Ứng dụng của enzyme beta galactosidase trong công nghiệp sản xuất sữa

ENZYM BETA-GALACTOSIDASE• Nhờ khả năng phân giải lactose mà β-galactosidase được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm từ sữa để giảm hàm lượng lactose, một thành phần c

Ứ N G D Ụ N G C Ủ A E N Z Y M E

B E T A - G A L A C T O S I D A S E

T R O N G C Ô N G N G H I Ệ P

S Ả N X U Ấ T S Ữ A

GVHD: TS.Đỗ Biên Cương

NỘI DUNG

ENZYM

BETA-GALACTOZIDASE

 Enzyme β -galactosidase (EC.3.2.1.23), hay còn gọi

là lactase β-galactoside bao gồm các carbohydrate chứa galactose , nơi liên kết glycosidic nằm trên phân tử galactose, thủy phân lactose thành các

monome của nó là glucose và galactose.

ENZYM BETA-GALACTOSIDASE

• Nhờ khả năng phân giải lactose mà β-galactosidase được

sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm

từ sữa để giảm hàm lượng lactose, một thành phần chính

trong sữa mà phần lớn người trưởng thành dung nạp rất

kém và đặc biệt một số ít người lớn kể cả trẻ sơ sinh có

dị ứng mạnh với đường lactose β-galactosidase được bổ

sung vào quá trình sản xuất bơ sữa để tránh sự kết tinh

lactose và tăng độ ngọt của sản phẩm, cải thiện các chức

năng của các sản phẩm từ sữa

• β-galactosidase có khả năng hoạt động ở pH acid trong

sản xuất sữa chua và phomat sẽ làm tăng quá trình acid

hóa, làm giảm khả năng đông đặc của sữa chua và tăng

tốc độ phát triển cấu trúc và hương vị cho phomat

ENZYM BETA-GALACTOZIDASE

• β-galactosidase có thể xúc tác ba phản ứng khác

nhau ở sinh vật Trong đó, nó có thể trải qua một

quá trình gọi là transgalactosyl hóa để tạo ra

allolactose , tạo ra một vòng phản hồi tích cực để

sản xuất β-gal Allolactose cũng có thể bị phân cắt

để tạo thành monosaccharide Nó cũng có thể thủy

phân lactose thành galactose và glucose sẽ tiến

hành quá trình đường phân Vị trí hoạt động của

β-galactosidase xúc tác quá trình thủy phân cơ chất

disaccharide của nó thông qua liên kết "nông" (vị

trí không sản xuất) và "sâu" (vị trí sản xuất)

NGUỒN ENZYME VI SINH VẬT

• Enzyme β -galactosidase có thể được thu nhận từ nhiều nguồn

khác nhau như vi sinh vật, thực vật và động vật, tuy nhiên một

số nguồn β -galactosidase từ vi sinh vật rất được quan tâm về

mặt công nghệ Vi sinh vật mang lại nhiều ưu điểm khác nhau

so với các nguồn sẵn có khác như dễ xử lý, tỷ lệ nhân giống

cao hơn và năng suất sản xuất cao

+Enzyme vi khuẩn: Enzyme β -galactosidase có thể được sản

xuất bởi một số lượng lớn vi khuẩn nhưng Streptococcus

thermophilus và Bacillus stearothermophilus được coi là nguồn

vi khuẩn tiềm năng β -galactosidase có thể được tinh chế bằng

cách sử dụng kết tủa (với amoni sunfat), thẩm thấu gel, trao đổi

ion, sắc ký ái lực và điện di, được tinh chế bằng sự kết hợp giữa

xử lý nhiệt, ammonium sulfate phân đoạn, trao đổi ion, và các

kỹ thuật sắc ký lọc gel

NGUỒN ENZYME

VI SINH VẬT

CỐ ĐỊNH BETA-GALACTOSIDASE

• Enzym beta-galactosidase được cố định bằng các phương pháp:

CỐ ĐỊNH BETA-GALACTOSIDASE

• +Hấp phụ vật lý được coi là phương pháp cố định đơn giản nhất trong đó một enzym

được cố định trên chất mang không tan trong nước và chất xúc tác sinh học được giữ trên bề mặt của chất mang bằng lực vật lý Phương pháp này có ưu điểm là thực hiện đơn giản và ít ảnh hưởng đến cấu trúc của chất xúc tác sinh học Tuy nhiên, nhược điểm của kỹ thuật này là điểm yếu tương đối của các lực liên kết hấp phụ Enzyme từ

A oryzae được cố định trên polyvinyl clorua (PVC) và màng silica gel đã được sử dụng để thủy phân lactose trong sữa gầy trong lò phản ứng dòng trục hình khuyên

CỐ ĐỊNH BETA-GALACTOZIDASE

ỨNG DỤNG CỦA BETA-GALACTOSIDASE

TRONG SẢN XUẤT SỮA

• Β -galactosidase cố định có thể được sử dụng để

thủy phân lactose trong sữa, whey / whey thấm và

tổng hợp oligosaccharides Enzyme pH trung tính

từ nấm men và vi khuẩn thích hợp để chế biến sữa

và whey ngọt.

• Lactose là dạng đường chủ yếu có trong sữa và

các sản phẩm từ sữa, được tiêu hóa trong ruột nhờ

sự trợ giúp của men là lactase (beta-galactosidase).

ỨNG DỤNG CỦA BETA-GALACTOSIDASE

TRONG SẢN XUẤT SỮA

• Quá trình thủy phân đường lactose trong sữa để chế biến thực phẩm cũng

ngăn ngừa sự kết tinh đường lactose trong các sản phẩm sữa đông lạnh

Quá trình thủy phân whey lactose là một ứng dụng quan trọng khác của β -galactosidase trong ngành sữa

• Nấm β -galactosidase cố định trong gel rượu polyvinyl có khả năng điều

nhiệt tốt hơn so với enzym hòa tan, giữ lại 70% hoạt tính sau 24 giờ ở 50°C

và 5% hoạt tính ở 60°C Sự thủy phân 75% lactose thu được trong 5-6 giờ

và mức độ chuyển hóa giảm xuống còn 50% sau 30 lần chạy.

ỨNG DỤNG CỦA BETA-GALACTOSIDASE

TRONG SẢN XUẤT SỮA

• Β -galactosidase cố định từ A niger thể hiện sự thủy phân 70% trong sữa gầy ở 40 °

C, với thời gian là 10 phút Các β -galactosidase enzyme nguồn nấm cố định trên chất hydrogel được sử dụng cho whey thủy phân và 70% -75% thủy phân đạt được trong vòng 7 giờ

• Các β -galactosidase từ circulans Bacillus cố định vào Duolite ES-762 hiển thị

chuyển đổi lactose > 70% trong một bể lò phản ứng khuấy liên tục Β -galactosidase

cố định từ A oryzae trong lò phản ứng giường đóng gói hiển thị 80% sự thủy phân lactose trong whey Việc bổ sung Mg 2+và Mn 2+ tăng cường sự thủy phân lactose bởi β -galactosidase từ K lactis β -galactosidase bị mắc kẹt trong gel copolyme của N-isopropylacrylamide và acrylamide có hiệu quả trong việc thủy phân lactose ở 5°C để sản xuất sữa có hàm lượng lactose thấp

ỨNG DỤNG CỦA BETA-GALACTOSIDASE

TRONG SẢN XUẤT SỮA

• Lactozym (một chế phẩm enzyme β -galactosidase ) cố định trên các hạt cellulose đã

được sử dụng để thủy phân whey lactose (chuyển hóa> 90%) và lactose sữa (chuyển

hóa 60%) trong 5 giờ Các chế phẩm cố định của β -galactosidase từ Thermus sp dẫn đến hiệu suất thủy phân cao hơn 99% Các dạng β -galactosidase cố định này có thể

được sử dụng trong quá trình thủy phân toàn bộ lactose trong sữa hoặc whey sữa ngay

cả ở 70°C

• Canxi alginat bao bọc β -galactosidase được sử dụng để thủy phân lactose từ dung

dịch, sữa và whey trong quy trình hàng loạt

• β -galactosidase tái tổ hợp cố định được cố định bằng THP từ Bacillus

stearothermophilus có tiềm năng ứng dụng để sản xuất sữa thủy phân lactose, thủy

phân> 80% lactose trong sữa sau 2 giờ hoạt động trong lò phản ứng đóng gói

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• 1 https://en.wikipedia.org/wiki/Beta-galactosidase

• 2

https://www.semanticscholar.org/paper/The-comparison-of-commercially-available -for-dairy-%C5%BDolnere-Ciprovi%C4%8Da/317134a4478f68b5627e5550b4a25 513a7654174

• 3.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3014700/?fbclid=IwAR111dqlI

WKYn4IpVwvl59Hq27JprNV_etrraWpGhXMkgXFeNMw_OWu7XCk

T H A N K Y O U F O R

W A T C H I N G