Bài tiểu luận khoa công nghệ thực phẩm: Quy trình sản xuất amylase từ vi sinh vật

Bài tiểu luận bao gồm 4 phần tổng quan về tổng quan về enzyme amylase, tổng quan về nguồn giống vi sinh vật, quy trình công nghệ sản xuất enzyme α amylase từ aspergyllus oryzae, vai trò và ứng dụng của enzyme amylase,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tiểu luận khoa công nghệ thực phẩm: Quy trình sản xuất amylase từ vi sinh vật TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN HỌC: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN: QUY TRÌNH SẢN XUẤT AMYLASE TỪ VI SINH VẬT GVDH: Ths. Nguyễn Thị Thu Sang Nhóm: 09 Lớp: 02DHLTP2 SVTH gồm có: 01 - Trần Thị Chiến - 2205115008 02 - Đỗ Tuấn Hưng - 2205115221 03 - Nguyễn Thị Huyện - 2205115020 04 - Nguyễn Thị Diễm Kim - 2205115131 05 - Trần Thị Hoài Thông - 2205115059 06 - Nguyễn Thị Thơ – 2205115122 Tháng 12- 2012 1 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. Quá trình thủy phân tinh bột gồm hai công đoạn chủ yếu là giai đoạn hồ hóa và giai đoạn đường hóa. Để thực hiện hai công đoạn công nghệ nói trên, trong thực tế sản xuất người ta áp dụng hai cách: thủy phân tinh bột bằng acid và bằng enzyme. Để thủy phân tinh bột từ lâu người ta đã sử dụng acid vô cơ như HCl và H2SO4. Nhưng kết quả cho thấy, thủy 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 enzyme để thủy phân tinh bột là một kết quả tất yếu của lịch sử phát triển. Enzyme amylase đã được tìm ra đã được 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 quy mô công nghiệp. Hiện nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng amylase có khả năng chịu nhiệt cao mà không mất hoạt tính, chẳng hạn amylase được chiết xuất từ VSV, cụ thể là các chuẩn 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 thủy 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 sản xuất là gạo, bắp, khoai mì, … Đây là những nguồn nguyên liệu dễ tìm, rẻ tiền và có thể 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. 2 PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE 1.1 Giới thiệu về enzyme Amylase 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu, định nghĩa Vào đầu thế kỷ XIX, các nhà nghiên cứu đã tách được các chất gây ra quá trình lên men. Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg đã phát hiện nước chiết của mầm đại mạch có khả năng chuyển hoá tinh bột thành đường ở nhiệt độ thường. Năm 1833, hai nhà khoa học người Pháp là Payen và Persor đã chứng minh chất có hoạt động phân giải tinh bột thành đường có thể tách được ở dạng bột. Thí nghiệm này được tiến hành bằng cách cho etanol vào dịch chiết của lúa đại mạch nảy mầm thì thấy xuất hiện kết tủa. Kết tủa được hình thành này có khả năng chuyển hoá tinh bột và nếu đun kết tủa này sẽ mất tác dụng chuyển hoá. Danh từ diastase là do Payen và Persor dung để gọi enzyme lúc bấy giờ. Enzyme Amylase đã được tìm ra góp phần quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Enzyme amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như từ thực vật, động vật và vi sinh vật. Enzyme amylase được sử dụng nhiều trong sản xuất là do khả năng chịu nhiệt cao, năng lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho quá trình tinh sạch dịch đường. Các enzyme amylase 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 1.1.2 Phân loại, đặc tính, cơ chế tác dụng 1.1.2.1 Phân loại Có 6 loại enzyme được xếp vào hai nhóm lớn: Endoamylase và Exoamylase. Enzyme amylase được phân loại theo sơ đồ sau 3 Enzyme amylase Endoamylase Enzyme khử nhánh β- amylase (α- 1,4 – glucanmaltohydrolase) γ- amylase (glucose amylase) Khử gián tiếp Khử trực tiếp Pullulanase (α-dextrin 6 – glucosidase)  α-amylase Exoamylase Transglucosylase (oligo-1,6 glucosidase) Maylo-1,6glucosidase Endoamylase: α– amylase Amylase có khả năng phân cắt các liên kết 1,4glucoside của cơ chất một cách ngẫu nhiên và là enzyme nội bào. α-amylase không chỉ có khả năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả năng phân hủy các hạt tinh bột nguyên vẹn. 4 Enzyme khử nhánh -Khử trực tiếp (Pullulanase) Pullulanase là một trong các enzyme quan trọng nhất trong chế biến tinh bột. Enzyme này được sử dụng trên một quy mô lớn trong glucose và các ngành công nghiệp sirô maltose. Pullulanase là một loại enzyme rất mạnh cho sự thoái hóa tinh bột thành glucose hoặc maltose. Pullulanase thủy phân α-1, 6glycosidic liên kết của chuỗi phân nhánh và α-1, 4-glycosidic. -Khử gián tiếp Transglucosylase (oligo-1,6glucosidase) và Maylo-1,6-glucoside: Enzyme này thủy phân liên kết β-1,6glucoside trong isomaltose, panose và các dextrin tới hạn có thể chuyển hóa đường có thể lên men được.  Exoamylase β–amylase (β-1,4-glucan-maltohydrolase) β–amylase xúc tác từ sự thủy phân các liên kết 1,4-glucan trong tinh bột, glucogen và polysaccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch. Maltose được hình thành do sự xúc tác của β-amylase có cấu hình β. γ–amylase (glucose amylase) Glucose amylase có khả thủy phân liên kết -1,4 lẫn glucoside, ngoài ra còn có khả thủy phân liên kết -1,2 và glucoside. năng -1,6năng -1,3- 5  ...