bài giangtài liệu cellulase

I-CELLULOSE: là polysaccarit chủ yếu của thành tế bào thực vật ; trong bông chiếm khoảng 90% ,còn trong gỗ chiếm hơn 50%.;Hằng năm cellulose do thực vật tởng hợp khoảng 1011 tấn .Sự tạo

CELLULAZA

Cellulase là phức hệ enzym có tác dụng rất quan trong trong việc thuỷ phân cellulose.Đây là enzym thuộc nhóm

enzym hydrolase thuờng chỉ thấy ở vi sinh vật

I-CELLULOSE: là polysaccarit chủ yếu của thành tế bào thực

vật ; trong bông chiếm khoảng 90% ,còn trong gỗ chiếm hơn 50%.;Hằng năm cellulose

do thực vật tởng hợp khoảng 1011 tấn Sự tạo cellulase chủ yếu do thực vật còn phân huỷ nó thì chủ yếu do vi sinh vật

Cellulose có nhiều hơn tất cả các hợp chất hữu cơ khác của cơ thể sống vì nó là nguyên liệu chính của thành tế bào thực vật, giúp mô thực vật có độ bền

cơ học và tính đàn hồi

Cellulose là chất được trùng hợp từ các đơn phân tử glucose, mạch thẳng được tạo bởi β-D- glucose bằng liên kết β-1,4 glucoside

Cellulose là chất rắn, trắng , không mùi vị, không tan trong nước ngay cả khi đem đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường (rượu, ether, benzen)

Trong tế bào thành cây xanh, các vi sợi cellulose sắp xếp dưới dạng các lớp xen phủ, như thể tạo nên một cấu trúc rất dai, và chắc Đôi khi thành tế bào còn được củng cố bằng một nguyên liệu gọi là lignin, chất này chèn vào khoảng không giữa các vi sợi cellulose

Hình 1 – Liên kết β-1,4- glucoside

Cellulose không có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng của người vì trong cơ thể người không có enzim phân huỷ được cellulose Động vật nhai lại có thể tiêu hoá dễ dàng cellulose vì trong dạ dày chúng có chứa các vi khuẩn có khả năng tiết ra enzym cellulase có tác dụng thuỷ phân cellulose

Thành tế bào thực vật

Cellulose là polysaccharide chủ yếu của thành tế bào thực vật Các đơn vị cấu tạo cellulose gắn với nhau nhờ liên kết glucoside

VỊ TRÍ TÁCH NƯỚC CỦA LIÊN KẾT β

LIÊN KẾT β-1,4- GLUCOSIDE

Trật tự sắp xếp của Fibril, Microfibril và Cellulose trong tế bào

thực vật

Mỗi đơn vị cấu trúc nên cellulose là một anhydride d-glucose Mỗi gốc glucose chứa ba nhóm – OH ở nguyên tử Carbon thứ hai, thứ ba và thứ sáu (trong đó nhóm –

OH đính trên C6 là nhóm rượu bậc I, còn lại là nhóm rượu bậc II)

Gốc anhydride d-glucose có vòng 6 cạnh piranose (nhờ 5 nguyên tử C và nguyên tử O) liên kết 1-4 glucoside

Phân tử cellulose chứa từ 1.400 – 10.000 gốc glucose không xoắn mà duỗi thẳng Phân tử lượng của các cellulose thu được từ các nguồn khác nhau xê dịch trong giới hạn khá rộng (từ 5.104 – 106 hoặc cao hơn)

Chuỗi phân tử Cellulose

Dùng phương pháp phân tích tia Rontgen, người ta xác định được phân tử cellulose có dạng sợi

THÀNH TẾ BÀO

TẾ BÀO THỰC

VẬT

Chuỗi phân tử Cellulose

Các dạng sợi của cellulose lại gắn vào nhau nhờ các liên kết hydro tạo nên cấu trúc mixen của cellulose

Liên kết Hydro giữa các phân tử Cellulose tạo cấu trúc Micelle

các sợi celluose liên kết lại với nhau tạo thành từng bó sợi, các bó sợi lại liên kết với nhau tạo thành đại phân tử cellulose.

II-CELLULASE: là phức hệ hydrolase bao gồm từ C1 đến Cx và β-glucozidase , có vai trò là thuỷ phân cellulose thành sản phẩm cuối cùng là glucose

Chế phẩm cellulase Mô hình phân tử cellulase

*Cơ chế tác dụng của cellulase như sau:

Ở giai đoạn đầu dưới ảnh hưởng của enzym C1

,những mảnh polyanhydroglucose có kích thước lớn được tách

ra khỏi cellulose không hoà tan ban đầu ; sau đó dưói tác dụng của enzym Cx mảnh vừa được tạo thành sẽ bị phân ly thành oligosaccarit cho đến cellobiose Như vậy , cellulase C1 tác dụng trên cellulose nguyên thủy ,cellulase C2 tácdụng trên cellulose đã biến hình nhưng vẫn không hoà tan ,cellulase Cx

tác dụng trên cellodextrin hoà tan hoặc các dẫn xuất hoà tan ,còn cellobiase thì tác dụng trên các disaccaritcellobiose để tạo

ra glucose

Sơ dồ minh hoạ tổng quát cơ chế tácdụng cùa cellulase:

Mô hình cellulase tác dụng lên cơ chất cellulose

*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 (β

-1,4);glucomanan(β -1,4);lichenin (β -1,3 va β –1,4);polysaccarit của mật (α-1,2) ;laminarin (β -1,3);lutean(β -1,6)

để:

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

chúng ta đều biết, celluloza là hợp phần quaon trọng của vỏ tế bào thục vật các nguyên liệu thực phẩm cĩ nguồn gốc thực vật nếu được gia cơng bằng chế phẩm celluloza sẽ được mềm ra, sẽ ăng hệ số đồng hĩa và nĩi chung chất lượng được tăng lên O đĩ rất bổ ích khi chuẩn bị các thức ăn đặc hiệu cho trẻ con, cho người ăn kie6g cũng như khi chế biến thức ăn gia súc

 Tăng hiệu suất trích ly các chất khác nhau từ nguyê liệu thực vật

Protein, acid amin, vitamin từ đậu tương, thạch từ rong, tinh bột từ bã, chất thơm và chất hịa tan khi sản xuất chè xanh và cà phê hịa tan

Chẳng hạn trong sản xuất bia dưới ảnh hưởng của phức hệ enzym xitaza (chủ yếu gồm 4 ezym cellulaza, hemicellulaza, ezym thủy phân chất gôm và ezymcellobiaza,…) thành tế bào của hạt đại mạch bị phá hủy khiến cho các ezym proteaza và amilaza tác dụng dễ dàng với protein và tinh bột chứa trong hạt đại mạch Khi đó, lượng đường, dextrin và các chất hòa tan khác tăng lên, tạo điều kiện để để khi gia sau này hình thành nên các phẩm vật có màu và có mùi thơm đặc trưng của malt và bia

Rong biển nếu được gia công từ chế phẩm cellulaza thì hiệu suất thạch sẽ được tăng lên Người ta cũng thấy, do ảnh hưởng của ezym hemicellulaza mà các chất mật, gôm,… vốn không bị tác dụng của pectinaza cũng bị phân hủy một cách mạnh mẽ, nên kết quả là ngăn cản được sự gelatin hóa khi chế biến các loại cà phê cô đặc

 Thủy phân gỗ và phế liệu gỗ

Các phế liệu này rẻ tiền và có thể dùng chế phẩm cellulaza để thủy phân thành các đường đơn giản có thể chế biến làm thức ăn gia súc ezym cellulaza phổ biến rộng rãi trong các nấm hiển vi và vi khuẩn

Trong đa số trường hợp, người ta thu chế phẩm cellulaza từ canh trường bề mặt của nấm mốc A oryzae và A awamori

Nấm mốc A.oryzae