ĐỀ TÀI THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNGPHỨC HỆ ENZYM PECTINASE VÀ CELLULASE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


BÀI BÁO CÁO HÓA SINH THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI

THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNG
PHỨC HỆ ENZYM PECTINASE VÀ CELLULASE
GVHD: TRẦN BÍCH LAM
Nhóm thực hiện :
1.Nguyễn Hoàng Phong
2.Bùi Thị Kim Thy
3.Đoàn Thị Như Quỳnh
4.Nguyễn Phan Duy Nguyên
5.Đặng Hải Thành
6.Vũ Cao Ân

MSSV:60701792
MSSV:60702437
MSSV:60702001
MSSV:
MSSV:
MSSV:60700108


Pectinase là hệ enzym có tác dụng lên
pectin dạng hoà tan, làm giải phóng nhóm
metoxy (CH3O-) và phần polysaccarit còn
lại được gọi là axit pectic (hay

polygalacturonic).


Pectin là polysaccarit
có nhiều trong quả,
củ hoặc thân cây.
Tên gọi pectin dùng
để
chỉ
chuỗi
polygalacturonic
metyl hoá 100%.


Axit pectinic dùng để chỉ chuỗi polygalacturonic
metyl hoá thấp hơn 100%.
Axit pectic dùng để chỉ chuỗi polygalacturonic hoàn
toàn không chứa nhóm metyl.
Tuy nhiên trong thực tiễn thì pectin được dùng chỉ cả
pectin và axit pectinic.


Ở thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng
protopectin không tan và dạng pectin hoà tan.
Protoprectin không tan: chủ yếu ở thành tế bào, kết
hợp với polysaccharide araban.
Pectin hoà tan: chủ yếu ở dòch bào. Pectin hoà tan là
polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galaturonic,
trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxy.
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.


Pectinase có trong cả thực vật và vi sinh vật.Ở đây
ta chỉ xét việc thu nhận và ứng dụng của pectinase
từ vi sinh vật.
Đặc điểm của hệ enzym pectinase ở vi sinh vật :
Theo quan điểm hiện đại ,trong phức hệ enzym
pectinase có các enzym: pectinesterase,
polygalacturonase, protopectinase, transeliminase.


Enzym này thu đïc từ canh trường nấm mốc
A.niger ở trạng thái đồng thể, N-axit amin cuối trong
phân tử là phenylalanin.
Pectinesterase thuỷ phân liên kết este trong
pectin cũng như trong các axít pectic để tạo thành
metanol và axít pectinic .
pectin + nH2O  CH3OH + axit pectinic


Pectinesterase của nấm mốc thì tham gia thuỷ
phân sâu sắc hơn so với pectinesterase thực vật .
Pectinesterase co ùnguồn gốc khác nhau thì có
pH tối ưu, nhiệt độ tối ưu khác nhau .
Các ion Ca2+, Na+, các clorua của Na, Ca, K
sẽ hoạt hoá pectinesterase, còn cation hoá trò 3
và 4 thì kìm hãm tác dụng của nó.

Dựa vào cơ chế tác dụng có thể chia ra thành:
Endopolygalacturonase (polygalacturonase dòch hoá):
phân cắt liên kết α-1,4 ở phía trong phân tử pectin cũng
như phía trong phân tử axit polygalacturonic.
Exopolygalacturonase (polygalacturonase đường hoá):
phân cắt dần dần từng phân tử acid galacturonic một, bắt
đầu từ đầu không khử của mạch.


pH tối ưu phụ thuộc vào nguồn thu và cơ chất,
đa số polygalacturonase bền vững ở pH từ 4,0
đến 6,0; nhiệt độ tối ưu khoảng 40-50oC và bò
vô hoạt ở 55-65oC.
Polygalacturonase cũng được hoạt hoá bởi
cation kim loai kiềm và NH4+ .


Tách araban và galactan ra khỏi protopectin
để tạo thành dẫn xuất metyl của axit
polygalacturonic (tức là pectin hoà tan).


Phân huỷ pectin bằng con đường phi thuỷ phân
tạo ra đơn phân là galacturonic có chứa nối đôi
(4-deoxy-5-xetogalacturonic).
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 .


Trong sản xuất thực phẩm, người ta thường sử dụng
các chế phẩm pectinaza dưới dạng tinh khiết. Pectinaza
thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp
thực phẩm sau:
•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.


Trong sản xuất rượu vang, nước quả và các nước uống
không rượu đều có thể sử dụng pectinaza một cách hiệu quả.
Có pectinaza các quá trình ép làm trong và lọc dịch quả rất
dễ dàng làm tăng hiệu xuất của sản phẩm.
Ví dụ dưa pectinaza vào khâu nghiền quả sẽ làm tăng hiệu
suất nước quả sau khi ép 15-25%. Khi có pectin thì khối quả
nghiền sẽ có trạng thái keo, do dó khi ép dịch quả không
thoát ra được. Nhờ pectinaza phân giải các chất pectin đi mà
dịch quả trong suốt không bị vẩn đục và lọc rất dễ dàng.


Pectinaza 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 xuất các mặt hàng từ quả nhờ pectinaza có
thể thu dược dịch quả có nồng độ đậm đặc.
Ví dụ: dịch táo cô đặc dến 72 độ Brix, nếu không tách
các pectin tự nhiên thì sản phẩm sẽ bị keo tụ một cách
mạnh mẽ và không thể cô đặc thêm nữa.
Trong sản xuất cà phê, người ta dùng pectinaza để
tách lớp keo ở trên bề mặt hạt cà phê.


Cellulase là phức hệ enzym có tác dụng rất
quan trong trong việc thuỷ phân cellulose.
Đây là enzym thuộc nhóm enzym hydrolase
thøng chỉ thấy ở vi sinh vật .


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 tổng 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 vò, 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.


Cellulose không có ý nghóa 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.

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


Mỗi đơn vò cấu trúc nên cellulose là một anhydride dglucose. 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 dòch
trong giới hạn khá rộng (từ 5.104 – 106 hoặc cao hơn).


Dùng
phương
pháp phân
tích
tia
Rontgen,
người
ta
xác đònh
được phân
tử
cellulose

có
dạng
sợi.


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


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.