Oxydase là enzyme thuộc lớp Oxydoreductase. Đây là enzyme xúc tác cho phản ứng oxi hóa khử. Là nhóm enzyme oxy hóa cơ chất, chuyển hóa electron đến oxy. Oxydase hoạt hóa oxy, làm cho chúng có khả năng kết hợp với proton có trong môi trường. Lớp enzyme này tác dụng trực tiếp với oxy, tạo ra nước hoặc hydrogen peroxide. Enzym tiêu biểu là xitocromoxydase, poly phenoloxydase, ascorbatoxydase, peroxydase, catalase và các oxydase flavin. Tính đặc hiệu: GOD có tính đặc hiệu cao đối với β-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ đối với các loại đường khác. β-D-Glucose bị oxi hóa khi có mặt oxy phân tử ở vị trí C1 thành δ-glucono-1, 5-lactone, sau đó được thủy phân một cách tự nhiên thành axit D-gluconic. Phân tử lượng của GOD vào khoảng xấp xỉ 130-175 kDA. Hoạt tính GOD được thể hiện khi sử dụng 2-deoxy-D-Glucose, D-mannose và D-Galactose làm cơ chất. Chất ức chế GOD bao gồm p-chloromecuribenzoate, Ag+, Hg2+, Cu2+, hydroxylamine… Tốc độ phản ứng và vận tốc xúc tác ban đầu của enzyme thay đổi theo đường cong Hyperbol theo nồng độ cơ chất. Tốc độ ban đầu tăng khi nồng độ cơ chất tăng đến điểm đạt vận tốc tối đa. Ở nồng độ cơ chất thấp, tốc độ ban đầu tỉ lệ thuận với nồng độ cơ chất, được gọi là động học bậc nhất. Ở nồng độ cơ chất cao, tốc độ ban đầu không phụ thuộc vào nồng độ cơ chất. GOD có chu kỳ bán rã khoảng 30 phút ở 37°C. Chế phẩm GOD đông khô ổn định trong tối thiểu 6 tháng ở -20°C.
Trang 1Sử dụng oxidase trong sản xuất bánh mỳ
Giảng viên hướng dẫn: TS Đỗ Biên Cương
Mã lớp: 146323
Sinh viên thực hiện:
Đại học Bách khoa Hà Nội
Enzyme trong công nghệ thực phẩm
-Hoàng Đức Anh 20201098Phạm Thị Vân Anh 20201102
Nguyễn Thị Thùy Trang 20201244
Trang 2Chế phẩm
Trang 3Tổng quan
01
Trang 51.2 Quy trình sản xuất
Trang 6Enzyme oxidase02
Trang 72 Enzyme oxidase
Sơ đồ hoạt động của oxydase
Oxydase là enzyme thuộc lớp Oxydoreductase Đây là enzyme xúc tác cho phản ứng oxi hóa khử.
Là nhóm enzyme oxy hóa cơ chất, chuyển hóa electron đến oxy Oxydase hoạt hóa oxy, làm cho chúng có khả năng kết hợp với proton có trong môi trường.
Lớp enzyme này tác dụng trực tiếp với oxy, tạo ra nước hoặc hydrogen peroxide Enzym tiêu biểu là xitocromoxydase, poly phenoloxydase, ascorbatoxydase, peroxydase, catalase và các oxydase flavin.
Trang 8 Sử dụng enzyme thay cho các chất oxy hoá hoá học giúp cải thiện hiệu suất làm bánh mì của bột và chúng được coi là thực phẩm tự nhiên, không độc hại.
Góp phần hình thành liên kết cộng hoá trị giữa các chuỗi polypeptide trong protein (liên kết chéo nội phân tử) hoặc giữa các protein (liên kết ngang giữa các phân tử). Enzyme oxy hoá ngày càng được sử dụng nhiều trong
sản xuất bánh mì và enzyme glucose oxidase được ứng
dụng nhiều hơn cả.
2 Enzyme oxidase
Trang 9Enzyme glucoseoxidase
03
Trang 103.1 Đặc điểm của enzyme Glucose oxidase (GOD)
Tính đặc hiệu: GOD có tính đặc hiệu cao đối với β-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ Glucose và chỉ hoạt động nhẹ đối với các loại đường khác β-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ Glucose bị oxi hóa khi có mặt oxy phân tử ở vị trí C1 thành δ-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ glucono-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ 1, 5-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ lactone, sau đó được thủy phân một cách tự nhiên thành axit D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ gluconic.
Phân tử lượng của GOD vào khoảng xấp xỉ 130-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ 175 kDA.
Hoạt tính GOD được thể hiện khi sử dụng 2-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ deoxy-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ Glucose, D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ mannose và D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ Galactose làm cơ chất.
Chất ức chế GOD bao gồm p-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ chloromecuribenzoate, Ag+, Hg2+, Cu2+, hydroxylamine…
Tốc độ phản ứng và vận tốc xúc tác ban đầu của enzyme thay đổi theo đường cong Hyperbol theo nồng độ cơ chất Tốc độ ban đầu tăng khi nồng độ cơ chất tăng đến điểm đạt vận tốc tối đa Ở nồng độ cơ chất thấp, tốc độ ban đầu tỉ lệ thuận với nồng độ cơ chất, được gọi là động học bậc nhất Ở nồng độ cơ chất cao, tốc độ ban đầu không phụ thuộc vào nồng độ cơ chất.
GOD có chu kỳ bán rã khoảng 30 phút ở 37°C.
Chế phẩm GOD đông khô ổn định trong tối thiểu 6 tháng ở -D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ 20°C.
Trang 113.1 Đặc điểm của enzyme Glucose oxidase (GOD)
GOD thu được từ P.Funicolosum 433 và P.canescens cho thấy pH tối ưu có tính kiềm nhẹ từ 6 đến 8.6 (Sukhacheva và cộng sự (2004).
Điều kiện hoạt động của enzyme GOD
Nhiệt độ tối ưu và ổn định:
Enzyme nhạy cảm với những thay đổi về nhiệt độ Mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng của enzyme và nhiệt độ theo cấp số nhân, hầu hết ở nhiệt độ 40-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ 70 các enzym bị biến tính và mất hoạt tính
Nhiệt độ tối ưu thấp nhất của GOD được báo cáo là 25–30 khi chiết xuất từ P.funiculosum 433 và cao nhất là 40 – 60 từ A.niger và P.amagasakiense.
Trang 123.2 Cơ chế phản ứng của enzyme GOD
Phản ứng biểu diễn quá trình oxy hóa khử của GOD.
Glucose oxidase (GOD) là một flavoprotein xúc tác quá tình oxy hóa β-D-Glucose D-D-Glucose Glucose thành D-D-Glucose Glucôn-D-Glucose delta-D-Glucose lactone và H2O2 sử dụng oxy làm chất nhận điện tử.
Phản ứng này có thể được chia thành bước khử và bước oxy hóa.
Trang 133.3 Ứng dụng của enzyme GOD
Phụ gia thực phẩm và đồ uống.
Cảm biến sinh học Glucose để theo dõi bệnh tiểu đường.
Sản xuất rượu vang có nồng độ cồn thấp.
Trang 143.4 Cơ chế phản ứng của enzyme GOD trong sản xuất bánh mì
Glucose oxidase (GO) xác tác quá trình oxy hoá của β-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ glucose tạo thành D-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ glucono-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ δ-D-Glucose và chỉ hoạt động nhẹ lactone và hydro peroxide với sự tham gia của oxy phân tử.
Hydro peroxit được tạo ra trong phản ứng Glucose oxidase gây ra quá trình oxy hoá các đợn vị sulfhydryl tự do từ protein gluten tạo ra các liên kết disulfide và sự tạo gel của các pentosan hoà tan trong nước, làm thay đổi tính chất lưu biến của bột mì
Trang 153.5 Yêu cầu đối với chế phẩm GOD
Theo yêu cầu của thông số kỹ thuật JCFA đối với các chế phẩm enzyme thực phẩm, đảm bảo rằng các chế phẩm enzyme GOD không chứa hàm lượng Orhratoxin A và Fumonisin B2 ở mức đáng kể về mặt độc tính có thể do A.niger sản sinh ra [6].
Đồng thời, enzym thực phẩm phải tuân thủ các tiêu chí vi sinh như được nêu trong các thông số kỹ thuật chung và cân nhắc đối với các enzyme được sử dụng trong chế biến thực phẩm (FAO / WHO, 2006), quy định rằng các loài E coli và Salmonella không có trong 25 g mẫu và tổng coliforms không được vượt quá 30 đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU) mỗi gram[7].
Aspergillus-niger
Trang 163.6 Tính an toàn của GOD
GOD có lịch sử lâu dài về sử dụng an toàn trong chế biến thực phẩm, chúng được báo cáo sử dụng trong thực phẩm từ năm 1957 Underkofler và Ferracone, 1957; Underkofler, et al., 1958).
Glucose oxyase từ A niger là một phần của bản kiến nghị GRAS GRP 3G0016 đã được hiệp hội Kỹ thuật Enzyme (ETA) đệ trình lên FDA và được FDA đệ trình vào ngày 12 tháng 4 năm 1973 Glucose oxyase từ A niger được công nhận là an toàn (GRAS) theo GRN 89 [7].
Trang 17Chế phẩm04
Trang 18Một số chế phẩm enzym Glucose oxidase
4 Chế phẩm
Trang 19Tài liệu tham khảo
[1]A Bonet, C M Rosell, P A Caballero, M Gómez, I Pérez-D-Glucose Munuera, and M A Lluch, “Glucose oxidase effect
on dough rheology and bread quality: A study from macroscopic to molecular level,” Food Chem, vol 99, no 2, pp 408–
415, 2006, doi: 10.1016/j.foodchem.2005.07.043.
[2] J Khan et al., “Enhancing Bread Quality and Shelf Life via Glucose Oxidase Immobilized on Zinc Oxide Nanoparticles—A Sustainable Approach towards Food Safety,” Sustainability (Switzerland), vol 14, no 21, Nov 2022, doi:
[3] S B Bankar, M V Bule, R S Singhal, and L Ananthanarayan, “Glucose oxidase -D-Glucose An overview,” Biotechnology
Advances, vol 27, no 4 pp 489–501, Jul 2009 doi: 10.1016/j.biotechadv.2009.04.003.
[4] V Vemulapalli, K A Miller, and R C Hoseney, “Glucose oxidase in breadmaking systems,” Cereal Chem, vol
75, no 4, pp 439–442, 1998, doi: 10.1094/CCHEM.1998.75.4.439.
[5]A F Dagdelen and D Gocmen, “The Author(s) Journal compilation ©,” Blackwell Publishing, 2007.
[6] V Silano et al., “Safety evaluation of the food enzyme glucose oxidase from Aspergillus niger (strain ZGL),”
EFSA Journal, vol 17, no 3, Mar 2019, doi: 10.2903/j.efsa.2019.5629.
[7]V Sewalt, D Shanahan, L Gregg, J La Marta, and R Carillo, “The Generally Recognized as Safe (GRAS)
process for industrial microbial enzymes,” Industrial Biotechnology, vol 12, no 5 Mary Ann Liebert Inc., pp 295–302, Oct
01, 2016 doi: 10.1089/ind.2016.0011.
[8]“Các chế phẩm của Glucose oxidase”, [Online] Available: https://www.sigmaaldrich.com/VN/en/product/sigma/g2133?fbclid=IwAR3PHA40oq9uNLSEINnXnEzK1pslhRborIputd-D-Glucose
h56ovIfAwa-D-Glucose cU107Oh0g#product-D-Glucose documentation.
[9]“Glucose Oxidase, Type VII from Aspergillus niger.” [Online] Available: www.sigmaaldrich.com.
Trang 20Cảm ơn
thầy và các bạn đã lắng
nghe!