Đồ Án Tốt Nghiệp Công Nghệ Thực Phẩm Nghiên Cứu Quy Trình Sản Xuất Nước Uống Thủy Phân Từ Bột Trái Bí Đỏ 8067531.Pdf

Trường đại học Bà Rịa Vũng Tàu i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KỸ THUẬT KINH TẾ BIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG THỦY PHÂN TỪ BỘT TR[.]

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG

THỦY PHÂN TỪ BỘT TRÁI BÍ ĐỎ

i

Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Tống Thị Hương MSSV: 13030483

Ngày, tháng, năm sinh: 24/02/1995 Nơi sinh: Thanh Hóa

Địa chỉ: Xã Tân Lâm, Huyện Xuyên Mộc, Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

E- mail: tongthihuong24@gmail.com

I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thủy phân từ

bột trái bí đỏ

II NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 2/2017

III NGÀY HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN: 6/2017

IV HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Cô Chu Thị Hà

Bà Rịa – Vũng Tàu, Ngày 26 tháng 6 năm 2017

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

ThS Chu Thị Hà Tống Thị Hương

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Vũng Tàu, tháng 7 năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (kí và ghi rõ họ tên)

iii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Vũng Tàu, tháng 7 năm 2017 Giảng viên phản biện (kí và ghi rõ họ tên)

iv

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô Viện kĩ thuật – kinh tế biển đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô Chu Thị Hà cô đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án, để em có thể hoàn thành tốt bài đồ án này Trong thời gian làm việc với cô, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá

trình học tập và làm việc sau này

Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên bài đồ án còn nhiều thiếu sót Em rất mong nhận được nhiều sự góp ý của các thầy, cô giáo và các bạn để bài đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Vũng Tàu, ngày 26 tháng 6 năm 2017

v

LỜI CAM ĐOAN

Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi xin cam đoan những số liệu thu được từ quá trình thực nghiệm là hoàn toàn chính xác và không sao chép từ bất cứ đồ án, công trình nghiên cứu nào Các phần có trích dẫn nội dung từ những tài liệu tham khảo đã được ghi rõ trong phần Tài liệu tham khảo cuối đồ án Tôi xin cam đoan những điều trên là sự thật và chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này

Sinh viên thực hiện

Tống Thị Hương

vi

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2

1.1 Đặc điểm nguyên liệu 2

1.1.1 Giới thiệu về cây bí đỏ 2

1.1.1.1 Hình thái 2

1.1.1.2 Bột bí đỏ 2

1.1.1.3 Phân bố sinh học và sinh thái 3

1.1.1.4 Thành phần hóa học 3

1.1.1.5 Ý nghĩa kinh tế 4

1.2 Giới thiệu chung về tinh bột 5

1.3 Khái quát về quá trình thủy phân 7

1.3.1 Bản chất và ý nghĩa của quá trình thủy phân 7

1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 8

1.3.3 Cơ chế của quá trình thủy phân 13

1.4 Quá trình thủy phân tinh bột 14

1.5 Enzyme sử dụng trong nghiên cứu Enzyme α-amylase (termamyl) 20

1.6 Phụ gia và hóa chất 23

1.6.1.Nước sử dụng trong nghiên cứu 23

1.6.2.Acid citric 23

1.6.3 Bao bì đề xuất 25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.1.1 Bột bí đỏ 26

2.1.2 Các chế phẩm enzyme 26

2.2.1 Phương tiện thí nghiệm 29

2.2.2 Phương pháp hóa học 30

2.3 Bố trí thí nghiệm 42

2.3.1 Quy trình dự kiến 42

vii

2.3.2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu 43

2.4 Phương pháp hoàn thiện sản phẩm 47

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Kết quả và thảo luận 48

3.1.1 Khảo sát tỉ lệ nước và bột bí đỏ phù hợp cho sản phẩm 48

3.1.2 Khảo sát nhiệt độ và thời gian thích hợp cho giai đoạn dịch hóa 50

3.1.3 Khảo sát nồng độ enzyme và thời gian thích hợp cho giai đoạn đường hóa 51

3.1.4 Quy trình đề xuất 54

3.1.4.1 Sơ đồ quy trình đề xuất 54

3.1.4.2 Thuyết minh quy trình 56

3.2 Sản xuất thử nghiệm sản phẩm theo quy trình đề xuất 57

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 59

4.1 Kết luận 59

4.2 Đề nghị 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

PHỤ LỤC 40

viii

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Hình dáng trái bí đỏ 2

Hình 1.2 Bột bí đỏ 3

Hình 1.3 Một số sản phẩm khác từ bí đỏ 4

Hình 1.4 Một phần cấu trúc amylose 5

Hình 1.5 Một phần cấu trúc amylopectin 6

Hình 1.6 Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất 10

Hình 1.7 Cấu trúc không gian của a-Amylase 15

Hình 1.8 Cấu trúc phân tử tinh bột bị phân cắt 17

Hình 2.1 Hình ảnh các enzyme sử dụng trong nghiên cứu 27

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình dự kiến 42

Hình 2.3 Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 2 44

Hình 2.4 Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 3 46

Hình 2.5 Nước uống đóng chai thủy phân 47

Hình 3.1 Hình ảnh chuẩn bị mẫu cảm quan 48

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn kết quả cảm quan sản phẩm với các tỉ lệ nước: bột bí đỏ khác nhau 49

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian lên giai đoạn dịch hóa 51

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gỉan đường hóa đến hiệu suất thủy phân (%) 53

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian đường hóa đến hàm lượng đường khử (%) 53

Hình 3.6 Sơ đồ quy trình đề xuất cho sản phẩm 55

ix

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột 7

Bảng 1.2 Một số tính chất khác nhau của α-amylase từ các nguồn khác nhau 18 Bảng 1.3 Các tính chất khác nhau của β-Amylase 19

Bảng 1.4 Độ ổn định của Termamyl (thời gian (phút) cần thiết để mất 50% hoạt tính) 21

Bảng 1.5 Quy định về chất lượng cảm quan của acid citric trong thực phẩm 24 Bảng 1.6 Quy định về thành phần hoá học của acid citric trong thực phẩm 24

Bảng 2.1 Đặc tính sản phẩm 27

Bảng 2.2 Đặc điểm sản phẩm 28

Bảng 2.3 Bảng mô tả nội dung đánh giá cảm quan 32

Bảng 2.4 Bảng phân cấp chất lượng 38

Bảng 2.5 Bảng điểm về độ trong và màu sắc của sản phẩm 39

Bảng 2.6 Bảng về vị của nước giải khát thủy phân 40

Bảng 2.7 Bảng điểm về mùi của nước giải khát thủy phân 40

Bảng 2.8 Bảng tỉ lệ các mẫu trong thí nghiệm 43

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ nước : bột bí đỏ đến giá trị cảm quan sản phẩm48 Bảng 3.2 Bảng đánh giá xếp loại chất lượng sản phẩm 49

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trong giai đoạn dịch hóa 50

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa 52

E Termamyl Enzyme Termamyl

1

LỜI MỞ ĐẦU Đặt vấn đề

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên thiên nhiên đã ban tặng

cho thảm thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, đặc biệt là sự phong phú của

các loại rau củ Mỗi mùa đều có những loại rau củ quả đặc trưng cho từng vùng

miền – đây là đặc điểm mà không phải quốc gia nào trên thế giới cũng có được

Với những đặc điểm ấy, cộng với 70% dân số làm nghề nông và diện tích canh

tác rau củ khoảng 1.500.000 ha, phát triển sản xuất rau củ quả là một trong

những vấn đề mang tầm chiến lược quốc gia Hầu hết rau củ quả không những

cung cấp những chất bổ dưỡng cho cơ thể mà còn cung cấp các chất có hoạt tính

sinh học cao, giúp con người phòng và chữa bệnh Trong đó có thể kể đến một

loại rau trái mà nhân dân ta quen dùng làm thực phẩm, đó là bí đỏ

Hiện nay, trên thị trường sử dụng bí đỏ để làm thực phẩm vẫn còn hạn chế

Một trong những nguyên nhân chính là các sản phẩm chế biến từ bí đỏ hiện có

trên thị trường chưa được phong phú và đa dạng Chính vì lẽ đó, với mong muốn

đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, một sản phẩm mới: nước

giải khát từ trái bí đỏ, cho ra thành phẩm uống liền tiện lợi, góp phần làm phong

phú thêm thị trường nước giải khát Việt Nam

Bên cạnh đó, giúp nông dân nâng cao hiệu quả kinh tế cây trồng (nhất là

những vùng đất bạc màu), tăng thu nhập, góp phần xóa đói giảm nghèo

Từ đó, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống

đóng chai từ bột trái bí đỏ”

Mục tiêu nghiên cứu

Nhằm tạo ra sản phẩm nước uống đóng chai giàu dinh dưỡng, giữ được tính

chất tự nhiên của nguyên liệu không chứa chất bảo quản mà chất lượng vẫn ổn

định

Để đạt được mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành khảo sát những nội dung sau:

- Tỉ lệ thích hợp của bột bí đỏ và nước

- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên hiệu suất quá trình thủy phân

- Ảnh hưởng của nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa

2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Đặc điểm nguyên liệu

1.1.1 Giới thiệu về cây bí đỏ

1.1.1.1 Hình thái

Bí ngô hay còn được gọi là bí đỏ là một loại cây thuộc chi Cucurbita, họ bầu bí (Cucurbitaceae) Đây là tên thông dụng để chỉ các loại cây thuộc các loài: Cucurbita pepo, Cucurbita mixta, Cucurbita maxima, và Cucurbita moschata

Nguồn gốc của bí ngô chưa được xác định tuy nhiên nhiều người cho rằng

bí ngô có nguồn gốc ở Bắc Mỹ Bằng chứng cổ nhất là các hạt bí ngô có niên đại

từ năm 7000 đến 5500 trước Công nguyên đã được tìm thấy ở México Đây là loại quả lớn nhất trên thế giới

Hình 1.1 Hình dáng trái bí đỏ

1.1.1.2 Bột bí đỏ

Bột bí đỏ có màu vàng đặc trưng có thể lẫn vào các hạt màu nâu Trong quá trình sản xuất, sấy bí đỏ ảnh hưởng đến màu sắc của bột bí đỏ Màu sắc của bột ảnh hưởng nhiều đến chất lượng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm

3

Hình 1.2 Bột bí đỏ

1.1.1.3 Phân bố sinh học và sinh thái

Ở nước ta, bí đỏ được trồng ở nhiều nơi từ đồng bằng đến vùng núi Cây ưa sáng biên độ sinh thái rộng, sinh trưởng tốt trên nhiều vùng đất có khí hậu khác nhau, được gieo vào tháng 4 - 5 dương lịch Bí đỏ có thể thu non làm rau sử dụng ngay Thu non, bí đỏ sẽ liên tục ra quả nhiều, dây trẻ lâu, nếu muốn bảo quản dự trữ dùng lâu dài cần để bí già mới thu hoạch

Có hai giống bí đỏ được ưa chuộng nhất ở nước ta:

Giống Bí Vàm Răng: Trồng phổ biến ở Kiên Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng Trái

tròn dẹp, có khía, nặng 3 - 5 kg, trái già màu vàng, vỏ hai da, thịt dầy, déo, màu vàng tươi

Giống bí trái dài Buôn Ma Thuột: Trồng phổ biến ở miền Đông Nam Bộ và

cao nguyên Trái bầu dục dài, nặng 1 – 2 kg, vỏ vàng xanh hay vàng, trơn láng hay sần sùi, thịt móng, màu vàng tươi đến vàng cam, ít dẻo, ngon ngọt [15]

1.1.1.4 Thành phần hóa học

Quả bí đỏ chứa 88,3-87,2% nước, 1,40-1,33 protid, 0,5-0,43% lipid, 5,6 % tinh bột, 0,08% vitamin C, 0,004% vitamin PP, 0,001% vitamin B1, 0,8-1,01% tro Thịt quả tươi chứa 2,81% đường tổng số

Tuy nhiên khó khăn của người dân hiện nay là khâu tiêu thụ sản phẩm Vì vậy,

để mở rộng và phát triển diện tích trồng cây bí đỏ, hệ thống khuyến nông và các ngành chức năng cần tăng cường quảng bá, giới thiệu giúp nông dân tiêu thụ sản phẩm trên thị trường, cần nghiên cứu sản xuất đa dạng hóa các sản phẩm ở quy

mô công nghiệp

1.1.1.6 Tác dụng của bí đỏ

Bí đỏ là nguồn thức ăn cung cấp provitamin A thiên nhiên phong phú Ngoài tỷ

lệ chất xơ và sắt khá cao, bí đỏ còn mang lại vitamin C, axit folic, magic, kali và chất đạm Trong đó, thịt bí đỏ là thành phần chứa nhiều vitamin A, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của sự tăng trưởng xương và sinh sản, vitamin A còn tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein, điều hoà hệ miễn dịch, bão vệ cho da Trong bí đỏ còn chứa một chất cần thiết cho sự phát triển của não bộ đó

là acid glutamic, đây là chất đóng vai trò quan trọng trong bồi dưỡng thần kinh,

làm tăng cường các phản ứng chuyển hoá trong tế bào thần kinh và não Vì vậy,

5

bí đỏ được coi là thức ăn bổ não, trị suy nhược thần kinh và là thức ăn cho trẻ

em chậm phát triển về trí óc

1.2 Giới thiệu chung về tinh bột

Tinh bột là thành phần chính của hạt ngũ cốc và củ lương thực Hạt tinh bột được cấu tạo từ amylose và amylopectin, xung quanh là một lớp vỏ cấu tạo cũng bằng amylose và amylopectin Các hạt xếp thành từng lớp Hạt tinh bột từ những nguyên liệu khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau

Tinh bột là một carbohyđrate cao phân tử bao gồm các đơn vị D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-glucoside Công thức phân tử gần đúng là (C6H10O5)n trong đó n có giá trị từ vài trăm đến khoảng mười nghìn Tinh bột có dạng hạt màu trắng tạo bởi hai loại polyme là amylose và amylopectin Amylose

là polyme mạch thẳng gồm các đơn vị D- glucose liên kết với nhau bởi liên kết α-1,4- glucoside

Hình 1.4 Một phần cấu trúc amylose

Amylopectin là polyme mạch nhánh, ngoài chuỗi glucose thông thường còn

có những chuỗi nhánh liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α-l,6-glucoside Các hạt tinh bột là những tinh thể đa hình Bên trong hạt tinh bột có phần kết tinh do amylose và phần phân nhánh của amylopectin tạo thành làm cho chúng không tan trong nước lạnh và tương đối trơ với các enzyme

bị yếu đi Kết quả, phân tử tinh bột bị xê dịch, hút nước rồi trương lên Quá trình trương xảy ra không hạn chế sẽ làm bung ra các phân tử tinh bột và hệ chuyển thành dạng dung dịch Quá trình trương luôn luôn đến trước quá trình hòa tan và

đây là một quá trình phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ bên ngoài

❖ Tính chất hồ hóa của tinh bột:

Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hydrat hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó tự liên hợp với nhau để tạo thành gel Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định Tùy điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thước hạt và pH mà mức độ phá vỡ và trương nở của tinh bột khác nhau

7

Bảng 1.1 Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột [7]

độ dẻo và độ nhớt cao hơn

❖ Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel:

Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử tinh bột sẽ tương tác nhau và xắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột Để tạo được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp các mạch polyglucoside hoặc gián tiếp qua phân tử nước Khi gel tinh bột

để nguội một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát ra, gọi là sự thoái hóa

1.3 Khái quát về quá trình thủy phân

1.3.1 Bản chất và ý nghĩa của quá trình thủy phân [8]

Khái niệm quá trình thủy phân là quá trình phân cắt một hợp chất cao phân

tử thành các phân tử đơn giản hơn dưới tác dụng của các xúc tác sinh học, hóa

8

học và có sự tham gia của nước

Phản ứng thủy phân là phản ứng rất phổ biến trong bảo quản và sản xuất thực phẩm Do phản ứng thủy phân mà chất lượng các sản phẩm thực phẩm bị giảm đi nhưng cũng nhờ phản ứng thủy phân để tăng thêm phẩm chất cho thực phẩm Qua phản ứng thủy phân, không những các tính chất cảm quan mà các tính chất hóa học của sản phẩm của bị biến đổi rất nhiều

Phản ứng thủy phân thường là mở đầu cho một loạt các phản ứng khác tiếp diễn Các phản ứng có thể xảy ra khi phản ứng thủy phân đã kết thúc

Xét về mặt sinh học, phản ứng thủy phân thường đặc trưng cho giai đoạn phân giải, giai đoạn cuối cùng của một quá trình sinh học

Bên cạnh đó, trong kỹ thuật sản xuất các sản phẩm thực phẩm, phản ứng thủy phân có vai trò rất quan trọng Để giảm bớt tổn thất các chất thực phẩm, người ta phải tìm những biện pháp kỹ thuật tương ứng để ngăn ngừa và hạn chế các sản phẩm thủy phân Ngược lại, nếu qua phản ứng thủy phân mà chất lượng thành phẩm tăng lên thì người ta tạo điều kiện cho phản ứng thủy phân ấy xảy ra đến tận cùng Chẳng hạn từ tinh bột, muốn có được dịch đường glucose người ta phải tạo điều kiện để phản ứng thủy phân tinh bột bằng enzyme đạt đến mức tối

đa

1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân [6]

Vận tốc của quá trình thủy phân liên quan hoạt tính của enzyme xúc tác cho phản ứng Hoạt tính của enzyme xúc tác càng mạnh thì quá trình thủy phân diễn

ra càng nhanh và triệt để

✓ Ảnh hưởng của chất xúc tác và nồng độ chất xúc tác [6]

Phản ứng tăng khi nồng độ chất xúc tác tăng, nhưng đến một giới hạn nào

đó, khi cơ chất thủy phân đã hết mà tiếp tục bổ sung chất xúc tác sẽ cho sản phẩm thủy phân mong muốn tiếp tục phân hủy Do đó, cần kiểm tra thực nghiệm

để xác định nồng độ chất xúc tác thích hợp cho quá trình thủy phân

✓ Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất thủy phân [6]

Nồng độ cơ chất đưa vào thủy phân tăng thì hiệu suất của quá trình thủy

9

phân tăng Tuy nhiên, sự tăng nồng độ cơ chất này phải phù hợp với nồng độ chất xúc tác thì quá trình thủy phân mới diễn ra triệt để Do đó, tùy theo yêu cầu chất lượng của sản phẩm mà ta khống chế nồng độ cơ chất cho phù hợp

Phương trình Michaelis-Menten biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc phản ứng với nồng độ cơ chất:

E + S ↔ ES → E + P Trong đó

- S: cơ chất

- E: emzyme

- P: sản phẩm

- ES: phức trung gian

Phản ứng enzyme được đặc trưng bởi các hằng số tốc độ phản ứng sau:

- K1 : hằng số tốc độ của phản ứng tạo phức [ES]

- K-1 : hằng số tốc độ của phản ứng phân ly phức [ES] ngược lại

10

Hình 1.6 Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất

Qua đó cho thấy, khi tăng nồng độ cơ chất thì vận tốc phản ứng tăng và khi tăng nồng độ cơ chất tới một giá trị xác định nào đó thì vận tốc đạt giá trị cực đại

Vmax Sau đó vận tốc phản ứng không tăng nữa dù nồng độ cơ chất tiếp tục tăng

✓ Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường [6]

Theo quy luật của các phản ứng hóa học thông thường, vận tốc phản ứng enzyme càng tăng khi tăng nhiệt độ Nhưng vì enzyme có bản chất là protein nên khi tăng nhiệt độ tới một giá trị giới hạn nào đó thì vận tốc phản ứng enzyme sẽ bị giảm do sự biến tính của protein

Trong khoảng nhiệt độ mà enzyme chưa bị biến tính thì hệ số nhiệt độ của

đa số enzyme vào khoảng 1,4 đến 2 Nghĩa là khi tăng nhiệt độ lên 10°C thì vận tốc phản ứng tăng từ 1,4 đến 2 lần Khi bắt đầu có sự biến tính protein thì xảy ra hiện tượng: một mặt vận tốc phản ứng vẫn tăng theo sự tăng nhiệt độ, mặt khác vận tốc biến tính protein xảy ra nhanh hơn Kết quả là vận tốc phản ứng giảm dần tới đình chỉ hoàn toàn

Nhiệt độ ứng với vận tốc cực đại gọi là nhiệt độ tối thích Nhiệt độ mà tại

đó enzyme bị mất hoàn toàn hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn Nhiệt độ tối thích của cùng loại enzyme có nguồn gốc khác nhau thì không giống nhau, thường enzyme có nguồn gốc thực vật có nhiệt độ tối thích là 50 - 60°C, enzyme từ nguồn gốc động vật 40 - 50°C Nhiệt độ quá thấp cũng làm giảm hoạt độ của enzyme, nhưng do trong điều kiện này enzyme không bị biến tính nên khi đưa nhiệt độ trở lại điều kiện thích hợp thì hoạt tính của enzyme lại được phục hồi Nhiệt độ tối thích của enzyme không phải là hằng số mà nó phụ thuộc vào

11

nhiều yếu tố như cơ chất, pH môi trường, nồng độ enzyme, nguồn enzyme đặc biệt là thời gian tác dụng càng dài thì nhiệt độ tối thích càng giảm

✓ Ảnh hưởng của thời gian thủy phân [6]

Thời gian thủy phân dài hay ngắn là để cho quá trình phân giải, cắt đứt các liên kết glucoside trong chuỗi polypeptide của tinh bột dưới tác dụng của các chất xúc tác Khi nhiệt độ tăng thì động năng tăng dẫn đến vận tốc phản ứng tăng Tuy nhiên, nhiệt độ tăng cao, vì bản chất là protein nên enzyme bị biến tính và mất hoạt tính xúc tác Do đó, thời gian thích hợp sẽ có tác dụng thúc đẩy quá trình thủy phân

✓ Ảnh hưởng của chất kích thích và chất kìm hãm [6]

Một số chất hóa học khi bổ sung vào phản ứng enzyme làm tăng hay làm giảm vận tốc phản ứng enzyme Chất đó được gọi là chất kích thích hay chất kìm hãm Ý nghĩa của sự phân chia này chỉ mang tính tương đối, vì một chất ở nồng độ này là kích thích nhưng ở nồng độ khác lại là kìm hãm Hoặc chất kích thích ở phản ứng này mà lại là kìm hãm ở phản ứng khác

Chất kích thích (chất hoạt hóa): là chất có khả năng làm tăng tốc độ phản ứng enzyme, hoạt hóa enzyme từ trạng thái không hoạt động sang trạng thái hoạt động

Cơ chế: làm enzyme có khả năng tham gia vào phản ứng chuyển hóa nhóm, chuyển hóa hydro trong phản ứng xúc tác, biến đổi trung tâm hoạt động của enzyme tới trạng thái thích hợp, dẫn đến phục hồi những nhóm chức năng hoạt động trong trung tâm hoạt động của enzyme Các ion kim loại có thể tham gia tạo thành trung tâm hoạt động của các enzyme, làm cầu nối cho enzyme và cơ chất

Các chất hoạt hóa có thể làm tăng hoạt độ enzyme bằng cách gián tiếp hay trực tiếp

- Hoạt hóa gián tiếp: nếu chất hoạt hóa làm tăng tốc độ phản ứng enzyme bằng cách loại trừ chất kìm hãm khỏi hỗn hợp phản ứng hoặc tham gia phản ứng nhưng không tác dụng trực tiếp với phân tử enzyme

- Hoạt hóa trực tiếp: các chất hoạt hóa thường tác dụng vào trung tâm hoạt