Đề tài Amylase trong chế biến thức ăn gia súc

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG I – GIỚI THIỆU ENZYME AMYLASE 4 1.1. Khái niệm Enzyme 4 1.2. Enzyme Amylase là gì? 4 1.3. Phân loại 5 1.4. Hệ Enzyme Amylase 5 1.4.1. Enzyme α-Amylase (α-1,4-glucanohydrolase) 5 1.4.2. Enzyme β-Amylase (β-1,4-glucan-maltohydrolase) 10 1.4.3. Enzyme γ-Amylase (glucoamylase) 12 1.4.4. Oligo 1,6-glucosidase (dextrinase tới hạn) 12 1.4.5. Enzyme pullulanase (α-dextrin6-glucosidase) 12 1.4.6. α-glucosidase Hay Maltase (α-D,glucoside-glucohydrolase) 13 1.5. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase 13 1.5.1. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Chế Biến Thực Phẩm Gia Súc 13 1.5.2. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Dược Phẩm 13 1.5.3. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Công Nghiệp Dệt 14 1.5.4. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Sản Xuất Bia 14 1.5.5. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Sản Xuất Cồn 15 1.5.6. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Sản Xuất HFCS 16 CHƯƠNG II – EMZYME AMYLASE & QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỨC ĂN GIA SÚC 17 2.1. Chọn Nguyên Liệu 17 2.2. Giới Thiệu Cây Sắn 17 2.3. Giới Thiệu Bã Sắn 18 2.4. Quy Trình Sản Xuất Thức Ăn Gia Súc 19 2.4.1. Thuyết Minh Quy Trình 20 2.4.1.1. Nguyên Liệu 20 2.4.1.2. Rửa Nguyên Liệu 20 2.4.1.3. Cắt Khúc Nguyên Liệu 20 2.4.1.4. Nghiền Nguyên Liệu 20 2.4.1.5. Ly Tâm 21 2.4.1.6. Cơ Chế Quá Trình Lên Men 21 2.4.1.7. Phơi Sấy 22 2.4.1.8. Chế Phẩm Giàu Enzyme 22 2.4.2. Ưu Nhược Điểm Quy Trình 22 2.4.2.1. Ưu Điểm 22 2.4.2.2. Nhược Điểm 22 2.5. Các Sản Phẩm Lên Men Từ Bã Khoai Mì Và Các Chế Phẩm Khác 23 KẾT LUẬN 25 LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã và đang nổ lực tìm cách làm giảm ô nhiễm từ các chất thải ra trong chăn nuôi. Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã xác định được rằng cần cải thiện khả năng sử dụng các dưỡng chất trong khẩu phần của vật nuôi để hạn chế tối đa lượng phân thải ra. Trước đây, do ít quan tâm đến lượng chất dinh dưỡng bị thải ra ngoài nên hậu quả của việc cho ăn quá nhiều chất dinh dưỡng nhằm tối đa hóa năng suất đã dẫn đến hậu quả là lượng chất dinh dưỡng thải ra quá nhiều qua phân và nước tiểu (chủ yếu là hàm lượng protein, phốt pho và canxi). Qua nhiều nghiên cứu cho thấy việc bổ sung enzyme tỏ ra có hiệu quả trong việc cải thiện các hạn chế trên. Enzyme amylase là một enzyme có vai trò quan trọng trong việc tiêu hóa các chất dinh dưỡng, giúp cho vật nuôi hấp thụ thức ăn tốt hơn, tăng năng xuất của vật nuôi. Vì vậy việc tạo ra loại thức ăn có chứa nhiều enzyme amylase là rất có ý nghĩa trong chăn nuôi. Sau đây nhóm em có bài tìm hiểu về enzyme amylase và ứng dụng của nó trong việc chế biến ra một số chế phẩm thức ăn gia súc giàu enzyme. Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu nhưng chắc hẳn cũng không tránh khỏi những thiếu sót mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để bài báo cáo được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn ! Nhóm thực hiện CHƯƠNG I – GIỚI THIỆU ENZYME AMYLASE 1.1. Khái niệm Enzyme Trong cơ thể sống (các tế bào) luôn luôn xảy ra quá trình trao đổi chất. Sự trao đổi chất ngừng thì sự sống không còn tồn tại. Quá trình trao đổi của một chất là tập hợp của rất nhiều các phản ứng hóa học phức tạp. Các phản ứng này có liên quan chặt chẽ với nhau và điều chỉnh lẫn nhau. Enzyme là hợp chất protein xúc tác cho các phản ứng hóa học đó. Chúng có khả năng xúc tác đặc hiệu các phản ứng hóa học nhất định và đảm bảo cho các phản ứng xảy ra theo một chiều hướng nhất định với tốc độ nhịp nhàng trong cơ thể sống. Enzyme có trong hầu hết các loại tế bào của cơ thể sống. Chính do những tác nhân xúc tác có nguồn gốc sinh học nên Enzyme còn được gọi là các chất xúc tác sinh học (biocatalysators) nhằm để phân biệt với các chất xúc tác hóa học. Chúng là chất xúc tác sinh học không chỉ có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của mọi sinh vật mà nó còn giữ vai trò rất quan trọng trong công nghệ chế biến thực phẩm, trong y học, trong kỹ thuật phân tích, trong công nghệ gen và bảo vệ môi trường. 1.2. Enzyme Amylase là gì? Amylase là một hệ Enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các Enzyme này thuộc nhóm Enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước. RR’ + H-OH RH + R’OH Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose, maltose và dextrin hạn chế. Các Enzyme Amylase có trong nước bọt (còn được gọi là ptyalin), trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn.Trong nước bọt của người có ptyalin nhưng ở một số loại động vật có vú thì không có như ngựa, chó, mèo... Ptyalin bắt đầu thủy phân tinh bột từ miệng và quá trình này hoàn tất ở ruột non nhờ Amylase của tuyến tụy (còn được gọi là amylopsin). Amylase của malt thủy phân tinh bột lúa mạch thành disaccharide làm cơ chất cho quá trình lên men bởi nấm men. Amylase là một trong những loại Enzyme được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp, y tế, và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt là trong ngành công nghiệp thực phẩm. 1.3. Phân loại Hiện nay, có sáu loại Enzyme Amylase được xếp vào 2 nhóm: Endoamylase (Enzyme nội bào) và Exoamylase (Enzyme ngoại bào). - Endoamylase : gồm có α-Amylase (EC 3.2.1.1) và nhóm Enzyme khử nhánh. Nhóm Enzyme khử nhánh này được chia thành hai loại: khử trực tiếp là pullulanase (hay α-dextrin 6-glucanohydrolase) (EC 3.2.1.41); khử gián tiếp là transglucosylase (hay oligo-1,6- glucosidase) (EC 3.2.1.20) và amylo-1,6-glucosidase (EC 3.2.1.10). Các Enzyme này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide. - Exoamylase. Đây là những Enzyme thủy phân tinh bột tử đầu không khử của chuỗi polysaccharide. Nhóm này gồm có: + β-Amylase (EC 3.2.1.2) + Amyloglucosidase (glucoamylase hay γ-Amylase) (EC 3.2.1.3) 1.4. Hệ Enzyme Amylase: 1.4.1. Enzyme α-Amylase (α-1,4-glucanohydrolase) (EC 3.2.1.1) a) Cấu tạo: Enzyme α-Amylase là protein có phân tử lượng thấp, thường nằm trong khoảng 50.000 đến 60.000 Dal. Có một số trường hợp đặc biệt như α-Amylase từ loài vi khuẩn Bacillus macerans có phân tử lượng lên đến 130.000 Dal. Đến nay người ta đa biết rất rõ các chuỗi acid amin của 18 loại α-Amylase nhưng chỉ có 2 loại α-Amylase là taka-Amylase từ Apergillus orysee và α-Amylase của tụy lợn được nghiên cứu kỹ về hình thể không gian cấu trúc bậc 3. Mới đây các nghiên cứu về tính đồng nhất của chuỗi mạch acid amin và về vùng kị nước cho thấy các chuỗi mạch acid amin của tất cả các Enzyme α-Amylase đều có cấu trúc bậc 3 tương tự nhau. b) Cơ chế tác dụng của α-Amylase: α-Amylase từ các nguồn khác nhau có nhiều điềm rất giống nhau. α-Amylase có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở phía bên trong phân tử cơ chất (tinh bột hoặc glycogen) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả. α-Amylase 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-Amylase là quá trình đa 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-Amylase cho tới disaccharide và monosaccharide. Dưới tác dụng của α-Amylase, amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6 - 7 gốc glucose (vì vậy, người ta cho rằng α-Amylase luôn phân cắt amylose thành từng đoạn 6 - 7 gốc glucopiranose). + Sau đó, các poliglucose này bị phân cắt 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-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 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%. Tóm lại, dưới tác dụng của α-Amylase, tinh bột có thể chuyển thành maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thường α-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 α-Amylase là tính chất đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thường gọi loại Amylase này là Amylase dextrin hóa hay Amylase dịch hóa. Các giai đoạn của quá trình thủy phân tinh bột của α-Amylase: + Giai đoạn dextrin hóa: Tinh bột α- amylase dextrin phân tử lượng thấp. + Giai đoạn đường hóa: Dextrin tetra và trimaltose di & monosaccharide. Amylase oligosaccharide poliglucose Maltose maltotriose maltotetrose c) Đặc tính α-Amylase α-Amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác nhau, mỗi loại α-Amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng. α-Amylase là một protein giàu tyrosine, tryptophan, acid glutamic và aspartic. Các glutamic acid và aspartic acid chiếm khoảng ¼ tổng lượng amino acid cấu thành nên phân tử Enzyme: + α-Amylase có ít methionine và có khoảng 7-10 gốc cysteine. + Trọng lượng phân tử của α-Amylase nấm mốc: 45.000-50.000 Da ( Knir 1956; Fisher, Stein, 1960 ). + Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng. + Protein của các α-Amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline. Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH=4,2 - 5,7 ( Bernfeld P, 1951 ). α-Amylase là một metaloEnzyme. Mỗi phân tử α-Amylase đều có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol, nhưng không ít hơn 1 - 6 nguyên tử gam/mol Ca tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của Enzyme, duy trì hoạt động của Enzyme ( Modolova, 1965 ). Do đó, Ca còn có vai trò duy trì sự tồn tại của Enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và tác động của các Enzyme phân giải protein. Nếu phân tử α-Amylase bị loại bỏ hết Ca thì nó sẽ hoàn toàn bị mất hết khả năng thủy phân cơ chất. α-Amylase bền với nhiệt độ hơn các Enzyme khác. Đặc tính này có lẽ liên quan đến hàm lượng Ca trong phân tử và nồng độ Mg2+. Tất cả các Amylase đều bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng như Cu2+, Ag+, Hg2+. Một số kim loại như : Li+, Na+, Cr3+, Mn+, Zn2+, Co2+, Sn2+, Cr3+, không có ảnh hưởng mấy đến α-Amylase. Một đặc điểm cần lưu ý là hầu hết α-Amylase khá bền với tác động của protease như pepsin, trypsin, papain... Thành phần amino acid của α-Amylase ở nấm mốc Aspergillus như sau ( g/100 g protein ): alamine = 6,8 ; glycine = 6,6 ; valine = 6,9 ; leucine = 8,3 ; Isoleucine = 5,2 ; prolin= 4,2 ; phenylalanine = 4,2 ; tyrosine = 9,5 ; trytophan = 4,0; xetin = 6,5 ; trionin = 10,7 ; cystein + cystine = 1,6 ; glutamic acid = 6,9 ; amide = 1,5 ( Akabori et amilose 1954 ). Không giống các α-Amylase khác, Amylase của Asp.orysee có chứa phần phi protein là polysaccharide. Polyose này bao gồm 8 mol maltose, 1 mol glucose, 2 mol hexosemin trên 1 mol Enzyme (Akabori et amilose, 1965). Vai trò của polyose này vẫn chưa rõ, song đã biết được rằng nó không tham gia vào thành phần của trung tâm hoạt động và nằm ở phía trong phân tử Enzyme. α-Amylase của nấm mốc hầu như chỉ tấn công những hạt tinh bột bị thương tổn. Sản phẩm cuối cùng của thủy phân Amylase là glucose và maltose. Đối với nấm sợi tỉ lệ là 1:3,79 (Hanrahan, Caldwell, 1953) . Fenikxova và Eromsina (1991) cho biết rằng các maltopentose và maltohexose bị thủy phân theo sơ đồ sau: G5 G4 + G1; G6 G2 + G4 hay 2G3 (chính) hoặc G5 + G1 (ít) α-Amylase của nấm sợi không tấn công liên kết α-1,6 glucoside của amylopectin, nên khi thủy phân nó sẽ tạo thành các dextrin tới hạn phân nhánh. Đây là một cấu trúc phân tử tinh bột do Enzyme α-Amylase phân cắt tạo thành dextrin tới hạn phân nhánh. Hình: cấu trúc phân tử tinh bột do do Enzyme α-Amylase phân cắt tạo thành dextrin tới hạn phân nhánh. Sản phẩm thủy phân cuối cùng của tinh bột dưới tác dụng của Amylase nấm sợi chủ yếu là maltose, thứ đến là maltotriose. Nồng độ α-Amylase của vi sinh vật tương đối lớn có thể chuyển hóa 70 - 85% tinh bột thành đường lên men. Còn các α-Amylase của nấm mốc thì mức độ đường hóa đến glucose và maltose có thể lên tới 84 - 87%. Điều kiện hoạt động của α-Amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống nhau. pH tối thích cho hoạt động của α-Amylase từ nấm sợi là 4,0 - 4,8 (có thể hoạt động tốt trong vùng pH từ 4,5 - 5,8). Theo số liệu của Liphis, pH tối thích cho hoạt động dextrin hóa và đường hóa của chế phẩm Amylase từ Asp.orysee trong vùng 5,6 - 6,2. Còn theo số liệu của Fenixova thì pH tối thích cho hoạt động dextrin hóa của nó là 6,0 - 7,0. Độ bền đối với tác dụng của acid cũng khác khác nhau. α-Amylase của Asp.orysee bền vững đối với acid tốt hơn là α-Amylase của malt và vi khuẩn Bac.subtilis. Ở pH= 3,6 và 00C, α-Amylase của malt bị vô hoạt hoàn toàn sau 15 - 30 phút; α-Amylase vi khuẩn bị bất hoạt đến 50%, trong khi đó hoạt lực của α-Amylase của nấm sợi hình như không giảm bao nhiêu (Fenilxova, Rmoshinoi 1989). Trong dung dịch α-Amylase nấm sợi bảo quản tốt ở pH= 5,0-5,5 ; α-Amylase dextrin hóa của nấm sợi đen có thể chịu được pH từ 2,5-2,8. Ở 00C và pH=2.5, nó chỉ bị bất hoạt hoàn toàn sau 1 giờ. Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của α-Amylase từ các nguồn khác nhau cũng không đồng nhất, α-Amylase của nấm sợi rất nhạy cảm đối với tác động nhiệt. Nhiệt độ tối thích của nó là 5000C và bị vô hoạt ở 7000C (Kozmina, 1991). Trong dung dịch đệm pH = 4.7, α-Amylase của Asp.orysee rất nhạy với tác động của nhiệt độ cao, thậm chí ở 4000C trong 3 giờ hoạt lực dextrin hóa của nó chỉ còn 22 - 29%, hoạt lực đường hóa còn 27 - 85%. Ở 5000C trong 2 giờ, α-Amylase của nấm sợi này bị vô hoạt hoàn toàn (Miller và cộng sự). 1.4.2. Enzyme β-Amylase (β-1,4-glucan-maltohydrolase) (EC 3.2.1.2) a) Cấu tạo: β-Amylase hiện diện phổ biến ở thực vật, đặc biệt là hạt nảy mầm. Ở trong các hạt ngũ cốc nảy mầm, β-Amylase xúc tác sự thuỷ phân các liên kết 1,4 α-glucan trong tinh bột , glucogen và polysaccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch . Maltose được tạo thành do sự xúc tác của β-Amylase có cấu hình β. Ở ngũ cốc, β-Amylase tham gia vào sự phân giải của tinh bột trong quá trình nảy mầm của hạt. Ở lúa, β-Amylase được tổng hợp trong suốt quá trình của hạt và hầu như không được tổng hợp ở hạt khô. Ở lúa mạch, Enzyme có mặt ở trong hạt khô, nó được tích lũy trong suốt quá trình phát triển của hạt, khi ở dạng liên kết, Enzyme này là một phân tử có trọng lượng phân tử là 64.000 Da và khi bị phân cắt bởi một protease sẽ được phóng thích dưới dạng tự do và có khối lượng phân tử là 59.000 Da . b) Cơ chế tác dụng của β-Amylase: β-Amylase là một Enzyme ngoại bào (exoenzyme). Tiến trình phân giải bắt đầu từ đầu không khử của các nhánh ngoài cùng cơ chất . β-Amylase phân cắt các liên kết α-1,4glucoside nhưng khi gặp liên kết α-1,4 glucoside đứng kế cận liên kết α-1,6 glucoside thì nó sẽ ngừng tác dụng. Phần polysaccharide còn lại là dextrin phân tử lớn có chứa rất nhiều liên kết α-1,6 glucoside và được gọi là β-dextrin. Cơ chế tác dụng của β-Amylase lên tinh bột. Tinh bột β-Amylase maltose (54-58%)+ β-dextrin(42-46%) (glucogen) Tinh bột bị thuỷ phân đồng thời bởi cả α và β-Amylase thì lượng tinh bột thuỷ phân tới 95%. c) Đặc tính của β-Amylase: β-Amylase là một albumin , tâm xúc tác có chứa nhóm –SH , nhóm X-COOH và vòng imidazol của các gốc histidine và là Enzyme ngoại bào (exoEnzyme). β-Amylase không bền khi có Ca2+, β-Amylase bị kìm hãm bởi Cu2+, Hg2+, urea, iodineoacetamide, iodine, ozon… β-Amylase chịu nhiệt kém hơn α-Amylase nhưng bền hơn với acid. β-Amylase bị bất hoạt ở nhiệt độ 7000C. Nhiệt độ tối thích của β-Amylase là 550C , pH 5,1 – 5,5. Tham gia vào cơ chế tác dụng của β-Amylase thường có một nhóm caboxyl thể hiện tính chất ái nhân và một nhóm imidazol thể hiện tính chất ái electron. Sự nghịch đảo hình thể của cacbon anome (C1) được thực hiện nhờ việc tạo thành hợp chất đồng hoá trị trung gian kiểu este axetal giữa cacbon anome và nhóm cacboxyl của tâm hoạt động. Sau đó este này bị phân huỷ bởi tác động của 1 phân tử nước lên nhóm cacboxyl để giải phóng ra α-maltose và hoàn nguyên nhóm cacbxyl của Enzyme. 1.4.3. Enzyme γ-Amylase (glucoamylase) (EC 3.2.1.3) a) Cấu tạo: γ-Amylase ( glucoamylase hay α-1,4-glucan-glucohydrolase ) là những Enzyme có thể thuỷ phân được cả hai kiểu liên kết của các mạch α-glucan để giải phóng ra ở dạng β. Glucoamylase hay γ-Amylase chủ yếu được tạo ra bởi các vi sinh vật. Đặc biệt là kiểu nấm mốc aspergillus, penicillium và Rhizopus. Amyloglucosidase từ nấm mốc là các protein có khối lượng phân tử lượng dao động rất lớn từ 27.000 đến 112.000 Dal tuỳ thuộc vào nguồn gốc của Enzyme. Nói chung thì các amyloglucosidase đều chứa các gốc mêthioni, tritophan, và một nửa gốc cystein. Tuy nhiên mối quan hệ giữa chuỗi acid amin, cấu trúc bậc 3 và hoạt động của Enzyme vẫn chưa được làm sáng tỏ tất cả các amyloglucosidase từ nấm mốc đều là glucoprotein chứa từ 5 - 20% gluxit trong đó chủ yếu là các mono saccharid glucose mannose, galactose và glucosamine. Các amyloglucosidase chủ yếu được tạo nên từ hai iso Enzyme I và II khác nhau ở khả năng thuỷ phân tinh bột ở trạng thái rắn và bởi độ bền của chúng. Amyloglucosidase I tự hấp thụ và thuỷ phân tinh bột ở trạng thái rắn, ngược lại amyloglucosidase II không có cả hai tinh chất này . b) Cơ chế hoạt động: Amyloglucosidase có thể giải phóng ra β-D-glucose bằng cách thuỷ phân lặp lại nhiều lần các liên kết α-1,4 của mạch α-glucan từ đầu không khử, chúng cũng thuỷ phân được các liên kết α-1,6 và α-1,3 nhưng rất chậm (10 - 30 lần ). Tốc độ thuỷ phân cũng phụ thuộc vào bản chất của các liên kết kề cận với các liên kết glucozit được thuỷ phân , cũng như kích thuớc và cấu trúc của cơ chất bị thuỷ phân . Nhất là với các α-glucan mạch dài ( amylose và amylopectin ) thì bị thuỷ phân nhanh hơn là với các maltodextrin và các oligosaccharit. c) Tính chất: Glucoamylase có khả năng thuỷ phân các liên kết α-1,4 lẫn α-1,6 glucoside. Khi thuỷ phân liên kết α-1,4-glucan trong chuỗi polysaccharide, glucoamylase tách lần lượt từng phân tử glucose ra khỏi đầu không khử của mạch để tạo ra glucose. Enzyme này có nhiều tên gọi khác nhau: α-1,4 ; α-1,6-glucan-4; 6-glucohydrolase; glucoamylase; amyloglucosidase; taka-Amylase B; γ-Amylase… Là Enzyme ngoại bào. Ngoài các liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside , glucoamylase còn có khả năng thuỷ phân các liên kết α-1,2 và α-1,3 glucoside . Glucoamylase có khả năng thuỷ phân hoàn toàn tinh bột , glucogen , amylopectin, dextrin, panose, iso maltose và maltose thành glucose, mà không cần có sự tham gia cuả các loại Enzyme khác. Glucoamylase thuỷ giải các polysaccharide có phân tử lớn nhanh hơn so với các chất có phân tử nhỏ. Các polisaccharide có nhánh như amylopectin, glucogen, β-dextrin bị glucoamylase thủy phân khá nhanh. Đa số glucoamylase có hoạt lực cao nhất ở vùng có pH 3,5 – 5,5 và nhiệt độ 5000C.Nó bền với acid hơn α-Amylase nhưng kém bền hơn trong rượu, acetone và không được bảo vệ bởi Ca2+. 1.4.4. Oligo 1,6-glucosidase (dextrinase tới hạn) (EC 3.2.1.10) Enzyme này có thể thuỷ 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 ). Ngoài oligo–1,6–glucosidase, hệ dextrinase của hạt ngũ cốc , hạt nảy mầm còn có amylopectin–1,6–glucosidase hay R– Enzyme và dextrin–1,6–glucoside hay amylo–1,6–glucoside hay dextrin-6- glucocanhydrolase. Hai loại Enzyme này đều thuỷ phân dextrin triệt để hơn α-Amylase và β-Amylase do đó trong dung dịch thuỷ phân có nhiều maltose hơn . Nhiệt độ tối thích cho các hoạt động của các dextrinase là 4000C và pH tối thích là 5,1. 1.4.5. Enzyme pullulanase (α-dextrin6-glucosidase) (EC 3.2.1.41) Enzyme này có thể thuỷ 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. Tác dụng hiệp đồng của α-Amylase vàpullulanase làm nó bị thủy phân hoàn toàn. 1.4.6. α-glucosidase Hay Maltase (α-D,glucoside-glucohydrolase) (EC 3.2.1.20) Nhiều loại nấm sợi sản sinh Enzyme này. Giống như glucomylase, nó thủy phân maltose thành glucose nhưng không thủy phân tinh bột. Maltase và glucozyltranferase là một Enzyme đồng nhất vừa có khả năng thủy phân liên kết α-1,4, trong các glucopiranoside vừa có khả năng chuyển các gốc glucoside sang đường và rượu. 1.5. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đa và đang phát triễn mạnh mẽ 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 enzyme không chỉ được ứng dụng trong y học mà còn được ứng dụng trong nhiều lãnh vực công nghiệp khác nhau, trong nông nghiệp, trong hóa học… "ý nghĩa của việc sử dụng enzyme trong các lãnh vực thực tế không kém so với ý nghĩa của việc sử dụng năng lượng nguyên tử". Theo thời gian, enzym công nghiệp ngày càng được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó những enzym ứng dụng nhiều nhất là protease, cellulose, ligase, amylase,… và một số enzym đặc biệt khác. Sau đây là một số ứng dụng của enzyme Amylase được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. 1.5.1. Ứng Dụng Của Enzyme 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. 1.5.2. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Dược Phẩm Nguồn cung cấp enzyme amylase là vi khuẩn Bacillus subtilis với ưu điểm là bền hơn trong môi trường acid của dạ dày so với diastase (amylase) lấy từ động vật và vi nấm. Amylase được sử dụng để phối hợp với coenzyme A, cytocrom C, ATP, carboxylase để chế thuốc điều trị bệnh tim mạch, bệnh thần kinh. Mặt khác amylase phối hợp với enzyme thủy phân để chữa bệnh thiếu enzyme đường tiêu hóa. Trong cơ thể, amylase là hormon tuyến tuỵ ngoại tiết, có tác dụng chống phù nề sau chấn thương hoặc sau mổ. Điều trị triệu chứng phản ứng viêm kèm nhiễm khuẩn đường hô hấp trên hoặc dưới. Các sản phẩm chứa enzyme α- amylase dùng α-amylase là một loại enzyme mà sẽ kiểm soát lượng calo của cơ thể. α-amylase là một men nội sinh có thể thủy phân tinh bột và các polysaccharide (hoạt tính amylotic) bằng cách tấn công vào mối nối a-1,4 glucosidic cho ra các dextrine, oligosaccharide và monosaccharide. α-amylase dùng trong Neopeptine viên nang được lấy từ nguồn vi khuẩn Bacillus subtilis. Amylase của vi khuẩn cho đến nay có ưu điểm là bền hơn trong môi trường acid của dạ dày so với diastase (amylase) lấy từ động vật và vi nấm. 1.5.3. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Công Nghiệp Dệt Trong công nghiệp dệt, người ta thường sử dụng enzym amylase của vi khuẩn để tẩy tinh bột và làm cho vải mềm. Trong vải thô thường chứa khoảng 5% tinh bột và các tạp chất khác. Do đó, khi sử dụng chế phẩm enzym amylase của vi khuẩn vải sẽ tốt hơn. Người ta thường sử dụng lượng chế phẩm amylase khỏang 0,3-0,6 g/l dung dịch và thời gian xử lý 5-15 phút ở nhiệt độ 9000C. Tuy nhiên ngoài chế phẩm enzym amylase có nguồn gốc từ vi khuẩn, hiện nay người ta đã quan tâm đến việc sử dụng amylase từ nấm sợi. Cho đến nay có rất nhiều nước đã sử dụng enzym trong công nghiệp dệt để tăng khả năng cạnh tranh các hàng vải, sợi. Các nước sử dụng lượng enzym amylase nhiều nhất trong lĩnh vực này là Mỹ, Nhật, Pháp, Đan Mạch. 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. 1.5.4. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Sản Xuất Bia Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống, các nước phương Tây chủ yếu sử dụng enzym 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), enzym amylase sẽ được tổng hợp và khi đó enzym 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 enzym của chính nó. Khi đó hạt chỉ tổng hợp ra lượng enzym 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 xuất 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 enzym amylase cung cấp cho quá trình thủy phân tinh bột Enzym này có ý nghĩa rất lớn trong việc làm bia, giúp sản xuất bia ở quy mô công nghiệp. Ngoài ra, trong sản xuất bia, người ta còn sử dụng chế phẩm enzym cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào, tạo điều kiện để các thành phần có trong tế bào hạt thóat ra phía ngoài nhờ đó chất lượng bia được nâng cao hơn. Một loại enzym khác cũng được sử dụng khá rộng rãi đó là gluco amylase, enzym này được sử dụng để loại trừ O2 có trong bia, giúp quá trình bảo quản bia kéo dài hơn rất nhiều. 1.5.5. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Sản Xuất Cồn Để sản xuất cồn từ nguồn nguyên 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 qua hai giai đọan: giai đọan đường hóa và giai đọan rượu hóa. Giai đọan đường hóa, người ta bắt buộc phải sử dụng enzym amylase (không thể sử dụng phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid). Người Nhật đã biết sử dụng enzym 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 cách đây hàng ngàn năm. Riêng ở Mỹ, mãi đến thế kỷ XIX khi Takamine người Nhật đưa nấm mốc Aspergillus sang mới biết sử dụng enzym 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 kỹ thuật này từ Nhật mà người Mỹ tiết kiệm được một khối lượng malt khổng lồ trong sản xuất rượu. Giai đọan rượu hóa, nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae, cũng có thể xem đây là một quá trình áp dụng enzym. 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 enzym khác nhau. Điểm khác với enzym amylase là ở chổ các enzym tham gia quá trình rượu hóa nằm trong tế bào nấm men. Việc điều khiển các quá trình chuyển hóa bởi enzym trong tế bào thực chất là quá trình trao đổi chất của nấm men trong môi trường chứa đường. 1.5.6. Ứng Dụng Của Enzyme Amylase Trong Sản Xuất HFCS HFCS (High Fructose Corn Syrup) là một nhóm bất kì của siro bắp mà trải qua quá trình enzyme để làm tăng hàm lượng fructose và sau đó được pha trộn với siro bắp sạch (100% glucose) để tạo thành dạng sản phẩm cần thiết. Nguyên nhân chính là: + Nguyên liệu rẻ ở Mỹ, nó phụ thuộc vào giá cả của bắp và đường. + Sản phẩn dễ dùng để pha trộn và di chuyển bởi vì nó ở dạng lỏng. Các dạng phổ biến của HFCS: + HFCS 90 + HFCS 55 + HFCS 42 Quá trình enzyme làm thay đổi 100% glucose siro bắp thành HFCS 90 theo các bước sau: + Tinh bột bắp được xử lý bằng α-amylase để sản xuất chuỗi đường ngắn hơn gọi là oligosaccharides. + Glucoseamylase phá vỡ những chuỗi đường để sản xuất đường đơn glucose. + Xylose isomerase biến đổi glucose để tạo ra hỗn hợp có khoảng 42% fructose và 50 - 52% glucose với một vài loại đường được hòa trộn. + Hỗn hợp 42 - 43% fructose glucose phải chịu qua một bước sắc kí lỏng nơi mà fructose sẽ được làm giàu đến xấp xỉ 90%. CHƯƠNG II – EMZYME AMYLASE & QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỨC ĂN GIA SÚC Chọn Nguyên Liệu Ở Việt Nam bã sắn chủ yếu được sử dụng để sản xuất ra các sản phẩm sau: - Thức ăn cho động vật nhai lại. - Sản xuất thức ăn chăn nuôi có giá trị cao từ bã sắn. - Sản xuất cồn sinh học. Bã sắn có độ ẩm trên 80% nên khi phơi dễ bị nhiễm khuẩn, sinh mùi khó chịu và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Tại một số địa phương có nhà máy tinh bột sắn, người dân sinh sống trong khu vực lân cận, hằng ngày, lúc ăn cũng như lúc ngủ, họ phải chịu mùi hôi thối nồng nặc của bã sắn ngâm ủ, phơi và vận chuyển vung vải trên đường. Hiện nay, bã sắn tại các nhà máy sản xuất tinh bột sắn được bán ra với giá rất rẻ khoảng 200 đồng/kg bã tươi và 800 – 1000 đồng/kg bã khô. Với giá thành như vậy thì việc sử dụng bã sắn để sản xuất các sản phẩm khác là hoàn toàn thuận lợi, vừa giải quyết được vấn đề môi trường, vừa tăng thêm giá trị sử dụng và kinh tế cho bã sắn. Giới Thiệu Cây Sắn Cây sắn – khoai mì – (Manihot esculenta Crantz), tiếng Anh là cassava hay còn gọi là tapioca hoặc manioc, là một trong số những loại cây có củ mọc ở hơn 80 quốc gia có khí hậu nhiệt đới ẩm trên thế giới. Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ Latinh (Crantz,1976) và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993). Củ sắn có kích thước trung bình, dài 25 – 38cm. Tùy theo giống, điều kiện đất đai và thời gian thu hoạch mà củ sắn có thể có kích thước lớn hơn hoặc nhỏ hơn trị số trung bình. Cấu tạo củ sắn gồm 4 phần chính: vỏ gỗ, vỏ thịt (còn gọi là vỏ cùi), thịt sắn và lõi sắn. Giới Thiệu Bã Sắn Hiện nay ở Việt Nam có trên 60 nhà máy tinh bột sắn với tổng công suất khoảng 38 triệu tấn củ tươi/năm. Theo ước tính một nhà máy chế biến tinh bột sắn có công suất 30 – 100 tấn/ngày sẽ sản xuất được 7,5 – 25 tấn tinh bột, kèm theo đó là 12 – 48 tấn bã bao gồm hai loại: - Loại thứ nhất là bã thải do quá trình rửa và bóc vỏ gỗ chiếm tỉ trọng ít và thành phần chủ yếu là xenluloza, hemixenluloza và cát, sạn. - Loại này thường được chôn lấp hợp vệ sinh hoặc dùng làm phân bón. Loại thứ hai là phần bã còn lại sau khi tách tinh bột sắn được gọi là bã sắn. Thành phần hoá học Hàm lượng (%) Protein 1,82 – 2,03 Chất béo 0,09 – 0,2 Tro 1,61 – 2,38 Chất xơ 10,61 – 14,35 Tinh bột 60,84 – 65,9 Cacbonhydrat 72,19 – 79,51 Độ ẩm 80,16 – 85,5 Bảng : thành phần hóa học của bã sắn. 2.4. Quy Trình Sản Xuất Thức Ăn Gia súc Vi sinh vật Nước Khoai mỳ Bã Ly tâm tách bã Rửa ướt Nghiền Cắt khúc Rửa sơ bộ Phụ gia Lên men Phơi sấy Chế phẩm giàu enzym 2.4.1. Thuyết Minh Quy Trình 2.4.1.1. Nguyên Liệu Dựa trên hai phương pháp: Phương pháp cảm quan: Xác định củ tốt củ xấu và xác định tương đối hàm lượng tinh bột. Củ khoai mì nhiều bột ít xơ, vỏ củ và vỏ bao mỏng, cuống ngắn củ bự là tốt. Loại củ cuốn dài khi chế biến năng suất bột kém vì cuống thực chất gồm phần lớn là xơ gỗ. Chọn củ trung bình rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng một lực vừa phải bẻ gãy củ và thấy thịt sắn chắc và khô, trắng đục thì như vậy có thể coi là thu hoạch sắn đúng tuổi, hàm lượng tinh bột cao nhất. Nếu bẻ gãy củ cũng dễ dàng nhưng thấy thịt sắn có màu vàng nhạt, tuy chắc thịt nhưng phần giữa củ ướt thì đó là sắn non ít bột. Phương pháp thực nghiệm: Dùng loại cân thực nghiệm do Thái Lan thiết kế và sản xuất xác định.Nguyên tắc hoạt động dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng giữa bột và nước. Qua nhiều lần khảo sát các số liệu người ta thiết kế cân xác định được hàm lượng tương ứng của 5 kg củ. Củ được chặt khúc từ 3 - 5 cm. Cân hoạt động như sau: củ được chặt khúc cho vào giỏ cân(1) cân xác định khối lượng 5kg (lúc này quả cân hàm lượng đặt tại điểm không). Sau khi cân đúng 5kg củ, đổi xuống giỏ (2) được nhúng chìm trong nước. 2.4.1.2. Rửa Nguyên Liệu. Khoai mì sau khi được thu hoạch phải đem rửa để loại bỏ đất cát và giảm bớt vi sinh vật. 2.4.1.3. Cắt Khúc Nguyên Liệu. Khoai mì được cắt khúc và mặt cắt củ phải ngay không được xéo, đồng thời kích thước phải theo đúng quy định để đảm bảo độ chính xác của cân. Để có thể nghiền được dễ dàng hơn. 2.4.1.4. Nghiền Nguyên Liệu. Tất cả các loại nguyên liệu chế biến sau khi làm sạch các tạp chất đều đưa vào máy nghiền nhỏ riêng từng loại. Độ mịn của nguyên liệu khi nghiền có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi mặt sang trong máy nghiền. Căn cứ vào kích cở bột hạt nghiền người ta chia làm 3 loại: - Bột có đường kính hạt sau khi nghiền từ 0,6 - 0,8 mm. - Bột mịn trung bình là bột có đường kính hạt sau khi nghiền từ 0,8 - 0,9 mm. - Bột thô là bột có đường kính hạt sau khi nghiền lớn hơn 1 mm. Người ta kiểm tra độ mịn của bột nghiền bằng các loại rây chuyên dụng. Có 3 loại rây tương ứng với 3 độ mịn nói trên. Không để bột quá mịn vì dễ bay bụi gây ra hao hụt trong quá trình nạp nguyên liệu hoặc trút dỡ, bốc xếp. 2.4.1.5. Ly Tâm. Khoai mì sau khi được nghiền ta sẻ đem đi ly tâm để tách phần tinh bột và bã. Tinh bột được sừ dụng để chế biến thực phẩm và bánh kẹo. Bã sắn được dùng để chế biến thức ăn gia súc. Bã sắn sẽ được bổ sung thêm các chất phụ gia và các chủng vi sinh vật để tiến hành quá trình lên men bã. 2.4.1.6. Cơ Chế Quá Trình Lên Men Đường và các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên được hấp thụ trên bề mặt và sau đó khuếch tán qua màng bán thấm và vào bên trong tế bào nấm men, sự phân hủy đường thành rượu trong tế bào nấm men xảy ra bằng hàng loạt các phản ứng với sự tham gia rất phức tạp của nhiều loại enzyme khác nhau, bước cuối cùng của quá trình lên men là sự chuyển hóa axit pyruvic thành rượu etylic và khí CO2 Enzyme amylase, protease, maltase… đây là các enzyme được cơ thể động vật tiết ra để hỗ trợ tiêu hóa, hay còn gọi là các enzyme nội sinh. Các enzyme nội sinh này được sinh ra không nhiều nên phần lớn các chất dinh dưỡng và năng lượng trong thức ăn sẽ được thải ra ngoài qua đường phân. Trong quá trình lên men thì các enzyme này sẽ được tạo ra làm tạo ra được loại thức ăn có sẵn enzyme hay còn gọi là các enzyme ngoại sinh. Các enzyme này sẽ kết hợp với các enzyme ngoại sinh giúp cho quá trình hấp thụ thức ăn tốt hơn và sử dung được năng lượng nhiều hơn. 2.4.1.7. Phơi Sấy Bã sắn sau khi được lên men sẽ được sấy khô ở nhiệt độ cao nhưng không làm biến tính enzyme trong bã sắn. 2.4.1.8. Chế Phẩm Giàu Enzyme Sau khi tạo ra được chế phẩm giàu enzyme này (enzyme amlase, protease, maltase,…) sẽ giúp cho quá trình hấp thu năng lượng của chúng tốt hơn. Cụ thể là khi được trộn với các thức ăn chính thì enzyme này sẽ làm cho thức ăn chuyển hoá tốt hơn, dễ tiêu, giảm tiêu tốn thức ăn, do vậy làm vật nuôi tăng trọng nhanh. Ngoài ra, thành phần đạm trong chế phẩm đạt 9-10%, so với 0,2% trong bã khoai mì ban đầu. Hiện nay, công nghệ này đã được ứng dụng sản xuất quy mô nhỏ ở viện sinh học nhiệt đới, cụ thể là kỹ sư Lê Thị Bích Phượng đã tạo ra 2 dòng sản phẩm Bio-E và Probio-S không những làm tăng chất lượng của thức ăn gia súc mà còn là một phương thức làm giảm tình trạng giá thành tăng cao như hiện nay. 2.4.2. Ưu Nhược Điểm Quy Trình 2.4.2.1. Ưu Điểm - Tận dụng được nguồn bã sắn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. - Giá thành nguyên liệu rẻ. - Chi phí sản xuất thấp. - Quy trình thực hiện đơn giản. - Giảm thiểu độc tố so với thức ăn gia súc sử dụng sắn tươi. 2.4.2.2. Nhược Điểm - Quy trình này chưa được hoàn thiện và phổ biến trong thực tiễn. - Trong quá trình phơi sấy không đảm bảo sẽ làm hư mốc sản phẩm. - Lượng đạm tạo ra không cao so với các phương pháp khác. 2.5. Các Sản Phẩm Lên Men Từ Bã Khoai Mì Và Các Chế Phẩm Khác - ProBio-S lại là chế phẩm dạng lỏng, được sản xuất bằng cách cho bã tươi vào những bao tải lớn rồi cấy chế phẩm EM-S chứa nhiều chủng vi sinh vật hữu ích như Bacillus sp., Lactobacillus sp., Saccharomyces sp. với tỷ lệ 1lít EM-S/25kg bã (1ml chứa 1010 tế bào vi sinh vật hữu ích). Ba ngày ủ làm cho lượng vi sinh vật tăng mạnh. Chế phẩm ProBio-S giúp cân bằng hệ sinh thái vi sinh vật đường ruột của vật nuôi cũng như giảm lượng vi sinh vật có hại. Nhờ thế mà vật nuôi tiêu hoá tốt hơn, giảm tỷ lệ bệnh đường ruột, tăng trọng nhanh hơn - Bio-E là chế phẩm dạng bột khô, được tạo ra bằng cách cấy chủng nấm mốc hữu ích A.Niger lên bã khoai mì với tỷ lệ 2g mốc/kg bã. Chủng nấm mốc này do chính các chuyên gia thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới tạo ra trước đó. Tiếp đến, bã được ủ trong các khay nhôm 20 tiếng, sau đó được phơi khô, sấy và đóng bao. Theo kỹ sư Phượng, quá trình lên men nói trên tạo ra ba loại enzyme (glucoamylase, cellulase và α amylase) trong sản phẩm, có vai trò kích thích tiêu hoá. Cụ thể là khi được trộn với các thức ăn chính thì enzyme này sẽ làm cho thức ăn chuyển hoá tốt hơn, dễ tiêu, giảm tiêu tốn thức ăn, do vậy làm vật nuôi tăng trọng nhanh. Ngoài ra, thành phần đạm trong chế phẩm đạt 9-10%, so với 0,2% trong bã khoai mì ban đầu - Hemicell® là sản phẩm lên men của vi khuẩn Bacillus lentus, hoạt chất chính là betamananase, ngoài ra còn có beta-glucanase, xylanase, α-glucosidase, cellulase, amylase. Chế phẩm Hemicell® có hai dạng, dạng bột và dạng hạt với hoạt tính enzyme tương ứng là140 triệu đơn vị và 360 triệu đơn vị enzyme/kg. Beta- mananase là enzyme phân giải betamannan, một polysaccharide có đơn vị cấu tạo là đường D-mannose và D-galactose gắn kết với nhau bằng dây nối beta 1,4 glucosid, tỷ lệ D-galactose/D-mannose là 2/3 (Wikipedia.com). Beta-mannan có mặt trong ngô, mì, mạch, cám gạo, cám mì, đặc biệt có nhiều trong các loại khô dầu như khô cọ (30-35%), khô dừa (25-30%), bột đậu guar (12-17%), khô dầu vừng, vỏ đậu nành; trong khô đỗ tương, khô lạc, khô hướng dương, khô cải có ít và chiếm tỷ lệ từ 1,6 đến 0,49%. Beta-mannan có trong vách tế bào cản trở sự tiếp cận của các enzyme nội sinh đối với các chất dinh dưỡng nằm trong bào chất của thức ăn, từ đó làm giảm sự tiêu hóa thức ăn. Beta-mannan cùng với các chất thuộc nhóm NSP lại có độ nhớt cao (vì hút nước mạnh), khi bám vào lông nhung thì cũng cản trở sự hấp thu các chất dinh dưỡng qua niêm mạc ruột. Chế phẩm Hemicell® chứa enzyme beta-manannase khi đưa vào hỗn hợp thức ăn chứa những nguyên liệu giầu betamannan, có tác dụng phân cắt mạch beta-1,4 glucosid của polymer mannan, làm cho chúng ngắn lại, từ đó giảm độ nhớt của dịch ruột, tạo điều kiện cho niêm mạc ruột hấp thu các chất dinh dưỡng được dễ dàng hơn. Các enzyme trong chế phẩm Hemicell® cũng giúp phân cắt cellulose và các chất xơ khác của vách tế bào, tạo điều kiện cho enzyme nội sinh của ống tiêu hóa như amylase, protease, lipase tiếp cận và phân giải các chất dinh dưỡng của thức ăn như tinh bột, protein và lipid thành những phân tử nhỏ để hấp thu. KẾT LUẬN Amylase là một trong những loại Enzyme được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp, y tế, và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt là trong ngành công nghiệp thực phẩm. Trong bài này, ta tìm hiểu về việc sử dụng bã sắn trong sản xuất thức ăn gia súc với tác dụng của enzyme amylase. Như chúng ta đã biết, bã sắn có độ ẩm trên 80% nên khi phơi dễ bị nhiễm khuẩn, sinh mùi hôi thối khó chịu và ảnh hưởng đến môi trường. Ở Việt Nam tại các nhà máy sản xuất tinh bột sắn, bã sắn được bán ra với giá rất rẻ khoảng 200 đồng/kg bã tươi và 800 – 1000 đồng/kg bã khô. Với giá thành như vậy thì việc sử dụng bã sắn là hoàn toàn thuận lợi, vừa giải quyết được vấn đề môi trường, vừa tăng thêm giá trị sử dụng và kinh tế cho bã sắn. Qua các khâu trong quy trình chế biến enzyme amylase sẽ được tạo ra trong quá trình lên men cuối cùng là tạo thành một chế phẩm giàu enzyme (amylase, protease, maltose,…). Khi trộn chế phẩm này với thức ăn chính sẽ làm cho thức ăn chuyển hoá tốt hơn, dễ tiêu, giảm tiêu tốn thức ăn, do vậy làm vật nuôi tăng trọng nhanh, nhờ các tác dụng của enzyme amylase và một số enzyme khác. Thành phần đạm trong chế phẩm đạt 9-10%, so với 0,2% trong bã sắn ban đầu. Mặc dù quy trình này hiện nay chỉ được sử dụng với quy mô nhỏ, nhưng có tiềm năng rất lớn trong sản xuất thức ăn gia súc chất lượng cao trong tương lai. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] tr%E1%BB%8B-cao-t%E1%BB%AB-b%C3%A3-s%E1%BA%AFn.