Ứng dụng của enzyme protease

Ứng dụng của enzyme protease

ỨNG DỤNG CỦA ENZYME PROTEASE GVHD: TS. Nguyễn Thị Thu Huyền THÀNH VIÊN : Nguyễn Triết Lãm MSSV : 61003212 Cao Đình Đương MSSV : 60903126 Văn Đường Phương Trang MSSV : 60903174 Nguyễn Thị Minh Thu MSSV: 60903170 Nội dung chính I. Giới thiệu I. Ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp II. Thu nhận Protease từ nấm mốc A. Oryzae II. Ứng dụng IIV. Ứng dụng III. Ứng dụng trong chăn trong thực trong y học phẩm nuôi Chương I: Tổng quan về enzyme protease I. Giới thiệu Khái niệm Enzyme protease là gì? Định nghĩa enzyme protease Protease là enzyme thuộc nhóm hydrolase, xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết peptid (-CO – NH-) của phân tử protein và peptid thành các acid amin tự do, một ít peptid ngắn, pepton Lịch sử phát hiện Lịch sử thu nhận từ những nguồn nào? Nguồn động vật TK XVIII, nhà KHTN Pháp là Reaunur đã làm TN rất đơn giản và đã phát hiện dịch dạ dày của chim ăn thịt tiêu hóa được thịt Năm 1857, Corvisart tách trypsine từ dịch tụy là protease đầu tiên thu nhận được dạng chế phẩm, trong chế phẩm vẫn còn lẫn nhiều protein Năm 1862, Danilevxki dùng PP hấp phụ trên colondion tách được trypsine với amylase tụy tạng. Phương pháp này có ý nghĩa rất lớn trong nghiên cứu tinh chế enzyme và protein. Năm 1872, Hommarsten đã tách được chế phẩm chymotrypsine (renin). Nguồn thực vật Năm 1874, Group – Besanez công bố đã nhận được protease từ hạt của một loại đậu Năm 1879, Wurtz nêu lên rằng các phần khác nhau của cây đu đủ có chứa protease, khi dùng cồn để kết tủa sẽ thu nhận được một chế phẩm enzyme không tinh khiết (100g/1 cây) gọi là papain Nguồn vi sinh vật Các protease của vi sinh vật mới được chú ý nghiên cứu nhiều từ năm 1950 Năm 1918 – 1919 Waksman đã phát hiện được khả năng phân giải protein của xạ khuẩn Trong thời gian gần đây người ta cũng đã có những phương pháp thích hợp để nhận chế phẩm không tan của protesae. Nguồn thu nhận Enzyme protease thu nhận từ những nguồn nào? Từ động vật Protesae ĐV thường có ở tụy tạng, niêm mạc ruột non, niêm mạc dạ dày Pancreatin gồm : Trysin, chymotrypsin và một enzyme khác có ở tụy tạng, chúng được tiết ra ngoài tế bào cùng với dịch tụy. Pepsin có ở niêm mạc dạ dày, được tiết ra ngoài tế bào cùng với dịch vị. Renin chỉ có ở ngăn thứ tư ở dạ dày bê non dưới 5 tháng tuổi, là enzyme đông tụ sữa điển hình trong công nghệ sản xuất fromage Từ thực vật Papain có trong mủ cây đu đủ, quả đu đủ còn xanh Bromelin có trong thân cây thơm xanh và quả thơm xanh Ficin có trong mủ cây sung, quả sung, quả vả Từ vi sinh vật Nhiều loài có khả năng tổng hợp mạnh protease, cho đến nay các protease ngoại bào được nghiên cứu kỹ hơn các protease nội bào. Một số protease ngoại bào đã SX ở quy mô công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ nghệ Protease nội bào Protease ngoại bào Các protease của VSV có nguồn gốc khác nhau có những tính chất khác nhau về nhiều mặt. Căn cứ vào cơ chế phản ứng, pH hoạt động tối ưu,…Hartley (1960) đã phân loại các protease vi sinh vật thành 4 nhóm Protease serine Protease kim loại Protease acid Protease tiol Ứng dụng Enzyme protease được ứng dụng như thế nào? Ứng dụng của enzyme protease SX nước chấm Thực phẩm Y học Nông nghiệp CN sữa CN Thuộc da • Nước mắm • Tương • Chao • Làm mềm thịt • Làm tăng hương vị sau chế biến • Phân hủy máu đông chữa bệnh nghẽn mạch • Thuốc tiêu hóa • SX dịch thủy phân làm tăng lượng đạm cho thức ăn vật nuôi • Sữa đông tụ • Pepsine được dùng trong sản xuất formate • Làm mềm lông • Sạch lông • Bóng da Chương I: Tổng quan về enzyme protease II. Thu nhận Protease từ nấm mốc A. Oryzae Thu nhận protease từ nấm mốc A. oryzae Thông tin về A. oryzae? Nuôi và thu nhận như thế nào? Quy trình tinh sạch? Thông tin về nấm mốc A. oryzae Hình thái • Chủng nấm mốc Aspergillus oryzae có màu vàng hoa cau, sợi nấm phát triển rất mạnh (chiều ngang 5 – 7 m), có vách ngăn chia sợi nấm thành nhiều tế bào (nấm đa bào), phát triển thành từng đám gọi là hệ sợi nấm hay khuẩn ty Điều kiện phát triển • Độ ẩm môi trường tối ưu cho sự hình thành bào tử : 45%. Độ ẩm môi trường tối ưu cho sự hình thành enzyme : 55 - 58%. Độ ẩm không khí : 85 -95%. pH môi trường : 5,5 - 6,5 Nhiệt độ nuôi cấy : 27 – 30 độ C Thu nhận enzyme protease từ phương pháp nuôi cấy bề mặt Nguyên liệu sử dụng trong nuôi cấy bề mặt thường là những nguyên liệu có nguồn gốc thực vật như cám mì, cám gạo, gạo, ngô Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất nhiều so với phương pháp nuôi cấy chìm Là PP nuôi cấy VSV được nghiên cứu và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm đầu của thế kỷ XX Thu nhận enzyme protease từ phương pháp nuôi cấy bề mặt Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3 Quá trình phát triển của nấm mốc trong môi trường bán rắn khi nuôi bằng phương pháp bề mặt Thu nhận enzyme protease từ phương pháp nuôi cấy bề mặt Kéo dài 10-14 giờ. Giai đoạn này có những thay đổi sau: + Nhiệt độ tăng rất chậm. + Sợi nấm bắt đầu hình thành và có màu trắng hoặc màu sữa. + Thành phần dinh dưỡng bắt đầu có sự thay đổi. + Khối môi trường còn rời rạc. + Enzym mới bắt đầu được hình thành. Trong giai đoạn này phải đặc biệt quan tâm đến chế độ nhiệt. Tuyệt đối không được đưa nhiệt độ cao quá 300C vì thời kì đầu giống rất mẫn cảm với nhiệt Giai đoạn 1 Thu nhận enzyme protease từ phương pháp nuôi cấy bề mặt Kéo dài khoảng 14-18 giờ. Trong giai đoạn này có những thay đổi cơ bản sau: + Toàn bộ bào tử đã phát triển thành sợi nấm và phát triển rất mạnh. Các sợi nấm tạo ra những mạng sợi chằng chịt khắp trong các hạt môi trường, trong lòng môi trường. + Môi trường được kết lại khá chặt. + Độ ẩm môi trường giảm dần. + Nhiệt độ môi trường sẽ tăng nhanh có thể lên tới 40-45 C. + Chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh, do sự đồng hoá mạnh của nấm sợi. + Các enzym được hình thành và enzyme nào có cơ chất cảm ứng trội hơn sẽ được tạo ra nhiều hơn. + Lượng oxy trong không khí giảm và CO2 sẽ tăng dần, do đó trong giai đoạn này cần phải được thông khí mạnh và nhiệt độ cố gắng duy trì trong khoảng 29-30 C là tốt nhất. Giai đoạn 2 Thu nhận enzyme protease từ phương pháp nuôi cấy bề mặt Giai đoạn 3: kéo dài khoảng 10-20 giờ. Giai đoạn này có một số thay đổi cơ bản như sau: + Quá trình trao đổi chất yếu dần,mức độ giảm chất dinh dưỡng sẽ chậm lại. + Nhiệt độ của khối môi trường giảm, do đó làm giảm lượng không khí môi trường xuống còn 20-25 thể tích không khí/thể tích phòng nuôi cấy/1 giờ. Nhiệt độ nuôi duy trì ở 30 C. Giai đoạn này, bào tử được hình thành nhiều do đó lượng enzym sẽ giảm. Chính vì thế việc xác định thời điểm cần thiết để thu nhận enzym rất cần thiết. Kết thúc quá trình nuôi cấy ta thu nhận được chế phẩm enzyme. Chế phẩm này được gọi là chế phẩm enzyme thô (vì ngoài thành phần enzyme ra, chúng còn chứa sinh khối vi sinh vật, thành phần môi trường và nước có trong môi trường). Người ta thường sấy khô chế phẩm enzyme đến một độ ẩm thấp để đảm bảo cho chế phẩm enzyme thô không mất hoạt tính nhanh Trích ly enzyme - Toàn bộ khối lượng chế phẩm enzyme thô đã sấy đem đi nghiền nhỏ - Các loại enzyme thủy phân hòa tan trong nước nên sau khi nghiền mịn, người ta dùng nước, các dung dịch muối trung tính, các dung môi hữu cơ (cồn, acetone) - Nhiều thí nghiệm cho thấy dùng nước cho kết quả tốt và dễ được dùng rộng rãi trong sản xuất. Theo phương pháp khuếch tán bằng nước có thể chiết được lượng enzyme trên 90 – 95% và trong nước chiết không chứa các tạp chất không tan Tỷ lệ nước trích: Chế phẩm sấy khô cần nhiều nước để trích ly enzyme hơn chế phẩm ẩm, tỷ lệ nước trên chế phẩm khác nhau sẽ trích được lượng enzyme khác nhau. Lượng nước dùng gấp từ 2 – 3,5 lần so với lượng chế phẩm. Thời gian trích Thời gian càng lâu càng có khả năng trích được nhiều enzyme hơn nhưng làm tăng tạp chất trong dịch chiết và giảm hoạt tính của enzyme. Thời gian thích hợp khoảng 30 – 40’ Nhiệt độ trích Nhiệt độ càng tăng vận tốc trích ly càng tăng nhưng làm giảm hoạt tính enzyme nên kéo theo giảm hoạt tính riêng của dịch enzyme. Nhiệt độ trích ly tối thích là 20 – 30C Quá trình tủa Kết tủa bằng muối Khi cho thêm muối (amonium sulfate) vào dung dịch protein, các phân tử muối sẽ phân ly thành các ion, chính các ion này bắt lấy các phân tử nước khỏi protein. Khi cho một lượng muối đủ lớn vào thì protein sẽ bắt đầu tủa. Nếu quá trình này thực hiện trong điều kiện nhiệt độ lạnh thì protein sẽ tủa mà không bị biến tính. Sau đó thu protein bằng cách ly tâm và hòa tan vào dung dịch đệm có nồng độ muối thấp Kết tủa bằng dung môi hữu cơ Độ hòa tan của protein trong dung dịch phụ thuộc vào nhiều yếu tố, một trong số đó là hằng số điện môi của dung dịch. Nhìn chung những phân tử dung môi có hằng số điện môi lớn (như nước, dimethylsulfoxid) có thể ổn định các tương tác giữa chúng với các phân tử protein và tạo điều kiện thuận lợi cho sự hòa tan của protein trong dung dịch. Ngược lại, các dung môi với hằng số điện môi nhỏ (acetone, ethanol) ngăn cản sự phân tán của các phân tử protein trong môi trường Tinh sạch enzyme Tinh sạch bằng sắc kí: - Sắc ký giấy. - Sắc ký đảo pha (Reverse Phase Chromatography) - Sắc ký tương tác kỵ nước (Hydrophobic Interaction Chromatography – HIC) - Sắc ký lọc gel (Gel Filtration Chromatography) - Sắc ký ái lực (Affinity Chromatography) Tinh sạch bằng phương pháp điện di SDS – PAGE Chương II: Ứng dụng của protease I. Ứng dụng trong công nghiệp Ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp CN thuộc da? CN chất tẩy rửa CN dệt? Nông nghiệp? CN thuộc da - Chất quan trọng nhất của da là collagen, dưới tác dụng của protease, các chất nhờn được tách ra, một số liên kết sợi collagen bị phá hủy. Kết quả là da thu được có độ mềm nhất định - Trong công nghiệp da, protease được dùng để làm mềm da, làm sạch da, rút ngắn thời gian - Enzyme sẽ tách các chất nhờn và làm đứt một số liên kết trong phân tử collagen làm cho da mềm hơn, loại bỏ khỏi da các chất nhớt và làm cho da có độ mềm dẻo nhất định, tính chất đó được hoàn thiện hơn sau khi thuộc da. CN thuộc da Quy trình công nghệ thuộc da: Da tươi Chuẩn bị Bảo quản Rửa, hồi tươi Protease Thuộc Hoàn thành Tẩy lông, ngâm Xém diềm, nạo thịt Xẻ da, xén tỉa Bảo quản Protease Khử vôi, làm mềm Thành phẩm Khử mỡ, tẩy nhờn CN chất tẩy rửa CN chất tẩy rửa - Tác dụng tẩy rửa các vết bẩn như máu, lòng đỏ trứng, sữa, nước rau, đậu, nước sốt thức ăn,..... và chỉ có hoạt tính trong dung dịch giặt. - Enzyme có những tác dụng như sau khi được sử dụng trong chất tẩy rửa: + Giúp tăng hiệu quả của việc giặt tẩy. + Giảm thời gian giặt nhờ khả năng phân hủy vết bẩn nhanh + Giảm năng lượng tiêu thụ do có thể giặt ở nhiệt độ thấp. + Giảm lượng nước tiêu thụ do hiệu quả giặt rửa cao. + Giảm ảnh hưởng đối với môi trường vì enzym là chất có thể phân hủy sinh học. + Tăng độ trắng và chống chất bẩn bám trở lại. CN chất tẩy rửa Năm 1956 sản xuất chất tẩy rửa đầu tiên BIO-40. Năm 1963, Novo Industry A/S đã giới thiệu alcalase dưới tên thương mại là BIOTEX được chiết xuất từ B.licheniformis. Và đến gần đây, tất cả các protease bổ sung vào chất tẩy dùng trên thị trường đều là serine protease được sản xuất từ các chủng Bacillus, và chủ yếu là từ B. Subtilis Ngoài ra còn một vài loại protease khác trên thị trường: Tên thương mại: Savinase và Relase. CN chất tẩy rửa Cơ chế xúc tác của subtilisin Bước 1, Acyl hóa: Hình thành liên kết cộng hóa trị giữa nhóm -OH của serine với nguyên tử cácbon trong nhóm cácboxyl của phân tử cơ chất nhờ có hỗ trợ của nhóm imidazole từ histidine. Kết quả phản ứng này là tạo ra một hợp chất trung gian và một ion imidazolium (phản ứng cộng). Hợp chất trung gian không bền này nhanh chóng bị thủy phân thành một acyl-enzyme, vòng imidazole và một amine (phản ứng khử). Bước 2, Khử acyl hóa: Phức hệ acyl-enzyme bị thủy phân bởi phân tử H2O theo chiều ngược lại của bước một. Trong đó, nhóm imidazole chuyển proton của gốc -OH từ serine cho nhóm amine để tái sinh lại enzyme. CN dệt Protease được dùng để làm sạch tơ tằm, tẩy tơ nhân tạo (các sợi tơ nhân tạo được cho vào các dung dịch casein, getalin) để được đánh bóng, dễ nhuộm. Protease có tác dụng thuỷ phân lớp serisin làm bết dính các sợi tơ tự nhiên làm bong và tách rời các sợi tơ tằm, do đó làm giảm hoá chất để tẩy trắng. Sợi sau khi kéo kén thường có khoảng 30% serisin. Muốn tách serisin phải nấu trong dung dịch xà phòng. Một lượng nhỏ xerixin nằm lại ở trên lụa sẽ làm giảm độ đàn hồi của lụa. Để tách lượng serisin còn lại người ta thường dùng chế phẩm protease từ nấm mốc, vi khuẩn. Trong nông nghiệp Dùng để chuyển hóa các phế liệu, đặc biệt là các phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nông nghiệp. Ở Nhật hằng năm đã sản xuất hàng vạn tấn chế phẩm cellulase các loại để dùng trong nông nghiệp. Có chế phẩm chứa cả cellulase, hemicellulase, protease và amylase. Công nghệ này khá phổ biến ở nhiều quốc gia. Ở nước ta việc dùng enzyme vi sinh vật góp phần trong sản xuất phân hữu cơ đang được khai thác để thay thế cho phân hóa học. Trong nông nghiệp Trong chăn nuôi : chủ yếu là bổ sung vào thức ăn gia súc cùng với 1 số enzym khác như amylase, phytase Nguồn lấy cơ chất: Tôm sú có một khối lượng xuất khẩu rất lớn của ngành chế biến thuỷ sản, và cho rất nhìu phế liệu của nó như vỏ và đầu tôm Bước tách chiết enzym protease: Nguyên liệu là đầu tôm( bao gồm gan, tuỵ), vỏ tôm. Sau khi thực hiện lấy thịt đi xuất khẩu, đem phế phẩm (đầu + vỏ) đóng gói bảo quản ở -20oC .sau đó quá trình tách chiết thực hiện ở 0-4 oC Trong nông nghiệp Nguyên liệu chiết dịch enzym thô dịch chiết enzym thô tủa dịch chiết chế phẩm thô tinh sạch ( đầu, vỏ tôm) nghiền mịn ( li tâm dich chiết enzym thô) (xd hoạt tính protease và hàm lượng protein) (li tâm chế phảm thô) ( xd hoạt tính protease, hàm lương protein, khảo sát yếu tố ảnh hưởng hd enzym, chế pt : to,pH,độ ẩm…) Ứng dụng trong y học Chế phẩm Rennet? Chế phẩm Pepsin? Một số chế phẩm khác ? Trong y học Arkistrodon thodostomaserine protease: từ nọc rắn, chữa bệnh tắc nghẽn động mạch biên. Bromeline,chymotrypsin: chữa bệnh khó tiêu hóa. Chymupapain: chữa bệnh ngoài da Chế phẩm Rennet Chế phẩm Rennet là hỗn hợp của Rennin và Pepsin. Tỉ lệ pepsin/rennin thay đổi, vì renin chỉ hiện diện trong dạ dày của động vật còn non – chưa cai sữa, phụ thuộc vào tuổi và loại động vật. Chế phẩm Rennet thường tồn tại dưới dạng dịch, viên, bột. Dưới đây là bảng tổng hợp dạng, thành phần, cách sử dụng, cách bảo quản và giá thành của các chế phẩm Rennet đang có mặt trên thị trường Chế phẩm Pepsin Pepsin có tên hệ thống là peptide-peptidohydrolase, thuộc nhóm enzyme thủy phân (hydrolase), vừa là protein vừa là enzyme phân giải protein, và đặc biệt pepsin có khả năng phân hủy chính nó ( pepsin ở dạng dung dịch, pH=4, 450C, 4 giờ). Pepsin chỉ thủy phân những liên kết peptide, Pepsin bền nhất trong khoảng pH= 4-5, nhưng trong phần pH này hoạt lực của enzyme có phần giảm đi. pH > 5.5 thì pepsin bị vô hoạt. Pepsin là một protease, tiền pepsin là pepsinogen ( pepsinogen có trong dịch vị, ngoài ra còn thấy xuất hiện trong máu, nước tiểu, tinh dịch…) Có 2 dạng là pepsin dạng tinh thể và dạng thô. Pepsin thô là hỗn hợp của pepsin,gelatinase,cathepsin và Brucke pepsin. Ở heo pepsin thô chứa một lượng pepsin chính là A, pepsin phụ là B,C,D và gastricsin [E.C.3.4.4.22]. Pepsin được thu nhận từ nguồn động vật, vi sinh vật Chế phẩm Pepsin Chế phẩm pepsin (dược phẩm) tồn tại ở dạng bột vô định hình, trắng hay vàng nhạt hay mảnh nhỏ, trong hay hơi đặc, mùi đặc biệt giống nước thịt, vị hơi chua. Nếu them lactose, glucose hay saccharose thì có vị ngọt. Pepsin dễ hút ẩm, tan trong nước cho một dung dịch đục lờ, không tan trong cồn 95o, ester, chloroform. Dưới đây là các dạng chế phẩm thương mại của Pepsin đang có mặt trên thị trường Một số chế phẩm tiêu biểu của nhóm nhà khoa học phòng vi sinh BIO-I: Thành phần : Lactobacillus spp. 108 CFU/g, Bacillus spp. 108 CFU/g, Sacchromyces spp. 107 CFU/g, amylase 300 UI/g,protease 40 UI/g .Kích thích tiêu hóa cho gia súc, gia cầm, giúp tăng trọng và giảm tiêu tốn thức ăn. Giảm các chứng rối loạn tiêu hóa và tiêu chảy VEM-K (dùng trong chăn nuôi), và VEM (nuôi trồng thuỷ sản (NTTS) Thành phần: Lactobacillus spp. 108 CFU/ml, Bacillus spp. 106 CFU/ ml, Sacchromyces spp. 107 CFU/ ml, khoáng dễ tiêu. Chăn nuôi: Kích thích tiêu hóa, giảm tiêu tốn thức ăn. Giảm mùi hôi của phân. NTTS: Xử lý các chất thải hữu cơ và các khí độc trong môi trường ao nuôi.Cạnh tranh, ức chế vi khuẩn Một số chế phẩm tiêu biểu của nhóm nhà khoa học phòng vi sinh PROBAC Glucan bổ sung vào các loại thức ăn chăn nuôi tăng hiệu quả sử dụng thức ăn. Giúp vật nuôi hấp thụ, tiêu hóa tối đa các thành phần đạm, béo, năng lượng trong thức ăn, giảm tiêu tốn thức ăn BASE MIX – 47 là một hỗn hợp vi chất thiết yếu bổ sung vào thành phần công thức khẩu phần ăn, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho heo trong giai đoạn TĂNG TRỌNG. BASE MIX – 47 Với thành phần vitamin và vi chất giúp heo khỏe mạnh, tăng trọng nhanh. Hệ đệm và các chất bổ sung: Protease, Cellulase, Lipase, Phytase, Xylanase, Pectinase,Saccharomyces ceverisiae Chương II: Ứng dụng của protease II. Ứng dụng trong thực phẩm Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Phomat là thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, được sản xuất bằng cách lên men và đông tụ casein sữa bò, dê, cừu hoặc một số động vật khác. Hai quá trình quan trọng: • Lên men tạo acid lactic • Đông tụ casein sữa bằng enzyme rennin Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Một số loại phomat: • Cottage: là loại phomat có màu trắng, mùi nhẹ giống như sữa, thường được dùng làm nước sốt, salad trộn hay làm bánh. • Brie: một loại phomat lâu đời và truyền thống, mặt ngoài sản phẩm có màu trắng, bên trong màu vàng nhạt, có mùi nhẹ tương tự mùi bơ sữa. Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Một số loại phomat: • Cheddar: là loại phomat để trong thời gian dài, có mùi vị tùy thuộc vào thời gian ủ chín, có màng cứng bên ngoài màu cam nhạt. • Parmesan: loại phomat làm thành tản lớn, có màu nâu nhạt, rất cứng, có mùi dễ chịu. • Blue cheese, Gouda, Havarti, Grana, Camembert,… Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Sữa Xử lý nhiệt VK Lactic Chuẩn hóa Nhân giống Đồng hóa Thanh trùng Cấy giống Lên men Rennin Đông tụ Tách Whey Đổ khuôn Thành phẩm Bảo quản Bao gói Ủ chín Ướp muối Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Các vi khuẩn lactic thường được sử dụng: • Lactobacillus bulgaricus • Lactobacillus helveticus • Streptococcus thermophillus • Leuconostoc lactis… Thường là những vi khuẩn ưa ấm hoặc ưa nhiệt với cơ chế lên men đồng hình hay dị hình. tạo acid lactid góp phần gây đông tụ sữa và tạo độ chua cho khối đông. Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Rennin là enzyme protease có khả năng đông tụ sữa mạnh nhất và được sử dụng phổ biến trong quy trình sản xuất phomat. Trong quá trình đông tụ casein sữa cần là giảm pH trong sữa (thường là 6,6-6,7) xuống đến pH đẳng điện của casein ( pI = 5,15,3) vì vậy cần lên men acid lactic trước khi đông tụ bằng rennin. Trên thực tế, casein trong sữa đông tụ tốt nhất ở pH 4,5-4,7. Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Nhóm Nguồn gốc Dạ dày bê Tên enzyme Chymosin A, pepsin và gastriscin Động vật Thực vật Dạ dày cừu Chymosin và pepsin Dạ dày dê Chymosin và pepsin Dạ dày heo Pepsin A, B và gastricin Cynara cardunculus Cyprosin 1, 2, 3 cardosin A, B Rhizomucor miehei Vi sinh vật R. pusillus Aspartic protease Cryphonectria parasitica Vi sinh vật chuyển gen Kluyveromyces lactis Chymosine B Chymosin bê niger Cáctừnguồn thu nhậnAspergillus enzym đông tụ casein trong sản xuất phomat hoặc Ứng dụng protease trong sản xuất phomat Cơ chế đông tụ của rennin: Thủy phân liên kết peptide Phe 105 – Met 106 trong phân tử casein paracasein không tan và caseinoglucopeptide hòa tan. Làm vỏ háo nước bị phá hủy Calci dễ dàng tiếp cận với casein Kết quả: casein trong sữa đông tụ ỨD protease trong sản xuất nước tương Nước tương là một loại nước chấm được sản xuất bằng cách lên men hạt đậu tương, ngũ cốc rang chín, nước và muối ăn. Trong công nghiệp nước tương được sản xuất từ bánh dầu đậu phộng (bã đậu phộng sau khi ép dầu) hoặc bánh dầu đậu nành (bã đậu nành) ỨD protease trong sản xuất nước tương Đậu nành Bột mì Làm sạnh Mốc giống Rang Ngâm rửa Cấy giống Làm nguội Hấp Nuôi mốc Để nguội Đánh tơi Phối trộn Nước Ủ Hãm mốc Nước muối Thủy phân Nước ỨD protease trong sản xuất nước tương Trích ly Nước muối Lọc ép Bã Phối chế Phụ gia Thanh trùng Để nguội Chất bảo quản Lắng tự nhiên Cặn Lọc tinh Bã Chiết chai Nước tương ỨD protease trong sản xuất nước tương Đậu nành Sửmìdụng Bột Mốc giống Cấy giống nấm mốc Aspergillus Làm sạnh oryzae sinh enzyme protease, amylase, thủy phân Rang Ngâm tinh rửa bột, protein thành đường và acid Làmamin nguội Hấp Nuôi mốc Đánh tơi o oC trong Thủyởphân ở nhiệt độ 40-50 Ủ mốc 37-45 3- C trong ngày 7 ngày đến khi3-4 thấy mốc vàng Tạo hoađiều caukiện thuận lợi cho protease và amylase Giúp mốchoạt phát triển động Để nguội Phối trộn Nước Ủ Hãm mốc Nước muối Thủy phân Nước ỨD protease trong công nghệ chế biến thịt  Protease được sử dụng trong công nghệ chế biến thịt giúp làm mềm thịt và tăng hương vị cho thịt.  Ưu điểm pp này: vitamin được bảo toàn, không tạo ra sản phẩm phụ, không làm sẫm màu dịch thủy phân. Ngoài ra protease làm tăng khả năng tiêu hóa protein có lợi cho những người có bệnh tiêu hóa kém hay mẫn cảm khi sử dụng protein. ỨD protease trong công nghệ chế biến thịt  Có 3 phương pháp chế biến:  Ngâm trong dung dịch enzyme  Bôi bột làm mềm thịt có chứa enzyme cùng với bột ngọt, muối ăn, tinh bột,… Bơm dung dịch enzyme vào mô thịt  Enzyme sử dụng: papain, bromelin, pepsin, hoặc các protease vi khuẩn từ Aspergillus, Bacillus,… ỨD protease trong công nghệ chế biến thịt  Papain là enzyme cystein protease điển hình được ứng dụng trong công nghệ chế biến thịt, cá đồ hộp, được trích ly từ nhựa cây đu đủ. Papain thủy phân protein thành các polypeptide và acid amin, đóng vai trò là endopeptidase và exopeptidase Papain hoạt động ở khoảng pH 4,5-8,5, nhưng dễ biến tính ở môi trường acid pH12  Ngoài ra papain còn được sử dụng để ngăn chặn hiện tượng vẩn đục bia, rút ngắn thời gian lên men trong sản xuất nước mắm, … Thanks! Cảm ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe. [...]... nhau về nhiều mặt Căn cứ vào cơ chế phản ứng, pH hoạt động tối ưu,…Hartley (1960) đã phân loại các protease vi sinh vật thành 4 nhóm Protease serine Protease kim loại Protease acid Protease tiol Ứng dụng Enzyme protease được ứng dụng như thế nào? Ứng dụng của enzyme protease SX nước chấm Thực phẩm Y học Nông nghiệp CN sữa CN Thuộc da • Nước mắm • Tương • Chao • Làm mềm thịt • Làm tăng hương vị sau... mạnh protease, cho đến nay các protease ngoại bào được nghiên cứu kỹ hơn các protease nội bào Một số protease ngoại bào đã SX ở quy mô công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ nghệ Protease nội bào Protease ngoại bào Các protease của VSV có nguồn gốc khác nhau có những tính chất khác nhau về nhiều mặt Căn cứ vào cơ chế phản ứng, pH hoạt động tối ưu,…Hartley (1960) đã phân loại các protease. .. tán của các phân tử protein trong môi trường Tinh sạch enzyme Tinh sạch bằng sắc kí: - Sắc ký giấy - Sắc ký đảo pha (Reverse Phase Chromatography) - Sắc ký tương tác kỵ nước (Hydrophobic Interaction Chromatography – HIC) - Sắc ký lọc gel (Gel Filtration Chromatography) - Sắc ký ái lực (Affinity Chromatography) Tinh sạch bằng phương pháp điện di SDS – PAGE Chương II: Ứng dụng của protease I Ứng dụng. .. công nghiệp Ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp CN thuộc da? CN chất tẩy rửa CN dệt? Nông nghiệp? CN thuộc da - Chất quan trọng nhất của da là collagen, dưới tác dụng của protease, các chất nhờn được tách ra, một số liên kết sợi collagen bị phá hủy Kết quả là da thu được có độ mềm nhất định - Trong công nghiệp da, protease được dùng để làm mềm da, làm sạch da, rút ngắn thời gian - Enzyme sẽ tách... tươi Protease Thuộc Hoàn thành Tẩy lông, ngâm Xém diềm, nạo thịt Xẻ da, xén tỉa Bảo quản Protease Khử vôi, làm mềm Thành phẩm Khử mỡ, tẩy nhờn CN chất tẩy rửa CN chất tẩy rửa - Tác dụng tẩy rửa các vết bẩn như máu, lòng đỏ trứng, sữa, nước rau, đậu, nước sốt thức ăn, và chỉ có hoạt tính trong dung dịch giặt - Enzyme có những tác dụng như sau khi được sử dụng trong chất tẩy rửa: + Giúp tăng hiệu quả của. .. trợ của nhóm imidazole từ histidine Kết quả phản ứng này là tạo ra một hợp chất trung gian và một ion imidazolium (phản ứng cộng) Hợp chất trung gian không bền này nhanh chóng bị thủy phân thành một acyl -enzyme, vòng imidazole và một amine (phản ứng khử) Bước 2, Khử acyl hóa: Phức hệ acyl -enzyme bị thủy phân bởi phân tử H2O theo chiều ngược lại của bước một Trong đó, nhóm imidazole chuyển proton của. .. phẩm này được gọi là chế phẩm enzyme thô (vì ngoài thành phần enzyme ra, chúng còn chứa sinh khối vi sinh vật, thành phần môi trường và nước có trong môi trường) Người ta thường sấy khô chế phẩm enzyme đến một độ ẩm thấp để đảm bảo cho chế phẩm enzyme thô không mất hoạt tính nhanh Trích ly enzyme - Toàn bộ khối lượng chế phẩm enzyme thô đã sấy đem đi nghiền nhỏ - Các loại enzyme thủy phân hòa tan trong... các protease bổ sung vào chất tẩy dùng trên thị trường đều là serine protease được sản xuất từ các chủng Bacillus, và chủ yếu là từ B Subtilis Ngoài ra còn một vài loại protease khác trên thị trường: Tên thương mại: Savinase và Relase CN chất tẩy rửa Cơ chế xúc tác của subtilisin Bước 1, Acyl hóa: Hình thành liên kết cộng hóa trị giữa nhóm -OH của serine với nguyên tử cácbon trong nhóm cácboxyl của. .. nuôi cấy chìm Là PP nuôi cấy VSV được nghiên cứu và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm đầu của thế kỷ XX Thu nhận enzyme protease từ phương pháp nuôi cấy bề mặt Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3 Quá trình phát triển của nấm mốc trong môi trường bán rắn khi nuôi bằng phương pháp bề mặt Thu nhận enzyme protease từ phương pháp nuôi cấy bề mặt Kéo dài 10-14 giờ Giai đoạn này có những thay đổi sau:... càng lâu càng có khả năng trích được nhiều enzyme hơn nhưng làm tăng tạp chất trong dịch chiết và giảm hoạt tính của enzyme Thời gian thích hợp khoảng 30 – 40’ Nhiệt độ trích Nhiệt độ càng tăng vận tốc trích ly càng tăng nhưng làm giảm hoạt tính enzyme nên kéo theo giảm hoạt tính riêng của dịch enzyme Nhiệt độ trích ly tối thích là 20 – 30C Quá trình tủa Kết tủa bằng muối Khi cho thêm muối (amonium sulfate) ... phản ứng, pH hoạt động tối ưu,…Hartley (1960) phân loại protease vi sinh vật thành nhóm Protease serine Protease kim loại Protease acid Protease tiol Ứng dụng Enzyme protease ứng dụng nào? Ứng dụng. .. Giới thiệu I Ứng dụng công nghiệp nông nghiệp II Thu nhận Protease từ nấm mốc A Oryzae II Ứng dụng IIV Ứng dụng III Ứng dụng chăn thực y học phẩm nuôi Chương I: Tổng quan enzyme protease I Giới... Chương II: Ứng dụng protease I Ứng dụng công nghiệp Ứng dụng công nghiệp nông nghiệp CN thuộc da? CN chất tẩy rửa CN dệt? Nông nghiệp? CN thuộc da - Chất quan trọng da collagen, tác dụng protease,