BÁO cáo THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM bài 6 CÔNG NGHỆ sản XUẤT ĐƯỜNG NHA

Trình bày cơ chế xúc tác và dạng sản phẩm của mỗi loại enzyme Enzyme α – amlylase α-1,4-glucan - 4 glucanohydrolase Cơ chế: α – amlylase là một endoenzyme có khả năng phân cách các li

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

BÀI 6: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

ĐƯỜNG NHA

Nhóm SVTH:

Phan Thanh Hùng

Cao Đăng Khoa Nguyễn Trung Kiên Nhóm - Lớp: Nhóm 2 - Lớp L03 - Chiều thứ 3 GVHD: KS Nguyễn Thị Nguyên

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 11/2021

ii

MỤC LỤC MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG ii

1 CÂU 1 1

2 CÂU 2 2

3 CÂU 3 4

4 CÂU 4 4

5 CÂU 5 4

6 CÂU 6 4

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 6

DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Đặc điểm các loại chế phẩm enzyme α – amlylase 3

1 CÂU 1

Liệt kê tên các enzyme xúc tác quá trình thủy phân tinh bột? Trình bày cơ chế xúc tác và dạng sản phẩm của mỗi loại enzyme

Enzyme α – amlylase (α-1,4-glucan - 4 glucanohydrolase)

Cơ chế:

α – amlylase là một endoenzyme có khả năng phân cách các liên kết α-1,4-glucosie nằm ở phía bên trong phần tử cơ chất (tinh bột hoặc glycogen) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả α – amlylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên song với tốc độ rất chậm

Quá trình thủy phân tinh bột bởi α – amlylase gồm 3 giai đoạn:

Ở giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa): chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp (α - dextrin), độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh (các amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh)

Sang giai đoạn 2 (giai đoạn đường hóa): Các dextrin phân tử thấp tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine Các chất này bị thủy phân rất chậm bởi α – amlylase cho tới disaccharide và monosaccharide Dưới tác dụng của α – amlylase , amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6 - 7 gốc glucose (vì vậy, người ta cho rằng α – amlylase luôn phân cắt amylose thành từng đoạn 6 - 7 gốc glucopiranose)

Sau đó, các poliglucose này bị phân cách tiếp tục tạo nên các mạch polyglucose colagen

cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose, maltotriose và maltose Qua một thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của amylose chứa 13% glucose và 87% maltose Tác dụng của α – amlylase lên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì không phân cắt được liên kết α-1,6-glycoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu thì sản phẩm cuối cùng, ngoài các đường nói trên (72% maltose và 19% glucose) còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose 8%[1]

Sản phẩm:

Dưới tác dụng của α – amlylase, tinh bột có thể chuyển thành maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp Tuy nhiên, thông thường α – amlylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp không cho màu với Iodine và một ít maltose[1]

Enzyme β – amylase (α-1,4 glucanmaltohydrolase)

Cơ chế:

Enzyme β – amylase là một exoenzyme Nó xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α-1,4-glycosie từ đầu không khử của mạch phân tử amylose và amylopectin, mỗi lần cắt 2 đơn vị[2]

Sản phẩm:

Khi phản ứng kết thúc, người ta tìm thấy hai thành phần chính trong dịch thủy phân

là maltose và β – dextrin[2]

Enzyme Glucoamylase (α-1,4 glucanoglucanohydrolase)

Cơ chế:

Enzyme Glucoamylase là một exoenzyme Nó xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α-1,4-glycosie và α-1,6-glycosie từ đầu không khử của mạch phân tử amylose và amylopectin, mỗi lần cắt 1 đơn vị[2]

Sản phẩm:

Sản phẩm chủ yếu trong dịch thủy phân là glucose[2]

Enzyme Pullulanase (Isoamylase)

Cơ chế:

Enzyme Pullulanase xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α-1,6-glycosie trong phân

tử amylopectin, bằng cách đó tạo ra các amylose[2]

Sản phẩm:

Khi phối hợp Pullulanase với β – amylase, có thể sản xuất ra sản phẩm có hàm lượng maltose cao từ dịch tinh bột[2]

Enzyme α – glucosidase

Cơ chế:

Enzyme α – glucosidase là một exoenzyme Nó xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α-1,4-glycosie từ đầu không khử của mạch phân tử amylose và amylopectin, mỗi lần cắt 1 đơn vị

Sản phẩm:

Sản phẩm chủ yếu trong dịch thủy phân là đường glucose

2 CÂU 2

Nêu mục đích sử dụng chế phẩm α – amlylase Termamyl 120L trong sản xuất đường nha? Giải thích? Thử phân tích những ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng chế phẩm Termamyl 120L so với chế phẩm α – amlylase từ các vi khuẩn khác, nấm mốc, malt đại mạch

Mục đích sử dụng chế phẩm α – amlylase Termamyl 120L trong sản xuất đường nha là:

Giảm độ nhớt của khối hồ tinh bột để chuẩn bị cho phản ứng xúc tác của chế phẩm Fungamyl 800L

Vì chế phẩm α – amlylase Termamyl 120L có khả năng chịu nhiệt lên tới 105 oC, enzyme này xúc tác thủy phân liên kết α-1,4-glucosie một cách ngẫu nhiên, vì vậy tinh bột nhanh

chóng bị thủy phân thành các dextrin phân tử lượng thấp, hòa tan trong nước, giảm độ nhớt tinh bột đã được hồ hóa

Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng chế phẩm α – amlylase Termamyl 120L

so với chế phẩm α – amlylase từ các vi khuẩn khác, nấm mốc, malt đại mạch:

Bảng 1 Đặc điểm các loại chế phẩm enzyme α – amlylase

Chế phẩm α – amlylase từ B.licheniformis

(Termanyl 120L)

Điều kiện nhiệt độ tối ưu là 90 oC

Có thể hoạt động ổn định ở nhiệt độ 95 -

105 oC nếu bổ sung vào dung dịch 50-70 ppm ion Ca2+

pH tối ưu từ 7.0 – 9.0 Bị vô hoạt khi gặp

pH thấp 3,4 - 4,5

Chế phẩm α – amlylase từ B.subtilis Điều kiện nhiệt tối ưu là 70 oC

pH tối ưu là 5 – 6 Bị vô hoạt khi gặp pH thấp, ở pH = 3,6 enzyme bị vô hoạt đến 50%

Chế phẩm α – amlylase từ Asp.oryzae Điều kiện nhiệt độ tối ưu là 55 - 60 oC Bị

vô hoạt khi xử lý ở nhiệt độ 70 oC trong 15 phút

pH tối ưu là 4 - 5 Độ bền vững đối với acid tốt hơn α – amlylase từ vi khuẩn

Chế phẩm α – amlylase từ malt đại mạch Kém bền với tác động nhiệt, nhiệt độ tối

thích là 45 - 50 oC và vô hoạt ở 75 oC

pH tối ưu là 5 Bị vô hoạt hoàn toàn sau

15-30 phút tại pH = 3,6

Từ bảng trên cho thấy rằng ưu điểm, nhược điểm khi sử dụng chế phẩm α – amlylase Termamyl 120L là:

Ưu điểm:

Chế phẩm Termanyl có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn so với các loại chế phẩm còn lại nên có thể tăng nhiệt độ hồ hóa lên đến nhiệt độ sôi mà vẫn đảm bảo quá trình thủy phân triệt để

So với chế phẩm enzyme từ malt đại mạch thì hoạt tính của chế phẩm enzyme từ vi sinh vật cao hơn[2]

Nhược điểm:

So với chế phẩm từ nấm men, nấm mốc, chế phẩm Termanyl kém bền hơn trong pH acid Nhược điểm chung của đa số chế phẩm enzyme α – amlylase là tác động lên hạt tinh bột nguyên vẹn rất hạn chế hoặc không tác động, do đó cần phải gia nhiệt để hồ hóa tinh bột

3 CÂU 3

Vì sao phải bổ sung CaCl 2 vào huyền phù tinh bột?

CaCl2 được thêm vào huyền phù tinh bột để bổ sung ion Ca2+ nhằm ổn định hoạt tính của α-amylase (Ca2+ giúp ổn định cấu trúc bậc 3 phân tử enzyme)[3]

4 CÂU 4

Nêu mục đích sử dụng chế phẩm α – amlylase Fungamyl 800L trong sản xuất đường nha? Giải thích?

Trước tiên, chế phẩm Fungamyl 800L là enzyme α – amlylase thu được từ chủng

Aspergillus oryzae, có tên khác là 1,4-α-D-glucan glucanohydrolase (EC 3.2.1.1)

Mục đích sử dụng enzyme này trong sản xuất đường nha là để thủy phân liên kết α-1,4-glycosie giữa mạch của tinh bột hoặc dextrin, một phản ứng kéo dài tạo thành lượng lớn maltose và một ít glucose Trong công nghiệp tinh bột, Fungamyl được sử dụng để sản xuất syrup hàm lượng cao maltose (45 – 60%)[4]

5 CÂU 5

Nêu bản chất hóa học của các chất màu có trong dịch thủy phân tinh bột và nguồn gốc của chúng?

Các chất màu có trong dịch thủy phân tinh bột là các sản phẩm của phản ứng Maillard Các chất màu này làm sẫm màu dịch thủy phân tinh bột Phản ứng Maillard xảy

ra do sự có mặt của các acid amin, peptide có sẵn trong tinh bột và maltose sinh ra từ quá trình đường hóa và được kích thích nhờ nhiệt độ cao[2]

6 CÂU 6

Để lựa chọn than hoạt tính tẩy màu dịch thủy phân tinh bột, người ta dựa vào những chỉ tiêu hóa lý nào của than? Giải thích?

Các chỉ tiêu hóa lý để lựa chọn than hoạt tính tẩy màu dịch thủy phân tinh bột là:

Độ cứng: khả năng chống ma sát, chịu mài mòn của than Trong quá trình lọc màu, nó chịu tác dụng của áp lực, ma sát bởi dòng chảy, … do đó yêu cầu về tiêu chí này phải đảm bảo

Diện tích bề mặt riêng: đo bằng m2/g và là thông số hết sức quan trọng của than hoạt tính, đặc trưng cho khả năng hấp phụ các chất màu, mùi Diện tích bề mặt riêng cao thì hấp phụ tốt

Chỉ số iod: chỉ số này chỉ ra độ xốp tương đối của than hoạt tính, đặc trưng cho diện tích

bề mặt riêng cũng như khả năng hấp phụ của than Than hoạt tính thông thường có chỉ số này rơi vào khoảng 500 – 1200 mg/g

Phân bố kích thước hạt than hoạt tính: kích thước hạt sẽ ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận chất được hấp phụ tới bề mặt của than Kích thước hạt than càng nhỏ thì diện tích bề mặt càng lớn và tốc độ hấp phụ động học càng nhanh[5]

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Đào Sao Mai, “Hóa sinh thực phẩm”, Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP.HCM,

2009

[2] Lê Văn Việt Mẫn, “Công nghệ chế biến thực phẩm", Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP.HCM, 2011

[3] "Giáo trình công nghệ lên men thực phẩm", Trường Cao đẳng Lương thực thực phẩm, [Online] Available: https://issuu.com/daykemquynhonofficial/docs/cnlmtptcdlttp/241

[4] "Fungamyl 800L", [Online] Available:

https://biosolutions.novozymes.com/en/grain-starch/products/maltose-

production/fungamyl-800-

l?fbclid=IwAR32gaaY0OjiISvCg1_kp6JaDs20kC7benuYMiZ77eOElgKRPv-dOaUCFXE

[5] "Tổng quan về than hoạt tính", [Online] Available: https://tanvietxanh.com/san-

pham-tieu-bieu/tong-quan-ve-than-hoat-tinh/?fbclid=IwAR10WX0bbWxhJNJuKkz0TzGWHkT3Lr7HVdvinasWyIfRE5OzI ZLGsoZMBgQ