THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNG PHỨC HỆ ENZYM PECTINASE VÀ CELLULASE

THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNG PHỨC HỆ ENZYM PECTINASE VÀ CELLULASE

I H C QU C GIA TP H CHÍ MINH

TR ƯỜ NG ĐẠ I H C B Ọ ÁCH KHOA KHOA K THU T Ỹ Ậ HÓA H C Ọ

BÁO CÁO HÓA SINH TH C PH M Ự Ẩ

BÁO CÁO HÓA SINH TH C PH M Thu nh n và ng d ng Thu nh n và ng d ng ậ ậ ứ ứ Ự ụ ụ Ẩ

GVHD: TS Trần Bích Lam

polysaccarit còn lại được gọi là axit pectic (hay polygalacturonic).

Một đoạn phân tử pectin

Dạng không tan có thể chuyển hoá thành pectin hoà tan trong môi trường acid, ở nhiệt độ sôi, hay khi có mặt enzim

protopectinase

Tuy nhiên trong thực tiễn thì pectin được dùng chỉ cả pectin và axit pectinic.

Pectinesterase thuỷ phân liên kết este trong pectin cũng như trong các axit pectic để tạo thành metanol và axít pectinic.

pectin + nH 2 O  CH 3 OH + axit pectinic

Exopolygalacturonase (polygalacturonase đường hoá): phân cắt dần dần từng phân tử acid galacturonic một, bắt đầu từ đầu không khử của mạch.

Transeliminase có tính đặc hiệu cao nên người

ta chia nó thành:

• endopectintranseliminase

• exopectintranseliminase

• endopectinc-transeliminase

• exopectinic-transeliminase Transeliminase có nguồn gốc khác nhau thì có

cơ chế tác dụng và thuộc tính khác nhau

• Naám moác: penicillium glaucum, P.ehrlichii, P.chrysogenum, P.expanam, P.cilrimin, Aspergillus awamori, A.foetidus, A.niger, A.terrus, A.saitoi, Fusarium moniliforme, …

• Naám nem: Saccharomyces fragilis.

• Vi khuaån: Bacillus polymyxa, Flavobacterium pentinovorum, Klebsiella aerogenes.

Hiện nay người ta thu nhận pectinase chủ yếu từ

vi sinh vật Có hai phương pháp sản xuất:

1 Thu nhận từ canh trường bề mặt

2 Thu nhận từ canh trường bề sâu

- Môi trường sử dụng để nuôi cấy VSV thường là cám gạo, cám mì, bã củ cải hoặc thóc mầm, nguồn dinh dưỡng bổ sung

thường là các muối ammonium, phosphoric… độ ẩm môi trường phải nằm trong khoảng

60 0 C

- Để thu pectinase tinh khiết thì enzym thô phải được trích ly bằng phương pháp kết tủa bằng dung môi hữu cơ( etanol 72,5-75%

hoặc iso-propanol 55-57%) hay muối amoni sunfat có độ bão hòa 0,79%.

sunfat có độ bão hòa 0,79%

2 Thu nhận từ canh trường bề sâu

a/ Phương pháp hiếu khí:

pH thích hợp từ 6-7,2, pH kiềm kìm hãm, pH=4 ức chế hoàn toàn.

b/ Phương pháp yếm khí:

Môi trường: bã củ cải 2%, (NH 4 ) 2 HPO 4 0,75%, KH 2 PO 4 0,1%, CaCO 3 0,3%, nước chiết ngô 0,5%.

• Sản xuất rượu vang

• Sản xuất nước quả và nước uống không rượu

• Sản xuất các mặt hàng từ quả: nước quả cô đặc, mứt …

• Sản xuất nước giải khát

• Sản xuất cà phê và cà phê hòa tan

- Nhờ pectinase phân giải các chất pectin đi mà dịch quả trong suốt không bị vẩn đục và lọc rất dễ dàng.

- Pectinase còn góp phần chiết rút được các chất màu, tanin và những chất hòa tan, làm tăng thêm chất lượng của sản phẩm.

- Trong sản suất các mặt hàng từ quả nhờ pectinase có thể thu được dịch quả có nồng độ đậm đặc.

trong gỗ chiếm hơn 50%

Sự tạo cellulase chủ yếu do thực vật còn phân hủy nó thì chủ yếu do vi sinh vật

E

Cellulase là phức hệ hydrolase bao gồm từ C1 đến

Cx và -glucozidase, có vai trò là thuỷ phân β

Cx và -glucozidase, có vai trò là thuỷ phân β

cellulose thành sản phẩm cuối cùng là glucose.

Chế phẩm cellulase Mô hình phân tử cellulase

- Sơ dồ minh hoạ cơ chế tác dụng của cellulase

Mô hình cellulase tác dụng lên cơ chất cellulose

Cơ chế tác dụng của cellulase

- Phức hệ cellulase nhiều cấu tử đã được tách ra từ một số loại nấm Ví dụ: nấm Morythesium verrucaia tạo cellulase sáu cấu tử, Polyporus versicolor tạo

cellulase 4 cấu tử.

- Tính đặc hiệu của cellulase trên các liên kết glucoside rất rộng rãi: chúng có thể thuỷ phân được xilan ( -1,4), glucomanan ( -1,4), lichenin ( -1,3 β β β

xilan ( -1,4), glucomanan ( -1,4), lichenin ( -1,3 β β β

và –1,4), polysaccarit của mật ( -1,2), laminarin β α

và –1,4), polysaccarit của mật ( -1,2), laminarin β α

( -1,3), lutean( -1,6) β β

( -1,3), lutean( -1,6) β β

Cơ chế tác dụng của cellulase

Enzym cellulase có vai trò rất quan trọng trong quá trình chuyển hóa các vật chất hữu cơ trong tự nhiên, có ý nghĩa lớn trong công nghiệp thực

phẩm và bảo vệ môi trường.

Xạ khuẩn phát triển mạnh trong môi trường base và acid yếu, pH

môi trường ban đầu là 6,2-7,6

Nấm men phát triển mạnh trong môi trường acid yếu, pH môi trường ban đầu là 4,5-5,5.

- Bằng phương pháp hóa lý tách nước, sinh khối vi sinh vật sẽ thu được enzym bán tinh khiết

Chúng chứa nước, protein không hoạt động và enzym Dùng phương pháp hóa lý ta sẽ loại được nước, protein không hoạt động và thu enzym tinh khiết.

Phương pháp thu nhận

THU NH N CELLULASE T VI Ậ Ừ

SINH V T Ậ

Các chế phẩm cellulase thường được dùng để:

1 Tăng chất lượng các sản phẩm thực phẩm và thức ăn gia súc

2 Tăng hiệu suất trích ly các chất khác nhau từ nguyên liệu thực vật

3 Thủy phân gỗ và phế liệu gỗ:

4 Được ứng dụng trong chất tẩy rửa, chủ yếu để làm mềm vải

3 Thủy phân gỗ và phế liệu gỗ

• Các phế liệu này rẻ tiền và có thể dùng chế phẩm cellulase để thủy phân thành đường đơn giản có thể chế biến làm thức ăn gia súc

Enzym cellulase phổ biến rộng rãi trong các nấm hiển vi và vi khuẩn Trong đa số trường hợp, người ta thu chế phẩm cellulase từ canh trường bề mặt của nấm mốc A.Oryzae và

A.Awamori.