Luận văn Khảo sát khả năng sử dụng khoai môn trong sản phẩm Yaourt

phát triển tốt nhất trong điều kiện đất ướt hoặc điều kiện ngập. trong điều kiện khô hạn, cây giảm năng suất củ rõ rệt. củ phát triển trong điều kiện khô hạng thường có dạng quả tạ.
Ánh sáng Cây môn đạt được năng suất cao nhất trong điều kiện cường độ ánh sáng cao. Tuy nhiên nó là loại cây chịu được trong bóng râm hơn hầu hết các loại cây khác. Điều này có nghĩa là nó có thể cho năng suất hợp lý thậm chí trong điều kiện che bóng, nơi mà những cây trồng khác không thể phát triển được. Đây là một đặc tính ưu việt khiến cây môn trở thành cây trồng xen lý tưởng với cây ăn quả và các cây trồng khác. Ánh sáng mặt trời cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây. Sự hình thành củ được tăng cường trong điều kiện ngày ngắn, trong khi hoa lại nở mạnh trong điều kiện ngày dài.
Đất Cây môn có thể thích ứng được với nhiều loại đất khác nhau và được trồng nhiều ở loại đất tương đối chua, thành phần tương đối nhẹ và nhiều mùn. Năng suất cao hay thấp phụ thuộc vào giống và phân bón nhiều hay ít. Tuy nhiên nó cũng thích ứng tốt với loại đất nặng ngập nước (60-80% sét và limông) hoặc đất ẩm thường xuyên. Dường như trong điều kiện ngập nước, cây khoai môn có khả năng vận chuyển oxy từ các phần trên mặt đất qua dọc xuống rễ, nhờ đó rễ có thể hô hấp và phất triển bình thường, thậm chí quanh năm nó bị ngập vầ thiếu oxy. Trong thực tế sản xuất, những vùng có năng suất khoai nước cao thường là những vùng đất phù sa ven sông hay những vùng có kỹ thuật thâm canh khá tốt.
Chất dinh dưỡng Cũng như cấc loại cây trồng lấy củ khác, khoai môn yêu cầu đất tốt, bón phân đầy đủ. Những nơi đất cằn cỗi cần bón nhiều phân hữu cơ. Phân bón rất có ý nghĩa trong việc tăng năng suất. Cây phát triển tốt nhất trên đất có pH: 5,5-6,5. một đặc tính qúy là một số giống có tính chịu mặn cao. 2.2.4. Enzyme Amylase Enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải các liên kết glucoside nội phân tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước. Enzyme amylase thủy phân tinh bột, glycogen và các dextrin thành glucose, maltose và dextrin mạch ngắn. 2.2.4.1. Cấu trúc phân tử enzyme amylase  Thành phần cấu tạo Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 18 Enzyme amylase thuộc loại hydrolase chỉ là những phân tử protein thuần, nghĩa là sản phẩm của sự phân giải enzyme này hoàn toàn chỉ gồm toàn những acid amin. Vì vậy chúng thuộc loại enzyme đơn giản. Hiện nay, người ta biết có 6 loại enzyme amylase trong đó α-amylase, β-amylase, γ- amylase (hay glucoamylase) thủy phân các liên kết α-1,4-glucoside của tinh bột, glycogen và các polysaccharide cùng loại. Các enzyme amylase còn lại như: dextrin-6- glucanhydrolase, amylopectin-6-glucanhydrolase và oligodextrin-6-glucanhydrolase thủy phân các liên kết α-1,6-glucoside. Sáu loại này xếp thành hai nhóm:  Endoamylase (enzyme nội phân): gồm α-amylase và nhóm enzyme khử nhánh.  Exoamylase (enzyme ngoại phân): gồm có β-amylase và γ-amylase. Hình 3. Sơ đồ phân loại enzyme amylase  Trung tâm hoạt động của enzyme Enzyme amylase nói riêng hay tất cả các enzyme nói chung đều là loại protein đặc biệt. Ngoài cấu trúc giống như cấu trúc bình thường của một protein, enzyme còn có cấu trúc rất đặc biệt liên quan đến hoạt động của enzyme. Không phải toàn bộ enzyme tham gia vào hoạt động xúc tác mà chỉ có những bộ phận rất đặc biệt mang tính đặc hiệu trong phân tử protein của enzyme mới tham gia xúc tác phản ứng. Bộ phận đặc hiệu này được gọi là trung tâm hoạt động của enzyme. Đối với enzyme amylase trung tâm hoạt động của nó thường là những nhóm chức như: - NH2, - COOH, - SH, Ngoài ra để thực hiện được chức năng của mình enzyme amylase còn phải qua vai trò trung gian của phân tử H2O. Amylase Exoamylase dextrin-6-glucanhydrolase Khử gián tiếp Khử trực tiếp Enzym khử nhánh γ-amylase β-amylase α-amylase Endoamylase e và amylopectin-6-glucanhydrolase oligodextrin-6-glucanhydrolase Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 19  Tính đặc hiệu của enzyme Tính đặc hiệu biểu hiện khả năng xúc tác của enzyme đối với cơ chất nhất định. Mỗi enzyme đều có tác dụng chọn lọc đối với một cơ chất hoặc một loại cơ chất nhất định và đối với một phản ứng hóa học nhất định. Do cấu trúc hóa lý đặc biệt của enzyme và đặc biệt là trung tâm hoạt động mà enzyme có tính chất đặc hiệu rất cao so với các xúc tác thông thường khác. Đặc hiệu kiểu phản ứng: mỗi enzyme chỉ có thể xúc tác cho một kiểu phản ứng chuyển hóa nhất định trong các kiểu phản ứng oxy hóa khử, phản ứng chuyển vị, phản ứng thủy phân, Đặc hiệu cơ chất: khi tham gia các phản ứng, các loại cơ chất phải được gắn vào trung tâm hoạt động thích hợp và không phải cơ chất nào cũng có khả năng tiếp cận với trung tâm hoạt động của enzyme. 2.2.4.2. Cơ chất tác dụng của enzyme amylase Cơ chất tác dụng của enzyme amylase là tinh bột và glycogen.  Tinh bột Tinh bột thuộc nhóm carbohydrate có chủ yếu trong các loại củ như: khoai lang, khoai mỳ, và trong các loại ngũ cốc, các loại hạt và có công thức tổng quát là (C6H12O6)n. Tinh bột từ mọi nguồn khác nhau đều cấu tạo từ amylose và amylopectin. Các loại tinh bột giống nhau về thành phần nhưng tỉ lệ amylose và amylopectin khác nhau. Tỉ lệ giữa hai loại polysaccharide trong một số loại hạt được trình bày trong bảng 3. Bảng 5. Tỉ lệ amylose và amylopectin của các loại hạt Tỉ lệ (%) Tinh bột Amylose Amylopectin Nếp Rất ít ≈ 100 Gạo tẻ 17 83 Khoai mì 13 – 16 84 - 87 Khoai lang 14 – 16 84 – 86 Khoai tây 19 – 22 78 – 81 Ngô 21 – 23 77 – 79 Đại mạch 20 – 25 75 – 80 Lúa mì 22 – 24 76 – 78 Đậu 75 25 (Tú, Lê Ngọc. 2003. Luận văn tốt nghiệp. Trường ĐHCT) Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 20 Tuy có sự khác biệt như vậy nhưng đa phần tinh bột đều chứa khoảng 20-30% amylose và 70 - 80% amylopectin.  Amylose: được cấu tạo từ những gốc glucose (C6H10O5) và liên kết với nhau bởi nối α-1,4-glucoside nên tạo thành mạch thẳng. Số gốc glucose trong phân tử amylose có thể từ 200-1000 và tương ứng với phân tử lượng 34200-162000. Amylose dễ tan trong nước nóng và tạo nên độ nhớt của dung dịch. Nó hầu như không có khả năng khử vì trong mỗi phân tử amylose chỉ có một nhóm aldehyde tự do.  Amylopectin: cấu tạo từ những gốc glucose nhưng ngoài các nối α-1,4, trong phân tử amylopectin có gốc glucose còn nối với nhau bởi các nối α-1,6 thường rất ít so với nối α-1,4 nhưng rất bền. Mạch chính của amylopectin có khoảng 400 - 2000 gốc glucose, các mạch nhánh bao gồm 15 - 18 gốc và cách đều 8 - 9 gốc. Tùy theo loại nguyên liệu, số gốc glucose trong phân tử amylopectin có thể từ 600 - 6000, tương đương với phân tử lượng 96120 - 961200. Tinh bột là chất keo háo nước điển hình nhưng không hòa tan trong nước lạnh, trong rượu và ete. Trong nước nóng sẽ hút nước, trương nở và tạo dạng gel. Mức độ trương nở phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ (60 - 850C), dịch tinh bột sẽ biến thành dạng keo. Dưới tác dụng của enzyme amylase, tinh bột bị thủy phân do liên kết glucoside bị phân giải. Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme amylase xảy ra theo hai mức độ: dịch hóa và đường hóa. Kết quả của sự dịch hóa là tạo ra sản phẩm trung gian dextrin, khi dextrin tiếp tục bị đường hóa thì sản phẩm sẽ là maltose và glucose.  Glycogen Glycogen (tinh bột động vật) là chất dự trữ đối với mọi cơ thể cũng như một số nấm men và vi khuẩn. Nó được cơ thể chuyển hóa và sử dụng từ từ. Enzyme amylase có vai trò quan trọng trong sự chuyển hóa glucide ở tế bào động vật và vi sinh vật. Glycogen có cấu tạo nhánh và có công thức chung là (C6H10O5)n. Nó được cấu tạo từ các gốc glucose liên kết với nhau bởi liên kết α-1,4-glucoside, ở vị trí phân nhánh glucose Hình 4. Cấu tạo phân tử Amylose Hình 5. Cấu tạo phân tử Amylopectine Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 21 nối với nhau bằng liên kết α-1,6-glucoside. Glycogen có sự phân nhánh nhiều hơn amylopectin của tinh bột, có phân tử lượng khoảng 2 - 3 triệu. 2.2.4.3. Đặc tính và cơ chế tác dụng của enzyme amylase  α-amylase  Đặc tính α-amylase Trong phân tử α-amylase có ít nhất một ion Ca2+ có tác dụng làm bền cấu trúc bậc 2, 3 của phân tử enzyme, α-amylase khá giàu tyrosine, tryptophan nhưng ít methionine. α-amylase sẽ hoàn toàn mất hết khả năng thủy phân cơ chất nếu bị loại bỏ hết ion Ca2+. Chúng được hoạt hóa bởi ion đơn trị nếu có nguồn gốc động vật và vi sinh vật. Nếu có nguồn gốc thực vật thì được hoạt hoá bởi ion hóa trị II. Hoạt hoá bởi ion hoá trị I như sau: Cl->Br->I-. Chúng bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng như Cu2+, Hg2+, Protein của α-amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline. Vì vậy, nó kém bền trong môi trường acid nhưng khá bền nhiệt (bền nhất trong hệ enzyme amylase). Điều kiện hoạt động của α-amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống nhau. Nhiệt độ, pH tối thích cho hoạt động của α-amylase từ malt khác với vi sinh vật. Bảng 6. Khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase trong Vi khuẩn > Malt > Mốc Nguồn gốc Nhiệt độ tối thích pH tối thích Malt 72 – 75 5.3 – 5.8 Nấm mốc 50 – 60 5.0 – 6.0 Vi khuẩn 60 -70 6.0 – 7.0 (Nguồn: Hoa, 2006)  Cơ chế tác dụng của α-amylase α-amylase có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside của cơ chất một cách ngẫu nhiên và là enzyme nội, α-amylase không chỉ có khả năng thủy phân hồ tinh bột mà còn thủy phân cả những hạt tinh bột còn nguyên vẹn.  Sự thủy phân tinh bột của α-amylase trải qua nhiều giai đoạn  Giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa): tinh bột bị thủy phân thành các dextrin phân tử lượng thấp. Độ nhớt của hồ tinh bột giảm dần.  Giai đoạn 2 (giai đoạn đường hóa): dextrin tiếp tục bị thủy phân tạo thành các tetra và trimaltose, disaccharide và monosaccharide. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 22 Dưới tác dụng của α-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh tạo thành oligosaccharide gồm 6 - 7 gốc glucose, sau đó các mạch này bị phân cắt dần và bị phân giải chậm đến maltose. Sau thời gian thủy phân amylose, sản phẩm bao gồm 87% maltose và 13% glucose. Dưới tác dụng của α-amylase, amylopectin bị phân giải khá nhanh nhưng vì α-amylase không cắt được liên kết α-1,6-glucoside nên dù có kéo dài thời gian thủy phân nhưng sản phẩm sau cùng có khoảng 72% maltose, 19% glucose, dextrin phân tử thấp và izomaltose là 8%. Sản phẩm do α-amylase tạo thành gồm dextrin, đường maltose và một ít đường khử. Hình 6. Cơ chế tác dụng của enzym α-amylase lên mạch tinh bột a, Cơ chế tác dụng của enzym α-amylase lên mạch amylose b, Cơ chế tác dụng của enzym α-amylase lên mạch amylopectin  β-amylase  Đặc tính β-amylase β-amylase là một loại albumin. Tâm xúc tác của nó chứa gốc – SH, - COOH cùng với vòng imidazol của các gốc histidin. β-amylase chỉ phổ biến trong thực vật đặc biệt có nhiều trong hạt nảy mầm. Trong vi khuẩn không có β-amylase. β-amylase rất bền khi không có ion Ca2+, bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng như: Cu2+, Hg2+, ure, iod, ozon, β-amylase bị vô hoạt ở 700C.  Cơ chế tác dụng của β-amylase β-amylase là một enzyme ngoại phân. Tiến trình phân giải bắt đầu từ đầu không khử của các nhánh ngoài cùng của cơ chất. β-amylase cắt liên kết α-1,4-glucoside nhưng khi gặp liên kết α-1,4-glucoside đứng kế cận α-1,6-glucoside thì nó ngưng tác dụng. Phần saccharide còn lại là dextrin phân tử lớn, có chứa nhiều liên kết α-1,6-glucoside và được gọi là β-dextrin có màu tím đỏ với iod. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 23 β-amylase phân giải 100% amylose thành maltose, phân giải 54 - 58% amylopectin thành maltose. Sản phẩm tạo thành là đường maltose nên β-amylase còn được gọi là enzyme đường hóa. Tác dụng của β-amylase lên tinh bột như sau: Tinh bột Maltose (54-58%) + β-dextrin (42-46%) Nếu tế bào bị thủy phân đồng thời bởi cả α-amylase và β-amylase thì lượng tinh bột sẽ bị thủy phân 95%. Cả hai enzyme này đều không cắt được nối α-1,6-glucoside trong phân tử tinh bột. Kết quả tác dụng của α-amylase và β-amylase ta thu được dịch đường gồm 78 - 80% maltose và glucose, 20 - 22% là dextrin chứa tất cả các nối α-1,6-glucoside. Hình 7. Cơ chế tác dụng của enzym β-amylase lên mạch tinh bột a, Cơ chế tác dụng của enzym β-amylase lên mạch amylose b, Cơ chế tác dụng của enzym β-amylase lên mạch amylopectin  γ-amylase (Glucoamylase hay amyloglucosidase)  Đặc tính γ-amylase Đa số glucoamylase có hoạt lực cao nhất ở vùng pH = 3,5 - 5,5 và nhiệt độ 500C. Nó bền với acid hơn β-amylase nhưng kém bền hơn trong rượu, aceton và không bền với ion kim loại nặng: Cu2+,Hg2+, ... Có trong nấm mốc và một vài loại vi khuẩn. Nó có giá trị đặc biệt trong sản xuất rượu, chuyển những dextrin có phân tử cao không lên men thành những hợp chất lên men được và do đó nâng cao được hiệu suất nấu rượu từ các nguyên liệu là tinh bột. Enzyme này chứa nhiều trong một số nấm mốc như: A.usamii, A.niger, A.awamori, Rizopus delamar và nấm emn Endomycopsip, Enzym này có nhiều tên gọi khác nhau như: α-1,4:1,6-glucan-4:6-glucohydrolase, glucoamylase, amyloglucosidase, takaamylase β, γ-amylase, maltulase, Glucoamylase là enzym ngoại bào exoenzym.  Cơ chế tác dụng của γ-amylase β-amylase Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 24 Glucoamylase không chỉ có khả năng phân cắt nối α-1,4-glucoside mà còn phân cắt được cả nối α-1,6-glucoside và biến 100% tinh bột thành đường glucose. Khi thủy phân liên kết α-1,4-glucoside trong chuỗi polysaccharide, glucoamylase tách lần lượt từng phân tử glucose ra khỏi đầu không khử của mạch để tạo ra glucose. Chúng không thuỷ phân được các dextrin vòng. Ngoài các liên kết α-1,4-glucoside và α-1,6-glucoside, glucoamylase còn có khả năng thủy phân các liên kết α-1,2-glucoside và α-1,3-glucoside. Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin, panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại enzyme amylase khác. Glucoamylase thủy giải các polysaccharide có phân tử lớn nhanh hơn so với các chất có phân tử nhỏ. Các polysaccharide có nhánh như amylopectin, glucogen, β-dextrin bị glucoamylase thủy phân khá nhanh. Hình 8. Cơ chế cắt của enzym amylase lên mạch tinh bột 2.2.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme amylase
Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hoạt tính enzyme amylase Cơ chế tác dụng của enzyme amylase vào cơ chất trải qua 3 giai đoạn: E + S ES P + E Trong đó: E: Enzyme S: cơ chất P: sản phẩm  Giai đoạn 1: enzyme sẽ tương tác với cơ chất để tạo thành phức hợp enzyme - cơ chất ES.  Giai đoạn 2: phức hợp enzyme - cơ chất sẽ được tách ra. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 25  Giai đoạn 3: enzyme sẽ được giải phóng và hoạt động tự do, cơ chất sẽ chuyển thành sản phẩm. Hiện tượng trên được xem xét trên cơ sở phản ứng chỉ có một cơ chất duy nhất. Ở trường hợp này sẽ xảy ra ba giai đoạn khác biệt: 1- Ở giai đoạn đầu, nếu nồng độ cơ chất thấp thì tốc độ phản ứng (V) phụ thuộc tuyến tính với nồng độ cơ chất. 2- Ở giai đoạn kế tiếp, tốc độ phản ứng cực đại và nó hoàn toàn không phụ thuộc vào nồng độ cơ chất. 3- Ở giai đoạn tiếp theo, nếu nồng độ cơ chất vượt qua ngưỡng cực đại của tốc độ phản ứng thì tốc độ phản ứng không có khả năng tăng theo. Ở giai đoạn này các enzyme đã bão hoà cơ chất do đó nó không thể có tốc độ phản ứng cao hơn được.
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase đến tốc độ phản ứng Trong trường hợp thừa cơ chất, nồng độ enzyme tăng sẽ làm tăng tốc độ phản ứng. Nhìn chung tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính với lượng enzyme. Tốc độ phản ứng: V = K [E] Trong đó: V: Tốc độ phản ứng. [E]: Nồng độ enzyme. Nồng độ enzyme Hình 10: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến tốc độ phản ứng Nồng độ cơ chất Km Hình 9. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hoạt tính enzyme Tốc độ phản ứng Tốc độ phản ứng Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 26
Ảnh hưởng của các chất kìm hãm đến hoạt tính enzyme amylase Trong các phản ứng enzyme, một số chất như những ion kim loại, các chất vô cơ, hữu cơ, có khả năng kìm hãm tốc độ phản ứng enzyme. Các chất này có thể kìm hãm thuận nghịch hay không thuận nghịch, làm yếu hoặc chấm dứt hoàn toàn tác dụng của enzyme nhưng lại không bị enzyme làm thay đổi tính chất hoá học, cấu tạo hoá học và tính chất vật lý của chúng,  Nhóm các chất kìm hãm cạnh tranh Các chất kĩm hãm (I) cạnh tranh thường có cấu trúc không gian tương tự cấu trúc không gian của cơ chất (S). Do đó, chúng có khả năng kết hợp với enzyme (E) ở trung tâm hoạt động của enzyme. Kết quả là một số chỗ kết hợp cần thiết ở enzyme bị chất kìm hãm chiếm mất. Do đó cơ chất mất một phần khả năng tương tác, làm cho tốc độ phản ứng không tăng. Phản ứng cạnh tranh có thể biểu thị như sau: E + I EI E + S ES E + P  Nhóm các chất kìm hãm không cạnh tranh Các chất kìm hãm không cạnh tranh tham gia kết hợp với enzyme ở một vị trí không phải trung tâm hoạt động của enzyme, mà là ở một vị trí ngoài trung tâm hoạt động của enzyme. Người ta còn gọi vị trí này là trung tâm kìm hãm của enzyme. Khi chất kìm hãm kết hợp với enzyme ở vùng ngoài trung tâm hoạt động của enzyme sẽ làm thay đổi cấu trúc không gian của trung tâm hoạt động của enzyme. Như vậy phức hợp này sẽ làm thay đổi theo hướng không có lợi cho hoạt động xúc tác của enzyme, chúng sẽ làm giảm tốc độ phản ứng của enzyme. Sau khi kết hợp với chất kìm hãm để tạo thành phức hợp EI, chúng vẫn có khả năng kết hợp với cơ chất để tạo thành một phức hợp EIS như phản ứng sau: Hình 11. Chất kìm hãm cạnh tranh Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 27 E + S = ES E + P E + I = EI ES + I = EIS EI + S = EIS  Kiềm hãm bởi sản phẩm của phản ứng Các sản phẩm được tạo thành do các phản ứng enzyme tham gia có thể trở thành chất kìm hãm tốc độ của chính phản ứng đó. Thí dụ: nếu có một phản ứng kiểu: S1 + S2 = P1 + P2 Do tính thuận nghịch của phản ứng trên, các enzyme có ái lực với P1 và P2 tương đương với S1 và S2. Trong trường hợp như thế P1 + P2 được coi như chất kìm hãm với S1 và S2.  Kìm hãm do thừa cơ chất Trong một số trường hợp cơ chất bị thừa lại trở thành chất kìm hãm phản ứng. Giả sử ta có phản ứng: E + S = ES E + P Nếu có cơ chất thứ hai tham gia vào và nó có khả năng đính vào một vị trí nào đó trên phức hệ ES (ngoài vùng xúc tác) làm cho chúng không hoạt động, khi đó phức hệ này được coi như chất kìm hãm. ES + S = ESS
Ảnh hưởng của các chất hoạt hoá đến hoạt tính enzyme amylase Chất hoạt hoá là những chất có tac dụng làm cho enzyme amylase từ trạng thái không hoạt động hoặc hoạt động yếu trở nên mạnh hơn. Các chất hoạt hoá enzyme có thể là các anion, các ion kim loại ở ô thứ 11 đến ô thứ 55 trong bảng tuần hoàn Mendeleev, các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp làm nhiệm vụ chuyển hydro, các chất có khả năng phá vỡ một số liên kết trong phần tử tiền enzyme, các chất có khả năng phục hồi nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme. Hình 12. Chất kìm hãm không cạnh tranh Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 28 e. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính enzyme amylase Bản chất enzyme là protein. Do đó, nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của chúng. Tốc độ của phản ứng enzyme chỉ có thể tăng ở giới hạn nhiệt độ nào đó khi mà protein chưa bị phá vỡ cấu trúc. Vượt qua nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme sẽ giảm và dẫn đến mức triệt tiêu. Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng enzyme cao nhất được gọi là nhiệt độ tối ưu. Nếu đưa nhiệt độ cao hơn mức nhiệt độ tối ưu, hoạt tính của enzyme sẽ bị giảm. Khi đó enzyme không có khả năng phục hồi lại hoạt tính. Nhiệt độ tối ưu của enzyme phụ thuộc rất nhiều vào sự có mặt của cơ chất, kim loại, pH,
Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính enzyme amylase pH thường ảnh hưởng đến mức độ ion hoá cơ chất, enzyme và ảnh hưởng đến độ bền của protein enzyme. Tốc độ phản ứng enzyme sẽ tăng dần đến giá trị cực đại và sau đó sẽ giảm dần. Đa số enzyme bền ở pH = 5 - 9. Độ bền của enzyme sẽ tăng nếu có mặt cơ chất và coenzyme hoặc Ca2+, Tốc độ phản ứng Nhiệt 0C Hình 13. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng enzyme Tốc độ phản ứng pH Hình 14. Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phản ứng enzyme Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 29 Chương III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 3.1.1. Thời gian địa điểm Thời gian: từ ngày 26/2/2007 đến ngày 25/5/2007. Địa điểm: Phòng thí nghiệm Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng - Trường Đại Học Cần Thơ. 3.1.2. Nguyên liệu • Sữa đặc có đường Ngôi Sao Phương Nam của Vinamilk. • Khoai môn. • Giống vi khuẩn lactic (từ sản phẩm sữa chua trắng của Vinamilk). • Phụ gia: màu (trích từ dịch nếp than). 3.1.3. Thiết bị • Chiết quang kế, nhiệt kế, pH kế. • Water bath. • Cân phân tích. • Một số thiết bị, dụng cụ phân tích khác. 3.1.4. Hóa chất • Dung dịch NaOH 0,1N, HCl đậm đặc. • NaOH bão hoà 30%, Pb(COOCH3)2 bão hoà 30%, Na2SO4 bão hoà 30%. • Felhing A, B và thuốc thử xanh Methylen. • Enzyme amylase. 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.2.1. Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân tinh bột khoai môn đến chất lượng dịch đường hóa và sản phẩm yaourt có bổ sung khoai môn.  Mục đích thí nghiệm Xác định chế độ thủy phân tinh bột khoai môn thích hợp cho quá trình lên men và cấu trúc sản phẩm.  Bố trí thí nghiệm Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 30 Thí nghiệm được bố trí khảo sát quá trình thủy phân tinh bột khoai môn trước khi bổ sung vào sữa. Thủy phân khoai môn bằng enzyme được bố trí khảo sát 2 nhân tố là nhiệt độ và thời gian thủy phân. Mẫu đối chứng là mẫu không thủy phân (tương ứng với thời gian thủy phân 0 phút). Khoai môn Làm sạch, bỏ vỏ Nấu chín Thủy phân Enzyme 50 – 55oC 60 – 65oC 0’ 20’ 40’ 60’ 0’ 20’ 40’ 60’ Khoai môn: 30% Phối chế Pha loãng Sữa đặc có đường Sữa:70% Đồng hóa Thanh trùng Sữa chua trắng: 10%
Lên men Sản phẩm  Tiến hành thí nghiệm Khoai môn được xử lý như sơ đồ trên, quá trình thủy phân tinh bột được khảo sát với phương pháp thủy phân cùng với các thông số tương ứng về nhiệt độ và thời gian như Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 31 trên. Tỉ lệ enzyme bổ sung là 0,5% so với dịch khoai môn. Phối chế dịch khoai môn sau thủy phân vào sữa với tỷ lệ 30%. Sữa sử dụng là sữa đặc có đường (để dễ cố định các thành phần hoá học). Sau khi phối chế cần khống chế thành phần chất khô không béo trong khoảng 15 – 16%. Sữa chua trắng được bổ sung vào hỗn hợp đã phối chế với tỉ lệ là 10%. Quá trình lên men được tiến hành ở 40 – 42oC đến khi độ acid đạt 0,9 – 1% acid lactic (90 – 100oD) thì kết thúc bằng cách làm lạnh xuống dưới 5oC.  Các chỉ tiêu cần xác định • Dịch khoai môn sau thủy phân: chất khô tổng số, tinh bột, đường khử. • Quá trình lên men: acid sinh ra theo thời gian lên men • Sản phẩm: các chỉ tiêu cảm quan. 3.2.2. Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khoai môn bổ sung đến chất lượng sản phẩm.  Mục đích thí nghiệm Xác định ở tỷ lệ khoai môn bổ sung nào thì sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất.  Bố trí thí nghiệm ..... Phối chế Pha loãng Sữa đặc có đường 0% 30% 40% 50% 60% Đồng hóa Thanh trùng Lên men Sản phẩm Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 32  Tiến hành thí nghiệm Từ kết quả thí nghiệm 1, chọn được chế độ hợp lý (nhiệt độ và thời gian) để xử lý k