
Amylopectin có trọng lượng phân tử 400000 đến hàng chục triệu, được cấu tạo từ 600 –
6000 phân tử D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-1,4- glucoside và α-1,6- glucosid tạo
thành mạch có nhiều nhánh.
Tinh bột không tan trong nước lạnh nhưng hỗn hợp tinh bột khi bị đun nóng 60 – 85
0
C thì
tinh bột sẽ bị hồ hóa và gọi là hồ tinh bột. Dưới tác dụng của enzyme amylase, tinh bột bị
thủy phân do các liên kết glucosid bị phân cắt. Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme xảy ra
theo hai mức độ: dịch hóa và đường hóa. Kết quả của sự dịch hóa là tạo ra sản phẩm trung
gian dextrin và sau đó dextrin tiếp tục bị đường hóa tạo sản phẩm cuối là maltose và
glucose.
Carbohydrate trong thực phẩm là nguồn cung cấp năng lượng quan trong cho cơ thể con
người. Rau và quả cũng là nguồn cung cấp tinh bột, nhưng tinh bột này một phần đã được
chuyển hóa thành disaccharide và glucose. Carbohydrate có mặt trong hầu hết các loại
thực phẩm nhưng nguồn cung cấp chủ yếu là đường và tinh bột.
ii. Glycogen
Glycogen là một loại carbohydrate dự trữ ở động vật và được cơ thể chuyển hóa để sử
dụng dần dần. Amylase có vai trò quan trọng trong sự chuyển hóa glucid ở tế bào động
vật, vi sinh vật. Glycogen được cấu tạo từ các glucose liên kết với nhau bởi liên kết α-1,4-
glucosid. Ở các vị trí phân nhánh, glucose nối với nhau bằng liên kết α-1,6-
glucosid. Glycogen có số mạch nhánh nhiều hơn tinh bột. Glycogen dễ tan trong


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. Ca
2+
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 0
0
C, 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
-


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


độ tối thích trong tinh bột thuần khiết là 40-50
0
C. Trong dung dịch nấu là: 60-65
0
C
β-amylase bị vô hoạt ở nhiệt độ 70
0
C.
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%)


0
C, 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)

hóa mà còn ở cả giai đoạn xử lý nước nhiệt nguyên liệu nữa. Việc sử dụng amylase để
dịch hóa tinh bột khi nấu ở nhiệt độ 85-90
0
C cho phép có thể chỉ hoàn toàn dùng hơi thứ
cấp cho đun sơ bộ và làm dịu chế độ nấu. Điều này làm giảm chi phí hơi trong gia nhiệt
và giảm bớt tổn thất tinh bột. Vì vậy làm cho hiệu quả sản xuất tăng.
2.7.2 Trong sản xuất bia
Trong công nghệ sản xuất bia, người ta thường sử dụng enzyme amylase có trong
mầm đại mạch để thủy phân tinh bột có trong mầm đại mạch. Nguyên liệu chính là đại
mạch nẩy mầm loại tốt. Khác với rượu ở đây mức độ đường hóa chứa trong nguyên liệu