VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề Tài
NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN TINH BỘT SẮN ĐỂ SẢN
XUẤT POLYMALTOSE DE 30 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME
Người hướng dẫn:

TH.S VŨ THỊ THUẬN

Sinh viên thực hiện:

NGÔ THỊ TRANG

Lớp:

1203

Hà Nội – 2016


VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề Tài
NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN TINH BỘT SẮN ĐỂ SẢN
XUẤT POLYMALTOSE DE 30 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME

Người hướng dẫn:

Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2016
Sinh viên

Ngô Thị Trang


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................... 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ POLYMALTOSE .................................................................... 3
1.1.1. Cấu tạo và tính chất.............................................................................................. 3
1.1.2. Ứng dụng của polymaltose .................................................................................. 4
1.1.2.1. Ứng dụng trong dược phẩm ......................................................................... 4
1.1.2.2. Ứng dụng trong thực phẩm ......................................................................... 5
1.2. TINH BỘT- NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT POLYMALTOSE .................... 5
1.2.1. Giới thiệu về tinh bột ........................................................................................... 5
1.2.2. Tinh bột sắn.......................................................................................................... 7
1.2.2.1. Cấu tạo và tính chất của tinh bột sắn ........................................................... 7
1.2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn ................................................................ 7
1.3. ENZYM SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT POLYMALTOSE ........................... 8
1.3.1. Quá trình dịch hóa tinh bột bằng enzym α- amylase ........................................... 9
1.3.1.1. Giới thiệu enzym α- amylase và nguồn sinh tổng hợp ................................. 9
1.3.1.2. Cơ chế thủy phân tinh bột của enzym α- amylase. ..................................... 10
1.3.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới enzym α- amylase [5,9]..................................... 10
1.3.1.4. Giới thiệu một số enzym dịch hóa. ............................................................. 13
1.3.2. Quá trình đường hóa tinh bột bằng enzym pullulanase ..................................... 14
1.3.2.1 Giới thiệu enzym pullulanase và nguồn sinh tổng hợp ............................... 14
1.3.2.2. Cơ chế thủy phân tinh bột của enzym pullulanase ..................................... 16
1.3.2.3. Giới thiệu một số chế phẩm enzym pullulanase ......................................... 16
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 17

3.1.5. Ảnh hưởng của thời gian dịch hóa tinh bột sắn tạo dịch có DE 10 .................. 27
3.1.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân tới quá trình dịch hóa ................................ 28
3.1.7. Xác định ảnh hưởng của pH tới quá trình dịch hóa ........................................... 29


3.2. NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN ĐƯỜNG HÓA THÍCH HỢP ĐỂ TẠO
POLYMALTOSE DE 30 ............................................................................................. 30
3.2.1. Lựa chọn enzyme thích hợp cho quá đường hóa tạo tạo polymaltose. .............. 30
3.2.2. Xác định nồng độ enzyme promozyme D2 thích hợp trong quá trình đường hóa
tạo polymaltose DE 30................................................................................................ 31
3.2.3. Xác định nồng độ cơ chất thích hợp cho quá trình đường hoá .......................... 32
3.2.4. Nghiên cứu điều kiện pH thích hợp cho quá trình đường hoá ........................... 34
3.2.5. Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình đường hóa....................................... 35
3.2.6. Xác định thời gian thích hợp cho quá trình đường hoá ..................................... 36
3.3. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG DỊCH POLYMALTOSE.............. 38
3.4. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THỦY PHÂN TINH BỘT SẮN
TẠO DỊCH POLYMALTOSE CÓ DE 30. ................................................................ 39
3.4.1. Quy trình công nghệ thủy phân tinh bột sắn tạo dịch polymaltose DE 30 ........ 40
3.4.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ ............................................................ 40
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 42


NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

Arg

Arginine

cP (CentiPoise)

Tinh bột

Trp

Tryptophan

Tyr

Tyrosine


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số tính chất của enzyme pullulanase ...... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của mỗi loại enzyme đến kết quả dịch hóa.................................22
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của DE dịch hóa đến quá trình đường hóa tạo polymaltose.......24
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình dịch hóa .............................. 25
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột đến quá trình dịch hóa .............................. 26
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian dịch hóa đến chất lượng dịch hóa ......................... 27
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ dịch hóa đến chất lượng dịch hóa .......................... 28
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của pH đến quá trình dịch hóa .................................................... 29
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của enzyme đường hóa đến quá trình đường hóa ....................... 30
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ Promozyme D2 đến quá trình đường hoá .............. 31
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất trong quá trình đường hóa ....................... 33
Bảng 3.11. Xác định pH thích hợp cho quá trình đường hóa ........................................ 34
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình đường hóa ...................................... 36
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình đường hóa ..................................... 37
Bảng 3.14. Kết quả phân tích chất lượng dịch polymaltose .......................................... 38

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1.Cấu tạo polymaltose ......................................................................................... 3

Polymalose là sản phẩm thủy phân từ tinh bột, dễ tan trong nước, có cấu trúc
polyme mạch thẳng bao gồm các phân tử D-glucose liên kết với nhau, có công thức cấu
tạo (C6H10O5)n với khối lượng phân tử dao dộng tương đối lớn khoảng 25000- 32000
Dalton, gồm từ 3- 20 gốc glucose liên kết với nhau chủ yếu là liên kết α-1,4 glucoside.
Polymaltose được sản xuất và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chế biến dược
phẩm và thực phẩm. Để tổng hợp các phức sắt- polymaltose (IPC) đạt được hiệu quả
và chất lượng cao thì nguồn nguyên liệu polymaltose phải có giá trị DE thích hợp cho
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

1


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

quá trình tạo phức. Đây là một phần nghiên cứu thuộc đề tài cấp nhà nước của Viện
Công nghiệp Thực phẩm. Theo nghiên cứu này, polymaltose có mức độ thủy phân phù
hợp nhất là DE 30. Với DE 30, polymaltose cho hiệu suất gắn kết và hiệu suất thu hồi
trong quá trình tạo phức IPC đạt kết quả tốt nhất.
Để chủ động nguồn nguyên liệu polymaltose trong sản xuất phức sắtpolymaltose (IPC) và tránh phụ thuộc vào việc nhập khẩu thì việc nghiên cứu công
nghệ sản xuất polymaltose DE 30 là rất cần thiết. Quá trình sản xuất polymaltose DE
30 bao gồm quá trình thủy phân tinh bột sắn tạo dịch polymaltose và quá trình thu hồi
sản phẩm polymaltose dạng bột. Nhưng do thời gian thực tập có hạn nên chúng tôi chỉ
đặt vấn đề:
“Nghiên cứu điều kiện thủy phân tinh bột sắn để sản xuất polymaltose DE 30 bằng
phương pháp enzym”
Mục tiêu đề tài
Nghiên cứu được điều kiện thủy phân tinh bột sắn tạo dịch polymaltose bằng
phương pháp enzyme đạt chất lượng DE 30, glucose (G1)

thẳng bao gồm các phân tử D-glucose liên kết với nhau, có công thức cấu tạo:
(C6H10O5)n với khối lượng phân tử dao động tương đối lớn từ 25000-32000 Dalton,
gồm từ 3-20 gốc glucose liên kết với nhau chủ yếu bằng liên kết α-1,4 glucoside [36].

Hình 1.1. Cấu tạo polymaltose (liên kết α-1,4 glucoside, n=1-18)
Polymaltose là một dạng của maltoolygosaccharide, nó được sản xuất từ tinh bột
sắn với sự tham gia của vi sinh vật và được ứng dụng nhiều trong thực phẩm và dược
phẩm bởi các tính chất sau [9,26,34]:
• Độ ngọt thấp chỉ bằng 30% so với đường saccharose dung dịch 10% ở nhiệt
độ 250C, do đó có thể thay thế đường saccharose trong các thực phẩm để
giảm độ ngọt sản phẩm mà không ảnh hưởng đến hương vị sẵn có của sản
phẩm.
• Tác dụng chống táo bón.
• Đặc biệt, polymaltose là một dạng polysaccharide mạch thẳng nên có khả
năng liên kết với phức sắt để tạo phức IPC rất tốt.
• Polymaltose có thể được hấp thu từ từ trong máu cung cấp năng lượng cho
cơ thể một cách đều đều, giữ ổn định đường trong máu trong thời gian dài.
• Được dùng để căn chỉnh kích thước màng, ổn định các tính chất của các sản
phẩm thực phẩm và nguyên liệu.

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

3


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

• Độ tan giảm theo nồng độ dịch, polymaltose có khả năng hút ẩm rất cao và

4


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

hidroxide (FeOOH) không ion kích thước nano bằng các tác nhân tạo phức tan trong
nước đó là phức sắt- polymaltose (IPC) [3,17,19,28].
Ngoài ra polymaltose còn được sử dụng làm tá dược đóng viên nén được sử bổ
sung vào các thực phẩm chức năng, thực phẩm ăn kiêng, thuốc bổ,… làm cho người
bệnh hấp thu tốt hơn, đối với người bệnh tiêu đường thì giúp cho đường máu ổn định
hơn [11].
1.1.2.2. Ứng dụng trong thực phẩm
Trong công nghiệp bánh kẹo, polymaltose được sử dụng trong sản xuất kẹo ngọt,
các món tráng miệng, kẹo mềm, bánh ngọt, bánh nướng, kem bơ,...[7,26].
Trong công nghiệp đồ uống, polymaltose được sử dụng làm chất độn tạo viên,
đặc biệt là đồ uống cho trẻ em, đồ uống và thức ăn nhanh dành riêng cho vận động viên
thể thao, làm kẹo gum mềm, làm chất trợ sấy, chất giữ hương yếu tố tạo hình [6,26].
Sản phẩm còn được sử dụng làm chất kết dính, kẹo gum, làm dịu hương, chất
tăng vị cho đồ uống, sử dụng thay thế glucose và saccharose, đưa vào thành phần bơ,
sữa bột, cà phê hòa tan,...[26,34].
1.2. TINH BỘT- NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT POLYMALTOSE
Nguồn nguyên liệu sản xuất polymaltose là tinh bột. Tinh bột chứa phần lớn
trong các nguyên liệu củ và hạt ngũ cốc. Tinh bột, cùng với protein và chất béo là một
thành phần quan trọng bậc nhất trong chế độ dinh dưỡng của loài người cũng như nhiều
loài động vật khác. Các nguyên liệu khác nhau thì thành phần tinh bột trong đó cũng
khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm nguồn nguyên liệu tinh bột: trong sắn chiếm 95%,
khoai lang chiếm 81%, lúa, gạo, ngô chiếm 35-70%, khoai tây chiếm 18%,...[1].
1.2.1. Giới thiệu về tinh bột

dính và làm đặc tạo độ cứng, độ đàn hồi cho nhiều loại thực phẩm, dược phẩm, công
nghiệp dệt, hóa dầu [6,18].

Hình 1.2. Cấu tạo của Amylose

Hình 1.3. Cấu tạo của Amylopectin

Hạt tinh bột khi được sử lý thủy nhiệt thì sẽ xảy ra hiện tượng hồ hóa và hòa tan.
Trước hết hạt tinh bột sẽ hấp thụ nước làm liên kết ở phân tử tinh bột yếu đi, lúc này
các phân tử tinh bột xê dịch, nhão ra và trương phồng lên. Độ nhớt của dung dịch tăng
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

6


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

mạnh đến một mức nào đó, hạt tinh bột vỡ ra, phân tử tinh bột bị thủy phân, hòa tan và
độ nhớt của dung dịch giảm dần, lúc này các phân tử tinh bột phân bố đồng đều trong
các khối nước tạo thành một hệ thống đồng thể (gọi là hồ tinh bột). Nhiệt độ hồ hóa
(nhiệt độ để chuyển hạt tinh bột từ trạng thái ban đầu có mức độ hydrat hóa khác nhau
thành dung dịch keo) phụ thuộc vào kích thước của hạt tinh bột, nguồn tinh bột, và
thành phần amylose/ amylopectin có trong tinh bột. Hồ tinh bột có tính chất nhớt dẻo.
Độ nhớt của tinh bột phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Nồng độ tinh bột, đường kính của các
hạt phân tán, nhiệt độ, pH. Khi để nguội hồ tinh bột một thời gian dài, tinh bột bị thoái
hóa kèm theo tách nước và đặc cứng. Tính chất thủy nhiệt và sự hồ hóa của tinh bột là
một đặc tính được quan tâm đến nhiều trong các phản ứng enzyme [18,33].
1.2.2. Tinh bột sắn

dẫn đầu về sản lượng sắn trong năm 2015 ước đạt 10,67 triệu tấn. Theo thống kê của
bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, trong quý I năm 2015 tổng sản lượng sắn
xuất khẩu và các sản phẩm từ sắn đạt 1,37 triệu tấn, với giá trị 420 triệu USD, tăng
24% về lượng và tăng 22,7% về giá trị so với cùng kỳ năm ngoái. Tính đến ngày
15/8/2015 diện tích trồng sắn cả nước đạt hơn 473 nghìn ha, tăng 0,8% so với cùng kỳ
năm 2014. Sắn được trồng nhiều nhất ở Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung,
nhưng năng suất cao nhất vẫn là ở vùng Đông Nam Bộ. Thị trường tiêu thụ sắn và tinh
bột sắn chủ yếu là Trung Quốc (chiếm trên 85% tổng kim ngạch xuất khẩu) [37,38,42].
Theo số liệu của hiệp hội sắn Việt Nam, cả nước có 100 nhà máy sản xuất tinh
bột sắn với quy mô công nhiệp, trong đó có 7 nhà máy chế biến cồn từ tinh bột sắn. So
với 5 năm trước đây, con số này tăng gấp đôi về số lượng nhà máy và gấp 3 lần về
công suất. Cơ cấu sử dụng sắn hàng năm được chia thành 3 nhóm chính gồm: 37% cho
sản xuất tinh bột, 33% cho xuất khẩu và 30% cho sản xuất thức ăn chăn nuôi. Sắn được
xem là cây dễ trồng, ít kén đất, vốn đầu tư ít, phù hợp với nhiều vùng sinh thái khác
nhau và điều kiện kinh tế nông hộ. Hiện nay, cây sắn đang được chuyển đổi từ cây
lương thực, thực phẩm sang cây công nghiệp hàng hóa có lợi thế cạnh tranh cao. Vì
vậy tinh bột sắn là nguồn nguyên liệu dồi dào, rẻ tiền và được sử dụng trong nhiều
ngành công nghiệp như: thực phẩm, dược phẩm, dệt, giấy,…[39,40].
1.3. ENZYM SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT POLYMALTOSE
Quá trình thủy phân tinh bột để sản xuất polymaltose gồm hai giai đoạn.
Giai đoạn 1 là giai đoạn dịch hóa tinh bột làm giảm độ nhớt của tinh bột và làm
cho tinh bột tan hoàn toàn giúp cho quá trình đường hóa tốt.
Giai đoạn 2 là giai đoạn đường hóa tạo polymaltose mạch thẳng tức là trong giai
đoạn đường hóa chỉ tiến hành thủy phân liên kết α-1,6 glucoside [9,26,27].

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

8




KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

9


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

Xạ khuẩn và nấm men thuộc chi Endomycopsis cũng có khả năng tổng hợp αamylase, tuy nhiên hoạt lực α- amylase của chúng không cao [32,34].
1.3.1.2. Cơ chế thủy phân tinh bột của enzym α- amylase.
Enzyme α- amylase thủy phân tinh bột bằng cách phân cắt ngẫu nhiên tại các
liên kết α-1,4 glucoside. Khi thực hiện quá trình thủy phân, α- amylase phân cắt
amylose thành maltose, maltotriose, oligosaccharide. Giai đoạn tiếp theo là quá trình
thủy phân thành các dextrin phân tử lượng thấp, nhưng quá trình này xảy ra chậm, đặc
biệt là các maltotriose vì cơ chất này không thích hợp với các α- amylase. Nếu chịu tác
dụng lâu dài thì α- amylase có thể chuyển phần lớn các chất trên thành maltose và
glucose [1].
Khi thủy phân amylopectin, giai đoạn đầu dẫn tới sự hình thành các dextrin giới
hạn, có nhánh, và trọng lượng phân tử thấp là maltose và glucose. Giai đoạn sau, thủy
phân maltotriose diễn ra với tốc độ rất chậm. Sản phẩm cuối cùng ngoài maltose và
glucose còn có các dextrin phân tử lượng thấp và isomaltose. Thủy phân tinh bột bằng
α- amylase dịch hóa có mức độ polyme không vượt quá 30-40% và tạo thành chủ yếu là
dextrin và một ít đường.
Tinh bột

α- amylase, H2O

α- dextrin+ glucose+maltose

chất lớn, vận tốc phản ứng đạt cực đại và không phụ thuộc [S]. Nếu nồng độ cơ chất
bằng Km thì vận tốc phản ứng bằng một nửa vận tốc cực đại. Tuy nhiên cũng như một
số enzyme khác, α- amylase bị ức chế trong trường hợp thừa cơ chất [10].
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Đối với enzyme nói chung, trong điều kiện thừa cơ chất, vận tốc phản ứng phụ
thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme:
V= k. [E]

với [E] là nồng độ enzyme

Cũng có trường hợp khi nồng độ enzyme quá lớn, vận tốc phản ứng tăng chậm.
Ảnh hưởng của pH lên hoạt độ của α- amylase
Mỗi α- amylase phụ thuộc vào nguồn gốc thu nhận mà có pH thích hợp và đặc
trưng riêng. Thường gặp là các α- amylase có pH hoạt động khoảng 5.0-7.0, một số loại
có pH hoạt động khá cao pH= 7.5-10, các enzyme này thường gặp ở các chủng ưa
kiềm, thuộc nhóm enzyme kiềm tính. Enzyme hoạt động ở vùng pH thấp, thuộc nhóm
enzyme axit. Một số α- amylase có vùng pH hoạt động khá rộng, tối ưu ở pH= 6.0-7.0,
nhưng ở vùng pH axit thấp và axit cao chúng vẫn giữ được tới 70-80% hoạt tính [32].
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt động của α- amylase
Enzyme α- amylase có nguồn gốc khác nhau thì hoạt động ở nhiệt độ tối ưu khác
nhau. Phần lớn α- amylase của động vật và một số loại vi sinh vật có nhiệt độ tối ưu
nằm trong khoảng 40-500C. Một số loại enzyme ưa lạnh còn lại chủ yếu là các loại
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

11


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

12


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

1.3.1.4. Giới thiệu một số enzym dịch hóa.
-

Enzyme Termamyl
Termamyl 120L là chế phẩm enzyme dạng lỏng của hãng Novo- Đan Mạch, chịu

nhiệt cao và pH trung tính. Chế phẩm này được sản xuất từ

vi sinh vật Bacillus

licheniformis. Termamyl là enzyme ở dạng endo- amylase có tác dụng thủy phân các liên
kết α-1,4 glucoside. Cơ chế tinh bột dưới tác dụng của Termamyl sẽ tạo thành các dextrin
và các oligosaccharide tan trong nước. Termamyl hoạt động ở nhiệt độ tối ưu từ 90-1000C,
pH 5-6. Nếu bảo quản Termamyl ở 50C thì hoạt tính có thể duy trì tối thiểu 1 năm [23].
-

Enzyme Liquozyme Supra (Novozyme- Đan Mạch)
Liquozyme Supra là một hỗn hợp dạng lỏng của các enzyme α- amylase bền

nhiệt được sử dụng dịch hóa tinh bột. Chế phẩm enzyme được sản xuất từ chủng tái tổ
hợp Bacillus licheniformis. Hoạt lực của enzyme đạt 135KNU/g, hoạt động ở nhiệt độ
tối ưu từ 105-1100C, pH 5.1-5.6, liều lượng khuyến cáo được sử dụng là 0.25-0.65
kg/tấn tinh bột [21].

1.3.2.1 Giới thiệu enzym pullulanase và nguồn sinh tổng hợp
Enzyme pullulanase là enzyme đường hóa cắt mạch nhánh, theo danh pháp quốc
tế enzyme pullulanase gọi là pullulan 6-glucanohydrolase (EC. 3.2.1.41). Enzyme
pullulanase là enzyme thủy phân liên kết α-1,6 glucoside trong phân tử amylopectin, αdextrin, glycopen, pullulan, tuy nhiên nó không có tác dụng đối với amylase và các
oligosaccharide mạch thẳng [34].
Nguồn sinh tổng hợp
Enzyme pullulanase có trong thực vật như đậu Hà lan, cây yến mạch, malt
gạo,… nhưng nguồn sản xuất dồi dào và phong phú nhất là các chủng vi sinh vật.
Pullulanase lần đầu tiên được tìm thấy từ Klebsiella pneumoniae, sau này người ta phát
hiện thấy pullulanase được sinh tổng hợp từ các nguồn vi sinh vật rất đa dạng như
Encherichia intermedia, Streptococcus mitis, Bacillus acidopullulyticus, Streptomyces
flavochromogenas, Oryza sativa, Bacillus macrans, Bacillus pomyxa, Aerobacter
aerogenes,…[34]
Pullulanase thu từ K. pneumoniae được dùng trong nghiên cứu cấu trúc của tinh
bột và glycogen, thủy phân cấu trúc phân nhánh α-1,6 glucoside. Trong sản xuất các
loại đường glucose, maltose từ tinh bột trên quy mô công nghiệp người ta ứng dụng
pullulanase từ K. pneumoniae và B. acidopullulyticus để tăng hiệu suất chuyển hóa. Ví
dụ trong công nghệ sản xuất maltose nếu kết hợp pullulanase với α- amylase và βamylase thì hiệu suất chuyển hóa tăng 97% [9].
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật DNA tái tổ hợp người ta
đã tách gen mã hóa pullulanse từ chủng Desulfurococcus mucosus DSM2162 ghép vào
chủng B. subtilis JA803 để sinh tổng hợp enzyme pullulanase [15].
Enzyme từ các chủng vi sinh vật khác nhau có những đặc tính kỹ thuật giống và
khác nhau. Bảng dưới đây cho thấy một số đặc tính kỹ thuật của enzyme pullulanase từ
2 chủng K. pneumoniae và B. acidopullulyticus. Hiện nay 2 chủng này được sử dụng để
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

14


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

enzyme

enzyme)

sinh enzyme)

90.000

66.000

100.000

90.000

7.000(1)

7.200(1)

100(2)

50(2)

pH tối ưu

6.0

6.6

5.2


4.9

Kiểu hoạt động

Endo

Endo

Endo

Endo

Trọng lượng phân tử
(Dalton)
Hoạt lực/ mg protein
(UI/mg)

(1) Sử dụng cơ chất pullulanase

(2) Sử dụng cơ chất là amylopectin

Phần lớn pullulanase đều có trọng lượng phân tử tương đối gần nhau khoảng
90.000- 100.000 Da, nhưng pullulanase của B. polymyxa có trọng lượng phân tử chỉ
48.000 Da [27]. Trọng lượng phân tử xác định được bằng điện di gel từ 2 chủng K.
pneumoniae và B. acidopullulyticus là 66.000- 90.000 Da [35].
Pullulanase có nguồn gốc khác nhau thì hoạt động ở các nhiệt độ tối ưu và pH
khác nhau. Enzyme pullulanase của chủng Baccillus. Sp. 202-1 là 550C, chủng
Streptococcus mitis là 300C. Pullulanase từ chủng B. acidopullulyticus hoạt động ở pH
thích hợp nhất ở pH 5,5 và nhiệt độ 550C, tuy nhiên nhiệt độ thích hợp nhất cho sinh
tổng hợp enzyme từ chủng này là 350C [22]. pH tối ưu cho hoạt động của pullulanase từ

lệ sử dụng từ 0.1- 0.5%( so với tinh bột). Bảo quản ở nhiệt độ từ 0-250C, bị bất hoạt ở
800C trong 40 phút và 850C trong 5 phút [29].
-

Enzyme pullulanase “Amano” 3
Enzyme pullulanase “Amano” 3 là chế phẩm sản xuất từ chủng Klebsiella

pneumoniae của hãng Amano- Nhật Bản. Chế phẩm dạng lỏng, có màu vàng sáng, hoạt
động tốt ở 40- 650C, pH= 5.5- 7.5, có thể duy trì được hoạt lực ở 0- 50C trong 6 tháng.
Enzyme mất hoạt tính ở 800C trong 40 phút và 850C trong 5 phút [42].
-

Enzyme Kleistase PL
Enzyme Kleistase PL là chế phẩm được sản xuất từ chủng Pullulanibacillus

naganoensis của hãng Amano- Nhật Bản. Chế phẩm dạng lỏng, có màu vàng, hoạt động
ở nhiệt độ tối ưu 50- 650C, pH=5-6, hoạt lực 405 PNU/g, được bảo quản ở 50C, bị bất
hoạt ở 80- 850C [42].

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

16


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngô Thị Trang_1203_CNTP

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT

17