TRNG I HC AN GIANG KHOA NNTNTN LP

  • Slides: 31
Download presentation
TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA: NN-TNTN LỚP: DH 14 TP BỘ MÔN CÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA: NN-TNTN LỚP: DH 14 TP BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ ENZYME THỰC PHẨM Chủ đề 5: ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM TỪ ĐƯỜNG BỘT

THÀNH VIÊN MSSV TRẦN THỊ KIM NG N DTP 133246 CH U THÙY DƯƠNG

THÀNH VIÊN MSSV TRẦN THỊ KIM NG N DTP 133246 CH U THÙY DƯƠNG DTP 133260 LÊ THỊ SAN HẬU DTP 133252 TRẦN VŨ ANH DTP 133239 HUỲNH THỊ YẾN NHI DTP 13316 HUỲNH HOA HẠ DTP 133142 PHẠM PHÚ LỘC DTP 133254 ĐINH THỊ MỸ KIM DTP 133146 NGÔ PHÚC LỄ DTP 134533 NGUYỄN THỊ BẢO SON DTP 133160

Giới thiệu: Hiện nay việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và

Giới thiệu: Hiện nay việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triển mạnh mẽ trên quy mô công nghiệp. Thực tế đã có hàng nghìn chế phẩm enzyme được bán trên thị trường thế giới. “Ý nghĩa của việc sử dụng enzyme trong các lĩnh vực thực tế không kém so với ý nghĩa của việc sử dụng năng lượng nguyên tử” Enzyme

Tinh bột Protei n Chất béo Glucose Năng lượng sống

Tinh bột Protei n Chất béo Glucose Năng lượng sống

II. CƠ CHẤT: Tinh bột Glucose Cơ chất

II. CƠ CHẤT: Tinh bột Glucose Cơ chất

Tinh bột: • Là nhóm cacbonhydrat ở thực vật • là chất keo háo

Tinh bột: • Là nhóm cacbonhydrat ở thực vật • là chất keo háo nước điển hình cấu tạo từ amylosemạch thẳng và amylopectin • Tinh bột không hòa tan trong nước lạnh, trong rượu và ete • Trong nước nóng tinh bột sẽ hút nước trương nở và tạo gel

Amylose: Cùng với amylopectin, các phân tử amylose tham gia tạo nên cấu hình

Amylose: Cùng với amylopectin, các phân tử amylose tham gia tạo nên cấu hình hạt tinh bột ở thực vật Amilose thường được phân bố ở phần bên trong của hạt tinh bột. Dung dịch amylose có độ nhớt thấp hơn dung dịch amilopectin. Amylose bị kết tủa bởi ancol butylic.

Amylopectin được phân bố mặt ngoài hạt tinh bột. Dung dịch amylopectin có độ

Amylopectin được phân bố mặt ngoài hạt tinh bột. Dung dịch amylopectin có độ nhớt cao, khi đun nóng làm thay đổi sâu sắc và không thuận nghịch cấu trúc phân tử amilopectin gây ra trạng thái hồ hóa tinh bột. Tinh bột có thể bị thủy phân dưới tác dụng của Enzyme Amylase hoặc acid tạo thành các sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn gọi là dextrin.

III- Tổng quan về Enyme amylase Amylase là một hệ thống Enyme rất phổ

III- Tổng quan về Enyme amylase Amylase là một hệ thống Enyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin glucose, maltose và dextrin hạn chế. Các enyme amylase có trong nước bột, trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn. Amylase là một trong những loại enzyme được ứng dụng rộng rãi

1. Enzyme -amylase a. Cấu tạo Là protein có phân tử lượng thấp, thường

1. Enzyme -amylase a. Cấu tạo Là protein có phân tử lượng thấp, thường nằm trong khoảng 50. 000 đến 60. 000 Dal. Bacillus macerans: 130000 Dal các nghiên cứu về tính đồng nhất của mạch acid amin và về vùng kị nước cho thấy các chuỗi mạch acid amin của tất cả các enzyme amylase đều có cấu trúc bậc 3 tương tự nhau b. Cơ chế tác dụng -amylase có khả năng phân cắt các liên kết -1, 4 glucoside nằm ở phía bên trong phân tử cơ chất ( tinh bột hoặc glycogen) một cách ngẫu nhiên, không trật tự nào cả. -amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên song với tốc độ rất chậm.

1. Enzyme -amylase Amylose b. Cơ chế tác dụng Thủy phân 72% maltose +

1. Enzyme -amylase Amylose b. Cơ chế tác dụng Thủy phân 72% maltose + 19% glucose + 8% thấp 1. Giai đoạn dextrin hóa: Tinh bột 87% Maltose + 13% Glucose Isomaltose + 1% dextrin phân tử Amylopectin amylase Các giai đoạn thủy phân 2. Giai đoạn đường hóa: dextrin phân tử lượng thấp Dextri n Amyl ase Malto se tetra và trimaltose di & monoacchari de oligosach aride poliglucose maltotri ose maltotetro se

1. Enzyme -amylase Tó m lại b. Cơ chế tác dụng Các giai đoạn

1. Enzyme -amylase Tó m lại b. Cơ chế tác dụng Các giai đoạn thủy phân Dưới tác dụng của -amylase: Tinh bột maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thường -amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp không cho màu với iodine và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao của amylase là tính chất đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thường gọi là amylase này là amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa.

1. Enzyme -amylase c. Đặt tính -amylase tử các nguồn khác nhau có thành

1. Enzyme -amylase c. Đặt tính -amylase tử các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác nhau, mỗi loại -amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng ü Bền nhiệt hơn so với các loại enzyme khác (do có ion Ca 2+ giữ vai trò ổn định cấu trúc bậc ba của phân tử enzyme) ü Bị kiềm hãm bởi các ion kim loại nặng Cu 2+, Pb 2+, Hg 2+. Các ion Mn 2+, Na+, Mg 2+ không ảnh hưởng đến hoạt tính. ü Có thể thu nhận nấm mốc, vi khuẩn, thực vật, mầm lúa. ü Thường thể hiện hoạt tính trong vùng acid yếu. Ví dụ: α-amylase của nấm mốc hoạt động ở p. H 4, 5 - 5, 8 α-amylase của vi khuẩn hoạt động ở p. H 5, 8 – 6, 1 α-amylase của đại mạch hoạt động ở p. H 4, 7 -5, 4 ü Những chủng VSV có khả năng sinh tổng hợp α-amylase có ý nghĩa công nghiệp: B. subtilis, B. licheniformis, A. oryzae.

2. Enzyme pullulanase ( α-dextrin 6 glucosidase) (EC 3. 2. 1. 41) Có thể

2. Enzyme pullulanase ( α-dextrin 6 glucosidase) (EC 3. 2. 1. 41) Có thể thủy phân các liên kết α - 1, 6 của tinh bột, glucogen, pululan và các dextrin tới hạn. Điều đáng chú ý là sự định vị của các liên kết α - 1, 6 có ảnh hưởng lớn đến tác động của enzyme. Đặc biệt là sự có mặt của hai liên kết α - 1, 4 nằm liền kề bên liên kết α - 1, 6 là điều kiện cần thiết cho enzyme phân cắt liên kết này. Pullulanase phân giải các liên kết α - 1, 6 glucoside bị bao quanh tứ phía bởi các liên kết α - 1, 4. Nó còn có khả năng thủy phân cả những dextrin phân tử thấp chỉ gồm có hai gốc maltose nối nhau bằng liên kết α - 1, 6 glucoside 3. Oligo-1, 6 glucosidase (Transglucosylase) Thủy phân liên kết α -1, 6 -glucoside trong isomaltose, panose và các dextrin tới hạn thành đường có thể lên men được. Enzyme này có ở vi sinh vật nhưng đồng thời cũng có trong các hạt nảy mầm (đại mạch, thóc nảy mầm). Nhiệt độ tối thích cho các hoạt động của các dextrinase là 40 o. C và p. H tối

4. β- amylase (α- 1, 4 –glucanmaltohydrolase) và γamylase(glucose amylase) β- amylase a. Cơ

4. β- amylase (α- 1, 4 –glucanmaltohydrolase) và γamylase(glucose amylase) β- amylase a. Cơ chế: γ- amylase § là một enzyme ngoại bào § Có thể giải phóng β-D-glucose bằng (exoenzyme). cách thủy phân lặp lại nhiều lần các § phân cắt các liên kết α- 1, 4 – liên kết α- 1, 4 của mạch α-glucan từ glucoside nhưng khi gặp liên kết αđầu không khử, chúng cũng thủy 1, 4 –glucoside đứng kế cận liên kết phân được các liên kết α- 1, 6 và αα- 1, 6 –glucoside thì nó sẽ ngưng tác 1, 3 nhưng rất chậm (10 – 30 lần). tốc dụng. phần polysaccharide còn lại là độ thủy phân cũng phụ thuộc vào detrin phân tử lớn có chứa rất nhiều bản chất của các liên kết kề cận với liên kết α- 1, 6 –glucoside và được các liên kết glucozit được thủy β-amylase gọi là β-dextrin phân, cũng như kích thước và cấu § cơ chế tác dụng của β-Amylase lên trúc của cơ chất bị thủy phân. Nhất tinh bột là với các α-glucan mạch dài (amylose và amylopectin) thì bị thủy Tinh bột maltose + β phân nhanh hơn là với các

4. β- amylase (α- 1, 4 –glucanmaltohydrolase) và γamylase(glucose amylase) β- amylase b. Đặc

4. β- amylase (α- 1, 4 –glucanmaltohydrolase) và γamylase(glucose amylase) β- amylase b. Đặc tính: γ- amylase Enzyme -amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết -1, 4 glucozit, cắt tuần tự từng gốc maltose từ một đầu không khử của mạch tinh bột. Sản phẩm của quá trình này chủ yếu là maltose. Enzyme này hầu như không có ở VSV, chỉ có ở hạt nảy mầm. Xúc tác thủy phân liên kết α-1, 4 lẫn α 1, 6 glucoside của phân tử tinh bột và các polysaccharide tương tự. Tách lần lượt từng phân tử glucose ra khỏi đầu không khử của mạch để tạo ra phân tử glucose. Ø không có khả năng thủy phân tinh bột sống, mà chỉ có khả năng thủy phân các tinh bột đã hồ hóa Ø vẫn giữ được hoạt tính khi không có Ca 2+ , và bị kiềm hãm bởi Cu 2+ , Hg 2+ , urea, iodine, ozon, … Ø chịu nhiệt kém hơn α – amylase nhưng bền với acid hơn. bị bất hoạt Ø hoạt động p. H thích hợp 4, 5 -5. Ø bền trong acid kém bền trong ethanol, cetone. Ø Không bị ức chế bởi các ion kim loại nặng Ag+, Hg 2+. Ø Những chủng VSV có khả năng sinh tổng hợp γ-amylase có ý nghĩa công nghiệp: nấm mốc: A. niger, o

4. β- amylase (α- 1, 4 –glucanmaltohydrolase) và γamylase(glucose amylase) β- amylase c. Cấu

4. β- amylase (α- 1, 4 –glucanmaltohydrolase) và γamylase(glucose amylase) β- amylase c. Cấu tạo: γ- amylase v hiện diện phổ biến ở thực vật, đặc v γ – Amylase là những enzyme có biệt là hạt nảy mầm. Ở trong các thể thủy phân được cả hai kiểu liên hạt ngũ cốc nảy mầm, -amylase kết của mạch 1, 4 α-glucan để giải xúc tác sự thủy phân các liên kết 1, 4 phóng ra ở dạng -glucoamylase α-glucan trong tinh bột, glucogen hay γ – Amylase chủ yếu được tạo và polysaccharit , phân cắt từng ra bởi các vi sinh vật nhóm maltose từ đầu không khử của mạch. Maltose được tạo thành do sự xúc tác -amylase có cấu hình . v Ở ngũ cốc, -amylase tham gia vào sự phân giải của tinh bột trong quá trình nảy mầm của hạt. Ở lúa, amylase được tổng hợp trong suốt quá trình của hạt và hầu như không

5. Vai trò enzyme amilase Vai trò cuả enzyme amilase Làm giảm độ nhớt

5. Vai trò enzyme amilase Vai trò cuả enzyme amilase Làm giảm độ nhớt của bột nhào do gluten gây ra. Tăng hệ số tiêu hoá protein. Cung cấp thêm chất dinh dưỡng cho nấm men. Vai trò cuả enzym amilase Làm thay đôỉ tính chất vật lý cuả bột, làm bột nhão mềm hơn Tăng nồng độ chất dinh duỡng cho tế bào nấm men. Tăng độ lên men, thể tích bánh tăng. Vai trò cuả enzym amilase Tăng thời gian tồn trữ. Tăng cảm quan: Bánh vàng hơn, thơm hơn do tác động của phản ứng Maillard trong quá trình nướng. Chủng vi sinh vật tạo enzym amilase. Chế phẩm enzym có nguồn gốc từ nấm mốc. Chủ yếu thu nhận từ Aspergillus oryzae. Tùy theo hoạt tính của enzyme và điều kiện xử lý bột mà người ta cho lượng enzyme khác nhau. Chủng vi sinh vật tạo enzym amilase Enzyme từ nấm sợi Aspergillus oryzae hay Asp. Awamori giúp màu và mùi

5. Vai trò enzyme amilase Chất phụ gia bổ sung Amon sulfat được bổ

5. Vai trò enzyme amilase Chất phụ gia bổ sung Amon sulfat được bổ sung vào như một chất đệm cho enzyme hoạt động. Ammonium phosphate giúp cho protease hoạt động mạnh. Tinh bột được xem như chất phụ gia với tỷ lệ amylase / tinh bột là 1: 1. Hoạt động cuả enzym trong quá trình nướng Giai đoạn hình thành ruột bánh 400 C -600 C : bất hoạt enzym. 600 C - 800 C : biến tính enzym. 800 C - 1000 C: gelatin hoá tinh bột bốc hơi cồn và nước Giai đoạn hình thành vỏ bánh 1200 C : vỏ bánh có màu nâu nhạt. 1200 C - 1400 C : sự chuyễn màu vàng sậm do phả ứng caramen và maillard 1800 C - 1900 C: vỏ bánh vàng dòn.

IV- Ứng dụng a. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất mì chính: 1.

IV- Ứng dụng a. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất mì chính: 1. Thành phần hóa học của tinh bột sắn phụ thuộc vào trình độ kĩ thuật chế biến sắn: Tinh bột 83 -88% Nước Cenllulose Đạm Chất khoáng Chất hòa tan 10. 6 -14. 4% 0. 1 -0. 3% 0. 1 -0. 4% 0. 1 -0. 6% 0. 1 -1. 3% 2. Thành phần của rỉ đường: Đường Các chất phi đường Nước Saccharose Đường khử (glucose và fructose) Đường không lên men 62% 10% 25 -40% 15 -25% 3 -5% Ưu điểm: Không dùng đến Amylase được sử dụng hóa chất hay thiết bị chịu áp trong giai đoạn thủy phân lực, không độc hại cho người tinh bột. Để tạo điều kiện và thiết bị. thực hiện các phản ứng Khuyết điểm: Đường hóa thủy phân tinh bột thành không triệt để tinh bột, mà đường lên men được chủ còn ở dạng trung gian như yếu là glucose dextrin, . . làm cho vi khuẩn lên Enzyme thường dùng: α, γ men mì chính không có khả amylase (vừa thủy phân năng sử dụng. Thời gian được 1 -4 và 1 -6) đường hóa tương đối dài. Lượng đường sau khi đường hóa thấp, do đó phải sử dụng thiết bị to và cồng kềnh. Nguyên liệu sử dụng: tinh bột sắn, rỉ đường mía, . . Các chủng vi sinh vật: corymebacterium hydrocacboclastus, bacillus, brevibacterum. . .

IV- Ứng dụng a. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất bánh mì Thành

IV- Ứng dụng a. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất bánh mì Thành phần: Tỷ lệ phối trộn : 8 kg bột + 3 lít nước + 189 g nấm men + 80 g muối + 16 viên vitamine C + 16 quả trứng. Enyme sử dụng: α , β amylase Các thành phần hoá học của bột mì: Thành phần hoá học của bột mì (tính theo %KL) và nhiệt lượng (cal/100 g) Glucid: chiếm tới 70 – 80% chất khô. Trong đó: Đường : 0, 6 – 1, 8% Dextrin : 1 – 5% Tinh bột : 80% Pentozan : 1, 2 – 3, 5% Xenlulose : 0, 1 – 2, 3% Hemixenlulose : 2 – 8% Hệ enzyme trong bột mì: • • Protease phân giải protein cấu trúc bậc ba, do đó gluten bị vụn nát làm giảm chất lượng bột nhào. Protease bột mì có hoạt độ mạnh ở 45 – 470 C và p. H = 4, 5 – 5, 6. Khi bổ sung chất khử thì hoạt độ của protease tăng nhưng với chất oxy hoá và muối ăn Amylase thì bị kìmthuỷ hãm. phân tinh bột giúp cho bột nhào lên men nhanh và tăng chất lượng bánh vì lượng đường trong bột không đủ cho quá trình lên men. Tác dụng tích cực này chỉ đối với beta-amylase vì nó thuỷ phân tinh bột thành maltose, còn alfa-amylase thuỷ phân tinh bột thành dextrin mà dextrin thì liên kết với nước kém làm cho ruột bánh bị ướt, do đó làm giảm chất lượng bánh.

Ứng dụng trong sản xuất siro Nguyên liệu: Các nguyên liệu chứa tinh bột

Ứng dụng trong sản xuất siro Nguyên liệu: Các nguyên liệu chứa tinh bột không chỉ là nguồn thực phẩm quan trọng mà còn là nguồn nguyên liệu để tạo ra nhiều loại thực phẩm khác. Ứng dụng trong sản xuất siro và các sản phẩm từ đường. Phôi bắp được xử lỳ bằng SO 2 và vi khuẩn lactic để hạt tinh bột mềm, ra khỏi khối bột bằng ly tâm. Người ta còn sử dụng tinh bột khoai tây, tinh bột mì, tinh bột sắn, . . Tùy theo nguồn nguyên liệu tinh bột mà người ta áp dụng kỹ thuật khác nhau cho phù hợp.

Ứng dụng trong sản xuất siro Sự tham gia của emzyme amylase Emzyme amylase

Ứng dụng trong sản xuất siro Sự tham gia của emzyme amylase Emzyme amylase chỉ được sử dụng khi tinh bột hòa tan vào nước. Dung dịch tinh bột bắp được điều chỉnh p. H=6 và được hồ hóa ở nhiệt độ cao và thực hiện theo Phuong pháp liên tục. Ở giai đoạngia nhiệt này người ta cho 1 lượng nhỏ α - amylase để dịch tinh bột có độ nhớt thấp, trách hiện tượng cháy khét.

Tiếp theo người ta cho lượng emzyme còn lại vào pullulanase. amyloglucosidase Emzyme được

Tiếp theo người ta cho lượng emzyme còn lại vào pullulanase. amyloglucosidase Emzyme được sử dụng trong sản xuất siro fructose phải là emzyme chịu nhiệt. Đặc điểm quan trọng nhất của emzyme amylase là chúng hoạt động ở p. H gần trung tính (p. H=6). Đặc điểm này giúp ta thực hiện các quá trình đường. Bacillus hóa rất dễ dàng. Giai đoạn dịch hóa và đường hóa đóng vai trò rất quan trọng licheniformis, Trong công nghệ sản xuất siro fructose nhiều nước trên thế giới có sử Bacillus dụng emzyme cố định amyloglucosidase và pullulanase. stearothermophilus,

ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT BÁNH KẸO Mục đích: Để làm tăng mùi và

ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT BÁNH KẸO Mục đích: Để làm tăng mùi và vị bánh, khi chế biến bột thành các loại bánh quy các emzyme protease và amylase của bột hoạt động làm tăng hàm lượng của amino acid tự do và làm tăng lượng đường khử. Đường khử và các amino acid tự do có trong khối bột sẽ tham gia vào các phản ứng oxy hóa khử và kết quả là tạo cho bánh quy có mùi, vị và màu hấp dẫn.

Sự tham gia của emzyme amylase: Người ta thường bồ sung them emzyme protease

Sự tham gia của emzyme amylase: Người ta thường bồ sung them emzyme protease và amylase vào chế biến bột trong quá trình sản xuất bánh quy. Khi đó lượng đường khử và amino acid tự do sẽ tăng lên, phản ứng oxi hóa khử cũng tăng lên. amylase Protease

ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT GLUCOZA VÀ MẬT Tinh bột có thể thu được

ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT GLUCOZA VÀ MẬT Tinh bột có thể thu được các phẩm vật đường khác nhau khi thủy phân tinh bột bằng acid cũng như bằng emzyme amylase sẽ thu đươc mật. Mật glucoza hay mật maltoza thường được dùng trong sản xuất bánh kẹo và trong sản xuất các sản phẩm ăn kiên cho trẻ em và người bệnh.

Nhật, Mỹ, … đã sản xuất glucoza từ tinh bột bằng emzyme glucomylase, nhung

Nhật, Mỹ, … đã sản xuất glucoza từ tinh bột bằng emzyme glucomylase, nhung trong các chế phẩm emzyme glucoamylase luôn chứa cả glucozyltranferaza do đó sẽ làm giảm tính chất của glucoza, làm cho glucoza khó kết tinh và ảnh hưởng xấu đến chất lượng thực phẩm Tốt hơn hết là lựa chọn những chủng nấm mốc không tạo ra glucozyltranferaza (ta có thể hấp phụ nó bằng đất sét chua hoặc bằng các khử hoạt tính của nó bằng acid hoặc kiềm).

Kết luận: Enzym đóng vai trò chủ chốt trong các quá trình chế biến

Kết luận: Enzym đóng vai trò chủ chốt trong các quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm. Xin giới thiệu khái quát 4 vai trò chính của enzyme trong CNTP: Khắc phục khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu Nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu Công cụ trong quá trình chuyển hóa công nghệ Tăng tính chất cảm quan của sản phẩm

Amylase với công nghiệp thực phẩm: Chế phẩm amylase đã được dùng phổ biến

Amylase với công nghiệp thực phẩm: Chế phẩm amylase đã được dùng phổ biến trong một số lãnh vực của công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì, glucose Trong sản xuất bánh mì, chế phẩm amylase đã làm thay đổi hoàn tòan chất lượng của bánh mì cả hương vị, màu sắc, độ xốp. . . Chế phẩm amylase sạch cho chất lượng bánh mì tốt hơn ở dạng phức hợp với protease Trong sản xuất bánh kẹo người ta thường dùng maltose là sản phẩm thủy phân tinh bột bằng amylase và glucose bằng glucoamylase. Chính glucoamylase, là yếu tố làm tăng hiệu suất trong sản xuất rượu.