Công nghệ sản xuất Enzyme amylase và ứng dụng của enzyme amylase trong sản xuất maltodextrin

BỘ CÔNG THƯƠNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÀI TIỂU LUẬN
MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE TRONG 
SẢN XUẤT MALTODEXTRIN
GVHD: Nguyễn Thuỷ Hà
SVTH: Nhóm 7
Nguyễn Thị Cẩm Nguyên
2005140359
Nguyễn Cẩm Tiên
2005140611
Nguyễn Lê Thảo Ngân
2005140325
Phan Thị Mai Lưu
2005140296
Thứ 4, tiết 123
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3/2017
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Tinh bột là sản phẩm tự nhiên quan trọng nhất có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật và trong đời sống con người. Nhiều nước trên thế giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngô (sắn) , còn riêng nước ta thì sử dụng gạo và khoai mì là nguồn tinh bột chủ yếu. Trong chế biến tinh bột và đường, công đoạn quan trọng nhất là thuỷ phân tinh bột thành các loại đường đơn giản. Sau đó, chủ yếu trên cơ sở đường đơn nhờ quá trình lên men, người ta sẽ nhận được rất nhiều sản phẩm quan trọng như : rượu cồn, rượu vang, bia, các loại acid hữu cơ, amino acid..
Quá trình thuỷ phân tinh tinh bột gồm hai giai đoạn chủ yếu là giai đoạn hồ hoá và đường hoá. Để thực hiện hai công đoạn nói trên, trong thực tế sản xuất người ta sử dụng hai cách: thuỷ phân tinh bột bằng acid và bằng enzyme. Để thuỷ phân tinh bột từ lâu người ta đã sử dụng các acid vô cơ như acid HCl và H2SO4. Nhưng kết quả cho thấy, thuỷ phân bằng acid rất khó kiểm soát và tạo nhiều sản phẩm không mong muốn, không đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Do vậy, việc thay thế và ứng dụng enzyme để thuỷ phân tinh bột là một kết quả tất yếu của sự phát triển.
Enzyme amylase được tìm ra đã góp phần quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Enzyme amylase có thể tìm thấy trong nhiều nguồn khá nhau như: động vật, thực vật và vi sinh vật. Amylase ngày càng được thay thế acid trong sản xuất ở quy mô công nghiệp. Hiện nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng amylase ở nhiệt độ cao mà không bị mất đi hoạt tính. 
Bài báo cáo “Công nghệ sản xuất enzyme amylase và ứng dụng của enzyme amylase trong sản xuất maltodextrin” sẽ giúp các bạn có cái nhìn tổng quan hơn về enzyme amylase, quy trình sản xuất cũng như ứng dụng của nó.
Trong quá trình làm bài không tránh khỏi sai sót, mong nhận được sự góp ý của cô và các bạn để bài báo cáo của nhóm được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Chương 1: Tổng quan về tài liệu
 Tổng quan về sản phẩm
Lịch sử nghiên cứu, định nghĩa
Vào đầu thế kỉ XIX, các nhà nghiên cứu đã tách được chất gây ra quá trình lên men. Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg đã phát hiện nước chiết của mầm đại mạch có khả năng chuyển hoá tinh bột thành đường ở nhiệt độ thường. Năm 1833, hai nhà khoa học người Pháp là Payen và Persor đã chứng minh chất có hoạt động phân giải tinh bột thành đường có thể tách được ở dạng bột. Thí nghiệm này được tiến hành bằng cách cho etanol vào dịch chiết của lúa đại mạch nảy mầm thì thấy xuất hiện kết tủa này chuyển hoá. Danh từ diastase là do Payen và Persor dùng để gọi enzyme lúc bây giờ
Enzyme amylase đã được tìm ra góp phần quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Enzyme amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như động vật, thực vật và vi sinh vật. Enzyme amylase được sử dụng nhiều trong sản xuất là do khả năng chịu nhiệt cao, năng lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho quá trình tinh sạch đường.
Các enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thuỷ phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước:
Đặc điểm của sản phẩm
Phân loại
Có 6 loại enzyme được xếp vào hai nhóm lớn: Endoamylase và Exoamylase.
Enzyme amylase được phân loại theo sơ đồ sau:
Endoamylase
α-amylase
Amylase có khả năng phân cắt liên kết 1,4- glucoside của cơ chất một cách ngẫu nhiên và là enzyme nội bào. α-amylase không chỉ có khả năng phân huỷ hồ tinh bột mà còn có khả năng phân huỷ các hạt tinh bột nguyên vẹn.
Enzyme khử nhánh
Khử trực tiếp
Pullulanase là một trong các enzyme quan trọng nhất trong chế biến tinh bột. Enzyme này được sử dụng trên một quy mô lớn trong glucose và các ngành công nghiệp sirô maltose. Pulluanase là một lạo enzyme rất mạnh cho sự thoái hoá tinh bột thành glucose hoặc maltose. Pullulanase thuỷ phân α-1, 6-glycosidic liên kết của chuỗi phân nhánh và α-1,4 glycosidic.
Khử gián tiếp
Transglucosylase (oligo-1,6-glucosidase) và Maylo-1,6-glucoside: Enzyme này thuỷ phân liên kết β-1,6-glucoside trong isomaltose, panose và các dextrin tới hạn có thể chuyển hoá đường và có thể lên men được.
Exoamylase
β – amylase
 β – amylase xúc tác từ sự thuỷ phân các liên kết 1,4- glucan trong tinh bột, glucogen và polysaccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch. Maltose được hình thành do sự xúc tác của β – amylase có cấu hình β.
γ-amylase
Còn gọi là glucose amylase. Có khả năng thuỷ phân liên kết -1,4 lẫn -1,6-glucoside, ngoài ra còn có khả năng thuỷ phân liên kết -1,2 và -1,3-glucoside.
Glucose amylase có khả năng thuỷ phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin.thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại enzyme khác.
Đặc tính
Đặc tính chung:
Khả năng dextrin hoá: thuỷ phân tinh bột è dextrin +một ít maltoza. Dextrin có khả năng hoạt hoá cao, đặc trưng cho tính chất của enzyme này.
Tính bền nhiệt: Phân tử có 1-6 nguyên tử C, tham gia vào sự hình thành ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme.
Tính tan: amylase dễ dàng tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu laongx.
Các amylase bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng như Cu2+ , Ag+ , Hg2+ .
Cơ chất tác dụng: của enzyme amylase là tinh bột và glycogen.
Đặc tính riêng
α-amylase có những đặc tính rất đặc trung về cơ chế tác động, chuyển hoá tinh bột, khả năng chịu nhiệt:
Thể hiện hoạt tính trong vùng acid yếu
α-amylase của nấm mốc có khả năng dextrin hoá cao tạo ra một lượng glucose và maltose.
Độ bền đồi với tác dụng của acid cũng khác nhau
Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của α-amylase từ các nguồn khác nhau cũng không đồng nhất.
Cơ chế tác dụng
α-amylase có khả năng phân cắt liên kết α-1,4-glucoside nằm ở phía trong phần tử cơ chất (tinh bột hoặc glycogen) một các ngẫu nhiên. Nó không chỉ thuỷ phân hồ tinh bột mà nó thuỷ phân cả hạt tinh bột nhưng với tốc độ rất chậm. quá trình thuỷ phân tinh bột bởi enzyme α-amylase là quá trình đa giai đoạn:
Giai đoạn 1 (dextrin hoá): tinh bột α-amylase dextrin phân tử lượng thấp
Chỉ có một số phân tử cơ chssta bị thuỷ 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 hoá nhanh). 
	Giai đoạn 2 (giai đoạn đường hoá)
Dextrin phân tử thấp bị thuỷ phân à tetra và trimaltose (không cho màu với iod) thuỷ phân rất chậm à disaccharide và monosaccharide.
Amylose phân giải nhanhà oligosaccharide à poliglucose (gồm 6-7 gốc glucose) bị phân cách à mạch polyglucose colagen ngắn à maltose à maltotriose.
Tác dụng của enzyme α-amylase 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 .
Mục đích sử dụng của sản phẩm
Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triển mạnh trên quy mô công nghiệp. Thực tế đã có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán trên thị trường thế giới, các chế phẩm này đã được khai thác và tinh chế có mức độ tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp và ứng dụng. Chế phẩm enzme không chỉ được ứng dụng trong y học mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau, trong nông nghiệp, trong hóa học...
“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”.
Theo thời gian, enzyme công nghiệp ngày càng được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó những enzyme ứng dụng nhiều nhất là amylase, cellulose, ligase, amylase,... và một số enzyme đặc biệt khác đã thu được rất nhiều lợi nhuận từ ngành này. Dưới đây là một vài ứng dụng thực tế:
Ứng dụng amylase trong sản xuất bia
Trong công nghiệp sản xuất bia truyền thống, các nước phương tây chủ yếu sử dụng enzyme amylase của malt để thủy phân tinh bột trong malt, sau đó đến giai đoạn rượu hóa bởi nấm men Saccharomyces sp. Cơ sở khoa học của việc sử dụng amylase của malt ở chỗ khi đại mạch chuyển từ trạng thái hạt sang trạng thái nảy mầm (malt), enzyme amylase sẽ được tổng hợp và khi đó enzyme này sẽ thủy phân tinh bột có trong hạt tạo ra năng lượng và vật chất cho sự tạo thành mầm. Như vậy việc đường hóa tinh bột trong hạt nhờ enzyme của chính nó. Khi đó hạt chỉ tổng hợp ra năng lượng enzyme amylase vừa đủ để phân hủy lượng tinh bột có trong hạt. Như thế cần rất nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia ở quy mô lớn, dẫn đến chi phí cao cho sản xuất và sản phẩm.
Để khắc phục điều này, trong quá trình lên men tạo bia thì nhà sản xuât không sử dụng hoàn toàn 100% nguyên liệu là malt đại mạch mà có sự pha trộn theo một công thức nào đó để thay thế malt và còn bổ sung nguồn tinh bột cho quá trình lên men. Lý do là một phần để tạo hương vị cho bia, màu sắc, độ cồn phù hợp cho người tiêu dùng và một phần là làm giảm giá thành cho sản phẩm bia nhưng vẫn giữ được đặc trưng cho bia. Chính vì điều này, các nhà sản xuất bia quan tâm đến việc sử dụng chế phẩm enzyme amylase cung cấp cho quá trình thủy phân tinh bột. Enzyme này có ý nghĩa rất lớn trong việc làm bia, giúp sản xuất bia ở qui mô công nghiệp.
Ngoài ra, trong sản xuất bia, người ta còn sử dụng chế phẩm enzyme cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào, tạo điều kiện để các thành phần có trong tế bào hạt thoát ra phía ngoài nhờ đó chất lượng bia được nâng cao hơn. Một loại enzyme khác cũng được sử dụng khá rộng rãi đó là gluco amylase, enzyme này được sử dụng để loại trừ O2 có trong bia, giúp quá trình bảo quản bia kéo dài hơn rất nhiều.
Ứng dụng amylase trong sản xuất rượu
Để sản xuất cồn từ nguồn tinh liệu tinh bột, mỗi nước sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau. Ví dụ, ở Mỹ người ta sử dụng nguyên liệu từ bột ngô để sản xuất cồn, còn ở Brazin lại sử dụng khoai mì, các nước khác sử dụng gạo hoặc tấm từ gạo. Quá trình sản xuất cồn trải quá hai giai đoạn: giai đoạn đường hóa, giai đoạn rượu hóa.
Giai đoạn đường hóa: người ta bắt buộc phải sử dụng enzyme amylase (không thể sử dụng phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid). Người Nhật đã biết sử dụng enzyme của nấm mốc trong quá trình đường hóa để sản xuất rượu Sake từ cách đây hơn 1700 năm. Người Trung Quốc thì đã sử dụng nhiều loại nấm mốc để đường hóa rượu trong sản xuất rượu cách đây 4000 năm. Còn người Việt Nam đã biết sản xuất rượu từ gạo hàng ngày năm.
Riêng ở Mỹ, mãi đến thế kỷ XIX khi Takamine người Nhật đưa nấm mốc Aspergillus sang mới biết sử dụng enzyme này thay amylase của malt để sản xuất cồn. Chính vì thế mới có phương pháp Micomalt (mầm mốc) trong sản xuất cồn và rượu. Nhờ sự du nhập từ Nhật mà người Mỹ tiết kiệm được một khối lượng malt khổng lồ trong sản xuất rượu.
Giai đoạn rượu hóa: Nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae, cũng có thể xem đây là một quá trình áp dụng enzyme. Quá trình rượu hóa là quá trình hết sức phức tạp, trải qua rất nhiều giai đoạn chuyển hóa từ đường thành cồn nhờ sự tham gia của nhiều enzyme khác nhau. Điểm khác với enzyme amylase là ở chỗ các enzyme tham gia quá trình rượu hóa nằm trong tế bào nấm men. Việc điều khiển các quá trình chuyển hóa bởi enzyme trong tế bào thực chất là quá trình trao đổi chất của nấm men trong môi trường chứa đường.
Ứng dụng amylase trong sản xuất bánh mì
Một trong những yêu cầu cơ bản chính của bánh mì là độ xốp nở. Độ xốp nở của bánh mì phụ thuộc vào sự tạo khí CO2 trong quá trình lên men bột nhào và khả năng giữ khí của bột, hàm lượng đường, hoạt độ của amylase, hàm lượng và tính chất của gluten trong bột cũng như hoạt tính của nấm men.
Trước đây, người ta sử dụng nguồn amylase của malt, nhưng đến những năm đầu thế kỷ XX, người ta bắt đầu nghiên cứu sử dụng amylase của nấm mốc.
Các chế phẩm enzyme amylase dùng trong công nghiệp sản xuất bánh mì được sản xuất từ canh trường nấm mốc như Asp.Oryzae, Asp.Awamori hoặc từ vi khuẩn, trong đó chế phẩm amylase từ nấm mốc được sử dụng phổ biến nhất.
a_amylase của nấm mốc rất nhạy nhiệt nên dễ bị vô hoạt khi ta nâng nhiệt độ 65 – 800C. Và chịu được môi trường acid tốt nên phù hợp với điều kiện hoạt động của nấm men trong bột nhào.
Nhờ hoạt tính mạnh nên trong thời gian ngắn, amylase của nấm mốc nhanh chóng tạo đủ lượng đường cần thiết trong khối bột nhào, sau đó thì bị vô hoạt ở nhiệt độ nướng bánh nên có thể dùng lượng lớn mà không có hiện tượng dextrin hóa khi nướng.
Việc sử dụng chế phẩm enzyme amylase còn cho phép ta dùng bột mì kém phẩm chất để làm bánh mỳ và có thể giảm bớt được 50% lượng đường thêm vào bánh trong sản xuất bành mì ngọt.
Ứng dụng amylase trong sản xuất glucose và các loại mật tinh bột 
Đang được ứng dụng có hiệu quả trong công nghiệp sản xuất glucose thực phẩm, glucose tinh thể, mật maltose và mật glucose...
Phương pháp này không tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn giúp chất lượng đường tốt hơn.
Ứng dụng amylase trong chế biến thực phẩm gia súc
Trong chế biến thức ăn gia súc, thành phần ngũ cốc chiếm một khối lượng rất lớn. Trong khối lượng này, thành phần tinh bột rất cao. Để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng từ nguồn tinh bột, người ta thường cho thêm enzyme amylase vào. Enzyme amylase sẽ tham gia phân giải tinh bột tạo thành đường, giúp cho quá trình chuyển hóa tinh bột tốt hơn.
Ngoài ra, enzyme amylase cũng được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong sản xuất đường bột, sản xuất dextrin, maltodextrin, nha glucose, siro, glucose – fructose, sản xuất tương và nước chấm... ở quy mô công nghiệp. 
 Tổng quan về vi sinh vật
Nguồn thu amylase vi sinh vật chủ yếu là từ vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn. Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Aspergillus oryzae
Hình thái – Cấu tạo
Aspergillus gồm hơn 185 loài, trong số này, aspergillus fumigatus là phổ biến nhất, tiếp theo là Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus clavatus, Aspergillus glaucus, Aspergillus terreus, Aspergillus oryzae,...
Aspergillus oryzae thuộc: 
Giới: Fungi
Ngành: Ascomycota
Lớp: Ascomycetes
Bộ: Plectasales
Họ: Aspergillaceae
Giống: Aspergillus
Aspergillus oryzae có màu vàng hoa cau, sợi nấm phát triển rất mạnh (chiều ngang 5-7ϻm), có vách ngăn chia sợi nấm thành nhiều tế bào (nấm đa bào), phát triển thành từng đám gọi là hệ sợi nấm hay khuẩn ty. A.oryzae sinh sản bằng bào tử đính (conidia) đây là hình thức sinh sản vô tính. Bào tử đính phát triển thành tế bào rất dày, bên trong hệ sợi nấm gọi là tế bào chân đế. Nó tạo thành sợi cuống dài và kết thức là một cấu trúc phồng hình củ hành gọi là bọng (túi).
Điều kiện nuôi cấy
Giống dùng để sản xuất phải thỏa mãn các yếu tố sau:
Cho năng suất sinh học cao, có khả năng đồng hóa các nguyên liệu rẻ tiền 
Giống phải có khả năng thích nghi nhanh và phát triển mạnh trong điều kiện sản xuất công nghiệp
Giống phải là vi sinh vật thuần khiết, có tốc độ sinh sản nhanh.
Tốc độ trao đổi chất mạnh để ... ới nước đạt nồng độ 35-400Bx trong thiết bị nồi hai vỏ có cánh khuấy với tốc độ 40 vòng/phút. Sau khi hòa trộn đủ số lượng nguyên liệu quy định, đạt nồng độ sữa bột theo yêu cầu thì ta điều chỉnh độ pH=6. Bổ sung enzyme lần 1 theo tỷ lệ 0,015% so với tinh bột vào thiết bị phối trộn bằng 30% tổng lượng enzyme.
Thủy phân tinh bột sắn.
Hình 1: sơ đồ sản xuất maltodextrin liên tục bằng phương pháp enzyme
Nâng nhiệt và hồ hóa.
Mục đích: trong nguyên liệu tinh bột sắn, hạt tinh bột luôn nằm trong màng tế bào khi nghiền thì chỉ một phần các màng bi phá vỡ, phần lớn các màng sẽ ngăn cản việc tiếp xúc của enzyme amylase với tinh bột. mặt khác, hạt tinh bột ở trạng thái không hòa tan thì enzyme amylase tác dụng lên tinh bột rất kém và không hiệu quả. Vì vậy mục đích của việc dịch hóa nguyên liệu là làm gàu tinh bột nhằm phá vữ màng tinh bột và biến đổi tinh bột sang dạng hòa tan trong nước.
Dùng hơi nóng gia nhiệt đến 75-800C. Bơm dịch tinh bột vào nồi hồ hóa và dịch hóa. Thường xuyên đảo trộn. bổ sung dịch enzyme lần 2 tỷ lệ 0,02% so với tinh bột bằng 40% tổng lượng enzyme. Điều chỉnh Ph=6. Dùng hơi nóng gia nhiệt đến 98-1000C, chưa tới nhiệt độ kiềm hãm enzyme. Khi xử lý tinh bột sắn ở nhiệt độ lớn hơn 1000C thì tinh bột sẽ trương nở và hồ hóa hoàn toàn so với ở nhiệt độ 700C. Điều chỉnh dịch bột nguyên liệu ra là 105-1070C. Dịch bột đã hồ hòa chảy vào thùng phản ứng ( thùng dịch hóa).
Dịch hóa
Mục đích: dung dịch hồ có độ nhớt cao gây cản trở hoạt động của các enzyme và dễ gây cháy cục bộ khi nâng nhiệt. Dưới tác dụng của enzyme amylase phân tử bột bị cắt ngẫu nhiên thành các dextrin làm độ nhớt dung dịch giảm nhanh chóng. Với sự có mặt của enzyme α-amylase, dịch hóa sẽ xáy ra song song với hồ hóa là gai đoạn đầu của quá trình thủy phân tinh bột. 
Quá trình thủy phân được thực hiện bằng enzyme α-amylase vi khuẩn từ các chủng Bacillus Subtili, Bacillus Licheniformis,.. việc sử dụng nguồn enzyme có kha năn tạo nhiều đường oligo mạch dài và trung bình như DP6,DP7giúp sả phẩm maltodextrin thu được có các tính chất tốt về vị, độ nhớt và độ ổn định.
Trong thùng dịch hóa enzyme được bổ sung lần 3 là 0,015% so với tinh bột (30% tổng lượng enzyme còn lại). Dịch tinh bột đã hồ hóa chảy vào thùng dịch hóa 10 ngăn, nhiệt độ 95-980C. Qúa trình dịch hóa xảy ra trong cùng thiết bị hồ hóa. Sản phẩm dịch hóa đạt mức yeu cầu có trị số DE 15-20. Lấy mẫu kiểm tra DE kịp thời để kết thúc quá trình dịch hóa. Nếu nư DE thấp hơn DE yêu cầu thì phải kéo dài thời gian phản ứng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân tinh bột
Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình thủy phân tinh bột: nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt lực của enzyme thủy phân. Tốc độ phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng theo nhiệt độ giới hạn nhất định. Kết quả ở bảng 2 cho thấy độ Brix và hàm lượng đường khử sau khi dich hóa bằng enzyme α-amylase ở 700C thấp hơn có khác biệt ý nghĩa so với khi dịch hóa ở 80 và 900C, trong khi độ nhớt ở 700C lại lớn hơn. Giá trị độ Brix cao nhất và độ nhớt thấp nhất khi thủy phân ở 900C. Như vậy nhiệt độ thích hợp cho enzyme amylase hoạt động là 900C.
Bảng 2: ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ Brix, độ nhớt, đường khử (nồng độ enzyme 0,05-0,25%, thởi gian 10-60 phút)
Nhiệt độ (0C)
Độ Brix (%)
Đường khử
Độ nhớt(Cp)
70
9,49a
6,41a
534,2c
80
13,53b
7,97b
195,1b
90
13,96c
10,82c
133,3a
Ảnh hưởng của Ph tới quá trình dịch hóa: Ph ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng của enzyme. Mỗi enzyme đều có một pH tối ưu khác nhau. Ph ảnh hưởng rất lớn đối với quá trình dịch hóa, độ nhớt của dịch thủy phân thấp trong khoảng Ph 6,4-7,5 làm thay đổi trạng thái ion hóa các nhóm định chức ở trung tâm hoạt động enzyme, làm thay đổi khả năng phản ứng của nhớm này trong phản ứng xúc tác. Mặt khác pH cũng làm thay đổi trạng thái ion hóa của của cơ chất. Ở Ph quá cao hoặc quá thấp protein bị biến tính, làm giảm hoạt tính của enzyme. Chọn Ph 6,5 là thích hợp nhất.
Nồng độ tinh bột ảnh hưởng đến quá trình dịch hóa: nồng độ cơ chất cũng là yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xúc tác của enzyme. Nếu hàm lượng tinh bột thấp, enzyme dễ dàng xúc tác và phân hủy mạch phân tử tinh bột, phân cắt liên kết glucozit. Nếu hàm lượng tinh bột quá cao, sẽ ngăn cản enzyme tiếp xúc với cơ chất do đó làm giảm tốc độ phản ứng của enzyme. 
 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình dịch hóa: nồng độ enzyme là yếu tố quan trọng không chỉ về mặt kỹ thuật mà cả về mặt kinh tế. Nồng độ enzyme cao sẽ gúp cho quá trình dịch hóa xảy ra nhanh hơn. Tuy nhiên sẽ tốn kém vì giá thành enzyme cao. Mặt khác do enzyme có bản chất protein nên sẽ dẫn tới trong dịch chứa hàm lượng protein cao vì thế ảnh hưởng dến chất lượng sản phẩm và tăng chi phí cho quá trình làm sạch protein. Nếu hàm lượng protein quá thấp sẽ kéo dài chu kì sản xuất, gây tổn thất nhiệt năng và làm giảm hiệu xuất quá trình thiết bị. 
Khi thủy phân với nồng độ enzyme α-amylase từ 0,05 đến 0,2% thì độ Brix của dịch thủy phân tăng dần độ nhớt giảm dần. Do ở cùng một lượng cơ chất, nồng độ enzyme càng lớn lượng cơ chất biến đổi càng nhiều, khi nồng độ cơ chất tăng đến 0,25% thi độ Brix giảm chứng tỏ đây là nồng độ giới hạn của enzyme amylase.
Bảng 3: ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến độ Brix, độ nhớt, đường khử của dịch thủy phân ( nhiệt độ thủy phân 70-900C, thời gian thủy phân 10-60 phút)
Nồng độ enzyme(%)
Độ Brix(%)
Đường khử(%)
Độ nhớt(Cp)
0,05
11,99
8,52
407,6
0,10
12,30
8,82
354,0
0,15
12,38
9,06
291,7
0,20
12,60
9,22
257,4
0,25
12,39
9,42
127,3
 Ảnh hưởng của thời quan tới quá trình dịch hóa: thời gian là yếu tố ảnh hưởng nhiều đến quá trình dịch hóa. Nếu thời gian ngắn thì dịch có độ nhớt cao dan đến khó lọc và giá trị DE thấp. nếu thời gián dài hơn, sẽ sẽ lãng phí nhiệt năng , quá trình thủy phân triệt để hơn, hàm lượng chất khử cao hơn và DE cao hơn. 
Quá trình thủy phân tinh bột bở enzyme α-amylase gồm nhiều giai đoạn. ban đầu cơ chất bi thủy phân tạo lượng lớn dextrin phân tử thấ, độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh. Sau đó các dextrin này tiếp tục phân cách tạo các mạch ngắn dần và bị phân giải đến glucose và maltose. 
Dữ liệu được trình bày ở Bảng 4 cho thấy độ Brix và hàm lượng đường khử của dịch thủy phân tăng có ý nghĩa khi tăng thời gian thủy phân từ 10 lên 40 phút và đạt giá trị cao nhất sau khi thủy phân ở thời gian 40 phút. Tuy nhiên tiếp tục kéo dài thời gian thủy phân đến 60 phút thì độ Brix và đường khử bắt đầu giảm. Trong khi đó, độ nhớt giảm có ý nghĩa khi tăng thời gian thủy phân từ 10 đến 50 phút. Điều này phù hợp với lý thuyết, enzyme tạo ái lực với cả sản phẩm tạo thành của phản ứng và cơ chất, các sản phẩm sinh ra đóng vai trò như chất kìm hãm không cạnh tranh và kìm hãm hoạt động của enzyme.
Bảng 4: ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ Brix, độ nhớt, đường khử( nồng độ enzyme 0,05-0,25%, nhiệt độ thủy phân 70-900C)
Thời gian thủy phân ( phút)
Độ Brix(%)
Đường khử (%)
Độ nhớt(cp)
10
11,94
8,35
572,2
20
12,32
8,86
408,3
30
12,49
9,23
295,8
40
12,45
9,32
182,4
50
12,4
9,2
139
60
12,37
9,1
128
Kìm hãm hoạt động enzyme
Khi kiểm tra DE đạt giá trị cần thiết phải kiềm hãm hoạt động enzyme bằng hệ thống thiết bị phun xả. mục đích kìm hãm hoạt động enzyme là làm cho giá trị DE của maltodextrin ổn đinh, không bị tăng lên trong quá trình sản xuất. Mặt khác làm cho phân tử tinh bột đứa gãy thêm để tạo thành những phaan tử có kích thước nhỏ hơn đạt được ý muốn nâng cao tính tan của sản phẩ. Nhiệt độ kiềm hãm hoạt động enzyme từ 120-1400C trong thời gian 5 phút bằng hệ thống thiết bị phun xả. 
Tẩy màu
Mục đích: dung dịch tinh bột sau khi thủy phân bị sẫm màu do các sản phẩm phản ứng thủy phân protein, phân hủy các đường đơn giản và các sản phẩm của phản ứng Mailard. Chính vì thế mà maltodextrin cần được tẩy màu bằng than hoạt tính để thu dung dịch trong, hoàn toàn không màu, không mùi, không vị.
 Cách tiến hành: dịch Maltodextrin được pha loãng đến nồng độ chất khô 20%. Sau đó tẩy màu bằng than hoạt tính tỷ lệ than 0,2-0,3% chất khô. Để thuận lợi cho quá trình tẩy màu bằng than hoạt tính, dung dịch có Ph=5-6, tức là dung dịch mang tính axit yếu, hơn nữa ở axit này một số aminoacid kết tủa được tách ra hết .
Người ta tiến hành tẩy màu trong thiết có độ chân không 690-700mmHg, có cánh khuấy, gia nhiệt gián tiếp đến nhiệt dộ 90-950C trong khoảng thời gian 2-2.5 giờ tính cả thời gian lọc. Sau khi tẩy màu, tiến hành lọc dầu bằng máy lọc khung bản, hoặc dùng máy li tâm để tách các chất hấp phụ ra khỏi dich maltodextrin, nhiệt độ lọc <600C.
Nhiệt độ giữ tẩy màu khoảng 600C thích hợp cho việc đảm bảo chất lượng sản phẩm và hiệu suất tẩy màu cao. Dung dịch sau khi tẩy màu phải trắng nhạt, độ pH vào khoảng 6,9-7, độ nhớt thấp.
Lọc
Mục đích: dung dịch tinh bột sau thủy phân thường chứa khoảng 0,9-1,9% khối lượng các chất lơ lửng ( bao gồm cả phân tử protein, lipid trong nguyên liệu ban đầu, tinh bột chưa thủy phân). Dung dịch sau khi tẩy màu được lọc bằng phương pháp lọc hút chân không hoặc lọc ép khung bản có hộ trợ bằng diatomic ở nhiệt độ ít nhất là 700C.
Cách tiến hành: để chuẩn bị dịch lọc, các bản lọc được bọc lưới lọc và lắp xen kẻ với khung trên giá, được khép chặt nhờ cấu trúc thủy lực. Bắt đầu quá trình, máy được tráng và làm nóng bằng nước nóng. Dịch thủy phân được bơm vào dẫn đỉnh, từ đó phân phối vào đầy các khung. Nếu quá đầy sẽ làm cho khối bã bị nén chặt dẫn đến trở nại lọc. thể tích may lọc có thể được thay đổi để phù hợp với thể tích khối thủy phân bằng thay đổi số lượng khung bản sử dụng. khi khới thủy phân bơm được vào các khung thì phải mở đường thoát khí va hơi. Ngay khi máy đầy, đường xả khí được đóng kín và một thể tích nhỏ dịch thủy phân vẫn tiếp tục được bơm vào máy với lưu lượng nhỏ nhằm tránh tăng áp suất quá cao.
Khi tất cả dịch lọc được bơm vào máy thì mở hệ thống value thu hồi nước lọc, chảy theo các rãnh dọc các đĩa, qua các value để ra đường dẫn dịch. Nước lọc được hồi lưu qua các lớp lọc cho tới khi dòng chảy bắt đầu được phân cấp ngang. Đối với lọc khung bản cho phép bột nghiền min nhưng tỷ lệ min không quá cao, nếu bột mịn lắp các mao quản lọc, làm tăng trở lực lọc và hiệu suất lọc chung. 
Quá trình rửa bã được tiến hành khi nước lọc bã đầu tiên được thu hồi gần hết nhưng trước khi lớp bã khô. Nước lọc đi xuyên qua lớp bã mặt này sang mặt khác. Tốc độ rửa bã và áp suất rửa được thiết lập qua quá rình thực tế, căn cứ trên đặc tính của máy, tình trạng vải lọc.. sau khi rửa bã hoàn tất, nước rửa được tháo khô. Các khung bản được tháo rời để bã rơi vào thiết bị thu nhận bã.
Cô đặc
 Dịch lọc có nồng độ 20-22% được vào thiết bị cô đặc với nhiệt độ sôi 700C tại thiết bị cô đặc chân không. Tiến hành cô đặc tới nồng độ 48-50%.
Sấy
Mục đích: dịch maltodextin sua khi lọc và tẩy màu được sấy phun ở chế độ thích hợp.
Cách tiến hành: không khí đi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt được đưa vào bộ phân phối không khí ở trên đỉnh thiết bị: khí nóng được đưa vào buồng sấy đếu theo hình xoáy trôn óc. Nguyên liệu dạng lỏng từ máng nguyên kiệu đi qua bộ lọc được bơm lên phun sương ở trên đỉnh của buồng sấy làm nguyên liệu trở thành dạng sương cực nhở, khi tiếp xúc với khí nóng, lượng nước trong nguyên liệu nhanh chóng được bay hơi, nguyên liệu dạng lỏng được sấy khô thành thành phẩm trong thời gian cực ngắn. thành phẩm được phần đáy của buồng sấy và bộ phận li gói xoáy dùn ra ngoài, phần khí còn thừa lại được quạt gió hút và đẩy ra ngoài, tính phân tán, lưu động, của sản phẩm tốt.
Lương nước bốc hơi có lên qua đến đặc tíh của nguyên liệu, nhiệt độ khí nóng ở cửa ra và vào. 
Cân định lượng và bao bì sản phẩm
Sau khi qua sàng rung để phân loại kích cỡ sản phẩm, maltodextrin được cân định lượng: 20,25,40,50 kg/túi PE/PP. Bảo quản nơi thoát mát, tránh nắng.
Chỉ tiêu chất lượng maltodextrin
Maltodextrin thu được ở dạng bột trắng, ít hút ẩm, tan tốt trong dung dịch trong, không màu, không ngọt hoặc ít ngoạt và không bị thoái hóa.
Bảng 5: Các chỉ tiêu vi sinh
Tổng vi khuẩn hiếu khí
100CFU/1gmax
Nấm mốc
50CFU/1mgmax
Nấm men
50CFU/1gmax
e.coli
Không có
salmonella
Không có
Bảng 6: tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm maltodextrin
Thành phần( Số lượng trong 100g sản phẩm)
Theo tiêu chuẩn của Grain precessing corporatin, Mỹ
Gluxit 
94,5
ẩm 
5,0
Tổng protit, lipit, xơ, tro
<0,4
Tính chất vật lý: sản phẩm dạng bột hoặc dạng mịn màu trắng. Độ hòa tan: độ hòa tan tính bằng thời gian hòa tan hoàn toàn sản phẩm dạng bột trong nước tới nồng độ 5% ở nhiệt độ thường.
Maltodextrin dạng dung dịch đậm đặc nếu không được xử lý với chất bảo quản dễ bị nhiễm khuẩn đặc biệt trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta. Sử dụng acid sorbic nồng độ 0,06-0,08% có thể giúp bảo quản maltodextrin trong thời gian dài mà không nhiễm nấm mốc, nấm men và vi khuẩn gây hại. 
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
Kết luận:
Về enzyme amylase : Ngành công nghệ sinh học trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đang rất phát triển. Do vậy việc đi sâu tìm hiểu về enzyme amylase, nguồn thu nhận amylase từ vi sinh vật nói chung và chủng nấm mốc Asp. Oryzae và những ứng dụng của nó mang lại là một nhiệm vụ quan trọng để từ đó làm tiền đề để tìm ra những enzyme mới và nâng cao hoạt lực của chúng góp phần đưa nền kinh tế Việt Nam hội nhập với nền kinh tế thế giới
Về maltodextrin: là một loại hóa chất được sử dụng trong dược phẩm, thực phẩm, ngoài ra nó còn được sử dụng để sản xuất kẹo, bánh, kem, trà hòa tan, nước ngọt, sữa bột... và rất nhiều ứng dụng khác nữa. Tuy nhiên bên cạnh những lợi ích không thể phủ nhận đó chúng còn tồn tại một số những tác hại làm ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người nên cần phải suy nghĩ và tìm hiểu kĩ trước khi sử dụng.
Khuyến nghị:
Với khả năng kì diệu mà enzyme mang lại cho con người, mong rằng trong thời gian tới các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu để tìm ra nhiều loại enzyme mới, có tính đặt hiệu và độ tinh sạch cao, tận dụng những lợi ích mà vi sinh vật mang lại để thay thế cho các loại enzyme được lấy từ động vật, thực vật nhằm thiết lập một nền sản xuất sinh thái bền vững, hòa hợp với thiên nhiên, bảo vệ các loài đông vật, giảm ô nhiễm môi trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Giáo trình “ Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm” Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM
“Công nghệ enzyme”,Nguyễn Đức Lượng và một số tác giả, NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2004.
“Vi sinh vật công nghiệp”, Nguyễn Đức Lượng, NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2006
“Giaó trình công nghệ enzyme”, Nguyễn Tiến Thắng, Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TPHCM, 2008
Enzyme production and growth of Aspergillus oryzae S. on soybean koji fermentation, Chuenjit Chancharoonpong, Pao-Chuan Hsieh, Shyang-Chwen Sheu
Media optimization for β-Fructofuranosidase production by Aspergillus oryzae, Braz. J. Chem. Eng. vol.29 no.1 São Paulo Jan./Mar. 2012.
”Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzim của Novo Đan Mạch để thu nhận đường glucoza tinh thể từ tinh bột sắn”, Đỗ Thị Giang, Nguyễn Đình Du, Bùi Bá Vy (1998), Các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học và công nghiệp thực phẩm, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
Và một số đường link tham khảo khác