Nghiên cứu sự hình thành enzym alpha amylaze trong thóc để làm thế liệu trong sản xuất bia

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏOTRÖÔØNG ÑH COÂNG NGHEÄ SAØI GOØNKHOA COÂNG NGHEÄ THÖÏC PHAÅM   LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP NGHIEÂN CÖÙU SÖÏ HÌNH THAØNH ENZYME α – AMYLAZE TRONG THOÙC ÑEÅ LAØM THEÁ LIEÄU TRONG SAÛN XUAÁT BIA GVHD: KS.Phaïm Lai Vuõ Hoaøng SVTH: Traàn Thò Phöông Nga MSSV : 62042590 NOÄI DUNG CHÍNH CUÛA BAÙO CAÙO Phaàn 1 : Môû ñaàu Phaàn 2 : Toång quan Phaàn 3 : Thöïc nghieäm Phaàn 4 : Keát luaän vaø kieán nghò Phaàn 1 :MÔÛ ÑAÀU 1.1 Muïc ñích Ñeà taøi nhaèm muïc ñích xaùc ñònh moät soá thoâng soá kó thuaät thích hôïp trong saûn xuaát malt thoùc cho enzyme α – Amylase coù hoaït tính cao. 1.2 Yeâu caàu Xaùc ñònh ñöôïc caùc thoâng soá kó thuaät thích hôïp ñeå ñaït ñöôïc quy trình khaûo saùt cheá bieán malt thoùc cho enzyme α – Amylase coù hoaït tính cao. PHAÀN 2 : TOÅNG QUAN 2.1 Giôùi thieäu veà ngaønh bia : Lòch söû hình thaønh bia : Theo lòch söû thì ngöôøi Ai Caäp Coå Ñaïi laø ngöôøi ñaàu tieân phaùt minh ra nöôùc giaûi khaùt leân men naøy. Tình hình phaùt trieån cuûa ngaønh bia vaø thò hieáu tieâu duøng bia: Saûn xuaát bia coù toác ñoä phaùt trieån khaù nhanh, ñem laïi lôïi nhuaän cao cho caùc doanh nghieäp noùi rieâng vaø neàn kinh teá cho quoác gia noùi chung. Do ñaëc tính tieâu duøng vaø tính chaát thôøi vuï maø thò tröôøng bia chòu aûnh höôûng roõ reät vì thoùi quen uoáng bia, söï thay ñoåi thôøi tieát giöõa caùc muøa. 2.2 QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT BIA Nguyeân lieäu saûn xuaát bia: Nöôùc Malt Hoa houblon Gaïo Naám men Caùc chaát phuï gia 2.3 QUY TRÌNH SAÛN XUAÁT 2.4 GIÔÙI THIEÄU VEÀ HAÏT THOÙC 2.5 GIÔÙI THIEÄU VEÀ ENZYME AMYLASE 2.5.1 Khaùi nieäm veà enzyme Amylase: Amylase thuoäc nhoùm enzyme thuûy phaân, xuùc taùc söï phaân giaûi caùc lieân keát glucoside noäi phaân töû trong caùc lieân keát polsaccharide vôùi söï tham gia cuûa nöôùc. Amylase cuûa malt thuûy phaân tinh boät trong (ñaïi maïch, luùa,…) thaønh disaccharide laøm cô chaát cho quaù trình leân men bôûi naám men. 2.5.2 HOAÏT ÑOÄNG CUÛA HEÄ ENZYME AMYLASE 2.5.3 VAØI NEÙT VEÀ ENZYME α – AMYLASE Enzyme α – Amylase coù khaû naêng phaân caét caùc lieân keát α-1,4- glucoside cuûa cô chaát moät caùch ngaãu nhieân vaø laø enzyme noäi baøo (endoenzyme). Ñaëc tính cuûa enzyme α – Amylase : Moãi phaân töû α – Amylase ñeàu coù chöùa 30 nguyeân töû gam Ca/mol. pH toái thích cho hoaït ñoäng cuûa α – Amylase töø ñaïi maïch vaø thoùc naûy maàm laø 4.7 – 5.4. Ñoä beàn vôùi acid cuûa α – Amylase malt keùm hôn so vôùi cuûa naám moác. Amylase deã tan trong nöôùc, trong caùc dung dòch muoái vaø röôïu loaõng QUAÙ TRÌNH SAÛN XUAÁT MALT THOÙC Quaù trình ngaâm haït : Ngaâm thoùc laø quaù trình ñaàu tieân vaø raát quan troïng, noù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán thôøi gian öôm maàm, aûnh höôûng ñeán chaát löôïng malt thoùc. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình ngaâm haït: Nhieät ñoä cuûa nöôùc ngaâm. Ñoä lôùn cuûa haït. Haøm löôïng protein cuûa haït. Ñieàu kieän khí haäu cuûa vuøng gieo troàng thoùc. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nöôùc. Quaù trình öôm maàm: Muïc ñích : Chuyeån ñoåi traïng thaùi cuûa heä enzyme coù trong thoùc töø traïng thaùi “nghæ” sang traïng thaùi hoaït ñoäng. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình öôm maàm: Nhieät ñoä vaø thôøi gian öôm maàm. Quaù trình saáy malt thoùc töôi: Saáy malt thoùc töôi laø moät quaù trình coâng ngheä caàn thieát nhaèm thu ñöôïc saûn phaåm ñuû tieâu chuaån veà tính chaát caûm quan, lyù hoïc, hoùa hoïc,… PHAÀN 3 : THÖÏC NGHIEÄM 3.1 Vaät lieäu Vaät lieäu: Gioáng thoùc IR / 59606 Nguoàn goác: Coâng ty coå phaàn gioáng caây troàng Mieàn Nam. Maõ hieäu tieâu chuaån :1776 – 2004 Traïng thaùi haït thoùc: saïch (>99%), khoâng bò saâu beänh, tæ leä naûy maàm 80% soá haït, haït coû ≤ 13.5%. PHAÀN 3 : THÖÏC NGHIEÄM 3.2 Phöông phaùp nghieân cöùu: Xaùc ñònh troïng löôïng 1000 haït Xaùc ñònh aåm ñoä. Xaùc ñònh naêng löïc naûy maàm baèng phöông phaùp BRF. Xaùc ñònh hoaït tính enzyme α – Amylase baèng phöông phaùp Rukhlideva. Xaùc ñònh haøm löôïng ñöôøng baèng phöông phaùp Schaffer – Hartmann. Xaùc ñònh hoaït löïc cuûa Malt vaø Malt thoùc 3.3 KEÁT QUAÛ VAØ THAÛO LUAÄN 3.3.1 Xaùc ñònh aåm ñoä Baûng 3.3.1:Söï bieán ñoåi giaù trò aåm ñoä ôû caùc nhieät ñoä theo thôøi gian : Bieåu ñoà bieåu dieãn giaù trò aåm ñoä cöïc ñaïi taïi caùc nhieät ñoä khaûo saùt 3.3.2 Xaùc ñònh hoaït tính enzyme α – Amylase baèng phöông phaùp Rukhliadeva Baûng 3.3.2 : Söï bieán ñoåi hoaït tính enzyme α – Amylase theo thôøi gian Nhieät ñoä 20oC Hình 3.3.2.1: Bieåu ñoà bieãu dieãn söï bieán ñoåi hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 20oC. Hình 3.3.2.2: Hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 20oC sau 144 giôø. Nhieät ñoä 22oC Hình 3.3.2.3:Bieåu ñoà bieãu dieãn söï bieán ñoåi hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 22oC Hình 3.3.2.4: Hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 22oC sau 144 giôø. Nhieät ñoä 24oC Hình 3.3.2.5: Bieåu ñoà bieãu dieãn söï bieán ñoåi hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 24oC. Hình 3.3.2.6 : Hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 24oC sau 132 giôø. Nhieät ñoä 26oC Hình 3.3.2.7: Bieåu ñoà bieãu dieãn söï bieán ñoåi hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 26oC Hình 3.3.2.8 : Hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 26oC sau 120 giôø. Nhieät ñoä 28oC Hình 3.3.2.9: Bieåu ñoà bieãu dieãn söï bieán ñoåi hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 28oC Hình 2.2.2.10: Hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 28oC sau 120 giôø. Nhieät ñoä 30oC Hình 3.3.2.11: Bieåu ñoà bieãu dieãn söï bieán ñoåi hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 30oC. Hình3.3.2.12: Hoaït tính enzyme α – Amylase ôû nhieät ñoä 30oC sau 96 giôø Toùm laïi: Hình 3.3.2: Bieåu ñoà bieåu dieãn hoaït tính enzyme α – Amylase cöïc ñaïi taïi caùc nhieät ñoä khaûo saùt Trong 6 nhieät ñoä khaûo saùt treân 26oC laø nhieät ñoä toái öu ñeå hoaït tính enzyme α – Amylase cao nhaát ñöôïc xaùc ñònh theo chu kyø 12 giôø. 3.3.3 Xaùc ñònh noàng ñoä ñöôøng baèng phöông phaùp Schaffer - Hartmann Baûng 3.3.3 : Söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng theo thôøi gian: Nhieät ñoä 20oC Hình 3.3.3.1 : Bieåu ñoà bieåu dieãn söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng theo thôøi gian taïi nhieät ñoä 20oC. Hình 3.3.3.2 :Haøm löôïng ñöôøng taïi nhieät ñoä 20oC sau 144 giôø. (sau khi ñun soâi 15 phuùt, laøm nguoäi vaø cho 5ml H2SO4). Nhieät ñoä 22oC Hình 3.3.3.3 : Bieåu ñoà bieåu dieãn söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng theo thôøi gian taïi nhieät ñoä 22oC. Hình 3.3.3.4 :Haøm löôïng ñöôøng taïi nhieät ñoä 22oC sau 144 giôø . (sau khi ñun soâi 15 phuùt, laøm nguoäi vaø cho 5ml H2SO4). Nhieät ñoä 24oC Hình 3.3.3.5: Bieåu ñoà bieåu dieãn söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng theo thôøi gian taïi nhieät ñoä 24oC. Hình 3.3.3.6 :Haøm löôïng ñöôøng taïi nhieät ñoä 24oC sau 132 giôø. (sau khi ñun soâi 15 phuùt, laøm nguoäi vaø cho 5ml H2SO4). Nhieät ñoä 26oC Hình 3.3.3.7 : Bieåu ñoà bieåu dieãn söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng theo thôøi gian taïi nhieät ñoä 26oC. Hình 3.3.3.8 :Haøm löôïng ñöôøng taïi nhieät ñoä 26oC sau 120 giôø. (sau khi ñun soâi 15 phuùt, laøm nguoäi vaø cho 5ml H2SO4 Nhieät ñoä 28oC Hình 3.3.3.9: Bieåu ñoà bieåu dieãn söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng theo thôøi gian taïi nhieät ñoä 28oC Hình 3.3.3.10 :Haøm löôïng ñöôøng taïi nhieät ñoä 28oC sau 120 giôø. (sau khi ñun soâi 15 phuùt, laøm nguoäi vaø cho 5ml H2SO4). Nhieät ñoä 30oC Hình 3.3.3.11: Bieåu ñoà bieåu dieãn söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng theo thôøi gian taïi nhieät ñoä 30oC. Hình 3.3.3.12 :Haøm löôïng ñöôøng taïi nhieät ñoä 30oC sau 96 giô.ø (sau khi ñun soâi 15 phuùt, laøm nguoäi vaø cho 5ml H2SO4). Toùm laïi : Hình 3.3.3:Bieåu ñoà bieãu dieãn noàng ñoä ñöôøng cöïc ñaïi taïi caùc nhieät ñoä khaûo saùt Qua baûng soá lieäu 3.3.3 vaø hình 3.3.3 cho thaáy, söï bieán ñoåi noàng ñoä ñöôøng taïi caùc ngöôõng nhieät ñoä theo xu höôùng taêng daàn vaø ñaït cöïc ñaïi taïi thôøi ñieåm maø hoaït tính enzyme α – Amylase ñaït cöïc ñaïi. Theo khaûo saùt hoaït tính enzyme α – Amylase ôû muïc 3.3.2 cho thaáy hoaït tính enzyme α – Amylase laø cao nhaát taïi nhieät ñoä 26oC ôû 120 giôø, taïi thôøi ñieåm naøy noàng ñoä ñöôøng cuõng taêng leân cao nhaát. => Hoaït tính enzyme α – Amylase vaø noàng ñoä ñöôøng tyû leä thuaän vôùi nhau 3.3.4 Söï bieán ñoåi aåm ñoä trong quaù trình saáy Malt thoùc töôi 3.3.5 Söï bieán ñoåi hoaït tính cuûa enzyme α – Amylase trong quaù trình saáy 3.3.6 Xaùc ñònh hoaït löïc cuûa Malt ñaïi maïch vaø Malt thoùc (taïi nhieät ñoä toái öu) Malt ñaïi maïch: VB=23 VT=12,7 WK= 355 Malt thoùc: VB=23 VT=22.2 WK=27 3.3.7 Xaùc ñònh troïng löôïng 1000 haït Troïng löôïng 1000 haït cuûa thoùc khaûo saùt IR/59606 = 25,4252. Troïng löôïng naøy töông ñoái lôùn. Haït thoùc töông ñoái toát. 3.3.8 Xaùc ñònh naêng löïc naûy maàm baèng phöông phaùp BRF: Naêng löïc naûy maàm cho maãu duøng 4ml nöôùc (ñöôïc tính theo tyû leä phaàn traêm soá haït naûy maàm sau 72 giôø) laø 95 haït. Naêng löïc naûy maàm cho maãu duøng 8 ml nöôùc (ñöôïc tính theo phaàn traêm soá haït naûy maàm sau 72 giôø) laø 96 haït . Hieäu soá naûy maàm giöõa 2 thí nghieäm duøng 4ml vaø 8ml coù theå ñöa möùc ñoä nhaïy nöôùc cuûa thoùc laø :1 Do ñoù ñoä nhaïy nöôùc cuûa haït thoùc ôû 19.5±1,50C laø yeáu. PHAÀN 4: KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ 4.1 Keát luaän Keát quaû thu ñöôïc töø 6 ngöôõng nhieät ñoä khaûo saùt treân cho thaáy ôû nhieät ñoä 30oC tuy haït ñaït ôû möùc ñoä ngaâm cao nhaát trong voøng 48 giôø ngaâm, 48 giôø öôm nhöng hoaït tính enzyme α – Amylase khoâng cao nhö ôû ngöôõng nhieät ñoä 26oC. ÔÛ nhieät ñoä 20oC, 22oC, haït ñaït möùc ñoä ngaâm sau thôøi gian 60 giôø ngaâm, 84 giôø öôm daøi hôn caùc ngöôõng nhieät ñoä coøn laïi hoaït tính enzyme α – Amylase khoâng cao nhö ôû ngöôõng nhieät ñoä 26oC. PHAÀN 4: KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ 4.1 Keát luaän ÔÛ nhieät ñoä 24oC haït ñaït möùc ñoä ngaâm ôû 48 giôø ngaâm, 84 giôø öôm. hoaït tính enzyme α – Amylase khoâng cao nhö ôû ngöôõng nhieät ñoä 26oC. Ôû nhieät ñoä 28oC haït ñaït möùc ñoä ngaâm sau 48 giôø ngaâm, 72 giôø öôm. hoaït tính enzyme α – Amylase khoâng cao nhö ôû ngöôõng nhieät ñoä 26oC. => Nhieät ñoä 26oC laø nhieät ñoä toái öu ñeå hoaït tính enzyme α – Amylase cao nhaát. 4.2 Kieán nghò Khaûo saùt theâm hoaït tính cuûa caùc enzyme coøn laïi trong heä enzyme amylase nhö β – Amylase, glucoamylase. Khaûo saùt theâm moät soá ngöôõng nhieät ñoä khaùc. Khaûo saùt treân moät soá gioáng thoùc khaùc. XIN CHAÂN THAØNH CAÛM ÔN SÖÏ THEO DOÕI CUÛA QUYÙ THAÀY COÂ VAØ CAÙC BAÏN! ._.