Ứng dụng vi sinh vật phân hủy tinh bột amylase

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 Cơ chất tác dụng của amylase là tinh bột và glycogen
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng vi sinh vật phân hủy tinh bột amylaseỨng dụng vsv phân hủy tinh bột amylase  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 liênkết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước: R.R’ + H-OH RH + R’OHCơ chất tác dụng của amylase là tinh bột và glycogen 2/ PHÂN LOẠI :Có 6 loại enzyme được xếp vào 2 nhóm:+ Endoamylase (enzyme nội bào) :- Enzym α - amylase(EC 3.2.1.1) hay α – 1-4 – glucanohydrolase.- Enzyme Pullulanase (EC 3.2.1.41) hay α - dextrin 6 – glucosidase.- Enzyme Isoamylase (EC 3.2.1.68) hay glycogen 6 – glucanohydrolase.+ Exoamylase (enzyme ngoại bào):- Enzyme β – amylase (EC 3.2.1.2).- Enzyme γ - amylase (EC 3.2.1.3) hay glucose amylase.- Amylo - 1,6 – glucosidase (EC 3.2.1.33) hay dextrin – 1,6 –glucanhydrolazaThủy phân tinh bột -> dextrin + một ít maltoza. Dextrin có khả nănghọat hóa cao đặc trưng cho tính chất của enzyme nàyPhân tử có 1 - 6 nguyên tử C, tham gia vào sự hình thành ổn định cấutrúc bậc 3 của enzyme -> tính bền nhiệt của enzyme 3/ĐẶC TÍNHα - amylase của sinh vật có những đặc tính rất đặc trưng về cơ chế tácđộng, chuyển hóa tinh bột, khả năng chịu nhiệt+ Thể hiện họat tính trong vùng axit yếu:- nấm mốc: pH = 4,5 - 4,9- vi khuẩn: pH = 5,9 - 6,1. pH Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang pháttriễn mạnh mẽ trên qui mô công nghiệp. Thực tế đã có hàng nghìn chếphẩm enzyme bán trên thịtrường thế giới, các chế phẩm này đã được khai thác và tinh chế có mứcđộ tinhkhiết theo tiêu chuẩn công nghiệp và ứng dụng. Chế phẩm enzymekhông chỉ đượcứng dụng trong y học mà còn được ứng dụng trong nhiều lãnh vực côngnghiệpkhác nhau, trong nông nghiệp, trong hóa học… ý nghĩa của việc sửdụng enzymetrong các lãnh vực thực tế không kém so với ý nghĩa của việc sử dụngnăng lượngnguyên tử. Theo thời gian, enzym công nghiệp ngày càng được ứng dụng vàonhiều lĩnh vựckhác nhau, trong đó những enzym ứng dụng nhiều nhất là protease,cellulose,ligase, amylase,… và một số enzym đặc biệt khác đã thu được rất nhiềulợi nhuậntừ ngành này. Dưới đây là một vài ứng dụng thực tế: 1. Ứng dụng amylase trong sản xuất biaTrong công nghệ sản xuất bia truyền thống, các nước phương Tây chủyếu sử dụngenzym amylase của malt để thủy phân tinh bột trong malt, sau đó đếngiai đoạnrượu hóa bởi nấm men Saccharomyces sp. Cơ sở khoa học của việc sửdụngamylase của malt ở chỗ, khi đại mạch chuyển từ trạng thái hạt sangtrạng thái nảymầm (malt), enzym amylase sẽ được tổng hợp và khi đó enzym này sẽthủy phântinh bột có trong hạt tạo ra năng lượng và vật chất cho sự tạo thànhmầm. Như vậyviệc đường hóa tinh bột trong hạt nhờ enzym của chính nó. Khi đó hạtchỉ tổng hợpra lượng enzym amylase vừa đủ để phân hủy lượng tinh bột có trong hạt.Như thếcần rất nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia ở qui mô lớn, dẫn đến chiphí cao chosản xuất và sản phẩm. Ðể khắc phục điều này, trong quá trình lên mentạo bia thìnhà sản xuất không sử dụng hoàn tòan 100% nguyên liệu là malt đạimạch mà cósự pha trộn theo một công thức nào đó để thay thế malt và còn bổ sungnguồn tinhbột cho quá trịnh lên men. Lý do là một phần để tạo hương vị cho bia,màu sắc, độcồn phù hợp cho người tiêu dùng và một phần là làm giảm giá thành chosản phẩmbia nhưng vẫn giữ được đặc trưng cho bia. Chính vì điều này,các nhà sản xuất biaquan tâm đến việc sử dụng chế phẩm enzym amylase cung cấp cho quátrình thủyphân tinh bột .Enzym này có ý nghĩa rất lớn trong việc làm bia, giúp sảnxuất bia ởqui mô công nghiệp.Ngoài ra, trong sản xuất bia, người ta còn sử dụng chế phẩm enzymcellulose cótác dụng phá vỡ thành tế bào, tạo điều kiện để các thành phần có trongtế bào hạtthóat ra phía ngoài nhờ đó chất lượng bia được nâng cao hơn. Một loạienzym kháccũng được sử dụng khá rộng rãi đó là gluco amylase, enzym này được sửdụng đểloại trừ O2 có trong bia, giúp quá trình bảo quản bia kéo dài hơn rấtnhiều.2.Ứng dụng amylase trong sản xuất cồnÐể sản xuất cồn từ nguồn nguyên liệu tinh bột, mỗi nýớc sử dụng các loạinguyênliệu khác nhau.Ví dụ, ở Mỹ người ta sử dụng nguyên liệu từ bột ngô đểsản xuấtcồn, còn ở Brazin lại sử dụng khoai mì, các nước khác sử dụng gạo hoặctấm từgạo. Qúa trình sản xuất cồn trải qua hai giai ðọan: giai đọan đường hóavà giaiđọan rượu hóa.Giai đọan đường hóa, người ta bắt buộc phải sử dụng enzym amylase (không thểsử dụng phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid ). Người Nhật đãbiết sử dụngenzym của nấm mốc trong quá trình đường hóa để sản xuất rượu Saketừ cách đâyhơn 1700 năm. Người Trung Quốc thì đã sử dụng nhiều loại nấm mốc đểđườnghóa rượu trong sản xuất rượu cách đây 4000 nãm. Còn người Việt Namđã biết sảnxuất rượu từ gạo cách đây hàng ngàn nãm.Riêng ở Mỹ, mãi đến thế kỷ XIX khi Takamine người Nhật ðưa nấmmốcAspergillu ...