Ứng dụng của enzyme mannanase trong ngành công nghiệp giấy

Ứng dụng enzyme mannanase ngành công nghiệp giấy NỘI DUNG 01 NGUỒN GỐC CẤU TẠO 02 03 ỨNG DỤNG KẾT LUẬN 04 Nguồn gốc NGUỒN GỐC - Nguồn thu mannanase phong phú: từ vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, tảo nước ngọt, tảo biển, hạt nảy mầm động vật - Trên giới mannanase sản xuất quy mô công nghiệp nhằm phục vụ cho nhiều ngành như: công nghiệp giấy, thức ăn chăn ni, dược phẩm Ngồi ra, cịn có sản xuất cà phê hòa tan - Tuy nhiên, việc sử dụng mannanase ngành cơng nghiệp cịn hạn chế hiệu suất tsinh tổng hợp enzym vi sinh vật ự nhiên cịn thấp, chi phí sản xuất enzym cao Cấu tạo Cấu tạo - Mannanase có nguồn gốc khác có thành phần cấu tạo cấu trúc khác ● Từ nấm mốc Sclerotium Rolfsii: glucoprotein có M = 46.5 kDa ● Từ vi khuẩn ưa nhiệt Thermotoga Neapolitana 5068: enzyme cấu tử, có M = 65 kDa ● Từ Aspergillus Niger có M = 45 kDa ● Từ lồi nhuyễn thể biển Littovena Reesei: có M = 42 kDa Cấu tạo - Endo-beta-1,4-mannanase Pseudomonas cellulose bao gồm 423 axit amin, với cấu trúc chia thành vùng : vùng A từ Prolin 44 đến Isoleucin 323, vùng B từ Leucin 32 đến Tryptophan 360 vùng C từ Threonin 392 đến Threinin 419 Các chuỗi Arg 39-Lys 43, Arg 324-Gly 331, Arg 361-Thr 391, Leu 420-Lys 423 có chức nối vùng lại với Toàn phân tử endo-beta-1,4-mannanase cấu tạo chuỗi xoẵn anpha chuỗi beta 2 Cấu tạo - Endo-beta-1,4-mannanase có tác dụng thủy phân iên kết beta1,4-mannosidic chuỗi polýaccaride galactomannan, glucomannan, galactoglucomannan mannan Mannan polysaccharides có chứa gốc đường manose với tỉ lệ 90% Chúng dự trữ nội nhũ hạt cọ, hạt cần tây, hạt cà rốt, hạt cà phê xanh dần trình hạt nảy mầm Cấu tạo - Mannanase (beta-1,4-mannan mannohydrolase) phân cắt liên kết beta-1,4mannosit mạch mannan xúc tác thủy phân mannan, glucomannan, galactomannan galatoglucomannan tạo thành mannobiose, mannotriose hỗn hợp oligosaccarit Quá trình phụ thuộc vào cấu tạo chất lượng sản phẩm tạo thành 3 Ứng dụng ỨNG DỤNG Giới thiệu chung ngành cơng nghệp Vai trị enzyme mannanase Các yếu tố ảnh hưởng 3.1 Giới thiệu chung - - Nguyên liệu sản xuất bột giấy : Nguyên liệu dùng làm giấy phải có tính chất sợi, có khả đan kết ép thành đồng nhất, độ liên kết sợi đánh giá qua độ kéo hay bục tờ giấy Sản xuất bột giấy giai đoạn chế biến để tách thành phần sơ sợi từ nguyên liệu gỗ hay số thực vật bắng phương pháp hóa học hay học Tùy theo yêu cầu sử dụng mà bột tẩy trắng khơng với mức độ khác Yêu cầu sử dụng mà bột có khơng tẩy trắng tẩy trắng với mức độ khác 3.2 Quy trình tẩy trắng bột giấy gỗ enzym endobeta-1,4-mannanase 3.2 Quy trình tẩy trắng bột giấy gỗ enzym endobeta-1,4-mannanase - Phần lớn tiềm ứng dụng mannanase việc sử dụng enzyme để tấy trắng bột giấy Để bột gỗ hòa tan trước tiên phải tách loại bỏ lignin Trước việc loại bỏ phá hủy mối liên kết lignin hemicelluloses, tiến hành dung dịch kiềm - Việc sử dụng enzyme mananase tẩy trắng bột giấy mang lại kết tốt việc sử dụng dịch kiềm để loại bỏ lignin mà khắc phục vấn đề nhiễm mơi trường Đây lợi ích to lớn mà công nghệ tẩy trắng bột giấy cần quan tâm - Sau giai đoạn tạo hình tờ giấy : huyền phù bột pha loãng, sàng lọc, phối trộn với số phụ gia đưa qua máy xeo giấy Trên lưới xeo, hình thành băng giấy ướt, công đoạn ép, sấy qua số xử lý bề mặt sản phẩm giấy khác 3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tình tẩy trắng bột gỗ mannanase tái tổ hợp 3.3.1 Ảnh hưởng nồng độ enzyme - - Tiến hành xử lý bột gỗ cứng gỗ mềm với nồng độ enzyme khác giữ 50oC , pH = 4.5, khuấy 200 vòng/phút thời gian 3.5 Lọc thu dịch xử lý xác định đường khử Kết thể hình 3.1 Kết hình cho thấy tăng nồng độ bột giấy từ 1.5% lên 2.5%, hàm lượng đường khử dịch xử lý tăng Khi nồng độ bột tăng 3.5% lên 5% hiệu thu thấp 3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tình tẩy trắng bột gỗ mannanase tái tổ hợp 3.3.2 Ảnh hưởng pH - - Tiến hành xử lý bột gỗ cứng gỗ mềm với nồng độ enzyme khác giữ 50oC , pH = 4.5, khuấy 200 vòng/phút thời gian 3.5 Lọc thu dịch xử lý xác định đường khử Kết thể hình 3.1 Kết hình cho thấy tăng nồng độ bột giấy từ 1.5% lên 2.5%, hàm lượng đường khử dịch xử lý tăng Khi nồng độ bột tăng 3.5% lên 5% hiệu thu thấp 3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tình tẩy trắng bột gỗ mannanase tái tổ hợp 3.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ - - - Nhiệt độ yếu tố có tác động đáng kể đến kết trình phản ứng enzyme Để tìm nhiệt độ tối ưu cho trình xử lý bột giấy chúng tơi dã tiến hành thí nghiệm nhiệt độ khác khoảng từ 30 đến 60oC Sau 3.5 xử lý nhiệt độ định, pH = 4.5 với nồng độ bột giấy 2.5%, nồng độ enzyme 60U/g, tiến hành lọc thu dịch đem xác định hàm lượng đường khử Kết thu thể hình bên 3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tình tẩy trắng bột gỗ mannanase tái tổ hợp 3.3.4 Ảnh hưởng thời gian thủy phân - - Tiến hành xử lý bột giấy với thời gian khác 0,2,3.5,8,12 điều kiện lưạ chọn : 40oC ( gỗ mềm ) 50oC ( gỗ cứng ),pH = 4.5, nồng độ bột giấy 2.5%, nồng độ enzyme 60U/g, khuấy 200 vòng/phút Sau thời gian xử lý định, lọc thu bột,xác định hệ số kappa Kết thu thể bảng bên Kết luận - Mannanase có nhiều ứng dụng q trình công nghiệp, nhu cầu sử dụng enzym lĩnh vực lớn Enzym mananase enzym sử dụng việc cải thiện chất lượng thực phẩm, thức ăn chăn nuôi Đặc biệt công nghệ tẩy trắng sản phẩm từ gỗ giấy - Trước đây, việc loại bỏ phá huỷ mối liên kết lignin hemicellulose, tiến hành dung dịch kiềm Mặt hạn chế phương pháp ứng dụng với bột gỗ mềm gây nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường Việc sử dụng enzym mannanase tẩy trắng bột giấy mang lại kết tốt việc sử dụng dung dịch kiềm để loại bỏ lignin mà cịn khắc phục vấn đề ô nhiễm môi trường Đây lợi ích to lớn mà cơng nghệ tẩy trắng giấy bột giấy quan tâm Nó thực khả thi 4 Kết luận - Tuy nhiên, việc tẩy trắng enzym đòi hỏi phá vỡ hemicellulose mà không làm hư hỏng chất lượng sản phẩm tác động vào sợi cellulose Thành phần bột gỗ mềm chiếm 15-20% hemicellulose, thành phần cấu tạo galactomannan Mannanase lớp đặc biệt galactomannase, có cấu tạo đặc biệt yếu tố định q trình tẩy trắng Ngồi ra, bột giấy nóng lên nhiệt độ cao, có tỏa nhiệt mananase thành phần ổn định nhất, không bị biến tính xúc tác phản ứng để nâng nhiệt độ Mannanase có lợi cho q trình tẩy trắng bột giấy, máy móc, làm giảm bớt loại trừ phần bị oxi hóa q trình tẩy trắng - Do đó, việc ứng dụng đặc tính enzym vào sản xuất giấy, giúp cho người khắc phục khơng bất lợi sử dụng phương pháp học, phương pháp hóa học q trình tẩy trắng bột giấy ... quy mô công nghiệp nhằm phục vụ cho nhiều ngành như: công nghiệp giấy, thức ăn chăn ni, dược phẩm Ngồi ra, cịn có sản xuất cà phê hòa tan - Tuy nhiên, việc sử dụng mannanase ngành cơng nghiệp cịn... thành 3 Ứng dụng ỨNG DỤNG Giới thiệu chung ngành cơng nghệp Vai trị enzyme mannanase Các yếu tố ảnh hưởng 3.1 Giới thiệu chung - - Nguyên liệu sản xuất bột giấy : Nguyên liệu dùng làm giấy phải... luận - Mannanase có nhiều ứng dụng q trình công nghiệp, nhu cầu sử dụng enzym lĩnh vực lớn Enzym mananase enzym sử dụng việc cải thiện chất lượng thực phẩm, thức ăn chăn nuôi Đặc biệt công nghệ