Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản khá đầy đủ của tài liệu tại đây ( 2.42 MB, 150 trang )
phẩm thô này chỉ sử dụng trong những lĩnh vực không đòi hỏi chất lượng cao như
công nghiệp thuộc da, công nghiệp giấy, trong xử lý môi trường hay trong những qui
trình lên men phù hợp.
6.2. Chế phẩm enzyme kỹ thuật
Là chế phẩm đã được tinh chế sơ bộ, một số protein tạp đã được tách ra, tuy
nhiên, mức độ tinh sạch chưa hoàn hảo. Trong chế phẩm enzyme kỹ thuật vẫn còn
chứa những thành phần protein khác, có thể protein không có hoạt tính enzyme nhưng
không gây ảnh hưởng xấu, hoặc hỗn hợp gồm một vài enzyme chủ yếu.
Chế phẩm kỹ thuật được sử dụng trong nhiều qui trình sản xuất, ví dụ như chế
phẩm amylase, sử dụng trong sản xuất glucose, sản xuất nha, sản xuất bia, vv …
6.3. Chế phẩm enzyme tinh khiết
Là chế phẩm đã được tinh chế kỹ, các protein và enzyme tạp đã bị loại gần như
hoàn toàn. Trong chế phẩm hầu như chỉ có một loại enzyme.
Các chế phẩm enzyme tinh khiết được sử dụng trong y học, trong nghiên cứu
khoa học và trong phân tích.
130
TÓM TẮT CHƯƠNG 4
Enzyme được thu nhận chủ yếu từ 3 nguồn nguyên liệu chính là vi sinh vật, thực
vật và động vật.
Các enzyme thu nhận từ nguồn vi sinh vật có hoạt tính mạnh hơn enzyme của
động vật và thực vật cùng loại. Tế bào vi sinh vật có thể tổng hợp cùng một lúc nhiều
loại enzyme khác nhau. Để thu nhận một enzyme nào đó việc trước tiên là phải tuyển
chọn chủng có khả năng tổng hợp enzyme cao, sau đó là chọn môi trường và điều kiện
nuôi để có thể thu nhận enzyme. Có 2 phương pháp nuôi để thu enzyme là nuôi trên
môi trường rắn (phương pháp bề mặt) và nuôi trong môi trường lỏng (phương pháp
nuôi chìm).
Nhiều enzyme có thể thu nhận từ nguồn vi sinh vật, tiêu biểu như amylase,
protease, pectinase, cellulase… Enzyme thu nhận từ nguồn thực vật và động vật có giá
thành cao do phụ thuộc vào thời gian và chi phí nuôi trồng. Các enzyme thu nhận từ
nguồn thực vật như papain của mủ đu đủ, bromelain của dứa và các enzyme trong hạt
nảy mầm (trong malt). Các enzyme thu nhận từ nguồn động vật như renin từ dạ dày
bê, pepsin từ màng nhầy dạ dày động vật.
Một số protein có hoạt tính sinh học cao cũng được sản xuất bằng con đường
sinh học như insulin. Ngoài ra một số dạng protein cũng được thu nhận từ các nguồn
nguyên liệu rẻ tiền nhằm sử dụng làm thức ăn cho người và vật nuôi.
131
CÂU HỎI ÔN TẬP
1- Đặc điểm hệ enzyme của vi sinh vật.
2- Qui trình sản xuất một enzyme từ vi sinh vật
3- Đặc điểm và qui trình thu nhận amylase từ Aspergillus oryzae
4- Đặc điểm và qui trình sản xuất protease từ Bacillus subtilis
5- Đặc điểm và qui trình thu nhận enzyme pectinase
6- Đặc điểm và qui trình thu nhận enzyme cellulase
7- Đặc điểm và qui trình thu nhận enzyme renin và pepsin
8- Công nghệ sản xuất insulin
9- Các dạng chế phẩm enzyme và đặc điểm của chúng.
132
Chương 5. ỨNG DỤNG CỦA ENZYME
Hiện nay, ngày càng nhiều chế phẩm enzyme được sản xuất và thương mại hoá,
nhiều enzyme được sản xuất với qui mô công nghiệp. Mức độ tinh sạch của các chế
phẩm tuỳ thuộc theo mục đích sử dụng. Các chế phẩm enzyme phổ biến là protease,
amylase, catalase, lipase, glucooxydase, pullulanase, vv ….
Enzyme được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như trong nông nghiệp, công
nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, trong y dược, vv …. Việc sử
dụng enzyme đã đem lại hiệu quả cao cho nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt là trong
công nghệ thực phẩm, trong y dược và trong một số lĩnh vực công nghiệp như thuộc
da, sản xuất chất tẩy rửa, trong công nghiệp dệt.
1. ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học, các chế phẩm enzyme
sản xuất ngày càng nhiều và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất. Lượng
enzyme được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm rất lớn, enzyme đã dần từng bước
làm thay đổi và nâng cao một số quá trình công nghệ trong chế biến thực phẩm. Rất
nhiều lĩnh vực sản xuất thực phẩm sử dụng enzyme như trong sản xuất bánh mì, sản
xuất rượu, sản xuất bia, nước giải khát, vv … Các enzyme thường sử dụng là protease,
amylase, pectinase, cellulase.
Dưới đây giới thiệu chủ yếu những ứng dụng của một số enzyme đã và đang
được sản xuất với một lượng lớn trên thế giới.
1.1. Ứng dụng enzyme trong chế biến bột và sản xuất bánh kẹo
Amylase là enzyme thuỷ phân tinh bột, là một trong những enzyme được sử dụng
nhiều trong công nghiệp thực phẩm. Vì tinh bột là nguồn nguyên liệu quan trọng trong
công nghệ thực phẩm, tinh bột có mặt trong rất nhiều loại thực phẩm. Ứng dụng
amylase để xử lý tinh bột, người ta thu được nhiều loại sản phẩm khác nhau, tuỳ theo
mức độ phân cắt mạch tinh bột. Quá trình có thể biểu diễn như sau:
Tinh bột
Dextrin + oligosaccharid
Maltose
Glucose
Ứng dụng trong chế biến bột: Trong công nghiệp chế biến tinh bột người ta
bổ sung amylase vào công thức để bù lại hoạt lực yếu của nguyên liệu ngũ cốc. Người
ta cũng sử dụng amylase trong chế biến tinh bột để làm đa dạng hoá các loại bột. Tinh
bột chiết tách từ nguồn nguyên liệu tự nhiên, khi sử dụng trong chế biến sẽ có một số
hạn chế, vì mỗi loại có kích thước, cấu tạo hạt và tính chất riêng. Để có nhiều loại hình
tinh bột phù hợp theo yêu cầu sử dụng, người ta làm thay đổi cấu trúc phân tử bằng
các tác nhân vật lý, hoá học và enzyme.
Các loại tinh bột thu nhận bằng con đường thay đổi ít nhiều cấu tạo phân tử của
tinh bột tự nhiên, được gọi là tinh bột biến hình. Tinh bột biến hình sẽ có những tính
chất khác với tinh bột tự nhiên ban đầu. Enzyme amylase được sử dụng để sản xuất
tinh bột biến hình. Loại tinh bột biến hình này có mạch phân tử nhỏ hơn mạch phân tử
của tinh bột tự nhiên ban đầu nên có độ nhớt thấp hợn.
Amylase cũng được sử dụng để sản xuất mật tinh bột (nha). Dưới tác dụng của
enzyme amylase, phân tử tinh bột hoặc bị cắt ngẫu nhiên thành những dextrin phân tử
thấp hoặc bị cắt tạo thành hỗn hợp các oligosaccharid và glucose, làm thay đổi độ nhớt
của dung dịch tinh bột. Tùy theo mức độ phân cắt mạch tinh bột mà độ nhớt của dung
dịch sẽ giảm nhiều hay ít. Quá trình chuyển dung dịch có độ nhớt cao thành độ nhớt
thấp gọi là quá trình dịch hoá. Enzyme α-amylase làm giảm độ nhớt nhanh nên thường
133
được ứng dụng để dịch hoá tinh bột. Tuỳ theo nguồn gốc của α-amylase mà thành
phần sản phẩm trong dịch mật tinh bột cũng có khác nhau, các oligosaccharid có thể
chứa từ 2 đến 7 gốc glucose. Dưới tác dụng của β-amylase thì thành phần sản phẩm
trong dịch chứa nhiều đường maltose. Dịch mật tinh bột được sử dụng trong sản xuất
bánh kẹo hay gọi là dịch nha. Ở nước ta hiện nay, nha được sản xuất từ tinh bột sắn
(khoai mì) bằng phương pháp enzyme, ứng dụng enzyme amylase chịu nhiệt của hãng
Novo Đan Mạch. Ngoài ra, dịch nha còn được sử dụng trong sản xuất các loại sản
phẩm bán lỏng như tương ớt.
Các tính chất đặc trưng của bột nhào để làm bánh phụ thuộc phần lớn vào gluten
không hòa tan – vì gluten tạo độ dẻo, độ đàn hồi cho bột nhào. “Độ bền” của bột liên
quan đến hàm lượng và chất lượng gluten. Mặc dù trong bột mì đã có chứa sẵn một
lượng enzyme protease nhưng việc thêm protease vào bột nhào sẽ làm hoàn thiện hơn
các tính chất của bột nhào: độ nhớt, độ đàn hồi tăng đáng kể, thể tích của bánh tăng
làm cho bề mặt mịn và cứng hơn, thời gian nhào bột ngắn hơn, vì vậy, tiết kiệm được
nhân công, làm giảm giá thành sản phẩm. Và cuối cùng, việc sử dụng enzyme cho
phép nhà sản xuất sử dụng các loại bột có chất lượng khác nhau để sản xuất các loại
bánh nướng tiêu chuẩn. Tuy nhiên, nếu thủy phân quá mức sẽ làm cho bột dính và
nhão, ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bánh.
Một số enzyme thương mại ứng dụng trong chế biến tinh bột:
+ Termamyl 120L: Sử dụng để dịch hoá tinh bột, enzyme chịu nhiệt, nhiệt độ
hoạt động 85÷90oC. Dịch mật tinh bột thường có hàm lượng đường khử đạt 8÷12%
(DE = 8-12), độ thuỷ phân tối đa có thể lên đến 40% (DE = 40).
+ Fungamyl 800L: Enzyme α-amylase từ nấm mốc, khả năng chịu nhiệt tối ưu
của enzyme này là 60÷65oC. Sản phẩm thuỷ phân thu nhận chứa nhiều đường maltose,
được sử dụng để sản xuất siro maltose nồng độ cao: 40-60% maltose, 2-7% glucose
hay siro có độ chuyển hoá cao DE = 60-70; 35-43% glucose; 30-37% maltose.
+ Promozyme 200L: Là enzyme chịu nhiệt thu nhận từ nấm mốc thuộc loài
Bacillus axitopullulyticus, trong thành phần có pullulanase và pullulan 6glucanohydrolase. Promozym xúc tác thuỷ phân liên kết α-(1-6) glycosit của các
amylopectin đã được thuỷ phân một phần bởi enzyme α-amylase và của các pullulan
có ít nhất 2 đơn vị glucose trong chuỗi mạch bên. Enzyme được ứng dụng trong sản
xuất đường maltose (sử dụng đồng thời với fungamyl) và sản xuất dextrin (sử dụng
đồng thời với glucoamylase). Hoạt độ của nó có thể được loại bỏ khi đun nóng dịch tới
85oC trong 5 phút hay 80oC trong 40 phút.
+ AMG 300L: Là enzyme glucoamylase, xúc tác thuỷ phân dextrin thành đường
glucose.
+ Dextrozyme 75: Là hỗn hợp cân bằng giữa AMG và promozyme dùng để sản
xuất đường glucose có hàm lượng cao.
+ Sweetzyme 350T: Chế phẩm chứa chủ yếu enzyme glucoisomerase, xúc tác
chuyển hoá gluco thành fructose. Enzyme được sử dụng trong công nghệ sản xuất
đường fructose.
Ứng dụng trong chế biến bánh kẹo: Trong sản xuất bánh mì, bánh bisqui thì
chất lượng và tính chất của bột là rất quan trọng, quyết định cho chủng loại và tính
chất đặc trưng của bánh. Trong sản xuất bánh mì, các protein và sự biến đổi của
protein do enzyme tác dụng có tính chất quyết định đến chất lượng bột nhào, đặc biệt
là khả năng giữ khí.
134
