TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI :
ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG
CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM VÀ NGUỒN
THU NHẬN
NHÓM SVTH : Nguyễn Bích Thùy Dương 60800372
Nguyễn Diệp Đăng Khoa 60800979
Nguyễn Khánh Tiến 60802217
Huỳnh Hoàng Tú 60802501
Lâm Mỹ Thúy Vy 60802705
Trần Nhựt Hoàng Yến 60802726
GVHD : TS TRẦN BÍCH LAM
1
THÁNG 11 / 2009
MỤC LỤC :
Lời mở đầu..................................................................................................4
Phần 1 : TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE
I. Định nghĩa .........................................................................................................................5
II. Phân loại ..........................................................................................................................5
2.1 . Endoamylase........................................................................................................5
2.2 . Exoamylase .........................................................................................................6
III.Các enzyme amylase .......................................................................................................6
3.1 . α – amylase .........................................................................................................6
3.2 . β – amylase .........................................................................................................8
3.3 . γ –amylase ...........................................................................................................8
3.4 . Oligo-1,6-glucosidase .........................................................................................9
3.5 . α-glucosidase.......................................................................................................9
3.6 . Transglucosidase .................................................................................................9
Phần 2 : ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG CÔNG

2.2. Phương pháp thu nhận từ vi sinh vật .................................................................45
2.3. Phương pháp thu nhận từ động vật ...................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................52
3
LỜI MỞ ĐẦU :
Enzyme amylase hay còn được gọi với tên khác là Diatase là một enzyme không
những có ý nghĩa về mặt sinh lý , thương mại và còn có ý nghĩa khá quan trong trong công
nghiệp nói chung và công nghiệp thực phẩm nói riêng . Amylase có thể được tìm thấy ở
nhiều nguồn khác nhau như động vật , thực vật và cả vi sinh vật . Amylase được tinh sạch
từ malt vào năm 1835 bởi Anselme Payen và Jean Persoz .
Amylase thuộc nhóm Enzyme thuỷ phân, xúc tác sự phân giải các liên kết
glucoside nội phân tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước.
Amylase thuỷ phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose, maltose, và dextrin
hạn chế.
Amylase trong nước bọt còn được gọi là ptyalin, Enzyme này bắt đầu thuỷ phân
tinh bột từ miệng và quá trình này hoàn tất ở ruột non nhờ amylase của tuyến tụy mà đôi
khi còn được gọi là amylopsin.
Amylase của malt thuỷ phân tinh bột lúa mạch thành disaccharide làm cơ chất cho
quá trình lên men bởi nấm men, phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là một trong những loại
enzyme được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc
biệt là trong các nghành công nghiệp thực phẩm để làm lỏng tinh bột.
Amylase được thu nhận từ hạt nảy mầm, mầm mốc, nấm men, vi khuẩn, trong đó
amylase được thu nhận từ malt với số lượng nhiều nhất, chủ yếu dùng trong sản xuất bia.
Amylase được dùng rất phổ biến và đóng một vai trò rất quan trọng trong công
nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì , glucose , rượu , bia , … Nội dung của đề tài ứng
dụng của enzyme amylase và nguồn thu nhận chúng được trình bày gồm 3 phần :
Phần 1 : Tổng quan về enzyme amylase
Phần 2 : Ứng dụng của enzyme amylase trong công nghiệp thực phẩm
Phần 3 : Nguồn thu nhận enzyme amylase
4

oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucoza , sau đó tiếp tục bị phân cắt và trong 1 thời gian dài
sẽ bị thủy phân thành 23% glucose và 67% maltose . Tác dụng của enzyme này cũng tương
tự xảy ra đối với amylopectin nhưng vì không phân cắt được liên kết α – 1,6 – nên sản
phẩm sẽ là 72 % maltose , 19 % glucose , dextrin thấp phân tử và 80% isomaltose
- Tuy nhiên thông thường trong một thời gian ngắn từ 30-60 phút ( thời gian nấu sơ
bộ nguyên liệu tinh bột hay đường hóa sơ bộ khối nấu trong sản xuất trong sản xuất rượu )
6
thì enzyme α – amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin thấp phân tử và 1 ít
đường maltose , khả năng dextrin hóa cao này là do tính chất đặc trưng của enzyme này .
Vì vậy còn gọi enzyme này là enzyme amylase dextrin hay amylase dịch hóa .
- α – amylase là một metaloenzyme , trong phân tử có từ 1 – 6 nguyên tử C , chúng
tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme , duy trì cấu hình hoạt
động của enzyme và quyết định tính bền nhiệt
- α – amylase ở vi sinh vật có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế và khả năng
tác dụng , khả năng chuyển hóa tinh bột và khả năng chịu nhiệt
+ Thể hiện hoạt tính trong vùng axit yếu : α – amylase nấm mốc có pH
op
= 4.5 – 4.9 , và
của vi khuẩn là 5.9 – 6.1 . Ở pH < 3 enzyme bị vô hoạt hoàn toàn trừ α – amylase của Asp
. Niger có thể chịu được pH = 2.5 – 2.8 ( trong môi trường sinh tổng hợp acid citric bằng
phương pháp lên men bề mặt )
+ α – amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hóa cao ( dịch hóa ) lại vừa tạo ra một
lượng lớn glucose và maltose trong khi đó enzyme α – amylase của vi khuẩn lại có 2 loại :
α – amylase dịch hóa và α – amylase đường hóa .
+ Nhiệt độ hoạt động của enzyme amylase có nguồn gốc khác nhau là khác nhau . Đáng
chú ý là α – amylase của vi khuẩn có thể chịu được nhiệt độ cao , có thể giữ được hoạt lực
ngay cả khi đun sôi trong nước một thời gian ngắn . Đa số các chế phẩm enzyme thương
mại đều có tính chịu nhiệt cao
- Những chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp α – amylase được sử dụng
trong công nghệ : Asp . Oryzae , Asp . Awamori , Asp . Usami , Asp . Batatae , Asp .

- Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin,
dextrin…thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại amylase khác .
- Đa số glucoamylase đều thuộc loại “chịu acid” , pH
op
= 3.5 – 5 , t
o
op
= 50 – 60
o
C ,
mất hoạt tính ở > 70
o
C . Hiện nay enzyme này có vị trí hàng đầu về hiệu lức thủy phân tinh
bột và các sản phẩm trung gian . Vì thế việc sử dụng các chế phẩm glucoamylase tách từ
các chủng vi sinh vật hoạt động trong sản xuất rượu , bia , mạch nha có ý nghĩa , triển vọng
vô cùng to lớn
8
- Những chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra enzyme này là : Asp .
Oryzae , Asp . Awamori , Asp . Usami , Asp . Batatae , Asp . Niger , …
3.4. Oligo-1,6-glucosidase hay dextrinnase tới hạn (dextrin-6-glucanhydrolase) (EC
3.2.1.10)
- Enzyme này thủy phân liên kết β -1,6 - glucoside trong isomaltose, panose và các
dextrin tới hạn thành đường có thể lên men được . Các loài nấm mốc Asp . Oryzae , Asp .
Awamori , Asp . Usami sinh tổng hợp rất mạnh mẽ enzyme này cho nên nếu đường hóa
tinh bột đã nấu chín ( trong sản xuất rượu ) bằng chế phẩm enzyme nuôi cấy từ các nòi vi
sinh vật này sẽ thu được dịch đường có khả năng lên men cuối rất triệt để , góp phần nâng
cao hiệu suất gây men và tổng thu hồi rượu . Ngoài ra enzyme này cũng có trong malt ,
trong mô động vật và cả nấm men , đặc biệt chúng còn có các enzyme khác cùng họ hàng
với enzyme này là sẽ thuỷ phân liên kết α -1,6 glucozit trong polisaccharit và các dextrin
cuối :

- Trong y học và dược phẩm : thuốc , hóa chất chứa hoạt tính enzyme amylase và
amylase được sử dụng đễ chuẩn đoán viêm tụy cấp.
- Trong công nghiệp : amylase được ứng dụng trong sản xuất chất tẩy rửa và còn
được ứng dụng trong công nghiệp dệt.
- Trong công nghiệp thực phẩm : amylase được ứng dụng trong sản xuất nhiều sản
phẩm khá quen thuộc như mì chính , bia , cồn , siro , bánh mì , bánh kẹo , ...
I . ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG SẢN XUẤT MÌ
CHÍNH :
1. 1. Nguyên liệu sử dụng :
- Nguyên liệu sử dụng : các nguyên liệu giàu glucid như tinh bột sắn , rỉ đường mía , ...
- Các chủng vi sinh vật : corymebacterium hydrocacboclastus , bacillus , Brevibacterium...
1.1.1. Thành phần và cấu tạo của tinh bột sắn :
- Tinh bột sắn được sản xuất trong quá trình chế biến củ sắn . Có 2 loại sắn : sắn
đắng và sắn ngọt khác nhau về thành phần tinh bột và cianua . Sắn đắng có nhiều
tinh bột hơn nhưng đồng thời cũng có nhiều acid HCN hơn , khoảng 200-300
10
mg/kg . Sắn ngọt ít có HCN nên được dùng làm lương thực , thực phẩm . Sắn
trồng ở các tỉnh phía Bắc chủ yếu là sắn ngọt và không có chứa acid HCN
- Thành phần hóa học của tinh bột sắn phụ thuộc chủ yếu vào trình độ kĩ thuật chế
biến sắn
Tinh bột 83 – 88 %
Nước 10,6 – 14,4 %
Cenllulose 0,1 – 0,3 %
Đạm 0,1 – 0,4 %
Chất khoáng 0,1 – 0,6 %
Chất hòa tan 0,1 – 1,3 %
- Cũng như các loại tinh bột khác , tinh bột sắn gồm các mạch amylopectin và
amylose
1.1.2. Thành phần và cấu tạo của rỉ đường mía :
- Rỉ đường mía là phần còn lại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường kết

.
-
II . ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG SẢN XUẤT BIA :
Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống , các nước phương Tây chủ yếu sử dụng
enzyme amylase của malt để thủy phân tinh bột trong malt , sau đó đến giai đoạn rượu hóa
bởi nấm men Saccharomyces sp . Cơ sở khoa học của việc sử dụng malt là khi đại mạch
chuyển từ trạng thái hạt sang trạng thái nảy mầm ( malt ) , enzyme amylase sẽ được tổng
hợp và enzyme này sẽ thủy phân tinh bột có trong hạt tạo ra năng lượng và vật chất cho sự
nảy nầm . Như vậy việc đường hòa tinh bột nhờ enzyme của chính nó . Như thế rất cần
nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia ở quy mô lớn .
2. 1. Nguyên liệu và chủng vi sinh vật sử dụng :
- Nguyên liệu : ngũ cốc , hoa Houblon , nước , nấm men , chất phụ gia
Hoa Houblon
- Các chủng vi sinh vật :
Saccharomyces cerevisizae ( lên men nổi)
Saccharomyces cerevisidae (Lên men chìm)
2.2. Nguồn enzyme thường sử dụng :
- Trong công nghệ sản xuất bia , người ta thường dùng enzyme amylase có trong mầm đại
mạch .
13
Ngoài ra , còn sử dụng enzyme khác có trong mầm đại mạch để thủy phân và chuyển hóa
chất không tan khác sang trạng thái tan như protein , cellulose … sang amino acid và
glucose . Người ta sử dụng chế phẩm enzyme cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào ,
tạo điều kiện để các thành phần có trong tế bào hạt thoát ra ngoài nhờ đó chất lượng bia
được nâng cao hơn . Một loại enzyme khác cũng được sử dụng đó là glucose amylase được
sử dụng để loại trừ khí O
2
có trong bia , giúp quá trình bảo quản bia kéo dài hơn rất nhiều
- So với enzyme amylase từ các nguồn khác thì enzyme từ thóc đại mạch đã được nảy
mầm được sử dụng với số lượng nhiều nhất hiện nay .

đường có khả năng lên men .
Giai đoạn đường hóa tinh bột
16
- Quá trình đường hóa đóng vai trò quyết định đến khả năng lên men và hiệu suất cồn thu
được . Các chế phẩm Enzyme được sử dụng trong sản xuất cồn bao gồm những chế phẩm
thô được thu nhận từ phương pháp nuôi cấy bề mặt , nuôi chìm hoặc các chế phẩm đậm
đặc , tinh khiết . Chủ yếu là sử dụng chế phẩm dạng thô vì tính chất kinh tế.
- Vì sử dụng chế phẩm dạng thô , do đó để tránh các phản ứng không mong muốn trong
quá trình đường hóa , trước khi đường hóa phải xác định họat tính Enzyme của từng lọai
Enzyme từ đó điều chỉnh họat động của chúng .
- Trong giai đoạn đường hóa dịch đường hóa nấm men , Enzyme -amylase tham gia thực
hiện các phản ứng sinh hóa cần thiết và quyết định đến hiệu suất sản xuất cồn . Còn
Enzyme β-amylase tham gia những biến đổi cơ bản cơ chất để tăng cường quá trình
chuyển hóa cơ bản .
- Khi thủy phân tinh bột , enzym α-amylase tác động vào liên kết α-1,4 glucoside và sản
phẩm tạo ra là maltose và dextrin mà mạch của chúng gần bằng C
6
. các dextrin sau đó sẽ
phân hủy chủ yếu theo
• C
6
C
5
+ C
1
.
•

C
7

polysaccharide . Ngoài ra nó còn có khả năng phân cắt liên kết -1,6- glucoside . Sản phẩm
cuối cùng trong hoạt động của glucoamylase là glucose.
IV . ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SIRO :
4. 1. Nguyên liệu :
- Các nguyên liệu chứa tinh bột không chỉ là nguồn thực phẩm quan trọng mà còn là nguồn
nguyên liệu để tạo ra nhiều loại thực phẩm khác nhau .
- Ứng dụng trong sản xuất siro và các sản phẩm chứa đường . Phôi bắp được xử lý bằng
SO
2
và vi khuẩn lactic để hạt tinh bột mềm, ra khỏi khối bột bằng li tâm .
- Ngoài tinh bột bắp , người ta còn sử dụng tinh bột khoai tây, tinh bột mì , tinh bột sắn
( khoai mì ) . Tuỳ theo nguồn nguyên liệu tinh bột mà người ta áp dụng kỹ thuật khác nhau
cho phù hợp .
4. 2. Sự tham gia của enzyme amylase :
Enzym amylase chỉ được sử dụng sau khi tinh bột hoà vào nước
- Theo công nghệ trên , dung dịch tinh bột bắp được điều chỉnh pH =6 và được hồ hoá ở
nhiệt độ cao và được thực hiện theo phương pháp liên tục . Ở giai đoạn gia nhiệt này ,
người ta cho một lượng nhỏ α- amylase để dịch tinh bột có độ nhớt thấp , tránh hiện tượng
cháy khét .
- Tiếp theo người ta cho lượng Enzym còn lại vào . Đây là giai đoạn đường hoá rất mạnh
để đạt được giá trị DE ( dextrose equivalents ) 15-20 . Trong công nghệ đường hoá liên tục
, thời gian để đạt được DE 15-20 phải mất 2 giờ .
18
- Enzym được sử dụng trong công nghệ sản xuất siro fructose phải là những Enzym chịu
nhiệt . Những Enzym này thường được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus licheniformis ,
Bacillus stearothermophilu s. Ngoài ra , người ta còn sử dụng α-amylase từ nhiều VSV
khác nhau .
- Đặc điểm quan trọng nhất cuả enzym amylase là chúng hoạt động ở pH gần trung tính
( pH= 6 ) .
Đặc điểm này giúp ta thực hiện các quá trình đường hoá rất dễ dàng . Đặc điểm kỹ thuật

+ làm tăng mùi thơm cho bánh
- Trong sản xuất bánh mì , người ta sử dụng cả hai loại Enzyme α-amylase và β-
amylase , các loại enzyme này tham gia thủy phân tinh bột để tạo thành đường . Nhờ đó
nấm men Saccharomyces cerevisiae sẽ dể dàng chuyển hóa chúng thành cồn , CO
2
, làm
tăng thể tích của bánh và tạo ra màu sắc , hương vị tốt cho bánh .
- Nguồn amylase thường sử dụng là từ malt , tuy nhiên trong những năm gần đây,
malt dần dần được thay thế từ nấm sợi. Các chế phẩm Enzyme từ nấm sợi không chỉ chứa
amylase mà còn chứa protease và một số Enzyme khác rất có lợi cho quá trình lên men .
Chế phẩm Enzyme này chủ yếu thu nhận từ Aspergillus oryzae .
- Trong quá trình sử dụng Enzyme amylase người ta cho sulfat amon vào bột như
một chất đệm cho amylase họat động , người ta thường tạo chất đệm cho amylase bằng
cách trộn lượng Enzyme amylase vào tinh bột theo tỷ lệ 1:1 . hỗn hợp này có tác dụng ổn
định họat tính Enzyme amylase không thay đổi trong một năm bảo quản. Khi cho hỗn hợp
này vào bột để làm bánh thì chất lượng bánh sẽ tăng lên rất nhiều ( tăng thể tích , độ xốp ,
tăng khả năng giử hình bánh , tăng mức ổn định cấu trúc ruột bánh và làm giảm quá trình
làm khô của bánh ) . Ngoài ra khi sử dụng chế phẩm enzyme sẽ làm giảm tiêu hao nấm
men lỏng đến 20% .
- Mặt khác chất lượng của bánh mì không chỉ phụ thuộc vào lượng CO
2
tạo ra nhiều
hay ít , mà phụ thuộc vào động thái của quá trình tạo ra nó . Nếu lượng CO
2
tạo ra chỉ từ
lượng đường có sẵn trong bột mì thì lượng CO
2
này sẽ đạt cực đại ở giờ đầu tiên và giờ thứ
hai của quá trình lên men , sau đó lượng khí sẽ giảm bánh mì sẽ không đảm bảo chất lượng
. Trong công nghệ sản xuất bánh mì , lượng khí CO

và vị bánh , khi chế biến bột thành các loại bánh quy các Enzyme protease và amylase của
bột hoạt động làm tăng hàm lượng các amino acid tự do và làm tăng lượng đường khử .
Đường khử và các amino acid tự do có trong khối bột sẽ cùng tham gia vào các phản ứng
oxy - hóa khử và kết quả tạo cho bánh quy có mùi , vị , màu hấp dẫn .
6.2 . Enzyme amylase :
- Tuy nhiên nếu chỉ tận dụng lượng Enzyme có sẵn trong tinh bột thì phản ứng trên
xảy ra không mạnh , nhất là khi sử dụng lọai bột xấu để sản xuất bánh . Do đó người ta
thường bổ sung thêm Enzyme protease và amylase vào chế biến bột trong quá trình sản
xuất bánh quy. Khi đó lượng đường khử và lượng amino acid tự do sẽ tăng lên, phản ứng
oxi-hóa khử cũng được tăng cường .
23
VII . ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT GLUCOZA VÀ MẬT :
- Chúng ta đã biết từ tinh bột có thể thu được các phẩm vật đường khác nhau khi
thủy phân tinh bột bằng acid cũng như bằng Enzym amylase sẽ thu được mật. Mật glucoza
hay mật maltoza thường được dùng trong sản xuất bánh kẹo và trong sản xuất các sản
phẩm ăn kiên cho trẻ em và người bệnh .
- Hiện nay nhiều nước như : Nhật , Mỹ .… đã sản xuất glucoza đi từ tinh bột bằng
Enzyme glucoamylase , nhưng trong các chế phẩm Enzyme glucoamylase luôn luôn chứa
cả glucozyltransferaza do đó sẽ làm giảm tính chất của glucoza , làm cho glucoza khó kết
tinh và ảnh hưởng xấu đến chất lượng thực phẩm . Vì vậy tốt hơn hết là nên chọn những
chủng nấm mốc không tạo ra glucozyltransferaza ( ta có thể hấp phụ nó bằng đất sét chua
hoặc bằng cách khử hoạt tính của nó bằng acid hoặc kiềm)
- Glucoamylase bền trong một khoảng pH rộng , những nấm mốc chứa nhiều
glucoamilase A. Awarnor , Rhizopus , đặc biệt là Rhizopus ở Nhật đã sản xuất chế phẩm
glucoamylase từ canh trường bề mặt của nấm mốc này .
PHẦN 3 : NGUỒN THU NHẬN
I . NGUỒN THU NHẬN :
1.1 . Động vật:
- Enzyme amylase có trong tụy tạng của động vật . Tụy tạng là ống dạng chùm, dài ,
lớn , nằm ngang phía sau dạ dày , giữa lá lách và tá tràng . Chiều dài của tụy tạng khoảng

o
C cùng với proteinase và các
enzyme khác
II . PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN :
2.1. Phương pháp thu nhận malt :
2.1.1.Malt đại mạch :
25