Báo cáo hoá sinh thực phẩm hệ enzyme

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,

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-5xetogalacturonic).
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


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


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 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 dòch trong giới hạn khá rộng
4

6


Dùng
phương
pháp
phân
tích tia
Rontgen,
người

ta xác
đònh
được
phân
tử
cellulose


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.


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.