slide báo cáo Công nghệ sản xuất VÀ ỨNG DỤNG ENZYME TRANSGLUTAMINASE TRONG công nghệ thực phẩm

CƠ CHẾTG-ase 2 xúc tác tạo liên kết ngang, tức là hình thành liên kết isopeptide giữa các peptide ràng buộc để cố định amide Gln dư lượng và các nhóm amin cơ bản của Lys peptide dạng liê

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

NHÓM 20

TỔNG QUAN VỀ ENZYME TRANSGLUTAMINASE

Transglutaminase peptide: amin g-glutamyltransferase,

(R-glutaminyl-EC 2.3.2.13) là một enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển acyl giữa các nhóm acyl -cacboxamit của glutamine và nhóm -amino của lysine kết quả là hình thành liên kết isopeptide

Transglutaminase (TG-ase) hoạt động trong một phạm vi pH rộng (pH 5-8), bền vững đến khoảng nhiệt độ 40°C Trên 75°C enzyme mất hoạt tính trong vòng một vài phút nếu sử dụng ở liều thông thường.

TỔNG QUAN VỀ ENZYME

TRANSGLUTAMINASE

TỔNG QUAN VỀ ENZYME TRANSGLUTAMINASE

Enzyme này bị ức chế mạnh bởi PCMB, Pb2+, Zn2+ và Cu2+ nhưng không bị ảnh hưởng bởi EDTA và

Ca2+. Điều này cho thấy TG-ase tinh khiết là caxi độc lập và trung tâm hoạt động của nó có chứa Cys

TỔNG QUAN VỀ ENZYME

TRANSGLUTAMINASE

Enzyme này được sử dụng trong công nghệ thực phẩm để tái cơ cấu thực phẩm giàu protein như thịt và cá Hơn nữa, sự

ổn định, giữ nước,tính kết cấu cũng được tăng cường Sự gia tăng nhu cầu về thực phẩm chay, việc sử dụng các protein thực vật như đậu nành, đậu, mè và hướng dương mở ra chân trời mới cho ứng dụng transglutaminase

PHÂN LOẠI

Enzyme transglutaminase có thể tồn tại ở nhiều hình thức, thể hiện ít nhất bởi 9 loại gen, phân biệt bằng khả năng hòa tan, nội địa hóa, cấu trúc bậc bốn và chức năng

01 02

05

TG-ase 2 (80KDa)

PHÂN LOẠI

TG-ase

CƠ CHẾ

TG-ase 2 xúc tác tạo liên kết ngang, tức là hình thành liên kết isopeptide giữa các peptide ràng buộc để cố định amide Gln dư lượng và các nhóm amin cơ bản của Lys (peptide dạng liên kết hay tự do) hoặc các nhóm amin khác Do đó các protein có thể được sửa đổi bởi: cầu nối các polyamine, deamidation hay thủy phân của các liên kết isopeptide

Hơn nữa , khi tồn tại trên bề mặt bên

ngoài thành tế bào, E cũng như có thể

tham gia vào việc chuyển tín hiệu qua

màng, vì nó cũng có các chức năng như

protein G; sau đó là liên kết với phức hệ

GDP / GTP

(1) chuyển acyl giữa các nhóm amide xác định Gln (peptide liên kết) và các nhóm amin cơ bản của Lys (peptide liên kết hay tự do), cũng như polyamine (putrescine, cadaverine, histamine,cũng như một số amin cơ bản khác);

Ở nồng độ Ca2+ thích hợp, TG-ase xúc tác cho các

phản ứng:

Ở nồng độ Ca2+ thích hợp, TG-ase xúc tác cho các

phản ứng:

(2) tham gia qua Lys ràng buộc NH để hình thành liên kết isopeptide

(3) thủy phân Gln (nhóm amide loại bỏ NH3, chuyển Gln thành Glu)

(4) khi vắng mặt ion Ca2+, TG-ase có thể liên kết hệ protein Gh-GDP / GTP

(5) kết quả của thay đổi và chuyển giao bên ngoài bề mặt màng TG-ase giúp làm tăng kích thích các tín hiệu;

(6) TG-ase được tạo thành giữa các tế bào có khả năng tham gia các integrin protein và Fibronectin sau khi Ca2 + tăng làm xúc tác cho quá trình tham gia và hình thành tế bào mô

Sự thay đổi của protein là kết quả của sự xúc tác và tương tác của TG-ase với các thụ thể kích hoạt và tạo phức với các thành phần tích hợp

trong lục lạp hay màng hồng cầu).

Ở động vật, TG-ase được tìm thấy trong tất cả các tế bào sống và tham gia vào nhiều quá trình sinh lý, do đó chúng có thể có mặt trong phần chất hòa tan (tế bào chất), cũng như không hòa tan (màng tế bào hoặc mô) Chúng cũng được tìm thấy trong các mô thần kinh (cả tế bào trung tâm và ngoại vi) và một số plastid (ví dụ như

trong lục lạp hay màng hồng cầu)

Ở thực vật, TG-ase được tìm thấy trong lục lạp, trong lá trưởng thành chủ yếu là TG-ase 77 kDa.

Ở thực vật, TG-ase được tìm thấy trong lục lạp, trong lá trưởng thành chủ yếu là TG-ase 77 kDa

TG-ase được sản xuất chủ yếu từ vi sinh vật

như Streptoverticillium ladakanum;

S.mobaraense… trong môi trường rỉ đường

có bổ sung glycerol

Trong các loại ase nêu trên thì chỉ có ase có nguồn gốc từ vi sinh vật được ứng

TG-dụng trong sản xuất thực phẩm

TG-ase được sản xuất chủ yếu từ vi sinh vật

như Streptoverticillium ladakanum;

S.mobaraense… trong môi trường rỉ đường

có bổ sung glycerol

Trong các loại ase nêu trên thì chỉ có ase có nguồn gốc từ vi sinh vật được ứng

TG-dụng trong sản xuất thực phẩm

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

CHUẨN BỊ MÔI

TRƯỜNG

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

Môi trường nuôi cấy được chuẩn bị bao gồm rỉ đường pha loãng (60g/L của tổng lượng đường), glycerol (60g/L) hoặc hỗn hợp (rỉ đường 30g/

L tổng lượng đường và 30g/L của glycerol) có bổ sung (g/L): sodium casein 38.4; peptone 10.5; chiết xuất nấm men 2.5; Na2HPO4 5, KH2PO4 2

và MgSO4 0.5

CHUẨN BỊ MÔI

TRƯỜNG

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG:

01

Thanh trùng

Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật gây hại chuẩn

bị cho quá trình lên men

Tiến hành: rỉ đường được tiệt trùng riêng bằng cách lọc qua màng có kích thước lọc 0.2m, các thành phần còn lại của môi trường được khử trùng trong nồi hấp

• Hóa học: có thể xảy ra phản ứng maillard.

• Hóa lý: độ nhớt dung dịch giảm

• Hóa sinh: các enzyme bị biến tính mất hoạt

tính

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG:

02

Làm nguội

Mục đích: hạ nhiệt độ của canh trường xuống

260C để chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy

Các biến đổi:

• Vật lý: nhiệt độ canh trường giảm

• Hóa lý: độ nhớt dung dịch tăng

Giống sau khi được đạt đủ số lượng được cấy vào môi trường với tỷ lệ 2% v/v.

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

CẤY GIỐNG:

Các biến đổi:

• Hóa lý: nồng độ chất khô giảm

• Hóa sinh: sinh khối tế bào và lượng enzyme tăng.

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

LY TÂM:

Mục đích: loại bỏ sinh khối tế bào ra khỏi dung dich chuẩn bị cho quá trình kết tủa enzyme

Cách tiến hành: Có thể sử dụng thiết bị ly tâm đĩa để tách sinh khối tế bào ra khỏi dung dịch

Các biến đổi: dung dịch trong hơn

• Trong công nghệ tinh chế enzyme, thường dùng

cồn và sunfat amon Hai tác nhân kết tủa này dễ tìm kiếm và giá rẻ so với những tác nhân gây tủa khác Dùng với liều lượng: 1 phần enzyme thô cần 2 đến 2,5 lần cồn hoặc sunfat amon

01

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

KẾT TỦA VÀ LỌC TÁCH ENZYME:

• Trong khi tiến hành tủa cần làm lạnh cả

dung dịch enzyme thô và cả những tác nhân kết tủa để tránh làm mất hoạt tính enzyme Khi đổ chất kết tủa enzyme vào dung dịch enzyme thô phải hết sức từ từ để tránh hiện tượng biến tính.

02

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

KẾT TỦA VÀ LỌC TÁCH ENZYME:

• Khi cho chất kết tủa vào dung dịch enzyme thô,

tiến hành khuấy nhẹ sau đó để yên trong điều kiện nhiệt độ lạnh (thường 4 đến 7oC) theo thời gian các enzyme sẽ được kết tủa và lắng xuống đáy Tiến hành gạn và lọc thu nhận kết tủa dạng paste (độ ẩm lớn hơn 70% )

03

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

TINH SẠCH ENZYME:

Mục đích: loại bỏ các enzyme không cần thiết

để thu được enzyme transglutaminase có độ tinh khiết cao.

Tiến hành: Sử dụng phương pháp sắc kí lọc gel

để tinh sạch enzyme Enzyme thu được sau khi kết tủa là một hỗn hợp nhiều enzyme khác nhau Do đó phải tiến hành sắc ký lọc gel qua cột gel Blue sepharose để thu được enzyme transglutaminase.

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

SẤY:

Mục đích: bảo quản, hoàn thiện.

Tiến hành: Sản phẩm sau sắc kí được sấy ở nhiệt độ 30-400C để đảm bảo hoạt tính cho enzyme, độ ẩm sản phẩm từ 5-8%.

ỨNG DỤ

NG

Transglutaminase là một loại enzyme gốc protein, tự nhiên và an toàn, có chức năng đóng khối thịt theo hình dạng mong muốn dựa trên liên kết polymer sinh học mà không sử dụng các loại phụ gia thực phẩm gốc phosphate

Công dụng:

 Tạo cấu trúc liên kết tốt giữa các Protein

 Tăng độ dai, giòn cho sản phẩm

 Giữ hương vị đặc trưng cho sản phẩm

 Hạn chế thất thoát nước trong quá trình chế biến

Khi sử dụng enzyme transglutaminase cần bổ sung thêm các protein dạng hòa tan (gel ) Vì transglutaminase không thể tạo liên kết ngang với các protein ở trạng thái rắn.