Bài giảng Công nghệ Enzyme - ThS. Đinh Ngọc Loan

8/20/2019 Bài giảng Công nghệ Enzyme - ThS. Đinh Ngọc Loan

http://slidepdf.com/reader/full/bai-giang-cong-nghe-enzyme-ths-dinh-ngoc-loan 1/119

ENZYM TRONG CÔNG NGHỆCHẾ BIẾN NÖÔÙC GIAÛI KHAÙT& NÖÔÙC TRAÙI CAÂY

Ths Đinh ngọc loanThs Đinh ngọc loan

Khoa CNTPKhoa CNTP -- Đại học Nông âmĐại học Nông âmtháng 4/2007tháng 4/2007



Enzym Saûn phaåm Muïc ñích söû duïng

Amylase[EC: 3.2.11]Amiloglucosidase[EC: 3.2.1.3]

Beer/spirite(E/A)Apple juice (A)

Phaù vôõ tinh boät taïoñöôøng.Phaù vôõ tinh boät trongtraùi caây ñaàu muøa.

ø ù ù

Enzym trong công nghệ chế biến nước

giải khát và nước ép trái cây

e u ase[EC: 3.2.1.4]Esterase

β- glucanase

Invertase[EC : 3.2.1.26]

pp e u ceApple juice (E)

Beer/spirit/wine(A)Ca cao(E)

å ù

am rong n c racaây.Taêng höông thôm.

Caûi thieän khaû naêngloïc.Taêng höông thôm.

á



Enzym pectinase

Tên gọi chung của nhóm enzym phân giảipectin. Là enzym được ứng dụng sau amilase và

. Vai trò của enzym pectinase:

- tăng hệ suất ép.

- Tăng tốc độ lọc.- Giúp nước quả trong .- Tách lớp nhớt có pectin bao quanh hạt.

- Tăng hiệu suất trích ly dược liệu.



Enzym pectinase

Nguồn thu nhận:-Từ thực vật bậc cao: Các quả xanh- m i r n n i n m m :

( Asp Niger, Rhizopus,Khuyveromyces )tổng hợp chủ yếu enzym PG và PE.

-Từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật :(Bacillus pseudomonas ) tổng hợp chủ yếu

pectat lyase, pectin lyase.



Nguồn thu nhận và tính chấtmột số enzym pectinaseEnzym /Nguoàn Troïng

Löôïngphaân töû

Ñieåm

ñaúngñieän

Hoaït tính

Rieâng(UI /mg)

Ph

opt

Km

(mg/ml)

Referance

(a)

Pectin esterase

Orange I(b)

Orange II(b)

Orange III(b)

Asp Niger

36.000

36.200

54.000

39.000

10

11

10.2

3.9

694

762

180

406

7.6

8.8

8

4.5

0.083

0.0046

0.041

3.000

Versteeg1980Versteeg

1980

Versteeg1980

Baron et al

1980



Nguồn thu nhận và tính chấtmột số enzym pectinaseNguoàn Enzym Troïng

löôïngphaân töû

Ñieåm

ñaúngñieän

Hoaït tính

rieâng(UI/mg)

Ph

opt

Km

(mg/ml)

Referance

PGTomato I(b)

Tomato II(b)

Asp.

Aculcatus

Asp. Niger

100.000

44.000

47.000

42.000

8,6

9.4

4.7-4.86.0-6.4

67

275

67

275

4.5

4,5

4,0-5,04,0

Pressey1986Pressey1986



Nguồn thu nhận và tính chấtmột số enzym pectinase

Enzym /Nguoàn

Troïng

löôïngphaân töû

Ñieåm

ñaúngñieän

Hoaït tính

rieâng(UI/mg)

Ph

opt

Km

(mg/ml)

Referance

(a)

Pectin lyase

Asp. Niger I

Asp. Niger II

Pectat lyaseBacillus

subtilis

35.400

33.100

33.000

3.65

3.75

9.86

17

44

6

6

8.5

5.0

0.9

Van. Houdenhoven1975

Chessons

Condner1978



Phân loại pectinase

1. Pectin esterase (PE) [EC:3.1.1.11]

2.1 Nhóm enzym thuỷ phân2.2 Nhóm enzym phân cắt không có sự

tham gia của nước



Sô ñoà vò trí caét cuûa caùc loaïi enzym pectinase



1. Pectin esterase (EC:3.1.1.11).

Enzym thuỷ phân pectin với sự tham gia của nước. Kiểu phản ứng: Thuỷ phân liên kết ester

giữa gốc rượu và gốc acid.

Sản phẩm: rượu methylic và acidpolygalacturonic. pH tối ưu: 5,5- 6 (nguồn vi khuẩn)

Nhiệt độ tối ưu : 55 – 600 C30- 400C (nguồn nấm

mốc).



2. Polygalacturonase ( PG) [EC:3.2.1.15]

2.1 Nhóm enzym thuỷ phânThuỷ phân liên kết glycosid 1-4 của phân tửpolygalacturonic.

Phân loại: Endo .PGExo. PG

Sản phẩm: acid galacturonic.

pH tối ưu: 4 - 4,5

Nhiệt độ tối ưu : 40 – 500 C



-Các enzym thường gặp:Pectin lyase, pectatlyase

-Tên chung của nhóm: Transelyminase.

2.2 Nhóm enzym polygalactosidase phân cắtkhông có sự tham gia của nước.

-Phân cắt liên kết glycosid 1-4 của phân tửpolygalacturonic.

-Cơ chế phản ứng: chuyễn hydrogen của C3-C4 của một đơn vị acid galacturonic sang C1 củamột acid galacturonic khác và tạo nối đôi giữa

C4-C5.



Ứng dụng enzym trong chế biếntrà

Trà là loại nước giải khát chế biến từ lá trà Tên khoa học của trà:Camellia sinensis.

Thành phần hoá học của lá:

*Polyphenol:Catechin, Epi-gallocatechin.*Protein, hydratcarbon, cafein.*Các enzym nội bào:

Polyphenol oxydase( Ec:1.10.3.1)Peroxydase (EC:1.11.1.7 )Protease, lipase.



Quy trình chế biến trà xanh

Laù non

Baát hoaït enzym

à âc an ay xong

Voø traø

Saáy

Phaân loaïi Đóng gói



Laù traø non

Laøm heùo ( saáy, phôi ñeå aåm ñoä 30%,traùnh laù bò gaõy khi voø)

Voø traø ( laøm daäp laù traø giuùp polyphenol

trong laù traø tiếp xúc vớ i không khí )Leân men ( Nhieät ñoä :25 0C- 30 0C

Aåm ñoä: 95%- 96%

Thoaùng khí: leân men hieáu khí)

Saáy (Nhieät ñoä thaáp, aåm ñoä 3%- 5%)

Phaân loaïi (Saûn phaåm khoâng gaõy vuïn,khoâng coù höông laï)Ñoùng goùi

Quy trình chế biến trà đen



Cơ sở khoa học của quá trìnhlên men trà đen

CatechinE i- allocatechin (PPO, PER)

(polyphenol, phenol ThearubiginKhoâng maøu) Theaflavin( hôïp chaát quinon

maøu naâu saäm)



Cơ sở khoa học của quá trình lênmen trà đen

Thearubigin: sản phẩm của quá trình oxyd hoáphenol bởi enzym peroxydase (PER).Theaflavin:sản phẩm của quá trình oxyd hoá

(PPO).Enzym catalase : phân giải H2O2

Tỷ lệ Theaflavin/thearubigin quyết định chấtlượng của trà.

Hương thơm của trà tác động bởi enzymlipoxygenase.



+

(R= hhay

gallonyl)

Epi -cathechinEpi-gallocatechin

Theaflavin

CO2

gallonyl



ENZYM TRONG CHEÁ BIEÁNENZYM TRONG CHEÁ BIEÁN

CA CAOCA CAO



Phân bố ca cao trên thế giới

Côte

d'Ivoire

Brazil4%

Cameroon

Malaysia

3%

Others

11%

43%

Ghana

15%

4%Nigeria7%

Indonesia

14%



Ca cao troàng ôû ñaâu ?

Khoaûng 20 độ töø ñöôøng xích ñaïo

ø – ê ï

Nhieät ñoä khoâng thaáp hôn 15oC

Khoâng coù gioù maïnh , đất phì nhieâu, thoaùtnöôùc toát



Các giống ca cao



Traùi chín cuûanhieàu gioáng

ca cao khaùcnhau



Quy trình thu hoạch và tồn trữquả ca cao



Chỉ thu hoạch trái chín

XX



Trái ca cao bị tổn hại không tốt cho lên men



Tồn trử đúng kỷ thuật



Trái đủ chất lượ ng để chế biến



Tồn trử trái sai phươ ng pháp



Trái ca cao hư hỏng khi tồn trử không đúng kỷ thuật



Thu thịt quả ca cao



Quả ca cao cắt dọc



Hạt ca cao đang chuẩn bị lênmen



Hạt ca cao chuẩn bị lên men



Thùng lên men thử nghiệm ởQuảng Ngãi



T ùi C C



QuyTrình

Traùi Ca Cao

Hat Ca CaoLeân men (Leân men röôïu, giaám)

Röûa saïch

Phôi khoâRang vaøng

Ù á ù

c ebieánCa

Cao

ï ïNghieàn

Kieàm hoùa (Carbonat kali)

Boät ca cao( Ca cao ñaéng)Phoái cheá (Söûa, ñöôøng, bô ca cao, phuï gia)

Ñoå khuoân

Chocolate



Chocolat chế



Cơ sở khoa học của quá trìnhlên men ca cao



1.Phaûn öùng thuûy phaân lôùp thòt bao quanh haït(PE,PG)

Pectin (Galactose)n Glucose

u r n

Glucose Acid Pyruvic Röôïu ethylic

(Leân men giaám)Ethylic Acid Acetic



2. Phaûn öùng sinh hoùa xaõy ra beân trong haït.( Protease) (peptidase)

Protein Peptid Amino Acid(Invertase)

Saccharose Glucose + Fructose( Enzym PPO )

Polyphenol Saéc toá maøu naâu

Noäi PÖ



Noäi PÖ cuûa

cotyledon



- Khi haït cacao cheát cotyledon seõ huùt aåm vaùch teá baøo döï

tröõ thaám nöôùc ø noäi chaát cuûa teá baøo khueách taùn qua caùc moâ

enz me tieá xuùc vôùi ol henols cuûa teá baøo coù saéc toá.

Nhöõng noäi phaûn öùng trong caùc moâ cuûacotyledon

- Hoaït ñoäng thuûy phaân protein (proteolytic enzyme activity)

cuõng xaûy ra.



- Anthocyanin cyanidin vaø hai ñöôøng khöû (khoâng maøu)

oxy hoùa maøu naâu daëc bieät (maøu naâu cacao).

Nhöõng noäi phaûn öùng trong caùc moâ cuûa

cotyledon

- öng po yp eno s ac: tan mot p an oac c u n öng

bieán ñoåi hoùa hoïc giaûm vò ñaéng vaø chaùt.

- Caùc phaûn öùng treân xaûy ra cho tôùi cuoái ñôït leân men vaø coøn

tieáp tuïc trong quaù trình phôi khoâ.

- Cacao leân men toát ít chaùt.

Nhöõ äi h û öù t ù â û



- Phöùc chaát ñaïm Ñaïm toång soá giaûm, theobromine hao huït,

caùc chaát protein bò phaù huûy.

- Chöøng 40% theobromine khuyeách taùn vaøo caùc moâ vaø di

Nhöõng noäi phaûn öùng trong caùc moâ cuûa

cotyledon

chuyeån vaøo voû giaûm vò ñaéng

- Protein thuûy phaân thaønh caùc amino acid, caùc peptit…

Phản ứ ng vớ i polyphenols caùc chaát khoâng hoøa tan vòhöông vaø maøu saéc cuûa haït.

C ù û ù i ù



Caùc phaûn öùng sinh hoùa xaõy ratrong quaù trình rang

û ø û(Phaûn öùng Mayard)

Carboxy deã bay hôi + pyrazin( Höông thôm cuûa ca cao)



Enz m tronEnz m tron côncôn n hn h

cheá bieán nöôùc taùo.cheá bieán nöôùc taùo.



Enzym trong cheá bieán nöôùc taùo.Giôùi thieäu chung veà tính chaát cuûa nöôùceùp taùo-Loaïi nöôùc quaû daïng trong, cheá bieán töøqua taùo-Công ngheä cheá bieán coù söû duïng enzymelaøm trong

*Enzym laøm trong thuoäc nhoùm enzymepectinase ( PE, PG, Pectin lyase, pectatlyase).

*Kieåu phaûn öùng cuûa enzyme : Thuûy phaân



Cô sôû khoa hoïc cuûa quaù trình laømtrong

Nguyeân lyù laøm trong baèng enzyme

( PME)Pectin Acid polygalacturonic + CH3OHPG

Acid galacturonic

Dòch eùp traùi caây loaõng

Taùo



NghieànEnzyme pectinase(500C) Enzym Cellulase,

Eùp

Baøi khí

Hạ nhiệt để sử lý enzym

Thu hồi hương

Quy

trìnhchế

Lọc trong

bổ sung PME, PGT0500C/1 2gAmilose glucosidase

Coâ ñaëc (700

C)

Ñoùng goùi

Baûo quaûn

nướctáocôđặc

Enzym trong chế biến nước



Enzym trong chế biến nướctáo cô đặc

Vieäc thu hoài höông thôm xaûy ra khi nhieätñoä taêng ñeán 700C sau ñoù nhieät ñoä giaûmxuoán 500C để xử l enz m

Mục ích: Nöôùc traùi caây chæ ñun moät laàn Traùnh ñöôïc söï baát hoaït cuûa PME do vieäc taïo

ra methanol trong tinh daàu thôm cuûa nöôùc traùicaây.

Enzym trong chế biến nước



Enzym trong chế biến nướctáo cô đặc

Bổ sung enzym pectinase ể loại pectintröôùc khi coâ ñaëc.

cô đặc nướ c táo. ÔÛ noàng ñoä 600Brix, acid vaø pectin methoxyl töï

nhieân trong nöôùc traùi caây seõ taïo gel, gel naøy

laøm nöôùc traùi caây coâ ñaëc khoâng ñaït yeâu caàu.



Cô sôû khoa hoïc cuûa quaù trình laømtrong

Lớp vẫn đục của nước táo gồm pectinmang điện tích (-) bao quanh nhânr in m n i n + .

Các phần tử pectin này rất nhỏ(<1µm)khó lọc.

Dưới tác động kép của Enzym PME/PG pectin kết tủa thành cụm kích thước> 1µm bị loại ra khi lọc.

Cá ế tố ả h hưở đế á



Các yếu tố ảnh hưởng đến quátrình làm trong của enzym

pH của môi trường phải thấp.

Nhiệt độ xử lý enzym 500 C/ 1-2 giờ giúp làmtrong.

Nhiệt độ xử lý 250 C không đạt yêu cầu vì dễbị nhiễm vsv.

Chế độ xử lý enzym để tăng hiệu suất ép là500 C/30 phút.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá



Các yếu tố ảnh hưởng đến quátrình làm trong của enzym

Bổ sung enzym cellulase vàhemicellulase làm tăng hiệu suất ép.

Bổ sung enzym amilase,amiloglucosidase cải thiện độ nhớt củadịch ép không làm nghẹt lưới lọc quá trình lọc trong tốt hơn.

Enzym tham gia việc hình thành



Enzym tham gia việc hình thànhmàu sắc và mùi hương Enzym esterase : enzym nội bào có sẳn trong

trái cây sẽ thuỷ phân các ester acid hửu cơvà rượu tương ứng.

Enzym lypoxygenase tác động trên acid béodây dài (linoic, linolenic) aldehyd khôngbảo hoà rượu.

Enzym polyphenol oxydase tác động lên cácphenol và polyphenol tạo màu sẩm



TÁC ĐỘNG CỦA CÁC ENZYM TRONGCÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ

TRÁI CÂY Giai đoạn xử lý Enzym xử dụng

Apple – Pear Nướ c ép

Pectinase

Amyloglucosidae

amylaseỔn định nướ c ép laccase

TÁC ĐỘNG CỦA CÁC ENZYM TRONG




GIAI ĐOẠN NGHIỀN

Mục đích Tăng lượng nước ép ng n ng c r c c c Cải thiện hương vị và màu sắc Bã nghiền tạo thành sẽ khô ráo hơn.

Giảm được tác động của áp suất épvà năng lượng cơ học.





CÁC GIAI ĐOẠN ÉP

Nếu dùng áp suất để ép, một phần hươ ng liệu cũngbị mất đi.

Việc xử dụng pectinase làm giảm kh i nh y vàgiúp cho dịch ép loãng hơ n

=> giảm áp suất lọc => giảm khối lượ ng chất trợ lọc.

Quá trình lọc sẽ dễ dàng hơ n và sản phẩm sẽ ổnđịnh hơ n.

Enzym trong cheá bieán röôu



Enzym trong che bien röôïuvang Goàm enzyme noäi baøo coù saün trong quaû nho keát hôïp vôùi

enzyme ñieàu cheá ñöôïc cho vaøo trong quaù trình leân men. Vai trò của enzym trong chế biến rượ u vang

Giuù caûi thien chaát löôn saûn haåm ï Ruùt ngaén thôøi gian laøm trong röôïu.

Enzym thöôøng ñöôïc cho vaøo nöôùc eùp nho tröôùc khi leânmen.

Vieäc cho enzym sôùm seõ toát hôn ví khi noàng ñoä röôïu ñaït

khoaûng 12% seõ ngaên caûn söï hoaït ñoäng cuûa enzyme




Enzym trong che bien röôïuvang Enzyme pectinse và kyû thuaät chaàn. Nho nghieàn ñöôïc ñun noùng ôû 500C trong vaøi giôø ñeå chieát

laáy saéc toá anthocyanin töø voû quaû maø khoâng ruùt quaù ñaùngchaát ol henol roc anidin laø chaát taïo vò chaùt cuûa nho.

Ư u i

ểm Maøu röôïu seõ ñeïp hôn, khoâng caàn uû laâu ñeå taïo vò chaùt ñeán

möùc chaáp nhaän. Gia taêng söï chieát anthocyanin do söï phaù vôõ caáu truùc teá baøo bôûi

enzyme cho pheùp saéc toá thoaùt ra deã daøng. (Pilnil 19820) Röôïu laøm theo phöông phaùp naøy seõ nhanh hôn phöông phaùp coå

truyeàn




Enzym trong che bien röôïuvang

Nhượ c iểm Trong suoát quaù trình ñun noùng moät löôïng lôùn

ectin seõ ñöôc hoùn thích töø uaû nho. ï

Khắc phục Phaûi boå sung theâm enzyme pectinase vaøo nho

nghieàn ñeå laøm giaûm ñoä nhôùt cuûa nöôùc eùp quaû



Enzym trong cheá bieán röôïu vang

Enzym glucosidase Glucosidase ñieàu cheá ượ c bổ sung ñeå sinhra caùc monoter en töø l coside cuûa chuùn

trong quaù trình uû röôïu Mục ích : Tăng hươ ng thơ m Tác nhân xúc tác phản ứng:

Pectinase naám Asp.Niger

Dòch chieát nuoâi caáy naám candida

Các enzym khác dùng trong



Các enzym khác dùng trong

chế biến nước trái cây Enzym dùng sản xuất HFCS. Amylase ñeå taïo glucose từ tinh bột bắp Isomerase ñeå taïo fructose töø glucose HFCS coù vò ngoït gaáp hai laàn saccharose. Đượ cduøng roäng raõi nhö chaát cung caáp vò ngoït taïi Myõ. Enzym dùng sản xuất hesperidin hesperidin laø moät loaïi flavonon cutinoid coù nguoàn goác töø

hoï cam quyùt. Chaát naøy coù tieàm naêng trôû thaønh chaát taïo vò ngoït khoâng

naêng löôïng, tuy nhieân chuùng khoâng ñöôïc öa thích treânthò tröôøng vì vò cuûa chuùng ñoïng laïi trong mieäng sau khineám.

Enzym glucose oxydase [EC



Enzym glucose oxydase [EC

1.1.3.4]

Đöôïc aùp duïng nhieàu trong kyõ ngheä cheá bieán nöôùcgiaûi khaùt vôùi muïc ñích haáp thu heát oxygen,

Giuùp naâng chaát löôïng nöôùc giaûi khaùt veà maøu vaøo .

Moät soá löôïng khoâng ñaùng keå glucose seõ bò oxyhoùa thaønh gluconic H 2O2

Catalase cuõng xuùc taùc phaân giaûi H 2O2 thaønh O2

vaø H2O. Quaù trình naøy xaûy ra suoát trong phaûnöùng.



Enzyme hoån hôïp

Đöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc phoøng thínghieäm döôùi daïng caùc test kit. ø å å á ù û ï

khaùt Haàu heát caùc enzyme naøy laø enzyme oxyd

hoùa khöû coù cofactor laø NAD, NADH.



Enzyme hoån hôïp Ư u iểm: Keát quaû raát ñaùng tin caäy do ñoä nhaïy cuûa phaûn

öùng raát cao. á û à á å á ù ø ï

nghieäm kieåm tra chaát löôïng treân theá giôùi Tính ñaëc thuø của enzym treân cô chaát cao Caùc enzyme naøy hoaït ñoäng treân caùc cô chaát rieâng bieät

nhö sucrose, fructose, glucose, acetal dehyd, acid

cacboxylic. Caùc enzyme naøy ñöôïc söû duïng ñeå kieåm tra chaát löôïng

nguyeân lieäu thoâ tröôùc khi saûn xuaát



Tính ñaëc thuø của enzym treân cô chaát cao Caùc enzyme naøy hoaït ñoäng treân caùc cô chaát

rieân biet nhö sucrose fructose lucose

acetal dehyd, acid cacboxylic. Caùc enzyme naøy ñöôïc söû duïng ñeå kieåm tra

chaát löôïng nguyeân lieäu thoâ tröôùc khi saûn xuaát

kieåm tra nhanh chaát löôïng sản phẩm.



ENZYM TRONG CÔNG NGHỆ ENZYM TRONG CÔNG NGHỆ

CHẾ BIẾN ĐƯỜNG BỘTCHẾ BIẾN ĐƯỜNG BỘT s n gọc oans n gọc oan -- r ng ạ ọc ng mr ng ạ ọc ng m

TP Hồ Chí Minh 07/2007TP Hồ Chí Minh 07/2007



Giới thiệu chungGiới thiệu chung

Enzym được dùng chuyễn hóa tinhEnzym được dùng chuyễn hóa tinhbột thô thành:bột thô thành: -- n p m c a n qua xn p m c a n qua x

lýlý--Sản phẩm có nguồn gốc từ tinh bột.Sản phẩm có nguồn gốc từ tinh bột.

--Sản phẩm đường hoáSản phẩm đường hoá



Giới thiệu chung về tinh bộtGiới thiệu chung về tinh bột Tinh bột là hợp chất thứ hai sauTinh bột là hợp chất thứ hai sau

cellulose hiện diện nhiều trong thựccellulose hiện diện nhiều trong thựcvật.vật. Các h t tinh b t là n uồn d trửCác h t tinh b t là n uồn d trử

năng lượng.năng lượng. Kích cở và hình dạng các hạt tinh bộtKích cở và hình dạng các hạt tinh bột

thay đổi tùy theo giống.thay đổi tùy theo giống. Nguồn tinh bột thương mại: lúa, lúaNguồn tinh bột thương mại: lúa, lúamì, bắp, khoai, sắn….mì, bắp, khoai, sắn….

Hệ enzym dùng chế biếnHệ enzym dùng chế biến



đường bộtđường bột Hệ thống enzym amilase thuộc nhómHệ thống enzym amilase thuộc nhóm

hydrolasehydrolase Bao gồm các enzym :Bao gồm các enzym :

•• αα am aseam ase

•• ββ amilaseamilase•• Glucose amilaseGlucose amilase•• isoamilaseisoamilase

Hệ enzym dùng chế biến đườngHệ enzym dùng chế biến đường



bộtbột Nhóm enzym đồng phân hoáNhóm enzym đồng phân hoá::

Enzym glucose isomerase.Enzym glucose isomerase.

Enzym glucose oxydaseEnzym glucose oxydase..

Nhóm enzym thuỷ phânNhóm enzym thuỷ phân

Enzym invertase.Enzym invertase.



EnzymEnzym αα amilaseamilase Mã enzym: (EC 3.2.1.1)Mã enzym: (EC 3.2.1.1)

Kiểu enzym thuỷ phân: endoKiểu enzym thuỷ phân: endo--actingacting

Cơ chất: tinh bột, glycogenCơ chất: tinh bột, glycogen

Vị trí cắt:Vị trí cắt: Liên kết glycosid 1Liên kết glycosid 1--4 bên trong dây4 bên trong dâytinh bộttinh bộtkhông cắt liên kết glycosid 1không cắt liên kết glycosid 1--66

Sản phẩm sau thuỷ phân: DextrinSản phẩm sau thuỷ phân: Dextrin



αα



EnzymEnzymαα

amilase (tt)amilase (tt) Nguồn thu nhận:Nguồn thu nhận:

Vi khuẩn:Vi khuẩn: Bacillus sppBacillus sppEnzym chịu nhiệtEnzym chịu nhiệt

Nấm mốcNấm mốc:Asp orizae:Asp orizaeEnzym nhạy với nhiệtEnzym nhạy với nhiệt

ng dụng: Hồ hóa tinh bột,ng dụng: Hồ hóa tinh bột,đuờng hóa tinh bột để nấu bia .đuờng hóa tinh bột để nấu bia .chế tạo syro maltose đậm đặc.chế tạo syro maltose đậm đặc.

αα



EnzymEnzym amilase(tt)amilase(tt)Tính chất cuả enzymTính chất cuả enzym αα amilaseamilase

Dễ tan trong HDễ tan trong H220, nuớc muối, rượu loãng.0, nuớc muối, rượu loãng. αα amilase là protein có tính acid yếu.amilase là protein có tính acid yếu.

-- ii ,, , ., . Bền với nhiệt hơn các enzym amilaseBền với nhiệt hơn các enzym amilasekhác.khác. Bị kiềm hảm bởi kim loại nặng:Bị kiềm hảm bởi kim loại nặng:

CuCu2+2+, Ag, Ag2+2+,Hg,Hg2+2+

Nguyên liệu sản xuất enzymNguyên liệu sản xuất enzym



αα amilaseamilase Nguồn thu nhận:Nguồn thu nhận:

Thu nhận từ môi trường nuôi cấy nấm mốc,Thu nhận từ môi trường nuôi cấy nấm mốc,

nấm men.nấm men. Chủng vi khuẩn:Chủng vi khuẩn:Bacillus subtilis,Bacillus mensentericus,.Bacillus subtilis,Bacillus mensentericus,.

ac us c en orm sac us c en orm s

Chủng nấm mốc:Chủng nấm mốc: Asp oryzae, Asp Niger,Asp flavus, Asp Asp oryzae, Asp Niger,Asp flavus, Aspawamori, mucor sppawamori, mucor spp

Mỗi chủng vi sinh vật có thể tổng hợp nhiều loạiMỗi chủng vi sinh vật có thể tổng hợp nhiều loại

enzym, nhưng hàm lượng các enzym này khácenzym, nhưng hàm lượng các enzym này khácnhau.nhau.

EnzymEnzym ββ amilaseamilase



yy ββ

Mã enzym: (EC 3.2.1.2)Mã enzym: (EC 3.2.1.2)

Kiểu thuỷ phân: Nhóm exoKiểu thuỷ phân: Nhóm exo--actingacting Enzym cắt từ đầu không khử Enzym cắt từ đầu không khử

Vị trí cắt: Liên kết glycosid 1Vị trí cắt: Liên kết glycosid 1--44

Không cắt liên kết glycosid 1Không cắt liên kết glycosid 1-- 66

EnzymEnzym ββ amilase(tt)amilase(tt)



yy ββ ( )( )

Sản phẩm sau thủy phân:Sản phẩm sau thủy phân: maltosemaltose

Tính chất maltose syrup:Tính chất maltose syrup:Tính hút ẩm cao, ít dính hơnTính hút ẩm cao, ít dính hơn

g ucose syrupg ucose syrup Ứng dụng maltose syrup:Ứng dụng maltose syrup:

Dùng chế biến món tráng miệng,Dùng chế biến món tráng miệng,

trang trí bánhtrang trí bánh

EnzymEnzym ββ amilase (tt)amilase (tt)



yy ββ ( )( )Tính chấtTính chất ββ amilaseamilase ββ amilase có trung tâm hoạt độngamilase có trung tâm hoạt động

chứa nhómchứa nhómSH, COOH, vòng imidazol cuảSH, COOH, vòng imidazol cuả

histidin.histidin. Bền khi không có CaBền khi không có Ca2+2+ , bị kềm hảm, bị kềm hảm

bởi Cubởi Cu2+2+, Hg, Hg2+2+, urê., urê.

pH tối thích: ph=4,6pH tối thích: ph=4,6 -- 5,65,6TT00 tối thích: 40tối thích: 40 –– 505000 CC

TT00

bất hoạt: 70bất hoạt: 7000

CC

Glucose amilaseGlucose amilase



Mã enzym (EC 3.2.1.3)Mã enzym (EC 3.2.1.3)

Kiểu enzym : ExoKiểu enzym : Exo –– actingacting Cắt kiên kết glucosid 1Cắt kiên kết glucosid 1--4 từ đầu4 từ đầu

ng .ng . Ứng dụng: Sản xuất high glucoseỨng dụng: Sản xuất high glucose

syrup từ dextrin.syrup từ dextrin.

Iso amilaseIso amilase



Mã enzym: (EC 3.2.1.68)Mã enzym: (EC 3.2.1.68)

Kiểu enzym thuỷ phân:Kiểu enzym thuỷ phân:Cắt liên kết glycosid 1Cắt liên kết glycosid 1--66

ơ c : m opec n, g ycogenơ c : m opec n, g ycogen

Ứng dụng : sản xuất maltose syrup.Ứng dụng : sản xuất maltose syrup.

Kết hợp vớiKết hợp với ββ amilase sẽ gia tăng hiệuamilase sẽ gia tăng hiệusuất thủy phân, tăng năng suất.suất thủy phân, tăng năng suất.

PullulanasePullulanase



Mã enzym: (EC 3.2.1.4 )Mã enzym: (EC 3.2.1.4 )

Kiểu thủy phân: Cắt liên kết glycosidKiểu thủy phân: Cắt liên kết glycosid11--66 c : pu u ane.c : pu u ane.

Nguồn thu nhận:Nguồn thu nhận:nấm mốcnấm mốc Aureobasidium pullulane Aureobasidium pullulane

Enzym Glucose oxydaseEnzym Glucose oxydase



Mã enzym: (EC: 1.1.3.4 )Mã enzym: (EC: 1.1.3.4 )

Kiểu phản ứng: Oxyd hoá glucose thànhKiểu phản ứng: Oxyd hoá glucose thànhgluconic acid.gluconic acid.

Ứng dụng: Ngăn chặn phản ứng maillard .Ứng dụng: Ngăn chặn phản ứng maillard . Cải thiện chất lượng cảm quan giúp sảnCải thiện chất lượng cảm quan giúp sản

phẩm không bị nâu khi chế biến.phẩm không bị nâu khi chế biến.

Glucose isomeraseGlucose isomerase



Mã enzym: ( EC: 5.3.1.5 )Mã enzym: ( EC: 5.3.1.5 )

Tác dụng: Chuyễn hoá glucose thànhTác dụng: Chuyễn hoá glucose thànhfructosefructose

Là enzym thương mại quan trọng nhất.Là enzym thương mại quan trọng nhất. Nguồn thu nhận:Nguồn thu nhận:

Bacillus spp, streptomyces sppBacillus spp, streptomyces spp

Glucose isomerase (tt)Glucose isomerase (tt)



Tính chất enzym:Tính chất enzym:

Hoạt động ở ph trung tínhHoạt động ở ph trung tính

u :u : --

Nồng độ cơ chất: 45%Nồng độ cơ chất: 45%

Chất hoạt hoá: MgChất hoạt hoá: Mg

Enzym invertaseEnzym invertase



Mã enzym: (EC: 3.2.1.26 )Mã enzym: (EC: 3.2.1.26 )

Kiểu phản ứng: Thủy phân sacchcaroseKiểu phản ứng: Thủy phân sacchcarosethành glucose và fructose.thành glucose và fructose.

Hổn hợp glucose & fructose là đườngHổn hợp glucose & fructose là đườngnghịch đảo.nghịch đảo.

Nguồn thu nhận enzym:chiết tách từ môiNguồn thu nhận enzym:chiết tách từ môitrường nuôi cấytrường nuôi cấy saccharomyces spp,saccharomyces spp,saccharomyces cerevisiae.saccharomyces cerevisiae.

Enzym invertase (tt)Enzym invertase (tt)



Ứng dụng của enzym invertaseỨng dụng của enzym invertase::

Sản xuất đường nghịch đảo.Sản xuất đường nghịch đảo.

Ưu khuyết điểm của việc sử dụng enzymƯu khuyết điểm của việc sử dụng enzyminvertase.invertase.Ưu điểm: không có sản phẩm phụƯu điểm: không có sản phẩm phụ

Khuyết điểm: giá đắt.Khuyết điểm: giá đắt.

Enzym branchingEnzym branching



Mã enzym: (EC: 2.4.1.18)Mã enzym: (EC: 2.4.1.18) Xúc tác phản ứng tổng hợp liên kếtXúc tác phản ứng tổng hợp liên kết

glycosid 1glycosid 1--6.6. Điều chế glycogen, amilopectin cuảĐiều chế glycogen, amilopectin cuả

tinh bột.tinh bột. Ứng dụng: cải tạo tính chất của tinhỨng dụng: cải tạo tính chất của tinh

bột (gia tăng mạch nhánh)bột (gia tăng mạch nhánh)=> Giãm=> Giãmhiện tượng retrogradation(thoái hóahiện tượng retrogradation(thoái hóatinh bột) => Bảo quản bánh mì lâutinh bột) => Bảo quản bánh mì lâuhơn.hơn.

Hệ thống enzym khác trongHệ thống enzym khác trong

ô hệ hế biế b h dô hệ hế biế b h d



công nghệ chế biến carbohydratecông nghệ chế biến carbohydrateEnzym LactaseEnzym Lactase

Tên gọi khác:Tên gọi khác: ββ galactosidase.galactosidase.

Kiểu phản ứng: thủy phân lactose thànhKiểu phản ứng: thủy phân lactose thànhglucose và galactose.glucose và galactose.

Nguồn thu nhận enzym:môi trườ ng nuôi cấyNguồn thu nhận enzym:môi trườ ng nuôi cấynấm mốcnấm mốc Asp Niger, Asp orizae. Asp Niger, Asp orizae.

Hệ thống enzym khác trong công nghệ chế Hệ thống enzym khác trong công nghệ chế

biế b h d tbiế b h d t



biến carbohydratebiến carbohydrateEnzym Lactase (tt)Enzym Lactase (tt)TínhTính chất enzym:enzym:

Hoạt động ở pH trung tính.Hoạt động ở pH trung tính.

pH tối ưu : < 4pH tối ưu : < 4--55

Có khả năng chịu nhiệt hơ n enzym cóCó khả năng chịu nhiệt hơ n enzym cónguồn gốc nấm mốcnguồn gốc nấm mốc

Enzym lactase(tt)Enzym lactase(tt)



Ứng dụng enzym lactaseỨng dụng enzym lactase

Xử lý dịch sửa trong quá trình chếXử lý dịch sửa trong quá trình chếbiến fromage.biến fromage.

Sản xuất sửa có hàm lượng lactoseSản xuất sửa có hàm lượng lactosethấp.thấp.

Giãm sự kết tinh lactose trong sửaGiãm sự kết tinh lactose trong sửa

Enzym CellulaseEnzym Cellulase



Kieåu phaûn öùngKieåu phaûn öùngCelluloseCellulose-------------------------- ((ββGlucose)2Glucose)2

Enzym cellulase thuyû phaân lieân keátEnzym cellulase thuyû phaân lieân keát ββ 11--4 glucosid4 glucosid

Nguoàn thu nhaän :Nguoàn thu nhaän :Moâi tröôøng nuoâi caáyMoâi tröôøng nuoâi caáy Asp.Niger, Trichoderma Asp.Niger, Trichoderma

virideviride

Kieåu nuoâi caáy : Beà maët (Kieåu nuoâi caáy : Beà maët ( Asp. Niger) Asp. Niger)

Beà saâu (Beà saâu (Trichoderma VirideTrichoderma Viride))

Cellulase(tt)Cellulase(tt)



Ứng dụng enzym cellulaseỨng dụng enzym cellulase

Kết hợp với pectinase hayKết hợp với pectinase hay αα glucane để chế biếnglucane để chế biếnbia, nước trái cây, rượu vang.bia, nước trái cây, rượu vang.

Làm tăng vị ngon cuả rau có chất lương thấp.Làm tăng vị ngon cuả rau có chất lương thấp.

Thay đôỉ cấu trúc cuả sản phẩm.Thay đôỉ cấu trúc cuả sản phẩm.

Tăng sự chiết xuất các sản phẩm tự nhiênTăng sự chiết xuất các sản phẩm tự nhiên

Ứng dụng enzym trong công nghệ Ứng dụng enzym trong công nghệ

chế biến bột bắp hòa tanchế biến bột bắp hòa tan



chế biến bột bắp hòa tanchế biến bột bắp hòa tan Tính chất tinh bột hoà tan:Tính chất tinh bột hoà tan:

Độ nhớt thấp hơn tinh bột thô.Độ nhớt thấp hơn tinh bột thô.

Khả năng taọ gel tăng.Khả năng taọ gel tăng.

Độ cứng khi taọ gel tăng.Độ cứng khi taọ gel tăng.

Ứng dụng enzym trong công nghệ Ứng dụng enzym trong công nghệ





Điều kiện phản ứng cuả enzymĐiều kiện phản ứng cuả enzymNhiệt độ phản ứng thấp.Nhiệt độ phản ứng thấp. pH môi trường trung tính.pH môi trường trung tính.

Enzym sử dụng:Enzym sử dụng:EnzymEnzym αα amilase có nguồn gốc viamilase có nguồn gốc vi

khuẩn.khuẩn.

Chế biến tinh bộtChế biến tinh bột

có sử dụng enzymcó sử dụng enzym




Qu trình chế biến tinh bộtQu trình chế biến tinh bột


Hoà tinh boät

Gelatin hoá(Sự hóa lỏng )

α-amylase (nguồn vikhuẩn)



Syrup coù DE caoMaltodextrincoù DE thaáp

Quaù trình chuyeån hoaù tinh boät thaønh ñöôøngα-amylase (nguoàn naám moác) vaø glucoamylase

pH=5, t 0 = 55oC, 42 giờ

)pH 6-6.5, 105oC, 5 giâyhay 95oC, 1-2giờ

Quá trình đườ ng hóa

Quá trình đườ ng hóa

α-amylase (nguồn nấm mốc) và β-amylase

Glucose syrup

Fructose syrup Fructose syrup coù noàng ñoä raátcao

Quaù trình tinh cheá

Trao ñoåi ion

Isomer hoaùD-glucose isomerasePH 7,5-8,5, 60-650C,0.5-4 giôø

Maltose syrup

glucoseamilase vàpullulanase

pH 4-4,5, 60oC, 48-72 giờ

pH 5.5, 50-55 C, 40 giờ

Enzym TermamylEnzym Termamyl



Thuộc nhóm enzymThuộc nhóm enzym αα amilase thuỷamilase thuỷ

phân tinh bột thành dextrin vàphân tinh bột thành dextrin vàoligosaccharid.oligosaccharid.

dạng lỏng.dạng lỏng.

Là enzym chịu nhiệt (105Là enzym chịu nhiệt (105--11011000

c).c).

Enzym Termamyl (tt)Enzym Termamyl (tt)



Code cuả sản phẩm:Termamyl 120LCode cuả sản phẩm:Termamyl 120L

Nguồn thu nhận:Nguồn thu nhận:Bacillus LicheniformisBacillus Licheniformis

Hãng sản xuất: NovoHãng sản xuất: Novo Chất lượng enzym : tuân thủ theoChất lượng enzym : tuân thủ theo

quy định cuả FAO/WHOquy định cuả FAO/WHO..

Tính chất cuả enzym termamyl(tt)Tính chất cuả enzym termamyl(tt)



Sự mất hoạt tính của enzym xãy ra khi xửSự mất hoạt tính của enzym xãy ra khi xửlý ở nhiệt độ cao và pH thấp.lý ở nhiệt độ cao và pH thấp.

Bảo quản :Bảo quản : nhiệt độ 25nhiệt độ 2500C :hoạt tính duy trì tốiC :hoạt tính duy trì tối

thiểu 3 tháng.thiểu 3 tháng.

Ở nhiệt độ 5Ở nhiệt độ 500C: hoạt tính duy trì tốiC: hoạt tính duy trì tối

thiểu 1 năm.thiểu 1 năm.

Tính chất cuả enzymTính chất cuả enzym

termamyltermamyl



termamyltermamyl Độ hoà tan:Độ hoà tan:

Tan dễ dàng trong nước ở mọi nồng độ .Tan dễ dàng trong nước ở mọi nồng độ . Tính ổn định:Tính ổn định:

Termamyl có độ ổn định cao khi có CaTermamyl có độ ổn định cao khi có Ca2+2+

(50(50--70 ppm).70 ppm). Traïng thaùi cuûa chTraïng thaùi cuûa chếế phphẩẩm enzymm enzym::

Chế phẫm có thể vẫn đục nhưng khôngChế phẫm có thể vẫn đục nhưng khôngảnh hưởng tới hoạt tính chung của enzym.ảnh hưởng tới hoạt tính chung của enzym.

L ĩ nh vực áp dụngL ĩ nh vực áp dụng



Kỹ nghệ tinh bột:Kỹ nghệ tinh bột:

Dịch hoá liên tục tinh bột trongDịch hoá liên tục tinh bột trongnồi hơi ở nhiệt độ caonồi hơi ở nhiệt độ cao ng n u c n:ng n u c n:

Phân tán tinh bột chưng cấtPhân tán tinh bột chưng cấtkhông cần điều chỉnh pHkhông cần điều chỉnh pH

L ĩ nh vực áp dụngL ĩ nh vực áp dụng



Kỹ nghệ nấu bia: Dịch hoá tinh bột trướcKỹ nghệ nấu bia: Dịch hoá tinh bột trướckhi lên men. Đơn giản hóa được quy trìnhkhi lên men. Đơn giản hóa được quy trình

công nghệ.công nghệ.

ng ng: v n rongng ng: v n rong

nước ép mía.nước ép mía.

Kỹ nghệ dệt: Rũ hồ trước khi nhuộm.Kỹ nghệ dệt: Rũ hồ trước khi nhuộm.

Enzyme trong công nghệ Enzyme trong công nghệ

sản xuất bánh mìsản xuất bánh mì



sản xuất bánh mìsản xuất bánh mì Mục đích sử dụng enzym:Mục đích sử dụng enzym:

Làm tăng nhanh thể tích của bánh.Làm tăng nhanh thể tích của bánh.

Làm cho bánh có màu sắc đẹp hơn.Làm cho bánh có màu sắc đẹp hơn.

Làm tăng mùi thơm cho bánh.Làm tăng mùi thơm cho bánh.

Nguyên iệuNguyên iệu

Nhào bộtNhào bột

Bổ sung enzymBổ sung enzym

Bổ sung nấm menBổ sung nấm men



ủ lên men bộtủ lên men bột

Tạo hình sản phẩm

Quy trình

công nghệ

Thành phẩmThành phẩm

Nướng bánh

Lên men để ổn địnhLên men để ổn định

sản xuất

bánh mì

Các loại enzyme được sử dụngCác loại enzyme được sử dụng

trong sản xuất bánh mìtrong sản xuất bánh mì



trong sản xuất bánh mìtrong sản xuất bánh mì Enzyme AmylaseEnzyme Amylase

Enzyme ProteaseEnzyme Protease

Enzyme LipoxygenaseEnzyme Lipoxygenase

Enzyme HemicellulaseEnzyme Hemicellulase

Vai trò cuả enzymeVai trò cuả enzyme amilaseamilase



Làm giảm độ nhớt của bột nhào doLàm giảm độ nhớt của bột nhào dogluten gây ra.gluten gây ra.

ng s u o pro e n.ng s u o pro e n.

Cung cấp thêm chất dinh dưỡng choCung cấp thêm chất dinh dưỡng cho

nấm mennấm men

Vai trò cuả enzym amilaseVai trò cuả enzym amilase

à ôỉ í ấ ậ ý ả ộà ôỉ í ấ ậ ý ả ộ



Làm thay đôỉ tính chất vật lý cuả bột,Làm thay đôỉ tính chất vật lý cuả bột,làm bột nhão mềm hơnlàm bột nhão mềm hơn

ng n ng c n u ng c ong n ng c n u ng c o

bào nấm men.bào nấm men.

Tăng độ lên men, thể tích bánh tăng.Tăng độ lên men, thể tích bánh tăng.

Vai trò cuả enzym amilaseVai trò cuả enzym amilase

ă hờ ồ ữă hờ ồ ữ



Tăng thời gian tồn trữ.Tăng thời gian tồn trữ.

Tăng cảm quan:Tăng cảm quan: Bánh vàng hơn, thơm hơn do tácBánh vàng hơn, thơm hơn do tác

động của phản ứng Maillard trongđộng của phản ứng Maillard trongquá trình nướng.quá trình nướng.

Chủng vi sinh vật tạo enzymChủng vi sinh vật tạo enzym

amilaseamilaseẩẩ



amilaseamilase Chế phẩm enzym có nguồn gốc từChế phẩm enzym có nguồn gốc từ

nấm mốc.nấm mốc.

oryzae.oryzae.

Tùy theo hoạt tính của enzyme vàTùy theo hoạt tính của enzyme và

điều kiện xử lý bột mà người ta chođiều kiện xử lý bột mà người ta cholượng enzyme khác nhau.lượng enzyme khác nhau.

Chủng vi sinh vật tạo enzymChủng vi sinh vật tạo enzym

amilaseamilase



amilaseamilase Enzyme từ nấm sợiEnzyme từ nấm sợi Aspergillus Aspergillus

oryzaeoryzae hayhay Asp. Awamori Asp. Awamori giúp màugiúp màuvà mùi của bánh đư c tăn lên.và mùi của bánh đư c tăn lên.

Enzyme lypoxygenase từ đậu nànhEnzyme lypoxygenase từ đậu nànhđể tăng khả năng làm trắng bột.để tăng khả năng làm trắng bột.

Chất phụ gia bổ sungChất phụ gia bổ sung

A lf t đượ bổ à hưA lf t đượ bổ à hư



Amon sulfat được bổ sung vào nhưAmon sulfat được bổ sung vào nhưmột chất đệm cho enzyme hoạtmột chất đệm cho enzyme hoạtđộng.động.

protease hoạt động mạnh.protease hoạt động mạnh.

Tinh bột được xem như chất phụ giaTinh bột được xem như chất phụ giavới tỷ lệ amylase / tinh bột là 1:1.với tỷ lệ amylase / tinh bột là 1:1.

Hoạt động cuả enzym trong quáHoạt động cuả enzym trong quá

trình nướngtrình nướngGiai đoạn hình thành ột bánhGiai đoạn hình thành ột bánh



gg Giai đoạn hình thành ruột bánhGiai đoạn hình thành ruột bánh

404000

CC --606000

C : bất hoạt enzym.C : bất hoạt enzym.606000 CC -- 808000 C : biến tính enzym.C : biến tính enzym. 808000 CC -- 10010000 C: gelatin hoá tinh bộtC: gelatin hoá tinh bột

bốc hơi cồn và nướcbốc hơi cồn và nước

Hoạt động cuả enzym trong quáHoạt động cuả enzym trong quá

trình nướngtrình nướngGiai đoạn hình thành vỏ bánhGiai đoạn hình thành vỏ bánh



gg Giai đoạn hình thành vỏ bánhGiai đoạn hình thành vỏ bánh

12012000

C :vỏ bánh có màu nâu nhạt.C :vỏ bánh có màu nâu nhạt.12012000 CC -- 14014000 C :sự chuyễn màuC :sự chuyễn màuv ng s m o p ng caramen vv ng s m o p ng caramen v

maillardmaillard18018000 CC -- 19019000 C: vỏ bánh vàng dòn.C: vỏ bánh vàng dòn.

trên 190trên 19000

C bánh bị cháy.C bánh bị cháy.

Bài giảng Công nghệ Enzyme - ThS. Đinh Ngọc Loan

Documents

Transcript of Bài giảng Công nghệ Enzyme - ThS. Đinh Ngọc Loan