ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM LỜI MỞ ĐẦU Tinh bột là sản phẩm tự nhiên quan trọng nhất có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật và trong đời sống con người. Nhiều nước trên thế giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngô (sắn), còn riêng ở nước ta thì sử dụng gạo và khoai mì là nguồn tinh bột chủ yếu. Trong chế biến tinh bột và đường, công đoạn quan trọng nhất là thuỷ phân tinh bột về các đường đơn giản. Sau đó, chủ yếu trên cơ sở đường đơn nhờ lên men, người ta sẽ nhận được rất nhiều sản phẩm quan trọng như: rượu cồn, rượu vang, bia, các loại acid hữu cơ, amino acid,…. Quá trình thuỷ phân tinh bột gồm hai công đoạn chủ yếu là giai đoạn hồ hoá và giai đoạn đường hoá. Để thực hiện hai công đoạn công nghệ nói trên, trong thực tế sản xuất người ta áp dụng hai cách: Thuỷ phân tinh bột bằng acid và bằng enzym. Để thuỷ phân tinh bột từ lâu người ta đã sử dụng acid vô cơ như HCl và H 2 SO 4 . Nhưng kết quả cho thấy, thuỷ phân bằng acid rất khó kiểm soát và thường tạo nhiều sản phẩm không mong muốn và không đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Do vậy, việc thay thế và ứng dụng enzym để thuỷ phân tinh bột là một kết quả tất yếu của lịch sử phát triển. Enzym amylase đã được tìm ra đã góp phần quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Enzym amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như amylase từ thực vật, động vật và VSV. Amylase càng ngày càng được thay thế acid trong sản xuất ở qui mô công nghiệp. Hiện nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng amylase có khả năng chịu nhiệt cao mà không bị mất hoạt tính, chẳng hạn amylase được tách chiết từ VSV, cụ thể là các chủng vi khuẩn chịu nhiệt được phân lập từ những suối nước nóng. Ngoài ra, amylase còn có nhiều ưu điểm hơn khi sử dụng acid để thuỷ phân tinh bột: Năng lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho quá trình tinh sạch dịch đường. Nguồn amylase có thể lấy từ mầm thóc, mầm đại mạch ( malt), hạt bắp nảy mầm, hay từ nấm mốc,… Nguyên liệu cho sản xuất là gạo, bắp, khoai mì,… đây là những nguồn nguyên liệu dễ tìm, rẻ tiền có thể tìm thấy dễ dàng ở nước ta. Do đó, đây là một lợi thế và là hướng phát triển mạnh làm cơ sở cho nhiều ngành khác phát triển. Ví dụ: sản xuất bánh kẹo, bia, cồn, sirô và làm mềm vải,… Page 1 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM MỤC LỤC PHẦN 1: GIỚI THỆU CHUNG VỀ ENZYME AMYLASE………………….3 1. Khái niệm………………………………………………………………… 3 2. Phân loại……………………………………………………………………3 3. Cơ chất tác dụng của enzyme…………………………………………… 6 4. Nguồn thu nhập…………………………………………………………….7 PHẦN 2: ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM……………………………………………………………………8 1. Sản xuất mì chính…………………………………………………………8 2. Sản xuất bia……………………………………………………………… 11 Page 2 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM PHẦN 1: GIỚI THỆU CHUNG VỀ ENZYME AMYLASE 1. Khái niệm 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: R – R’ + H – OH RH + R’OH Amylase thủy 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 thủy 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. 2. Phân loại Có 5 loại enzyme amylase, chúng được xếp vào 2 nhóm: endoamylase (enzyme nội bào ) và exoamylase (enzyme ngoại bào). Page 3 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Endoamylase thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide. Exoamylase thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi polysaccharide. Page 4 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 3. Cơ chất tác dụng của enzyme Page 5 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM a) Tinh bột: là nhóm Carbohydrate ở thực vật, có chủ yếu trong các loại củ như khoai lang, khoai tây, khoai mì… , trong các hạt ngũ cốc, các loại hạt và 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 triệu 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 dịch 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 cơ thể con người. Rau và quả cũng là nguồn cung cấp tinh bột và tinh bột này một phần đã được chuyển Page 6 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 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. b) Glycogen: là một loại Cabohydrate dự trữ. Ở động vật được dự trữ trong cơ thể động vật và được cơ thể chuyển hóa để sử dụng từ từ. 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-glycoside ở các vị trí phân nhánh, glucose nối với nhau bằng liên kết α-1,6-glycoside. Glycogen có số mạch nhiều hơn tinh bột. Phân tử lượng ở trong khoảng 2 triệu-3 triệu Da. Glycogen dễ tan trong nước, nếu như chúng ta ăn quá nhiều carbohydrate thì cơ thể chúng ta sẽ chuyển hóa chúng thành chất béo dự trữ. Ở động vật và người, glycogen tập trung chủ yếu ở trong gan. 4. Nguồn thu nhận Page 7 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 8 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 9 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 10 [...].. .ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 11 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 12 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 13 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 14 ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Page 15