Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả từ trái quách bằng phương pháp enzyme ứng dụng trong sản xuất thức uống (limonia acidissima l )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

PHẠM BẢO NGUYÊN

NÂNG CAO HIỆU SUẤT TRÍCH LY DỊCH QUẢ
TỪ TRÁI QUÁCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME
ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỨC UỐNG
(Limonia acidissima L.)

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 605402

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2015


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHQG - HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Đống Thị Anh Đào……………...

Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS. Nguyễn Thúy Hương ........................

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. Nguyễn Hữu Phúc .....................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG
Tp. HCM ngày 12 tháng 01năm 2015

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. Trần Công Luận

- Chủ tịch

2. PGS.TS. Nguyễn Thúy Hương

- Phản biện 1

3. TS. Nguyễn Hữu Phúc

- Phản biện 2

4. TS. Trần Bích Lam

- Ủy viên

5. TS. Trần Thị Ngọc Yên

- Ủy viên thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phạm Bảo Nguyên

MSHV:13110566

Ngày, tháng, năm sinh: 11/12/1982

Nơi sinh: Đồng Tháp

Chuyên ngành: Công Nghệ thực phẩm

Mã số: 60 54 02

I. TÊN ĐỀ TÀI: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả từ trái quách (Limonia acidissima L.)
bằng phương pháp enzyme ứng dụng trong sản xuất thức uống
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
-

Khảo sát một số thành phần trong trái quách.

-

Xác định tỷ lệ cellulase/pectinase và tỷ lệ pha lỗng thích hợp cho quá trình thủy phân.

-

Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố pH, nhiệt độ, nồng độ enzyme và thời gian thích
hợp cho q trình thủy phân và tối ưu hóa các yếu tố này.

-

Đánh giá sự biến đổi của phenolic, hoạt tính chống oxi hóa từ ngun liệu thịt quả đến
sản phẩm bột quách.

-

Đánh giá chất lượng bột quách sấy phun: Cảm quan, dinh dưỡng, vi sinh.

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 7/7/2012
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 7/12/2014
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Tp. HCM, ngày 14 tháng 12 năm 2014.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ ký)


Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vụ này vào trang đầu tiên của tập thuyết minh LV

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành tốt kết quả cơng trình nghiên cứu này, lời đầu tiên tôi xin chân
thành cám ơn Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa kỹ thuật hóa học, Trường Đại học
Bách khoa TP.HCM đã tạo tạo điều kiện thuận lợi về trang thiết bị và cơ sở vật chất giúp
tôi thực hiện đề tài đúng tiến độ.
Cám ơn quý thầy cô Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã truyền đạt những kinh
nghiệm quý báu trong thời gian qua, đặc biệt là cô PGS.TS Đống Thị Anh Đào đã tận
tình hướng dẫn và có những định hướng tốt nhất giúp tôi giải quyết các vấn đề nghiên
cứu một cách hiệu quả nhất.
Bên cạnh đó tơi cũng xin cảm ơn các em sinh viên trong phịng thí nghiệm đã có
những chia sẻ về những dụng cụ, thiết bị cần thiết trong thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và cơ quan cơng tác đã tạo
mọi điều kiện tốt nhất để tôi tham gia học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt bài luận văn
này.

Trân trọng cảm ơn,
TP.HCM, ngày 23 tháng 12 năm 2014

Phạm Bảo Nguyên


TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, các điều kiện khai thác tối ưu cho việc thu hồi chất
khô từ thịt quả trái quách bằng cellulase và pectinase đã được tối ưu hóa bởi
phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM). Các biến độc lập được khảo sát là pH (x1:
3.95.1), nhiệt độ (x2: 4060oC), tổng nồng độ cellulase và pectinase (x3: 0.42.0%
v/dwt) (với tỷ lệ cellulase/pectinase là 1/1) và thời gian thủy phân (x4: 30180
phút). Kết quả phân tích ANOVA cho thấy rằng các biến có ảnh hưởng đến hiệu

suất thu hồi chất khơ (H (%)) của q trình trích ly dịch quả. Các giá trị tối ưu cho
quá trình thủy phân của các biến x1, x2, x3, x4 lần lượt là tại pH: 4.2, nhiệt độ: 45oC,
tổng nồng độ cellulase và pectinase: 1.6% v/dwt, thời gian thủy phân: 120 phút.
Khi đó H (%) theo dự đốn từ mơ hình là 54.76%. Kết quả này khơng có sự khác
biệt ý nghĩa so với giá trị thực nghiệm đạt được H (%): 54.690.12% (p < 0.05),
tăng 20.89% so với q trình trích ly khơng sử dụng enzyme. Bên cạnh đó hiệu suất
thu hồi carbohydrate đạt 87.74%. Ngoài ra các hợp chất phenolic, hoạt tính chống
oxi hóa DPPH, ABTS, carotene thu được lần lượt là 106.72.6 (mgGAE), 67.10.6
(mgTEAC), 102.10.6 (mgTEAC) và 86.615.0 (mg), tương ứng tăng 41.0%,
30.2%, 40.3% và 22.2% so với quá trình trích ly khơng sử dụng enzyme. Các thí
nghiệm được lặp lại ba lần. Từ dịch quả thu được, tiến hành sấy phun ở 160oC, lưu
lượng nạp liệu mức 6 (tương đương 5.4 ml/phút), áp lực nén 3bar, bổ sung
maltodextrin vào dịch lọc quách đến 22% chất khô cho sản phẩm có độ ẩm đạt
4.670.31%, đồng thời các hợp chất phenolic, DPPH, ABTS, carotene giảm không
đáng kể so với dịch quả đem sấy, sản phẩm bột thu được đạt an toàn về vi sinh vật.
Đồng thời bột có màu sáng, ít dính. Dịch hồn ngun từ bột qch sau khi đã bổ
sung 11% đường saccharose 0.1% acid citric, 0.1% acid ascorbic đáp ứng tốt được
thị hiếu của người tiêu dùng là 100 sinh viên, kết quả đạt được điểm yêu thích
chung 4.520.5 trên thang điểm 5.


ABSTRACT
In this study, the optimum conditions for the recovery of dry matter extraction
in Limonia acidissima (L. acidissima) pulp from hydrolysis by the catalysis of
cellulase and pectinase were optimized by response surface methodology (RSM).
The independent variables were viz. pH (x1: 3.95.1), incubation temperature (x2:
40  60oC), the total concentration of cellulase and pectinase (x3: 0.42.0% v/dwt),
(the ratio of cellulase/pectinase was 1/1), and hydrolysis time (x4: 30180 minutes).
The results of ANOVA analysis showed that the variables affected the performance
of dry matter recovery in L. acidissima pulp extraction process. The optimal

conditions for the hydrolysis of the variables x1, x2, x3, x4 were derived at pH: 4.2,
45oC, 1.6% v/dwt, 120 minutes, respectively for performance in the prediction of
model was 54.76%. This result was no significant difference compared with the
experimental values (54.690.12%, p < 0.05), an average dry matter yield increase
was 20.89% compared with the performance obtained from non-enzymatic
extraction. Besides, the performance of carbohydrates recovered was 87.74%. In
addition, total phenolic content, DPPH and ABTS radical scavenging activity,
carotene content were found at 106.72.6 (mgGAE), 67.10.6 (mgTEAC),
102.10.6 (mgTEAC) and 86.615.0 (mg), the average increases 41.0%, 30.2%,
40.3% and 22.2% respectively compared with the process without enzymes. The
samples were analyzed in triplicates. Then the juice was dried at: inlet temperature
at 160oC, the feed rate of the spray drying process was 5.4 ml/minute, pressure of 3
bars, maltodextrin was added in juice with total solids of 22%. The results showed
that the moisture contents of the powders were in the range of 4.455.07%. The
powder product showed that it was not only better retention of phenolic, carotene
content, DPPH and ABTS radical scavenging activity but also safety of
microorganisms, less stickiness and bright colors. The sensory was evaluated using
5-point scale test for juice from dried powder (adding in amounts of 11%
saccharose, 0.1% citric acid, 0.1% ascorbic acid) by 100 panelists who were the
students, the results for the overall favorite level reached 4.52 points in comparison
with the total scale of 5


MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................................. i
DANH MỤC BẢNG............................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................... v
CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
2.1 Đặt vấn đề ................................................................................................................... 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................... 2
1.3 Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................... 2
1.4 Nội dung nghiên cứu:.................................................................................................. 2
1.5Ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài ...................................................................... 3
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN ................................................................................................ 4
2.1 Tổng quan về cây quách. ............................................................................................ 4
2.1.1 Phân loại khoa học ............................................................................................... 4
2.1.2 Phân bố và đặc điểm ............................................................................................ 4
2.1.3 Thành phần của quách ........................................................................................ 5
2.1.4 Một số nghiên cứu về trái quách .......................................................................... 8
2.2 Tổng quan về enzyme ................................................................................................. 9
2.2.1 Cơ sở của việc chọn kết hợp hai enzyme làm đối tƣợng nghiên cứu để thủy
phân thịt quả quách ....................................................................................................... 9
2.2.2 Cellulose và cellulase ........................................................................................... 9
2.2.3 Pectin và pectinase ............................................................................................. 16
2.2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính của enzyme ............................................. 21
2.3 Tổng quan maltodextrin ........................................................................................... 22
2.4 Tổng quan về sấy phun ............................................................................................. 24
2.4.1 Cơ sở khoa học của quá trình sấy phun ............................................................. 24
2.4.2 Ƣu điểm của quá trình sấy phun ........................................................................ 24
2.4.3 Nhƣợc điểm của quá trình sấy phun .................................................................. 25
2.4.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy phun: .................................................. 25
2.4.5 Một số nghiên cứu ứng dụng của sấy phun trong sản xuất thực phẩm: ............. 25
CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 28
3.1 Nguyên vật liệu ......................................................................................................... 28
3.1.1 Nguyên liệu trái quách ....................................................................................... 28
3.1.2 Enzyme .............................................................................................................. 28
3.1.3 Maltodextrin:..................................................................................................... 28
3.1.4 Hóa chất ............................................................................................................. 28
3.2 Dụng cụ và thiết bị .................................................................................................... 29

3.2.1 Dụng cụ .............................................................................................................. 29
3.2.2 Thiết bị ............................................................................................................... 29
3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 30
3.3.1 Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................... 30
3.3.2 Quy trình trích ly dịch quả bằng enzyme ........................................................... 31
3.3.3 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm thủy phân thịt quả quách: ................................. 33
3.3.4 Sấy phun nguyên liệu dịch lọc quách từ điều kiện thủy phân tối ƣu ................. 38
3.3.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu: ................................................................................ 39
3.3.6 Các phƣơng pháp phân tích ............................................................................... 39
i


CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................................ 40
4.1 Kết quả xác định một số thành phần dinh dƣỡng; tỷ lệ thịt quả, vỏ, hạt và xơ sợi,
trong trái quách ............................................................................................................... 40
4.1.1 Kết quả xác định một số thành phần dinh dƣỡng trong thịt quả quách ............. 40
4.1.2 Kết quả xác định tỷ lệ thịt quả, vỏ, hạt và xơ sợi ............................................... 41
4.2 Kết quả xác định tỷ lệ cellulase/pectinase xúc tác cho quá trình thủy phân thịt quả
quách ............................................................................................................................... 42
4.3 Kết quả xác định tỷ lệ pha lỗng thích hợp cho quá trình thủy phân thịt quả quách 44
4.4 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân thịt quả quách ...... 46
4.4.1 Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH trong quá trình thủy phân đến H (%) thịt
quả quách. ................................................................................................................... 46
4.4.2 Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%) thịt quả .......... 47
4.4.3 Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme thủy phân đến H (%) thịt quả
và hàm lƣợng phenolic, hoạt tính chống oxi hóa ........................................................ 48
4.4.4 Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến H (%) thịt quả, hàm
lƣợng phenolic và hoạt tính chống oxi hóa ................................................................. 52
4.4.5 Kết quả tối ƣu các điều kiện thủy phân bằng cellulase và pectinase ................. 55
4.4.6 Kết quả kiểm chứng giá trị dự đốn H (%) tối ƣu từ mơ hình với giá trị thực

nghiệm......................................................................................................................... 58
4.5 Kết quả đánh giá chất lƣợng bột quách sấy phun ..................................................... 63
4.5.1 Kết quả khảo sát sự biến đổi hàm lƣợng phenolic, hoạt tính chống oxi hóa theo
nhiệt độ sấy. ................................................................................................................ 63
4.5.2 Kết quả xác định một số thành phần dinh dƣỡng và các chỉ tiêu vi sinh của bột
quách ........................................................................................................................... 65
4.5.3 Kết quả kiểm tra vi sinh vật trong bột quách ..................................................... 66
4.5.4 Kết quả đánh giá cảm quan dịch hoàn nguyên từ bột quách ............................. 66
4.6 Kết quả đánh giá sự biến đổi một số thành phần dinh dƣỡng quan trọng từ nguyên
liệu đến sản phẩm bột quách sấy phun............................................................................ 70
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 73
5.1 Kết luận ..................................................................................................................... 73
5.2 Kiến nghị ................................................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO … .............................................................................................. 75
PHỤ LỤC............................................................................................................................ 81
Phụ lục A: Các phƣơng pháp phân tích .......................................................................... 81
Phụ lục B: Các giá trị phân tích, thực nghiệm ................................................................ 94
Phụ lục C: Các bảng thống kê. ...................................................................................... 111

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần trong 100g thịt quả và hạt quách tƣơi ............................................... 5
Bảng 2.2 Hàm lƣợng các thành phần trong thịt quả quách khô .......................................... 6
Bảng 2.3 Hàm lƣợng các aminoacid trong thịt quả ............................................................. 7
Bảng 2.4 Phân loại cellulase .............................................................................................. 11
Bảng 2.5 Hoạt tính cụ thể trên các cơ chất khác nhau của cellulase từ T.reesei ............... 14
Bảng 2.6 Thành phần các phân tử trong maltodextrin với các chỉ số DE khác nhau: ....... 23
Bảng 2.7 Tóm tắc một số cơng trình nghiên cứu khác về sấy phun .................................. 27

Bảng 3.1 Bảng quy hoạch cấu trúc có tâm xoay cấp hai, bốn yếu tố ................................ 36
Bảng 3.2 Giá trị tâm và bƣớc nhảy trong thí nghiệm tối ƣu quá trình thủy phân .............. 37
Bảng 4.1 Thành phần dinh dƣỡng trong 100g thịt quả quách theo số liệu phân tích ........ 40
Bảng 4.2 Tỷ lệ các thành phần trong trái quách ................................................................ 41
Bảng 4.3 Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme sử dụng để thủy phân đến H (%) của quá trình
thủy phân thịt quả quách .................................................................................................... 42
Bảng 4.4 Kết quả H (%) theo tỷ lệ pha loãng ................................................................... 44
Bảng 4.5 Kết quả H (%) theo pH ...................................................................................... 46
Bảng 4.6 Kết quả H (%) theo nhiệt độ thủy phân ............................................................. 47
Bảng 4.7 Kết quả H (%), phenolic, DPPH, ABTS theo nồng độ enzyme ......................... 48
Bảng 4.8 Kết quả H (%), phenolic, DPPH, ABTS theo thời gian thủy phân .................... 53
Bảng 4.9 Kết quả H (%) theo các yếu tố pH, nhiệt độ , nồng độ enzyme và thời gian thủy
phân khi tiến hành thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm ............................................. 55
Bảng 4.10 Hệ số phƣơng trình hồi quy và độ tin cậy của các hệ số tƣơng ứng với các yếu
tố của quá trình thủy phân bằng enzyme ........................................................................... 56
Bảng 4.11 H (%) từ phƣơng trình hồi quy và thực nghiệm .............................................. 58
Bảng 4.12 Thành phần dinh dƣỡng trong 100g thịt quả và dịch lọc thu từ 100g thịt quả . 60
Bảng 4.13 Kết quả hàm lƣợng phenolic, hoạt tính chống oxi hóa theo các nhiệt độ sấy
khác nhau. .......................................................................................................................... 63
Bảng 4.14 Kết quả xác định một số thành phần dinh dƣỡng trong bột quách ................... 65
Bảng 4.15 Kết quả xác định một số chỉ tiêu vi sinh trong bột quách ................................ 66
Bảng 4.16 Kết quả đánh giá cảm quan dịch hoàn nguyên từ bột quách theo phƣơng pháp
cho điểm thị hiếu . .............................................................................................................. 66
Bảng 4.17 Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu cảm quan sau khi điều chỉnh độ chua, độ ngọt
............................................................................................................................................ 68
Bảng 4.18 Khối lƣợng các thành phần carotene, phenolic, hoạt tính chống oxi hóa theo
phƣơng pháp DPPH và ABTS trong các nguyên liệu khảo sát ......................................... 70

iii

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cây qch.............................................................................................................. 7
Hình 2.2 Các liên kết (l,4)-glucoside giữa các phân tử D-glucose .................................... 10
Hình 2.3 Sự hình thành cầu nối hydro trong chuỗi ............................................................ 10
Hình 2.4 Cơ chế thủy phân cellulose ................................................................................. 12
Hình 2.5 Cơ chế enzyme thủy phân cellulose ................................................................... 13
Hình 2.6 Cấu trúc của pectin trong tế bào thực vật ........................................................... 16
Hình 2.7 Cấu tạo phân tử pectin……………………………………………………...…..17
Hình 2.8 Cơ chế tác động của pectinase vào phân tử pectin ............................................ 19
Hình 4.1 Tỷ lệ các thành phần trong trái quách ................................................................. 41
Hình 4.2 Ảnh hƣởng của tỷ lệ cellulase/pectinase sử dụng để thủy phân ......................... 42
Hình 4.3 Ảnh hƣởng của tỷ lệ pha lỗng đến H (%)thịt quả qch ................................... 45
Hình 4.4 Ảnh hƣởng của pH trong quá trình thủy phân đến H (%)thịt quả quách. ........... 46
Hình 4.5 Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%) từ thịt quả quách. ...................... 47
Hình 4.6 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme thủy phân đến H (%). ..................................... 49
Hình 4.7 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hàm lƣợng phenolic................................. 49
Hình 4.8 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hoạt tính chống oxi hóa theo phƣơng pháp
DPPH và ABTS. ................................................................................................................ 50
Hình 4.9 Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến H (%) từ thịt quả quách ...................... 53
Hình 4.10 Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến hàm lƣợng phenolic. ......................... 53
Hình 4.11 Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến hoạt tính chống oxi hóa theo phƣơng
pháp DPPH và ABTS………..……………………………………………………….….53
Hình 4.12 Ảnh hƣởng của pH và nhiệt độ thủy phân đến H (%) dịch quả trái quách ....... 57
Hình 4.13 Ảnh hƣởng nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến H (%) dịch quả trái
quách .................................................................................................................................. 58
Hình 4.14 H (%) từ phƣơng trình hồi quy và thực nghiệm ................................................ 59
Hình 4.15 Thành phần dinh dƣỡng trong 100g thịt quả và dich lọc thu từ 100g thịt quả . 61
Hình 4.16 Hiệu suất thu hồi các thành phần dinh dƣỡng trong dịch trích sau thủy phân ở
điều kiện tối ƣu .................................................................................................................. 61

Hình 4.17 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hàm lƣợng phenolic, DPPH và ABTS. ........ 64
Hình 4.18 Điểm cảm quan theo phép thử thị hiếu. ............................................................ 68
Hình 4.19 Tỷ lệ phần trăm của các mức điểm thị hiếu ứng với từng chỉ tiêu cảm quan ... 69
Hình 4.20 Sự biến đổi hàm lƣợng carotene, phenolic và hoạt tính chống oxi hóa trong
100g nguyên liệu thịt quả quách đến sản phẩm bột quách….............................................71
Hình 4.21 Trái quách và sản phẩm bột quách sấy phun ………………………………..72

iv


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT
1
2
3
4
5
6
7

VIẾT TẮT
ANOVA
AOAC
B. cereus
CFU
DPPH
%v/dwt
GAE/L

8

9
10
11
12
13
14

H (%)
LSD
mM
MD
ISO
RSM
TEAC

15
16
17

TSVSVHK
TSNM-M
WPI

VIẾT ĐẦY ĐỦ
Analysis of variance- Phân tích phƣơng sai
Association of Official Analytical Chemists
Bacillus cereus
Colony Forming Unit - Đơn vị khuẩn lạc
2, 2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl
%volume/dry weight - % thể tích/khối lƣợng chất khơ

Gallic acid equivalent/Lit - Hàm lƣợng acid gallic tƣơng
đƣơng/Lit
Hiệu suất thu hồi chất khô
Least Significance Difference – Sự khác biệt ý nghĩa
mili mol/lit
Maltodextrin
International Organization for Standardization
Response surface Modeling - Mơ hình bề mặt đáp ứng
Trolox Equivalent Antioxidant Capacity – Khả năng chống
oxi hóa tƣơng đƣơng trolox
Tổng số vi sinh vật hiếu khí
Tổng số nấm men mấm mốc
Whey protein isolate

v


CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
2.1 Đặt vấn đề
Trái quách là một loại trái cây đặc sản của tỉnh Trà Vinh. Cây quách được
trồng nhiều ở một số tỉnh của Đồng bằng Sông Cửu Long, nhiều nhất là ở Trà
Vinh. Năng suất thu hoạch loại trái cây này rất cao. Một cây quách 10 năm tuổi có
thể cho từ 200-300 trái/năm, trái to có thể nặng trên 0.5kg. Nếu như trước đây, mỗi
nhà chỉ trồng một vài cây quách tạo bóng mát trước sân, nay nhiều gia đình đã
trồng cây trong vườn hoặc chuyển đổi những thửa ruộng năng suất thấp sang trồng
quách. So với các loại cây khác, quách dễ trồng, là loại cây thích hợp với đất
giồng, trảng nắng, cây phát triển nhanh mà khơng cần sử dụng phân bón. Qch
tuy khơng có hương thơm như nhiều loại trái cây khác, nhưng có vị rất đặc biệt,
vừa có vị chua, lại vừa có vị ngọt tạo nên tính đặc sắc của loại trái cây này.
Quách không chỉ là loại trái cây đặc sắc về hương vị mà cịn có giá trị dinh

dưỡng cao. Bên cạnh các thành phần dinh dưỡng cơ bản như carbohydrate, chất
đạm, béo, trong trái quách còn có canxi, phơt pho, sắt và các thành phần có lợi cho
sức khỏe như carotene, thiamine, vitamin C, pholiphenol, alkaloid, flavonoid,
terpenoid và tannin,… [1] [2].
Dù năng suất thu hoạch rất cao và có giá trị dinh dưỡng, nhưng giá thành trái
quách rất thấp. Do tập quán sử dụng trái quách chín dạng tươi, chủ yếu là dùng với
đá, nên các sản phẩm từ trái quách chưa được biết đến rộng rãi. Thực trạng này là
do hiện nay chưa có áp dụng cơng nghệ vào sản xuất để đa dạng hóa sản phẩm từ
trái quách trên thị trường.
Trên thế giới, nhiều cơng trình nghiên cứu về trái qch đã được tiến hành
chủ yếu nghiên cứu về các thành phần có lợi từ trái quách. Việc sử dụng trái quách
đúng mức sẽ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe bởi sự có mặt của các chất chống
oxi hóa, phenol, flavonoid [3] [4] [5] [2] [6].
Trước tình hình đó, việc triển khai đề tài “Nâng cao hóa hiệu suất trích ly trái
qch (Limonia acidissima L) bằng hệ enzyme cellulase/pectinase trong sản xuất
thức uống” nhằm góp phần đa dạng hóa sản phẩm từ trái quách, kéo dài thời gian
1


bảo quản và tạo ra sản phẩm mới tiện dụng, dinh dưỡng. Đây là hướng nghiên cứu
mới có nhiều triển vọng góp phần vào việc phát triển sản phẩm từ trái quách và
kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Đồng thời kết quả tối ưu các điều kiện của
quá trình thủy phân sẽ mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới cho loại trái cây đặc sản
này.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Nâng cao hiệu suất trích dịch quả từ trái quách bằng enzyme.
Sản xuất thử nghiệm sản phẩm bột quách sấy phun.
Đánh giá chất lượng sản phẩm bột quách sấy phun và sự biến đổi các hợp
chất có lợi như hàm lượng phenolic, hoạt tính chống oxi hóa trong tiến trình
nghiên cứu.

1.3 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu này được thực hiện với quy mơ phịng thí nghiệm, đối tượng
nghiên cứu là trái quách được mua tại tỉnh Trà Vinh.
Enzyme cellulase và pectinase sử dụng cho nghiên cứu từ hãng Novozymes
Đan Mạch được mua tại công ty BrennTag Việt Nam, TP. HCM).
1.4 Nội dung nghiên cứu:
Nghiên cứu này tập trung các nội dung sau:
Tổng quan tài liệu về trái quách, enzyme dùng trong thủy phân thịt quả.
Phân tích một số thành phần cơ bản trái quách, hoạt tính enzyme cellulase,
pectinase.
Khảo sát hiệu quả của việc kết hợp cellulase và pectinase với các tỷ lệ khác
nhau trong quá trình thủy phân thịt quả từ trái qch.
Khảo sát tỷ lệ pha lỗng thích hợp cho quá trình thủy phân.
Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố pH, nhiệt độ, nồng độ enzyme, thời gian
đến quá trình thủy phân và tối ưu các yếu tố này.
Đánh giá chất lượng bột quách sấy phun từ dịch quả của quá trình thủy phân
tối ưu: thành phần dinh dưỡng, cảm quan, vi sinh.
Đánh giá sự thay đổi thành phần phenolic, carotene, hoạt tính chống oxi hóa
từ ngun liệu thịt quả quách, dịch quả thủy phân đến bột quách sấy phun.
2


1.5 Ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài
Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả trích ly dịch quả từ trái
quách, ứng dụng cho sản xuất bột quách sấy phun. Bên cạnh đó, dịch quả thu được
có thể ứng dụng để sản xuất nhiều sản phẩm khác như rượu vang, nước quách
thanh trùng, mứt đông,…

3

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về cây quách.
2.1.1 Phân loại khoa học
Cây quách có tên khoa học là: Limonia acidissima L. (Tên gọi khác là
Feronia elephantum, Feronia limonia, Hesperethusa crenulat, Hesperethusa
crenulata, Schinus limonia) là một loài duy nhất trong chi Limonia, họ Rutaceae.
Tên tiếng Anh là wood-apple, elephant-apple, monkey fruit, and curd fruit; tên ở
Ấn độ: Kaitha, Kath Bel hoặc Kabeet; Malaysia: Belingai; Ở Campuchia: Kvet và
nhiều tên gọi khác.
2.1.2 Phân bố và đặc điểm
Cây quách có nguồn gốc ở Bangladesh, Ấn Độ, Pakistan, Sri Lanka,
Indonesia, Malaysia, là loại cây thân gỗ, cây lớn cao tới 9 mét. Quả có đường kính
5-9 cm, với lớp vỏ cứng, dày bên ngồi chứa thịt quả màu nâu dính và hạt nhỏ màu
trắng bên trong. Thịt quả chưa chín có vị chát, nồng, khi chín có hương vị chua và
ngọt.
Trái qch đã có mặt trên đất Trà Vinh từ hơn nửa thế kỷ, nay được trồng
nhiều ở huyện Cầu Kè tỉnh Trà Vinh và nhiều tỉnh khác. Quách bán nhiều ở Trà
Vinh, Bạc Liêu, Bến Tre, Tiền Giang, Tây Ninh và cả ở thành phố Hồ Chí Minh.
Cây trồng khoảng bảy năm thì cho trái. Cây quách lớn cho hàng trăm trái mỗi năm,
mùa thu hoạch trái bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 12 âm lịch. Qch bắt đầu chín
thì tự rụng. Dù rơi từ trên cao xuống nhưng quách không giập vỡ vì vừa chớm
chín, trái cịn rắn và được bảo vệ bởi lớp vỏ dày và cứng. Cách ăn trái quách ăn
khá đơn giản, pha trộn thành một loại đồ uống, hoặc chế biến thành mứt đơng. Thịt
quả có thể ăn trực tiếp hoặc trộn với đường, hoặc ngâm rượu sử dụng như một loại
nước giải khát, hoặc đông lạnh như kem, sản xuất kẹo,... Ở Thái Lan, lá non được
dùng như một loại salad; ở Ấn Độ thịt quả chín thường ăn với đường hoặc đường
thốt nốt; ở Indonesia thịt quả chín đánh trộn với đường cọ và ăn như bữa điểm tâm.
Ở Campuchia quách được trồng rất nhiều và người dân thường ăn trái non với
muối.

4


Hình 2.1: Cây quách
2.1.3 Thành phần của quách
Bảng 2.1 Thành phần trong 100g thịt quả và hạt quách tươi
Thành phần [7]

Thịt quả

Hạt

Hàm lượng ẩm

74.0%

4.0%

Protein

8.00%

26.18%

Chất béo

1.45%

27%

Carbohydrate

7.45%

35.49%

Tro)

5.0%

5.03%

Canxi

0.17%

1.58%

Phôt pho

0.08%

1.43%

Sắt

0.07%

0.03%

Tannin

1.03%

0.08%

Acid tổng số

0.3-0.8%

Vitamin C

8-10 mg/l

5


Bảng 2.2 Hàm lượng các thành phần trong thịt quả qch khơ
Thành phần

Tỷ lệ trong bột khơ (%)[1]

Ẩm

6.4

Tro

5.28

Protein

13.8

Fat

4.3

Carbohydrate

70

Chất xơ

1.7

Khống (g/g)
P

1137.35

Mg

852.5

Ca

711.8

Fe

23

Zn

23.84

Cu

23.84

Mn

3.64

Se

0.768

Vitamin (g/g)
Vitamin C

180

Riboflavin

0.23

Thiamine

0.31

Beta-carotene

0.04

Bột quách sấy khô ở nhiệt độ 40oC đến khi đạt độ ẩm 6.4% cho thấy rất giàu
carbohydrate (70,14%), một lượng đáng kể của protein (13,8%), trong khi hàm
lượng chất xơ của nó khá cao có tác dụng phịng ngừa các rối loạn đường tiêu hóa
do loạn khuẩn [8], đồng thời góp phần làm giảm cholesterol trong máu, giúp hấp
thụ các kim loại nặng từ thức ăn. Chất xơ tan cịn là thức ăn cho các vi khuẩn có
lợi ở đường ruột tăng khả năng lên men của vi khuẩn ở ruột già, đồng thời ngăn
cản sự hấp thu các độc chất có trong thức ăn thẩm thấu, gắn kết với các cholesterol

6


và thải trừ chúng ra khỏi cơ thể giúp phòng chống tăng cholesterol trong máu và
phòng chống ung thư trực tràng [9].
Bột có hàm lượng chất béo thấp (4,38%) nên nó mang lại giá trị dinh dưỡng
lý tưởng cho người thừa cân. Giá trị năng lượng của bột khô đã được tính tốn và
giá trị thu được là 375,18 kcal.
Trong bột cịn có canxi, magiê, sắt và kẽm chiếm tỷ lệ khá cao, một lượng
phosphor có thể đóng một vai trị quan trọng trong việc hình thành xương và các
hoạt động trao đổi chất thiết yếu khác của cơ thể. Canxi đóng một vai trị quan
trọng trong việc tạo độ cứng cho bộ xương ngoài tham gia trong các chức năng
thần kinh cơ, đơng máu, và nhiều q trình trao đổi chất khác. Kẽm từ bột có tác
dụng chống oxi hóa giúp cải thiện tốt bệnh tiểu đường. Hàm lượng ascorbic acid
(180µg/ g chất khơ) khá cao có tác dụng chống oxi hóa và tăng sức đề kháng cho
cơ thể. Hiệu quả kháng histamin của nó có thể giảm thiểu sự hình thành của chất

gây ung thư từ chế độ ăn uống và có thể được sử dụng như thuốc thảo dược để
điều trị cảm lạnh thông thường và các bệnh khác như ung thư tuyến tiền liệt. Sự
hiện diện của vitamin B1 và B2 giúp cho quá trình chuyển hóa carbohydrate thành
năng lượng và đây cũng là điều cần thiết cho sự tăng trưởng, sản xuất các tế bào
máu đỏ, làm cho da và đơi mắt khỏe mạnh. Ngồi ra beta-carotene (tiền chất của
vitamin A) cũng giúp xây dựng và duy trì răng, xương và màng nhầy [1].
Trong protein của trái quách có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế và
nhiều acid amin khác như được thể hiện trong bảng 2.3:
Bảng 2.3 Hàm lượng các aminoacid trong thịt quả.
Amino acid
Aspartic acid
Alanine
Tyrosine
Proline
Isoleucine
Phenylalanine
Tryptophan
Glycine
Valine
Leucine
Histidine

Hàm lƣợng (mg/100 g dwt) [3]
104.16
169.82
605.19
639.04
2870.41
984.15
1154.51

152.23
471.53
176.06
414.95

7


2.1.4 Một số nghiên cứu về trái quách
Tình hình nghiên cứu trong nước:
Đã có nghiên cứu về một số tính chất đặc trưng của trái quách và khả năng
chế biến nước qch lên men [10].
Tình hình nghiên cứu ngồi nước:
Lá, vỏ và trái cây có giá trị dược liệu và sử dụng làm thuốc truyền thống
trong nhiều thế kỷ do có chứa chất kháng sinh [11] [12], kháng nấm [12], chống
viêm [13].
Việc sử dụng trái quách đúng mức sẽ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe bởi
sự có mặt của các chất có hoạt tính sinh học như các hợp chất chống oxi hóa,
phenol và flavonoid [3] [4] [5], các hợp chất phenolic, ankaloid, coumarin,
flavonoid, terpenoid, caroteneoid và vitamin C [2] [6]. Sự hiện diện của các hợp
chất chống oxi hóa trong trái quách giúp làm giảm các gốc tự do trong tế bào, gốc
tự do là nguyên nhân căn bản của sự lão hóa do làm hư hại các DNA, gây ra đột
biến, ung thư và nhiều bệnh tật khác [14] [15].
Trong y học dân gian Ấn Độ, trái quách được sử dụng như thuốc lợi tiểu,
chống viêm, hạ sốt, giảm đau và hoạt tính kháng khuẩn [3] [16], khả năng chữa
bệnh kiết lỵ, tiêu chảy [17].
Bên cạnh đó cũng đã có những nghiên cứu khác về tác dụng chữa bệnh như:
Khả năng làm giảm đường huyết trên chuột từ dịch chiết của trái quách; điều này
có liên quan đến khả năng ức chế men aldose reductase: Men này có nhiệm vụ
chuyển glucose máu thành sorbitol – một hợp chất liên quan chặt chẽ với sự tiến

triển các biến chứng của đái tháo đường [18]. Tiểu đường là một bệnh mãn tính
chủ yếu gây ra bởi sự cân bằng chuyển hóa glucose. Bệnh được đặc trưng bởi tăng
lượng đường huyết, tăng lipid máu và suy tiết insulin nội sinh. Tình trạng này do
sự sụt giảm đáng kể trong chất chống oxy hóa bẩm sinh ở bệnh nhân đái tháo
đường và tăng lên đồng thời của stress oxy hóa đóng một vai trị quan trọng trong
sinh bệnh học. Các gốc tự do được hình thành quá mức dẫn đến thiệt hại của các
bào quan và các enzyme, tăng peroxide hóa lipid, rối loạn chức năng tế bào β, …
Bệnh có hai loại: loại 1 là do rối loạn hệ thống điều hòa miễn dịch, và phương
pháp điều trị cơ bản là cung cấp insulin trong khi loại 2 chủ yếu là do kháng
8


insulin gây ra biến chứng, phạm vi cho sự phát triển phương pháp trị liệu là rất
rộng lớn. Tiểu đường là bệnh do nhiều nguyên nhân gây ra và một phương pháp trị
liệu để trị bệnh tiểu đường là làm chậm sự chuyển hóa tinh bột thành glucose bằng
cách ức chế các enzyme như alpha-glucosidase và amylase, đây là enzyme chính
chuyển hóa tinh bột thành glucose trong máu. Vì vậy, đây là mục tiêu cho thuốc
giảm tải đường [6].
2.2 Tổng quan về enzyme
2.2.1 Cơ sở của việc chọn kết hợp hai enzyme làm đối tượng nghiên cứu để thủy
phân thịt quả quách
Thành tế bào thực vật chứa polysaccharide như pectin, cellulose,
hemicellulose [19]. Bên cạnh những thành phần cellulose, hemicellulose, bên trong
tế bào của rau, quả còn chứa các thành phần khác như đường, amino acid,
vitamins,... [20].
Enzyme cellulase thu nhận từ chủng nấm mốc Trichoderma reesei là một
endo enzyme, có hiệu quả trong việc chiết phá vỡ thành tế bào tăng hiệu suất thu
hồi chất chiết [21].
Trong dịch trích ly trái quách bằng kiềm KOH 4% cho thấy trong phần dịch
trích có các polymer hịa tan bao gồm pectic và hemicellulosic. Phần khơng tan

chủ yếu là cellulose [22].
Do đó việc chọn kết hợp cellulase và pectinase để tác động đến cellulose của
thành tế bào, và lớp kết dính pectin giữa các tế bào trong cấu trúc mô thực vật
nhằm giúp cho q trình trích ly thực hiện dễ dàng hơn, đồng thời thu được nhiều
dịch bào và chất chiết hơn [23]. Đây là vấn đề trọng tâm của nghiên cứu này.
2.2.2 Cellulose và cellulase
Cellulose
Cellulose là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật. Cellulose thường
liên kết với nhau thành chùm sợi cùng với hemicellulose, protopectin, pectin và
lignin [24].
Do trong tiêu hóa của con người khơng có enzymes cellulase nên cellulose
cùng với một số polysaccharide trở nên khó tiêu trong các thực phẩm thực vật (rau,
9


trái cây hoặc ngũ cốc), chúng được gọi là chất xơ. Ngồi ra cellulases cũng khơng
có ở đường tiêu hóa của nhiều loại động vật, nhưng động vật ăn thực vật có thể sử
dụng cellulose. Tầm quan trọng của chất xơ trong chế độ dinh dưỡng của con
người chủ yếu là tác dụng duy trì nhu động ruột.
Cellulose là chuỗi polysaccharide mạch thẳng có cấu tạo từ vài trăm đến hơn
mười nghìn phân tử D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết (l,4)-glycoside
(hình 2.2). Cellulose có cấu trúc tinh thể đơn và vơ định hình. Các chuỗi được định
hướng song song có dạng sợi nằm trên trục b của đơn vị tế bào cho phép hình
thành các cầu nối hydro bên trong chuỗi tại vị trí O-4 với O-6 và O-3 với O-5. Cầu
hydro giữa các phân tử (ổn định chuỗi song song) tập trung ở trục a, trong khi
tương tác kỵ nước tồn tại theo hướng trục c (hình 2.3).

Hình 2.1 Các liên kết (l,4)-glucoside giữa các phân tử D-glucose

Hình 2.2 Sự hình thành cầu nối hydro trong chuỗi.

Các vùng tinh thể chiếm khoảng 60% chuỗi cellulose, xen giữa chúng là các
vùng gel vơ định hình. Các vùng gel vơ định hình này khi bị mất nước thì nó trở
thành dạng tinh thể. Cellulose vi tinh thể có trọng lượng phân tử từ 3050 kDa

10


được hình thành khi các liên kết acid yếu hoặc kiềm yếu bị thủy phân, lúc này nó
khơng có cấu trúc sợi và nó cũng khơng tan trong nước.
Cellulose có 6 dạng: cellulose I, II, III1, III11, IV1 và IV11 [25]. Cellulose I là
cellulose tự nhiên, nó tồn tại ở hai dạng I và I. Cellulose I có thể chuyển đổi
thành cellulose II thơng qua q trình tái tạo (hịa tan cellulose trong dung môi hữu
cơ rồi tái kết tinh) hoặc quá trình làm mềm (xứ lý với dung dịch NaOH từ 18-23%
[26]. Cellulose III1, III11 được tạo thành từ cellulose I và II khi chúng được xử lý
với amoniac lỏng, ethylamine hoặc methylamine. Cellulose IV1 và IV11 có thể
được tạo ra từ quá trình xử lý nhiệt cellulose III1, III11. Mức độ polymer hóa của
cellulose (ký hiệu là DP, số phân tử glucose còn lại trong chuỗi) phụ thuộc vào các
nguồn cellulose khác nhau. DP trong khoảng từ 1000 đến 14000 đơn vị (tương ứng
với trọng lượng phân tử từ 162 đến 2268 kDa). Do có phân tử lượng cao và cấu
trúc tinh thể nên cellulose không tan trong nước. Ngoài ra, khả năng trương nở và
hấp phụ nước của các nguồn cellulose khác nhau là khác nhau [27].
Cellulase [28]
Sự thủy phân hồn tồn các chất khơng hịa tan như cellulose vi tinh thể là
một quá trình phức tạp. Có ít nhất ba enzyme liên quan đến sự phân hủy cellulose
thành cellobiose và cuối cùng là glucose như bảng 2.4 và hình 2.4 [24].
Bảng 2.4 Phân loại cellulase
Sơ EC

Tên gọi

Tên khác

Phản ứng

3.2.1.4

Cellulase

Cx, CMCasea,

Thủy

Endo- 1,4--

glycosidic bên trong mạch cellulose.

phân

liên

kết

1,4--D-

glucanase
3.2.1.91 Cellulase 1,4-- C1
cellobiosidase

avicellase

Thủy phân liên kết 1,4- -Dglycosidic từ đầu ngoài cùng không

cellobiohydrolase khử của mạch cellulose hoặc 1,4 –
- glucooligosaccharide tạo thành
cellobiose.
3.2.1.21

-Glucosidase Cellobiase

Thủy phân các -D- glucan thành
glucose.

11


a

CMC: carboxymethyl cellulose; hoạt tính enzyme có thể được xác định

thông qua việc giảm độ nhớt của dung dịch CMC.
Bảng 2.4 cho thấy, C1 và Cx tương ứng là endo- và exo-1,4--glucanase, thủy
phân cellulose thành cellobiose. Vì nhân tố C1 bị ức chế bởi chính sản phẩm của
nó nên với một cellobiase khơng đủ để cắt mạch cellulose. Vì vậy, sự phân hủy
hồn tồn cellulose chỉ có thể xảy ra với lượng lớn cellobiase hoặc khơng có sự tạo
thành glucose.

Hình 2.3 Cơ chế thủy phân cellulose
Cellulase từ nấm mốc Trichoderma reesei
Trichoderma reesei là loại nấm mốc dạng sợi quan trọng trong cơng nghệ
sinh học, lồi này sản xuất lượng lớn cellulase (hệ enzyme thủy phân cellulose).

Cellulase được tạo ra bởi Trichoderma reesei là các endoglucanase (EGs), các
cellobiohydrolase (CBHs) và cellobiase (-glucosidase, BGL) [29].
Trichoderma reesei tạo ra ít nhất 9 endoglucanase và hai cellobiohydrolase
[30]. Trong điều kiện cellulase cảm ứng, tỷ lệ cellobiohydrolase từ protein ngoại
bào của Trichoderma reesei là 80-85% [31]. Thành phần cellobiohydrolase chủ
yếu của Trichoderma reesei là CBH I, chiếm 50-60% tổng protein tiết ra [28].
12


Hoạt tính cellulase chính của Trichoderma reesei là hai endoglucanase (EG I,
EG II) [32] và hai celiobiohydrolase (CBH I và CBH II) [33]. Hệ enzyme này tác
động cùng nhau trong quá trình thủy phân cellulose tinh thể [34]. Các
endoglucanase thủy phân bên trong chuỗi cellulose, tạo ra điểm kết thúc chuỗi mới
cho cellobiohydrolase hoạt động. Các cellobiohydrolase thủy phân cellulose từ vị
trí điểm kết thúc để tạo ra các cellobiose. CBH II sẽ cắt chuỗi cellobiose từ đầu
khơng khử, cịn CBH I thì cắt từ đầu khử của chuỗi cellobiose. Các hoạt động bổ
sung hổ trợ nhau của endoglucanase và cellobiohydrolase sẽ làm tăng thêm hoạt
tính của chúng [28].

[34]

Hình 2.4 Cơ chế enzyme thủy phân cellulose
CBH tấn công vào vùng tinh thể tại cuối của mỗi chuỗi đối diện và EG thì tấn
cơng vào vùng cịn lại. R là đầu khử (mở vịng) cịn NR là đầu khơng khử. C là
vùng tinh thể cao.
Khi loại bỏ EG I và EG II ra khỏi hỗn hợp enzyme thơ thì khơng ảnh hưởng
tới khả năng thủy phân hoàn toàn cellulose cotton; ngược lại, nếu loại bỏ CBH I và
CBH II ra khỏi hỗn hợp enzyme thơ thì khả năng hịa tan của cellulose cotton bị
giới hạn ở giá trị 3%. Điều này cho thấy sự có mặt của CBH I trong hỗn hợp
enzyme là cần thiết để thủy phân hoàn toàn cellulose tinh thể.

Tuy nhiên, khi chỉ có một mình thì CBH I thủy phân cellulose cotton rất
chậm. Nghiên cứu khác trên cellulose vi tinh thể và hệ enzyme do vi khuẩn tiết ra
cũng chỉ ra rằng nếu có EG I và EG II trong hỗn họp enzyme thì mức độ thủy phân
cellulose nhanh hơn, giảm thời gian thủy phân một cách đáng kể. Những kết quả

13