ENZIM TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN NGUYÊN LIỆU GIÀU PECTIN

1. Hợp chất pectin
Khối lượng phân tử của pectin thường dao động từ 20.000 tới 200.000 phụ thuộc vào
nguồn pectin.

Vai trò của hợp chất pectin

Tính chất lý hoá học của tế bào quả.

Khả năng giữ nước của quả. Khả năng tách chiết dịch quả.

Trong dung dịch có ảnh hưởng tới khả năng lọc và cô đặc.

Phân loại

Protopectin: có cấu tạo hoá học rất phức tạp. Protopectin chứa phân tử pectin;
xenluloza; các ion Ca, Mg; các gốc axit photphoric, axetic và đường khử.
Protopectin tạo độ cứng cho quả xanh.

Pectin hay pectin hoà tan: là este metilic của hợp chất axit polygalacturonic cao
phân tử. Pectin tự nhiên có khoảng 2/3 nhóm cacboxyl được metoxy hoá. Mức độ
metoxy hoá cao tạo ra khả năng tạo gel trong dung dịch có nồng độ đường 65% và
môi trường axit.

Axit pectinic: là phân tử axit polygalacturonic cao phân tử trong đó một phần nhỏ
các nhóm cacboxyl được este hoá bởi metanol.

Axit pectic: là phân tử axit polygalacturonic cao phân tử được giải phóng hoàn toàn
khỏi nhóm metoxy. Nghĩa là có một nhóm cacboxyl tự do trên mỗi đơn vị axit
galacturonic.
ξ5. ENZIM TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN

NGUYÊN LIỆU GIÀU PECTIN

2. Hệ enzim pectinase
Enzim xúc tác phân giải các hợp chất pectin, làm giảm khối lượng phân tử và
giảm độ nhớt của dung dịch chứa pectin.

Phân loại hệ enzim pectinase

Enzim phân giải vùng “trơn bóng”
Enzim thuộc nhóm này phân giải các đoạn mạch chỉ chứa các chuỗi
polygalacturonic. Người ta phân chúng thành 03 nhóm nhỏ: pectinesterase;
polygalacturonase và transeliminase.

Pectinesterase (Pectimetylhydrolase; PE): enzim thuộc nhóm này xúc tác
thuỷ phân đề metoxy hoá hợp chất pectin. Sản phẩm thuỷ phân là hợp chất
metanol và các gốc cacboxyl tự do xuất hiện trong chuỗi mạch
polygalacturonic.

Cơ chế xúc tác:
COOH COOCH
3
COOH COOCH
3
COOCH
3
COOCH
3
H
2
O

COOH COOH COOH COOCH
3
COOCH
3
COOCH
3
+
CH
3
OH


Đặc tính sinh hoá
o
Enzim thu nhận từ nấm mốc, vi khuẩn và thực vật.
o
Enzim từ nấm mốc có pH
opt
= 4,5 – 5,5; T
opt
= 30 – 45
o
C và T
th
= 55 – 60
o
C. Enzim
tác dụng tới các nhóm metoxy một cách ngẫu nhiên.
o
Enzim từ thực vật có pH

opt
= 5,0 – 8,0. Enzim tác dụng lên các nhóm metoxy
đứng ngay cạnh gốc có nhóm cacboxyl tự do.
o
Hoạt độ enzim tăng lên khi có mặt của ion Ca
+2
và Mg
+2
.

Polygalacturonase (PG): enzim thuộc nhóm này xúc tác thuỷ phân liên kết α-
1,4 glucozit nằm giữa hai gốc axit galacturonic. Enzim PG là một phức hệ gồm
nhiều cấu tử và có tính đặc hiệu cao đối với cơ chất. Dựa vào tính đặc hiệu cơ chất
chia enzim làm 02 nhóm.

Endogalacturonase: enzim xúc tác thuỷ phân liên kết glucozit nằm trong
chuỗi mạch và giải phóng ra giai đoạn đầu là các oligalacturonat và giai đoạn
sau là các monome, dime hay trime. Thuộc nhóm này có loại enzim có ái lực
mạnh với pectin có độ metoxy hoá cao; có loại có ái lực mạnh với pectin có
chứa nhiều nhóm cacboxyl tự do. Vi trí liên kết được phân cắt xác định bới sự
có mặt của hai gốc axit galacturonic có chứa nhóm –COOCH
3
hay nhóm –
COOH.

Exogalacturronase: enzim xúc tác thuỷ phân liên kết glucozit ở đầu không
khử của chuỗi mạch có chứa nhóm cacboxyl không bị metoxy hoá. Thuộc
nhóm này loại enzim polygalacturonase giải phóng ra các axit galacturonic; loại
polydigalacturonase giải phóng ra axit digalacturonic.


Cơ chế tác dụng
O
O
O
COOCH
3
COOH
COOH
H
OH
OH
H
O
COOH
COOCH
3
H
2
O
H
2
O
H
2
O
Exo-PG
Endo-PG
Endo-PG
O

O
O
COOCH
3
COOH
COOH
H
OH
OH
H
OH
H
OH
H
COOH
COOCH
3
H
2
O
H
2
O


Transeliminase (TE)
Enzim thuộc nhóm này phân cắt phi thuỷ phân các hợp chất pectin với việc
tạo ra nối kép trong gốc galacturonic giữa nguyên tử cacbon số 4 và số 5 ở
đầu không khử vừa được giải phóng.


Cơ chế tác dụng

Đặc tính sinh hoá
o
Enzim có nguồn gốc từ vi khuẩn, nấm mốc, chưa tìm thấy ở thực vật.
o
Enzim tác dụng đặc hiệu lên pectin có độ metoxy hoá cao.
o
Enzim hoạt động tối ưu trong môi trường có pH trung tính hoặc kiềm
yếu.
o
Enzim có loại tác dụng theo cơ chế endo-TE hoặc exo-TE
O
O
CHOOH
COOCH
3
O
4
H
CHOOH
1
COOCH
3
H
OH
COOCH
3
5