SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE VÀ ENZYME
PROTEASE THEO HAI PHƯƠNG PHÁP
ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE VÀ ENZYME PROTEASE
THEO HAI PHƯƠNG PHÁP
I. GỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ENZYME AMYLASE VÀ PROTEASE.
1. Định Nghĩa
- Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này
thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm
polysaccharide với sự tham gia của nước:
RR’ + H-OH  RH + R’OH
Có 6 loại enzyme được xếp vào 2 nhóm: Endoamylase ( enzyme nội bào ) và
exoamylase ( enzyme ngoại bào ).
Endoamylase gồm có α-amylase và nhóm enzyme khử nhánh. Nhóm enzyme khử
nhánh này được chia thành 2 loại: Khử trực tiếp là Pullulanase ( hay α-dextrin 6 –
glucosidase), khử gián tiếp là Transglucosylase (hay oligo-1,6-glucosidase) và
maylo-1,6-glucosidase. Các enzyme này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi
polysaccharide.
Exoamylase gồm có β-amylase và γ-amylase. Đây là những enzyme thủy phân tinh
bột từ đầu không khử của chuỗi polysaccharide.
- Nhóm enzyme Protease ( peptit – hidrolase ): xúc tác quá trình thuỷ phân liên kết
liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptide đến sản phẩm cuối
cùng là các acid amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết
este và vận chuyển axit amin.
H
2
N- CH- CO- NH- CH- CO- …- NH- CH- COOH
R
1
R
2
R

Giai đọan đường hóa trong sản xuất cồn, người ta bắt buộc phải sử dụng
enzym amylase để thủy phân tinh bột ( không thể sử dụng phương pháp thủy phân
tinh bột bằng acid ).
+ Ứng dụng amylase trong chế biến thực phẩm gia súc:
Trong chế biến thức ăn gia súc, thành phần ngũ cốc chiếm một khối lượng
rất lớn. Trong khối lượng này, thành phần tinh bột rất cao. Để tăng hiệu suất sử
dụng năng lượng từ nguồn tinh bột, người ta thường cho thêm enzym amylase vào.
Enzym amylase sẽ tham gia phân giải tinh bột tạo thành đường, giúp cho quá trình
chuyển hóa tinh bột tốt hơn.
+ Ứng dụng enzym amylase trong công nghiệp dệt:
Trong công nghiệp dệt, người ta thường sử dụng enzym amylase của vi
khuẩn để tẩy tinh bột và làm cho vải mềm.Trong vải thô thường chứa khoảng 5%
tinh bột và các tạp chất khác. Do đó, khi sử dụng chế phẩm enzym amylase của vi
khuẩn vải sẽ tốt hơn. Người ta thường sử dụng lượng chế phẩm amylase khoảng
0,3-0,6 g/l dung dịch và thời gian xử lý 5-15 phút ở nhiệt độ 90
0
C. Các nước sử
dụng lượng enzym amylase nhiều nhất trong lĩnh vực này là Mỹ, Nhật, Pháp, Đan
Mạch.
+ Ngoài ra, enzyme amylase cũng được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong sản
xuất đường bột, sản xuất dextrin, maltodextrin, nha glucose, siro,
glucose – fructose, sản xuất tương và nước chấm …ở quy mô công nghiệp.
- Enzyme Protease: Protease là enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong
một số ngành sản xuất như:
+ Trong công nghiệp sữa:
Protease được dùng trong sản xuất phomat nhờ hoạt tính làm đông tụ sữa
của chúng. Protease từ một số vi sinh vật như A. candidus, P. roquerti,
B. mesentericus,… được dùng trong sản xuất pho mát.
+ Trong công nghiệp sản xuất bánh mì, bánh quy...
Protease làm giảm thời gian trộn, tăng độ dẻo và làm nhuyễn bột, tạo độ xốp

enzyme dùng làm thức ăn gia súc có độ tiêu hóa cao, có ý nghĩa lớn trong chăn nuôi
gia súc và gia cầm.
- Điều chế môi trường dinh dưỡng của vi sinh vật để sản xuất vaccine, kháng
sinh,…
- Sản xuất keo động vật, chất giặt tổng hợp để giặt tẩy các chất bẩn protein,
sản xuất mỹ phẩm,…
II. HAI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ENZYME
1. Phương Pháp Nuôi Cấy Bề Mặt.
1.1. Định nghĩa Cấy Bề bề mặt: (Có thể dụng vi sinh vật hiếu khí hoặc bán hiếu
khí hay kỵ khí ): Phương pháp nuôi cấy bề mặt là phương pháp tạo điều kiện cho
VSV phát triển trên bề mặt môi trường.
+ Nuôi cấy bề mặt trên bề mặt dịch thể: ( dùng cho nhóm vi sinh vật hiếu khí
): tùy từng loại vi sinh vật khác nhau mà chọn môi trường thích hợp khác nhau. Môi
trừơng pha loãng với nồng độ thích hợp, sau đó bổ xung nguồn nitrogen ( N ),
nguồn khoáng… khi môi trường cho vào thiết bị lên men phải có bề mặt thoáng,
rộng. Nuôi cấy theo phương pháp này đơn giản nhưng đòi hỏi diện tích sử dụng lớn,
khó tự động hóa sản xuất. hiện nay phương pháp này ít được sử dụng.
+ Nuôi cấy sử dụng bể mặt môi trường bán rắn: Có thể dùng vi sinh vật hiếu
khí hoặc bán hiếu khí, kỵ khí ở phương pháp lên men này nguyên liệu thường được
dùng là:
- Các loại hạt: thóc, ngô, nếp, đậu tương…
- Các loại mảnh: mảnh sắn, mảnh bắp…
- Các loại phế liệu hữu cơ: bã mía, trấu, cọng rơm rạ, rác thải sinh hoạt…

1.2. Ưu và nhược điểm của phương pháp nuôi cấy bề mặt
+ Ưu điểm: Những ưu điểm của phương pháp nuôi cấy bề mặt là:
- Nuôi cấy bề mặt rất dễ thực hiện. Quy trình công nghệ thường không phức tạp.
- Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất nhiều so với
nuôi cấy bề sâu.
- Chế phẩm enzyme thô ( bao gồm thành phần môi trường sinh khối VSV, enzyme

hàng loạt, toàn bộ gây tổn thương lớn.
3. Các Loại Môi Trường Dùng Trong Sản xuất Enzyme
3.1. Môi trường lỏng:
Ở môi trường lỏng, VSV sẽ phát triển trên bề mặt môi trường, tạo thành khuẩn lạc
ngăn cách pha lỏng ( môi trường ) và pha khí ( không khí ). Ở đây, VSV sẽ sử dụng
chất dinh dưỡng từ dung dịch môi trường, O
2
từ không khí, tiến hành quá trình tổng
hợp enzyme. Enzyme ngoại bào sẽ được tách ra từ sinh khối và hòa tan vào dung
dịch môi trường. Enzyme nội bào sẽ nằm trong sinh khối VSV.
3.2. Môi bán rắn:
Phần lớn các nhà máy sản xuất enzyme, khi nuôi cấy VSV thu nhận enzyme,
người ta thường sử dụng môi trường đặc . Để tăng khả năng xâm nhập của không
khí vào trong lòng môi trường, người ta thường sử dụng cám, trấu, hạt ngũ cốc để
làm môi trường.
Trong trường hợp này, VSV phát triển trên bề mặt môi trường, nhận chất
dinh dưỡng từ hạt môi trường và sinh tổng hợp ra enzyme nội bào và ngoại bào.
Các enzyme ngoại bào sẽ thẩm thấu vào trong các hạt môi trường, còn các enzyme
nội bào nằm trong sinh khối VSV.
VSV không chỉ phát triển trên bề mặt môi trường, nơi ngăn cách pha rắn
( môi trường ) và pha khí ( không khí ) mà còn phát triển trên bề mặt của các hạt
môi trường nằm hẳn trong lòng môi trường. Môi trường nuôi cấy vừa có độ xốp cao
và vừa phải có độ ẩm thích hợp. Nếu độ ẩm quá cao sẽ làm bết môi trường
lại , không khí không thể xâm nhập vào trong lòng môi trường, nếu có độ ẩm thấp
quá sẽ không thuận lợi cho VSV phát triển. Thông thường người ta thường tạo độ
ẩm khoảng 55-65% W là hợp lý.
Nếu sử dụng cám làm nguyên liệu chính để nuôi cấu VSV thu nhận enzyme,
người ta phải cho thêm 20-25% trấu để làm xốp môi trường, tạo điều kiện thuận lợi
không khí dễ xâm nhập vào lòng môi trường. Phương pháp nuôi cấy bề mặt bán rắn
(môi trường đặc ) này rất thích hợp cho len men ở nấm mốc Asp.oryzae.