Ứng dụng công nghệ sinh học sản xuất isomaltulose từ đường mía

Isomaltulose đã được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm và dược phẩm. Isomaltulose công nghiệp được sản xuất từ sucrose qua phản ứng đồng phân hoá bởi enzyme sucrose isomerase.

Trong thời gian gần đây, xu hướng sản xuất isomaltulose ứng dụng enzyme tái tổ hợp được quan tâm nhiều hơn. Công nghệ này cho phép sản xuất enzyme trên vật chủ an toàn và hiệu quả hơn. Đặc tính của enzyme cũng có thể được cải thiện nhờ thay đổi cấu trúc. Enzyme tái tổ hợp có thể hiện nội bào, ngoại bào hoặc cố định trên thành tế bào tùy theo lựa chọn công nghệ.

Nhằm xây dựng công nghệ mới sản xuất isomaltulose từ đường mía bằng chủng tái tổ hợp an toàn, năm 2016, Bộ Công Thương giao Viện Công nghiệp thực phẩm thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất enzyme sucrose isomerase tái tổ hợp và ứng dụng trong công nghiệp chế biến isomaltulose từ đường mía”. Đề tài do Th.S Nguyễn Thanh Thủy làm chủ nhiệm, thuộc Đề án Phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 do Bộ Công Thương chủ trì.
 

Với mục tiêu tạo enzyme sucrose isomerase tái tổ hợp và ứng dụng trong chuyển hóa đường mía thành đường isomaltulose với giá trị thương mại cao phục vụ nhu cầu tiêu thụ nội địa và xuất khẩu, nhóm thực hiện đề tài đã tạo các gen mã hóa sucrose isomerase và chủng tái tổ hợp sinh sucrose isomerase; xây dựng quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sản xuất sucrose isomerase tái tổ hợp với quy mô 300 L/mẻ, quy trình sản xuất isomaltulose từ đường mía và mô hình thiết bị sản xuất isomaltulose với quy mô 200kg/mẻ.

Sau đó tiến hành sản xuất enzyme sucrose isomerase hoạt tính đạt 1000 U/mL và hàng trăm kilogram đường isomaltulose đạt độ tinh khiết trên 95%, đáp ứng các chỉ tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm.

“Chúng tôi đã chuyển giao đường isomaltulose cho Công ty TNHH Việt Pháp (cụm Công nghiệp Kim Chung, Lai Xa, Hoài Đức) để thử nghiệm sản xuất siro chứa isomaltulose. Sản phẩm thử nghiệm chứa isomaltulose và mang hương vị dứa và vị chanh leo được sản xuất sử dụng các nguyên liệu gồm nước, isomatlulose, nước ép hoa quả, hương tổng hợp (chanh leo, cam), chất điều chỉnh acid (E330), chất làm dầy (E466), chất chống oxi hóa (E300), phẩm màu tự nhiên. Dịch có độ sánh vừa phải và phù hợp để sử dụng khi pha loãng từ 2-3 lần khi sử dụng. Sản phẩm có màu sắc và hương tự nhiên, có vị ngọt mát”, Th.S Nguyễn Thanh Thủy thông tin thêm.

Theo đánh giá của các chuyên gia, với thực trạng nguồn nguyên liệu đường mía dồi dào ở nước ta và công nghệ sản xuất isomaltulose còn nhiều yếu điểm, việc tạo chủng sinh enzyme tái tổ hợp sẽ cho phép sản xuất enzyme trên vật chủ an toàn, đơn giản hóa công nghệ sản xuất và hiệu quả kinh tế cao hơn.

Việc chuyển hóa đường mía thành isomaltulose với giá trị cao gấp 15 lần so với nguyên liệu ban đầu cũng tạo giá trị gia tăng cho sản xuất nông nghiệp, cung cấp sản phẩm phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Đặc biệt, công nghệ sản xuất isomaltulose từ mía đường là công nghệ sạch, có giá trị thặng dư cao do vậy giảm thiểu sức ép của yêu cầu phát triển kinh tế lên môi trường.