Báo Cáo Enzyme Amylase & Các Ứng Dụng GVHD: TS.Nguyễn Công Hà

Trang
1
MỤC LỤC
WDX

I. VAI TRÒ CỦA ENZYME AMYLASE:
1. Enzyme khắc phục khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu…………...3
2. Enzyme nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu………………..3
3. Enzyme là công cụ trong quá trình chuyển hóa công nghệ…………….5
4. Enzyme tăng tính chất cảm quan của sản phẩm………………………..6

II. TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE:
1. Amylase là gì? …………………………………………………………6
2. Phân loại ……………………………………………………………….8
3. Đặc tính………………………………………………………………...9
4. Cơ chế tác dụng……………………………………………………….12

III.
ỨNG DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE:
1. Ứng dụng của Enzyme Amylase trong chế biến thực phẩm gia súc….14
2. Ứng dụng của Enzyme Amylase trong dược phẩm…………………...14
3. Ứng dụng của Enzyme Amylase trong công nghiệp dệt……………...15
4. Ứng dụng của Enzyme Amylase trong việc tẩy màu giấy……………16
5. Ứng dụng của Enzyme Amylase trong sản xuất bia…………………..18
6. Ứng dụng của Enzyme Amylase trong sản xuất cồn………………….19
7. Ứng dụng của Enzyme Amylase trong sản xuất HFCS………………20

IV.
CÔNG NGHỆ LÊN MEN TẠO ENZYMSE α- AMYLASE:


I. VAI TRÒ CỦA ENZYME AMYLASE:
Báo Cáo Enzyme Amylase & Các Ứng Dụng GVHD: TS.Nguyễn Công Hà

Trang
3
Nguyên liệu sử dụng trong thực phẩm là các sản phẩm nông sản thực tế chúng
là các vật thể sống, do đó trong quá trình bảo quản hoặc chế biến chúng thành các sản
phẩm thực phẩm xảy ra hàng loạt các quá trình biến đổi sinh học mà các quá trình
này được xúc tác tự nhiên bởi enzyme bản thể hay do nhà công nghệ đưa vào để đạt
mục đích đặt ra.
Vì vậy có thẻ nói enzym đóng vai trò chủ chốt trong các quá trình chế biến và
b
ảo quản thực phẩm. Xin giới thiệu khái quát 4 vai trò chính của enzyme trong C ông
nghệ thực phẩm:
1. Enzyme Khắc Phục Khiếm Khuyết Tự Nhiên Của Nguyên Liệu:
Các sản phẩm nông sản có chất lượng về dinh dưỡng, thành phần hóa học, tính
chất cảm quan phụ thuộc nhiều vào: giống, loại nông sản, điều kiện canh tác, điều
kiện thu hái và vận chuyển, điều kiện bảo quản. Do vậy chất lượng sản phẩm được
tạo ra từ nguyên liệu dao động rất lớn. Trong thực tế nếu chất lượng nguyên liệu quá
kém người ta phải điều khiển các phản ứng xúc tác bởi enzyme để tạo nên các thành

- Phải xử lí nguyên liệu đầu vào nhằm mục đích loại các thành phần khác
không phỉa là tinh bột do axit không có tính đặc hiệu.
- Sản phẩm tạp, lẫn nhiều tạp chất từ thành phần nguyên liệu và từ các sản
ứng tổng hợp bởi các thành phần vừa được giải phóng ra (caramen hóa, axit
amin+
đường tạo phản ứng melanoidin...) làm màu của sản phẩm sẫm, mùi khét, độ
nhớt cao nên quá trình tinh lọc khó khăn.
- Thiết bị sử dụng trong quá trình chế biến phải có độ bèn cao, chịu áp suất,
chịu nhiệt dẫn tới giá thành thiết bị cao.
- Hiệu suất thu hồi thấp dẫn đến giá thành cao.
Với sự phát triển của ngành CN enzyme , đặc biệt là CN enzym amilaza thì
hầu hết các nhà máy chế biến tinh b
ột trên thế giới đã chuyển sang sử dụng phương
pháp enzyme mà CN mới này đã khắc phục đựoc toàn bộ nhược điểm trên của pp
axit. Thêm vào đó, trong quá trình chế biến tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị cao như:
- Maltodextrin: là chất phụ gia để chế tác các sản phẩm thực phẩm cho trẻ em,
thực phẩm truyền trực tiếp cho bênh nhân. Dùng làm tác nhân tạo cấu trúc: tạo độ
đặc, độ nh
ớt cho nước sốt; chất kết dính cho sản xuất thức ăn chính. Ngoài ra con có
khả năng tạo gel thuận nghịch có cấu trúc giống chất béo: thay thế chất béo trong các
sản phẩm bơ, mỡ gầy.
- Socbitol: có khả năng giữ nước cao tạo độ đặc sánh cho mật ong, có độ ngọt
nhẹ nên sử dụng nhiều mà không cảm thấy khó chịu và có độ nhớt thấp nên dễ thao
tác trong sản xuất. Ngoài ra Socbitol còn t
ạo phức với kim loại nặng để cải thiện việc
bảo quản các sản phẩm béo. Socbitol tinh thể có thể hòa tan trong nước rất lớn, có
khả năng tạo cảm giác mát nên được dùng để sản xuất kẹo mứt, thức ăn kiêng cho
người bị bệnh đái đường vì không làm tăng lượng glucose trong máu sau khi ăn.
Báo Cáo Enzyme Amylase & Các Ứng Dụng GVHD: TS.Nguyễn Công Hà


tạo thành hợp chất thấp phân tử nên giảm độ nhớ
t, cải thiện quá trình lọc, tăng năng
suất dây chuyền.
Hợp chất chứa P + sitase, photphatase làm giải phóng P là hợp chất quang
trọng trong chu trình Kreb và là hợp chất vi lượng cần cho hoạt động sống của nấm
men, giúp cân bằng pH trong môi trường lên men.

4. Enzyme Tăng Tính Chất Cảm Quan Của Sản Phẩm:
Báo Cáo Enzyme Amylase & Các Ứng Dụng GVHD: TS.Nguyễn Công Hà

Trang
6
Trong chế biến thực phẩm sau khi xảy ra các giai đoạn chuyển hóa chính,
thông thường các sản phẩm thực phẩm chưa hẳn đã đạt chất lượng cảm quan tối ưu.
Vì thế chúng có các giai đoạn hoàn thiện sản phẩm , trong giai đoạn này hoặc là tạo
nên những điều kiện mới cho các enzyme bản thể có lợi phát huy tác dụng có lợi hoặc
bổ sung các enzyme từ ngoài vào để làm tăng chất l
ượng cảm quan của sản phẩm như
cải thiện mùi và vị của sản phẩm.
Ví dụ:
Quá trình thủy phân lipit nhờ lipase tạo thành hợp chất azzetal, xeton có
mùi đặc trưng của sản phẩm.
Ví dụ:
Trong rượu vang nhờ chủ yếu là pectinase, đây là chỉ tiêu chất lượng
quan trọng nhất của rượu vang. Với mục đích làm trong rượu các chế phẩm enzyme
sử dụng phải có khả năng chịu được nồng độ rượu rừ 10-12% và không chứa các
enzyme oxi hóa làm ảnh hưởng đến màu sắc và mùi vị của sản phẩm.
Hiện nay trên thị trường có 3 chế phẩm sử dụng để làm trong dịch quả là:
Pectinex 3XL, Pectinex AR có thể chịu được nồng độ rượu cao và Viscozyme 120L
chịu được nồng độ rượu thấp nhưng chịu được nồng độ đường cao hơnn nên thường

có công thức tổng quát là (C
6
H
12
O
6
)
n
.Tinh bột từ mọi nguồn khác nhau đều có cấu tạo
từ amylase và amylopectin (Meyer, 1940). Các loại tinh bột đều có 20-30% amylase
và 70-80% amylopectin. Trong thực vật, tinh bột được xem là chất dự trữ năng lượng
quan trọng.
• Amylase có trọng lượng phân tử 50.000 – 160.000 Da, được cấu
tạo từ 200-1000 phân tử D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-1,4-glucoside tạo
thành một mạch xoắn dài không phân nhánh.
• Amylopectin có trọng lượng phân tử 400.000 đến hàng chục
tri
ệu Da, được cấu tạo từ 600-6000 phân tử D-glucose, nối với nhau bởi liên kết α-
1,4-glucoside và α-1,6-glucoside tạo thành mạch có nhiều nhánh. Tinh bột không tan
trong nước lạnh nhưng khi hỗn hợp gồm nước và tinh bột bị đun nóng (60-85
0
C) thì
tinh bột sẽ bị hồ hóa và được gọi là hồ tinh bột .
Dưới tác dụng của enzyme amylase, tinh bột bị thủy phân do các liên kết
glucoside bị phân cắt. Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme amylase xảy ra theo 2 mức
độ: Dịch hóa và đường hóa. Kết quả của sự dịch hóa là tạo ra sản phẩm trung gian
dextrin và khi dextrin tiếp tục bị đường hóa thì sản phẩm là maltose và glucose.
Cabohydrate trong thực phẩm là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho
c
ơ thể con người. Rau và quả cũng là nguồn cung cấp tinh bột và tinh bột này một

Enzyme Isoamylase (EC 3.2.1.68) Enzyme β – amylase (EC 3.2.1.2).
hay glycogen 6 – glucanohydrolase.

Báo Cáo Enzyme Amylase & Các Ứng Dụng GVHD: TS.Nguyễn Công Hà

Trang
9

Enzyme γ - amylase (EC 3.2.1.3) hay glucose amylase

3. Đặc Tính:
Enzyme thủy phân tinh bột tạo thành dextrin và một ít maltoza. Dextrin có khả
năng họat hóa cao đặc trưng cho tính chất của enzyme này. Phân tử có 1 - 6 nguyên
tử C, tham gia vào sự hình thành ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme .Tính bền nhiệt
của enzyme α - amylase của sinh vật có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế tác
động, chuyển hóa tinh bột, khả năng chịu nhiệt:
+ Thể hiện họat tính trong vùng axit yế
u:
- Nấm mốc: pH 4,5 - 4,9
- Vi khuẩn: pH 5,9 - 6,1; pH<3 thì enzyme α – amylase bị vô hoạt trừ
enzyme của Asp.Niger (pH 2,5 - 2,8).
+ α - Amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hóa cao tạo ra một lượng lớn
glucose và maltose.
+ Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của α - amylase từ các nguồn khác

phân tử và nồng độ
Mg
2+
. Tất cả các amylase đều bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng
như Cu
2+
, Ag
+
, Hg
2+
. Một số kim loại như :Li
+
, Na
+
, Cr
3+
, Mn
2+
, Zn
2+
, Co
2+
, Sn
2+
,
Cr
3+
thì không có ảnh hưởng mấy đến α-amylase.
Thành phần amino acid của α-amylase ở nấm mốc Aspergillus như sau ( g/100
g protein ): alamine=6,8 ; glycine= 6,6; valine= 6,9; leucine= 8,3; Isoleucine= 5,2;

ũng khác khác nhau. α-Amylase của
Asp.Oryzae bền vững đối với acid tốt hơn là α-amylase của malt và vi khuẩn
Bac.Subtilis. Ở pH= 3,6 và 0
0
C, α-amylase của malt bị vô hoạt hoàn toàn sau 15-30
phút; α-amylase vi khuẩn bị bất hoạt đến 50%, trong khi đó hoạt lực của α-amylase
của nấm sợi hình như không giảm bao nhiêu (Fenilxova, Rmoshinoi 1989). Trong
dung dịch α-amylase nấm sợi bảo quản tốt ở pH 5-5,5; α-amylase dextrin hóa của
nấm sợi đen có thể chịu được pH từ 2,5 - 2,8. Ở 0
0
C và pH= 2,5, nó chỉ bị bất hoạt
hoàn toàn sau 1 giờ.
Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của α-amylase từ các nguồn khác
nhau cũng không đồng nhất, α-amylase của nấm sợi rất nhạy cảm đối với tác động
nhiệt. . Nhiệt độ tối thích của nó là 50
0
C và bị vô hoạt ở 70
0
C(Kozmina, 1991). Trong
dung dịch đệm pH= 4,7 thì α-amylase của Asp.Oryzae rất nhạy với tác động của nhiệt
độ cao, thậm chí ở 40
0
C trong 3 giờ hoạt lực dextrin hóa của nó chỉ còn 22-29%, hoạt
lực đường hóa còn 27-85%. Ở 50
0
C trong 2 giờ, α-amylase của nấm sợi này bị vô
hoạt hoàn toàn (Miller và cộng sự).


Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase là quá trình đa giai đoạn.
+ Ở giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa):Chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy
phân tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp (α-dextrin), độ nhớt của hồ tinh
bột giảm nhanh (các amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh).
+ Sang giai đoạn 2 ( giai đoạn đường hóa ): Các dextrin phân tử thấp tạo thành
bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iod. Các chất này
Báo Cáo Enzyme Amylase & Các Ứng Dụng GVHD: TS.Nguyễn Công Hà

Trang
13
bị thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho tới disaccharide và monosaccharide. Dưới
tác dụng của α-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm
6-7 gốc glucose(vì vậy, người ta cho rằng α-amylase luôn phân cắt amylose thành
từng đoạn 6-7 gốc glucopiranose 1).
+ Sau đó, các poliglucose này bị phân cách tiếp tục tạo nên các mạch
polyglucose colagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose và
maltotriose và maltose. Qua một thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của
amylose chứa 13% glucose và 87% maltose. Tác dụng củ
a α-amylase lên
amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì không phân cắt được liên kết α-1,6-
glycoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu
thì sản phẩm cuối cùng, ngoài các đường nói trên ( 72% maltose và 19% glucose )
còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose 8%.
Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase, tinh bột có thể chuyển thành
maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thường α-
amylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp không cho màu
với Iodine và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao củ
a α-amylase là tính chất đặc
trưng của nó. Vì vậy, người ta thường gọi loại amylase này là amylase dextrin hóa