Qui trình sản xuất pectinase và ứng dụng trong CNTP (sản xuất nước quả)

Bài thuyết
trình

Qui trình sản xuất pectinase
và ứng dụng trong CNTP
(sản xuất nước quả)
GVHD:
Liêu Mỹ Đông

Nhóm 11


STT

Họ và

Tên

MSSV

Công việc

1

Trương Quang

Duy

2005130106

Phân công việc,

tổng hợp, soạn P.P

2

Văn Khánh

Duy

2005130091

Nuôi cấy bề sâu

3

Nguyễn Thái Huỳnh Như

2005130030

Ứng dụng trong
nước quả

4

Nguyễn Vũ Anh

2005130118

Nuôi cấy bề mặt

2005130005

Ứng dụng trong
nước quả
Giới thiêu về
pectin, enzyme
pectinase

Tài

5

Phạm Thị Thu

Thảo

6

Lê Vĩnh

Thuận 2005130004

7

Lý Lương Phương

Thảo

8

Đặng Thủy

Tiên

2005130024

Tinh sạch enzyme

2005130023

Phân loại enzyme
pectinase


A. Giới thiệu đề tài [2]
• Lịch sử nghiên cứu pectinase bắt đầu từ khi người
ta hiểu biết về cấu trúc pectin và cơ chế phân cắt
pectin của những enzyme này.
• Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thủy phân
các chất pectin. Đây là nhóm enzyme thứ ba được
ứng dụng rộng rãi sau amylase và protease.
• Enzyme pectinase được tìm thấy ở thực vật bậc
cao và vi sinh vật.
• Enzyme pectinase được tổng hợp cảm ứng mạnh
trên môi trường bổ sung pectin hay acid
polygalacturonic và bị hạn chế khi có nhiều acid
galacturonic hoặc glucose.


A. Giới thiệu đề tài [2]
• Couri và cộng sự (1995) đã nghiên cứu "Sự thao

tác gen trên chủng Aspergillus nhằm làm tăng sự
sinh tổng hợp các enzyme phân giải pectin “
•
Solis (1997) đã "Cải thiện việc sản xuất
pectinase dùng các thể lai giữa các chủng
Aspergillus".
• Năm 2000, trong công trình nghiên cứu "Ảnh hưởng
các nguồn cacbon khác nhau đến sự sinh tổng hợp
pectinase của Aspergillus japonicus 586", Maria và
cộng sự đã kết hợp nhiều nguồn cacbon vào cùng
một môi trường nuôi cấy như: pectin và glucose,
pectin và glycerol,…


1. Giới thiệu về Cơ chất PECTIN [1]
Nguồn gốc: thành
phần tham gia xây dựng
cấu trúc tế bào thực vật
Dạng tồn tại:
o Pectin hòa tan
o Pectinic acid
o Pectic acid
o Protopectin.
Protopectin +
(Insoluble)

H2 O

Pectin trong thực vật

Protopectinase

Pectin
(soluble)


1. Giới thiệu về Cơ chất PECTIN [1]
Cấu tạo
• Pectin là hợp chất cao phân tử mạch thẳng có cấu tạo
từ sự kết hợp của các acid D-galacturonic và các este
methyl của chúng qua các liên kết α–1,4 glucoside

Trái cây chứa nhiều Pectin

Cấu tạo Pectin


1. Giới thiệu về Cơ chất PECTIN [1]
Tính chất
 Pectin tan trong nước, ammoniac, dung dịch kiềm,
carbonat natri và trong glycerin nóng, không tan
trong ethanol.
 Các pectin tự nhiên định vị trong thành phần của tế
bào có thể liên kết với cấu trúc polysaccharide và
protein để tạo thành các protopectin không tan.
 Protopectin tạo độ cứng cho quả xanh, không tan
trong nước và có cấu tạo hoá học phức tạp


2. Giới thiệu về Enzyme Pectinase [1]

 Enzyme xúc tác sự phân hủy của các polymer
pectin.
 Được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chỉ
đứng sau amylase và protease.
 Vai trò quan trọng trong quá trình bảo quản trái
cây và rau quả.


2. Giới thiệu về Enzyme Pectinase [1]
Được phát hiện đầu tiên trong các dịch chiết trái
cây như cà rốt (phát hiện của E.Fremi năm 1840),
cà chua hay đại mạch, khoai tây, trong chanh, dứa,
cỏ ba lá


2. Giới thiệu về Enzyme Pectinase [1]
Trung tâm hoạt động của enzyme pectinase
• Enzyme pectinase chứa vùng có 8 – 10 vòng
xoắn kép về phía phải với 2 vòng tạo thành khe
liên kết với cơ chất.
• Trung tâm hoạt động có chứa axit amin Aspartate
và Lysine.
• Nghiên cứu cho rằng 1 Histidine nằm gần trung
tâm hoạt động sẽ ảnh hưởng đến khả năng xúc
tác của enzyme
• Nhiệt độ tối ưu của enzyme pectinase khoảng từ
45 – 550C.


3. Phân loại enzyme pectinase [2]

• Pectinesterase (PE)
• Protopectinase
• Các enzym khử mạch polymer


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Pectinesterase (PE)
• PE xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl
ester (COOCH3) tạo thành acid pectinic hoặc acid
pectic và methanol


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Pectinesterase (PE)
• Enzym này hoạt động đặc hiệu với nhóm
methyleste của acid galacturonic nằm bên
cạnh acid galacturonic không bị este hoá.


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Pectinesterase (PE)


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Protopectinase
Protopectinase hoà tan protopectin, tạo thành
các pectin hoà tan có mức độ polymer hoá cao.


3. Phân loại enzyme pectinase [2]

Các enzym khử
mạch polymer

Polymethylgalacturonase
(PMG)

Polygalacturonase
(PG)

Polygalacturonase
(PG)

Endo – PMG
Exo – PMG
Endo – PG
Exo – PG

Endo – PEL

Pectate lyase (PEL)

Exo – PEL


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Các enzym khử
mạch polymer


3. Phân loại enzyme pectinase [2]

Các enzym khử
mạch polymer

Enzym thủy phân liên kết glycoside (Hydrolase)
• Polymethylgalacturonase (PMG): xúc tác thuỷ
phân liên kết α-1-4-glycosid đặc hiệu với pectin
có mức độ ester hoá cao.
• Polygalacturonase(PG): xúc tác thuỷ phân liên kết
α-1-4-glycosid của acid pectic (acid
polygalacturonic)


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Các enzym khử
mạch polymer

Polymethylgalacturonase
(PMG)

• Endo-PMG: phân cắt ngẫu nhiên liên kết
α-1-4-glycosid của pectin.

Cơ chế hoạt động của Endo-polymethylgalacturonase
(Endo-PMG)


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Các enzym khử
mạch polymer

Polymethylgalacturonase
(PMG)

• Exo-PMG: phân cắt lần lượt liên kết α-1-4glycosid của pectin từ đầu không khử của
mạch pectin

Cơ chế hoạt động của Exo-polymethylgalacturonase (ExoPMG)


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Các enzym khử
mạch polymer

Polygalacturonase(PG)

• Endo-PG: còn gọi là poly(1,4-α-Dgalacturonide) glycanohydrolase, xúc tác
thuỷ phân ngẫu nhiên liên kết α-1-4glycosid trong phân tử acid pectic

Cơ chế hoạt động của Endo- Polygalacturonase (Endo-PG)


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Các enzym khử
mạch polymer

Polygalacturonase(PG)

Exo-PG: còn gọi là poly (1,4-α-D-galacturonide)
glalacturonohydrolase, xúc tác thuỷ phân lần lượt
liên kết α-1-4-glycosid của acid pectic từ đầu không

khử.

Cơ chế hoạt động của Exo- Polygalacturonase (Exo-PG)


3. Phân loại enzyme pectinase [2]
Các enzym khử
mạch polymer
• Pectin-transeliminase (poly α–1,4-galaturonite
methylesteglucanoliase) tác dụng trên pectin và pectinic
acid.
• Polygalactorunate-transeliminase (poly α-1,4D-galaturonite–
glucanoliase) tác dụng trên pectic acid và pectinic acid.
• Pectin lyase (PNL): các endo-enzyme xúc tác sự phân cắt
các đơn vị galacturonate đã bị ester hoá.


B. PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY CHÌM
1. Khái niệm [3]
 Lên men chìm là phương pháp được phổ biến
nhất trong quy trình lên men công nghiệp.
 Thường sử dụng môi trường lỏng thực hiện trong
thùng lên men.
 Trong đó có lắp đặt các hệ thống điều khiển cánh
khuấy, hệ thống cung cấp oxy, điều chỉnh pH,
nồng độ chất dinh dưỡng.
 Phương pháp này dùng được cho cả vi sinh vật
hiếu khí và kị khí.

B. PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY CHÌM
 Ưu điểm [3]
 Tốn ít mặt bằng trong xây dựng và lắp đặt dây chuyền.
 Chi phí điện năng, nhân lực và các khoản phụ cho một
đơn vị sản phẩm thấp.
 Các thiết bị lên men chìm đễ cơ khí, tự động hóa.
 Lượng cơ chất sót thấp nhờ đó tiết kiệm chi phí sản xuất.
 Ít sinh ra các enzyme tạp nên giảm bớt chi phí cho quá
trình tinh sạch.