BÁO cáo đề tài học PHẦN CÔNG NGHỆ ENZYM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HĨA  BÁO CÁO ĐỀ TÀI HỌC PHẦN CƠNG NGHỆ ENZYM Giảng viên hướng dẫn: TS.Vũ Thị Cương Nhóm thực hiện: Nhóm – 2020DHHTP03 - K15 Nguyễn Thị Thanh Bình Trần Thị Hằng Nguyễn Thị Minh Hậu Lơ Thị Hoài Lã Thị Hương Hồ Duy Khánh Hà Nội, 10/2022 LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ enzym lĩnh vực cơng nghệ sinh học đại, ngành sản xuất chế phẩm enzym Enzym chất xúc tác sinh học không độc hại, có hoạt lực xúc tác mạnh có chất protein Enzym phổ biến tự nhiên, cần thiết cho nhiều q trình hóa học tế bào sinh vật sống Trong năm qua sản lượng enzym tăng khối lượng, chủng loại lĩnh vực fíng dụng Các chế phẩm enzym sfí dụng ngành cơng nghiệp thực phẩm, cơng nghiệp nhẹ, mỹ phẩm, cơng nghiệp tẩy rfía, nơng nghiệp, nghiên cfíu phân tích, dược phẩm bảo vệ sfíc khỏe Cơng nghệ enzim phát triển phụ thuộc nhiều khơng kiến thfíc chun sâu nghiên cfíu sản xuất, mà cịn phụ thuộc vào hiểu biết vận dụng giải vấn đề nghiên cfíu cơng nghệ phát triển sản phẩm lĩnh vực vi sinh vật, hóa sinh, hóa lý đặc biệt enzim học Vì vậy, nhóm chúng em tìm hiểu số nội dung sau: Một số quy trình sản xuất enzym cố định thực tế Các dạng chế phẩm enzym Những fíng dụng số enzyme như: Bromelain, Papain công nghệ thực phẩm y học Do kiến thfíc cịn hạn chế, nội dung chủ yếu tham khảo qua báo chí qua mạng internet nên khơng tránh khỏi thiếu sót đề tài tiểu luận Nhóm mong nhận lời nhận xét, góp ý từ để tiểu luận hoàn thiện Cuối chúng em xin gfíi lời cảm ơn chân thành đến giáo ln tận tình giảng dạy, hướng dẫn chúng em suốt q trình học tập MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU MỤC LỤC Tìm hiểu số quy trình sản xuất enzym cố định thực tế? 1.1 Phương pháp hấp phụ vật lí liên kết ion .3 1.2 Phương pháp gắn enzym liên kết đồng hóa trị .4 a) Gắn enzym lên chất mang liên kết đồng hóa trị b) Gắn enzym với liên kết đồng hóa trị .5 1.3 Phương pháp gói enzym khn gel .5 a) Enzym gói vào khuôn gel dạng hạt b) Enzym bị nhốt lỗ nhỏ sợi tổng hợp c) Gói enzym bao vi thể Trình bày dạng chế phẩm enzym? 2.1 Chế phẩm thô a) Chế phẩm thô từ canh trường lỏng b) Chế phẩm thô từ canh trường bề mặt .7 2.2 Chế phẩm kỹ thuật: 2.3 Chế phẩm enzym tinh khiết: Trình bày fíng dụng enzyme Bromelain, enzyme Papain công nghệ thực phẩm y học? 3.1 Ứng dụng enzyme Bromelain a) Trong Công nghệ thực phẩm: b) Trong Y học .9 3.2 Ứng dụng enzyme Papain 12 a) Trong Công nghệ thực phẩm 12 b) Trong Y học 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 Tìm hiểu số quy trình sản xuất enzym cố định thực tế? 1.1 Phương pháp hấp phụ vật lí liên kết ion * Nguyên tắc: Hấp phụ enzym lên chất mang nhờ lực tương tác yếu chất mang protein enzym như: lực Van der Waalls, liên kết hydro liên kết kỵ nước Khi chất mang khơng có lỗ xốp, enzym bám bề mặt chất mang Khi chất mang có lỗ xốp, enzym chui vào lỗ xốp chất mang Nếu chất mang có chfía điện tích, liên kết enzym chất mang liên kết ion (bền so với hấp phụ) * Một số chất mang sử dụng ✓ Chất mang hữu cơ: than hoạt tính, cellulose, tinh bột, dextran, collagen… ✓ Chất mang vô cơ: silic, thủy tinh xốp, ✓ Chất trao đổi ion: amberlit, CM cellulose… ✓ Polyme tổng hợp: polyamit, nilon, polyvinyl… * Phương pháp điều chế: Cho chất mang enzym tiếp xúc nhau, sau rfía để loại phân tfí bị gắn yếu lên chất mang * Các yếu tố ảnh hưởng: ✓ Nồng độ protein enzym ✓ pH ✓ Lực ion môi trường ✓ Nhiệt độ ✓ Khối lượng phân tfí chất chất mang * Ưu nhược điểm phương pháp Ưu điểm: điều chế dễ dàng điều kiện nhẹ nhàng nên giữ hoạt tín h enzym Có thể sfí dụng cho tất loại reactor sinh học Có thể tái sfí dụng chất mang Nhược điểm:do lực tương tác chất mang enzym yếu nên enzym dễ bị nhả hấp phụ khuấy trộn, thay đổi nhiệt độ pH, lực ion mơi trường… khó áp dụng sản xuất thực phẩm dược phẩm 1.2 Phương pháp gắn enzym liên kết đồng hóa trị a) Gắn enzym lên chất mang liên kết đồng hóa trị * Các chất mang thường sử dụng ✓ Các polyme hữu cơ: polypeptit, polysaccarit ✓ Các dẫn xuất cellulose: CM-cellulose, DEAE-cellulose, … ✓ Các polyme tổng hợp ✓ Các chất vơ cơ: silicagel, bentonit, * Phương pháp: có hai phương pháp Gắn giai đoạn: trình kết hợp enzym xảy qua giai đoạn chất mang có chfía nhóm có khả tham gia trực tiếp với nhóm amin protein enzym Gắn hai giai đoạn: Giai đoạn đầu để hoạt hóa chất mang cách đưa vào nhóm có khả phản fíng Giai đoạn hai giai đoạn kết hợp enzym * Ưu nhược điểm phương pháp Ưu điểm: Cố định enzym lên chất mang tạo độ bền cao cho liên kết protein chất mang, nên tránh m ất mát enzym trình phản fíng Do phương pháp thích hợp reactor liên tục Nhược điểm: Lượng enzym cố định thường thấp phương pháp khác Hoạt tính enzym bị giảm biến đổi cấu trúc hình thể enzym trình cố định tiếp xúc hạn chế chất trung tâm hoạt động enzym b) Gắn enzym với liên kết đồng hóa trị Nguyên tắc liên kết chéo đồng hóa trị phân tfí enzym lại với nhau, tạo thành cấu trúc đại phân tfí khơng tan nhờ tác nhaanluowxng đa chfíc mà khơng cần đến chất mang Tác nhân kết gắn thường dùng glutaradehyt với tỉ lệ tác nhân enzym khoảng 1-10% Phương pháp có chi phí cao, hiệu Tuy nhiên liên kết tạo lại bền trước tác nhân pH, nhiệt độ Vì , phươn g pháp thường dùng kết hợp với phương pháp cố định khác 1.3 Phương pháp gói enzym khn gel * Ngun tắc Phân tfí enzym giữ mạng lưới khơng gian polyme khơng tan nước Gel điều chế từ polyacrylamit, hydroxyetyl-2-metacrylat tạo mạng lưới polyuretan, polyvinyl a) Enzym gói vào khn gel dạng hạt Enzym hòa tan dung dịch monome Sau monome polyme hóa với có mặt hay nhiều tác nhân tạo mạng lưới Gel cắt thành màng đặt chất mang rắn nghiền thành bột sau khfí nước b) Enzym bị nhốt lỗ nhỏ sợi tổng hợp Enzym cho vào dung dịch phân tán sợi colagen dung môi nước – metanol có khuấy từ.Các protein phía catot nhận mạng colagen có nhốt enzym.Hoặc nhốt enzym lỗ nhỏ mạng tổng hợp cách cho dòn g lỏng chảy tuần hoàn bên sợi Phương pháp hạn chế phân cực bề mặt bịt lấp thường gặp phương pháp màng Cũng dùng phương pháp dinelli c) Gói enzym bao vi thể Nguyên tắc: nhốt enzym bao vi thể giới hạn màng bán thấm Màng có kích thước lỗ xốp đủ nhỏ để ngăn chặn khuếch tán enzym đủ lớn chất sản phẩm qua q trình phản fíng Cách gói enzym bao vi tinh thể - Polime hóa bề mặt liên pha - Phương pháp sấy lỏng - Phương pháp tách pha d) Phương pháp tiền polyme Tạo liên kết chéo tiền polyme chiếu quang để gói enzym: phương pháp tiến hành điều kiện nhẹ nhàng tránh thay đổi pH kiềm axit thời gian ngắn Các tính chất hóa lí gel định hướng trước cách chọn tiền polyme thích hợp Phương pháp tiền polyme uretan: cố định enzym cách trộn chất tiền polyme uretan với dung dịch nước enzym * Ưu điểm , nhược điểm phương pháp gói enzym khn gel Ưu điểm: + Khơng địi hỏi phải có nhóm phản fíng protein nên thích hợp với nhiều enzym + Tồn lượng enzym gói khuôn hay microcapsule nhận bề mặt tiếp xúc enzym chất lớn chất nhỏ + Có thể gói đồng thời nhiều enzym khn Nhược điểm: + Chỉ thích hợp cho những phản fíng mà chất có khối lượng phân tfí nhỏ Kích thước lỗ xốp cần phải đủ lớn chất sản phẩm qua, điều đồng thời làm thất enzym Nếu sfí dụng đại phân tfí để cải thiệ n lỗ xốp mạng lưới lại gây cản trở khơng gian, làm giảm hoạt tính enzym + điều kiện để tiến hành polyme hóa , đặc biệt tạo gốc tự do, thường làm biến tính enzym + Gel bền nên khó sfí dụng reactor kích thước nhỏ Trình bày dạng chế phẩm enzym? Trong thực tế sản xuất chế phẩm enzym sfí dụng dạng khác nhau: chế phẩm thô, chế phẩm kỹ thuật chế phẩm tinh khiết tuỳ theo mục đích yêu cầu sfí dụng 2.1 Chế phẩm thơ a) Chế phẩm thô từ canh trường lỏng Môi trường nuôi vi sinh vật sau lọc, nồng độ enzym thấp, nên bước đầu người ta phải cô đặc Dịch lọc từ canh trường có nồng độ chất khơ từ 46g/l cô đặc lên đến 15-20g/l nhiệt độ 35 °C thiết bị có độ chân khơng cao Sau cô tiếp nhiệt độ 40-45°C để đạt nồng độ chất khô 3050g/l bổ sung chất bảo quản NaCl, glycerol, sorbitol, natribenzoat chế phẩm thô thu dạng lỏng bảo quản nhiệt độ thường từ 1-2 năm Hoặc bổ sung thêm chất ổn định vào dịch có nồng độ chất khơ 30-40g/1 Sau sấy phun thiết bị có nhiệt độ đầu 120 °C đầu 40°C thu chế phẩm thô dạng bột b) Chế phẩm thô từ canh trường bề mặt Canh trường rắn sau nuôi vi sinh vật đem sấy nhiệt độ 40°C đến độ ẩm khoảng 12% thu chế phẩm thơ dạng khơ Chế phẩm thơ sfí dụng số lĩnh vực mà khơng làm ảnh hưởng đến chất lượng màu sắc, mùi vị sản phẩm như: công nghiệp sản xuất rượu cồn, cơng nghiệp thuộc da, cơng nghiệp giấy, xfí lý mơi trường… 2.2 Chế phẩm kỹ thuật: Là chế phẩm tinh chế sơ bộ, số protein enzym tạp tách Trong chế phẩm kỹ thuật thường chfía hỗn hợp vài enzym chủ yếu Chế phẩm kỹ thuật thường sfí dụng công nghiệp thực phẩm để giữ màu sắc, hương vị chất lượng sản phẩm 2.3 Chế phẩm enzym tinh khiết: Trong chế phẩm loại hoàn toàn protein enzym tạp, lại enzym mong muốn Các chế phẩm dùng y học, nghiên cfíu khoa học phân tích Trình bày fíng dụng enzyme Bromelain, enzyme Papain công nghệ thực phẩm y học? 3.1 Ứng dụng enzyme Bromelain a) Trong Công nghệ thực phẩm: - Được dùng làm mềm thịt chế biến thfíc ăn, hay làm xương khô lồi chim thú - Làm mềm thịt dăm bơng, chế biến xúc xích, thu hồi chế phẩm thịt hay cá - Được dùng thúc đẩy thủy phân đạm sản xuất nước chấm, sản xuất bột cá - Dùng bromelain thủy phân cá phế liệu dùng làm thfíc ăn cho người tạo dịch thủy phân có acid amin, peptide có giá trị dinh đưỡng dùng để thay cho protein sữa Ngồi bromelain cịn làm đơng sữa - Thu nhận chất fíc chế protease - Bromelain dùng sản xuất rượu, bia để loại protine đục b) Trong Y học: * Giúp ngăn ngừa ung thư Trong nghiên cfíu, bromelain tìm thấy có tác dụng chống ung thư tự nhiên, bao gồm thúc tiêu diệt tế bào ung thư ngăn ngừa phát triển khối u * Điều trị rối loạn tiêu hóa Bromelain có lợi cho người có vấn đề đường ruột sau đây: bệnh viêm ruột, viêm loét đại tràng, chfíng khó tiêu, ung thư ruột kết, táo bón, bệnh tiêu chảy, chfíng ợ nóng * Hỗ trợ phục hồi nhanh sau chấn thương Bromelain enzyme có đặc tính chống viêm giảm đau mạnh Do cịn lựa chọn tuyệt vời cho bệnh nhân đau khới cấp mãn tính, Với đặc tính này, Bromelain thường dùng cho bệnh nhân sau phẫu thuật Nó giúp giảm đau, giảm sưng mơ, sưng khớp cfíng khớp viêm xương khớp * Giúp ngăn ngừa điều trị nhiễm trùng xoang - Các chuyên gia cho Bromelain liệu pháp hiệu để hỗ trợ giảm triệu chfíng viêm xoang triệu chfíng ảnh hưởng đến hơ hấp hay đường mũi - Dùng bromelain đường uống có hiệu việc giảm sưng, nghẹt mũi dị fíng mũi - Nó giúp giảm đau, giảm sưng mơ, sưng khớp cfíng khớp viêm xương khớp * Tốt cho tim mạch: Bromelain phát có khả fíc chế khả đơng máu tiểu cầu, giúp điều trị bệnh tim, tăng huyết áp (huyết áp cao), bệnh mạch máu đột quỵ * Hỗ trợ giảm cân: Một số nghiên cfíu nhỏ cho thấy, Bromelain giúp giảm cân cách fíc chế sản xuất chất béo thúc đẩy đốt cháy chất béo 3.2 Ứng dụng enzyme Papain a) Trong Công nghệ thực phẩm * Chế biến thịt cá Đây fíng dụng quan trọng papain Các chế phẩm papain dùng để làm mềm thịt, làm tăng chất lượng cảm nhận hương vị người dùng Tùy theo tính chất thịt mà sfí dụng chế phẩm thích hợp, tác dụng là: tăng chất lượng loại thịt, giảm thời gian chín thịt xuống nhiều lần * Cơng nghệ chế biến sữa Papain có khả làm đơng tụ giảm độc tố sữa Tính chất từ lâu fíng dụng vào cơng nghiệp chế biến sữa, đặc biệt fíng dụng sản xuất mát * Công nghiệp sản xuất nước chấm Bản chất q trình sản xuất nước mắm q trình thủy phân protein tới axit amin Enzyme Papaim giúp thời gian lên men rút ngắn * Công nghiệp sản xuất rượu bia Trong công nghiệp sản xuất rượu bia, enzyme Papain góp phần: ✓ Tăng cao tỷ lệ nguyên liệu thay ✓ Giảm thời gian lên men ✓ Nâng cao hiệu thu hồi sản phẩm ✓ Rượu bia đạt tiêu tốt khoảng 30% so với thông thường ✓ Cải thiện hiệu kinh tế, tiết kiệm chi phí sản xuất * Cơng nghiệp sản xuất bánh quy Trong trình sản xuất, Papain Amylase hoạt động làm tăng hàm lượng axit amin tự hàm lượng đường khfí Mục đích để chúng tham gia vào phản fíng oxy hóa khfí, kết cho bánh quy có mùi màu sắc hấp dẫn Ngồi ra, cịn làm giảm thời gian đảo trộn, tăng độ dẻo làm nhuyễn bột, tạo độ xốp nở tốt b) Trong Y học * Hỗ trợ tiêu hóa - Papain hỗ trợ tiêu hóa thfíc ăn nhờ khả phân giải protein Có thể kết hợp enzyme số loại enzyme sản phẩm có tác dụng điều trị bệnh biếng ăn, ăn khơng tiêu - Papain cịn sfí dụng việc tiêu hóa dị vật thừa từ thfíc ăn hay protein chết thể * Trị sỏi thận * Giảm đau viêm - Papain giúp giảm triệu chfíng đau bị đau viêm họng, đau nhfíc bắp vận động cường độ cao… * Giúp mau lành vết thương - Bạn dùng papain trực tiếp lên vết cắn côn trùng, vết thương bị nhiễm trùng, vết loét, để thúc đẩy điều trị chữa lành vết thương cách nhanh chóng * Điều trị nhiễm trùng - Thành phần papain có công dụng điều trị nhiễm trùng nhờ chế phá hủy lớp protein, chống lại phát triển nấm virus gây nhiễm trùng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-cong-nghe-co-dinh-enzym-va-ung-dung-52845/ [2] https://luanvan.co/luan-van/enzyme-co-dinh-va-cac-ung-dung-2594/ [3] Giáo trình cơng nghệ lên men – Đặng Thị Thu  ... enzym mong muốn Các chế phẩm dùng y học, nghiên cfíu khoa học phân tích Trình bày fíng dụng enzyme Bromelain, enzyme Papain công nghệ thực phẩm y học? 3.1 Ứng dụng enzyme Bromelain a) Trong Công. .. 2.3 Chế phẩm enzym tinh khiết: Trình bày fíng dụng enzyme Bromelain, enzyme Papain công nghệ thực phẩm y học? 3.1 Ứng dụng enzyme Bromelain a) Trong Công nghệ thực phẩm:...LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ enzym lĩnh vực cơng nghệ sinh học đại, ngành sản xuất chế phẩm enzym Enzym chất xúc tác sinh học không độc hại, có hoạt lực xúc tác mạnh có chất protein Enzym phổ biến tự