TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THựC PHẨM KHẢO SÁT HOẠT TÍNH ENZYME PROTEASE TRÍCH LY T ừ ASPERGILLUSORYZAE TRÊN
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG
DỤNG
LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THựC
PHẨM
KHẢO SÁT HOẠT TÍNH ENZYME PROTEASE TRÍCH LY
T ừ ASPERGILLUSORYZAE TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN
Giáo viên hướng
dân TS Nguyễn
Sinh viên thưc hiên
Huỳnh Thị Phương Thảo MSSV:
LT10039 Lớp: CNTP
NĂM
Trang 2Luận văn đính kèm theo đây, với đề tựa “KHẢO SÁT HOẠT TÍNH
ENZYME
PROTEASE TRÍCH LY TỪ ASPERGILLUS ORYZAE TRÊN MÔI TRƯỜNG
RẮN”, do “HUỲNH THỊ PHƯƠNG THẢO” thực hiện và báo cáo, đã được
hội đồng chấm luận văn thông qua
TS NGUYỄN CÔNG HÀ
Giáo viên phản biện 2
Cần Tho, ngày tháng năm
Chủ tịch hội đồng
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Qua ba học kì học tập tại trường Đại học cần Thơ em đã được quý thầy
cô trường Đại học cần Thơ, đặc biệt là thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực
phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng tạo điều kiện thuận lợi và
truyền thụ những kiến thức quỷ báu, tạo cơ sở khoa học vững chắc cho em
trong suốt thời gian học tập
Sau khi hoàn thành chương trình học tại trường, em đã được thầy
Nguyễn Công Hà tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong
quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp
Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học trường Đại học cần
Thơ đã cung cấp nguồn nấm mốc cho em thực hiện đề tài Đặc biệt cảm ơn
thầy Nguyễn Văn Thành đã nhiệt tình giúp đỡ em
Em xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày 15 tháng 5 năm 2012
Sinh viện thực hiện
HUỲNH THỊ PHƯƠNG THẢO
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 4TÓM TẮT
Protease là enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong một số
ngành sản xuất như chế biến thực phâm, sản xuất chất tây rửa, thuộc da, y tế,
nông nghiệp nhưng giả thành chế pham enzyme thương mại hiện nay còn
rất cao Vì vậy đề tài này được thực hiện với mục đích dùng nấm mốc đê làm
dồi dào nguồn enzyme và giảm giá thành chế pham enzyme thương mại Quả
trình nghiên cứu cũng tiến hành xác định động học của enzyme này nhằm
phục vụ cho nhũng nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất thực phâm Sau đó dựa
vào nguồn enzyme này ứng dụng vào việc thuỷphân da cá tra đê sản xuất
collagen.
Kêt quả nghiên cứu của đề tài cho thấy có thê tiến hành thu enzyme có
hoạt tính cao ở thành phần môi trường thích họp đê tạo enzyme protease thuỷ
phân trong môi tmòng acid là 70% cám : 25% trấu : 5% gelatin và pH môi
trường là 5.
Đong thời có sự tương tác giữa pH và nhiệt độ xử lý lên hoạt tính của
hệ enzyme protease trong dịch chiết Enzyme này thê hiện hoạt tính toi ưu ở
nhiệt độ 45°c và pH = 5,5.
Động học của enzyme protease có Vmax = 1,2548pmol/phút và Km =
0,3932%
Khả năng thuỷ phân của enzyme protease trong dịch acid protein ứng
với thời gian thuỷ phân là 50 phút với thê tích dung dịch enzyme là lml,
pH dung dịch là 3,2 và nhiệt độ thuỷphân là 45°c
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 5MỤC LỤC
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 6Luận văn tôt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 7DANH SÁCH BẢNG
DANH SÁCH HÌNH
Trang 8CHƯƠNG 1 ĐẶT VÁN ĐÈ
1.1 ĐẶT VẤN ĐÊ
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ Sinh học,
các chế phẩm enzyme được sản xuất ngày càng nhiều và được sử dụng hầu
hết trong các lĩnh vực như: chế biến thực phấm, nông nghiệp, chăn nuôi, y
tế Đặc biệt trong ngành thực phấm, những ứng dụng của kỳ thuật sinh học
đã tạo nên những tiến bộ đáng kinh ngạc trong việc sản xuất các sản phấm
mới cũng như gia tăng hiệu suất của các sản phẩm truyền thống Hàng năm
lượng enzyme được sản xuất trên thế giới đạt trên 300.000 tấn với giá trị hơn
500 triệu USD được phân phối trong các lĩnh vực khác nhau
Công nghệ sản xuất enzyme đã đem lại những lợi nhuận to lớn cho Việt
Nam ứng dụng enzyme đế hỗ trợ cho quá trình sản xuất trong chế biến thực
phâm đã trở nên phổ biến và quen thuộc Bản chất của enzyme là những chat
protein Chúng được tạo ra bởi tế bào sống (thực vật, động vật và vi sinh vật)
là chất xúc tác cho các phản ứng sinh học Chức năng chính của enzyme trong
hoạt động sống là xúc tác sự hình thành và cắt đứt các liên kết hóa học
Do có ưu thế về nhiều mặt nên vi sinh vật đã trở thành nguồn thu
enzyme chủ đạo Tùy theo mục đích sử dụng mà người ta sản xuất nhiều dạng
chế phâm enzyme khác nhau như enzyme thô, enzyme bán tinh khiết và
enzyme tinh khiết Sản xuất enzyme từ vi sinh vật so với từ thực vật và động
vật có rất nhiều ưu điếm như:
- Tốc độ sản sinh của vi sinh vật rất mạnh
- Enzyme thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tính rất cao
- Vi sinh vật là rất thích hợp cho sản xuất theo quy mô công
nghiệp
- Nguồn nguyên liệu dùng sản xuất enzyme rẻ tiền và dễ kiếm
- Vi sinh vật có thể sinh tổng hợp cùng một lúc nhiều loại enzyme
khác nhau
Protease là enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong một số
ngành sản xuất như: chế biến thực phẩm (đông tụ sữa làm phomat, làm mềm
thịt ), sản xuất chất tây rửa, công nghiệp thuộc da, y tế, nông nghiệp
Việc gia tăng sử dụng vi sinh vật như nguồn cung cap protease đã cải
thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và sản phẩm được tạo ra nhiều hơn Tuy nhiên
giá thành chế phẩm enzyme còn khá cao, do đó cũng hạn chế việc sử dụng
rộng rãi enzyme trong công nghiệp và đời sống
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp vù Sinh học
Trang 9Với những thuận lợi và sự cần thiết của enzyme, đề tài thực hiện khảo
sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp enzyme protease từ
Aspergillus oryzcte trên môi trường rắn Bởi những ứng dụng ngày càng rộng
rãi của protease thì việc sản xuất ra enzyme sẽ góp phần đưa công nghệ
enzyme ngày càng phát triển, góp phần hạ giá thành chế phẩm enzyme tạo
điều kiện mở rộng sản xuất enzyme trong thực tế, cải thiện được quy trình sản
xuất, cải thiện điều kiện lao động và nâng cao chất lượng sản phẩm
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN cứu
Đe tài nghiên cứu nhằm khảo sát hoạt tính enzyme protease trích ly từ
Aspergillus oryzcie trên môi trường rắn với các mục tiêu sau:
- Ánh hưởng của thành phần môi trường và pH môi trường khác nhau đến quá
trình sinh tổng họp enzyme protease
- Ánh hưởng của nhiệt độ và pH lên hoạt tính xúc tác phản ứng thuỷ phân của
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 10CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
Enzyme protease phân bố ở thực vật, động vật, vi sinh vật Tuy nhiên
nguồn enzyme ở vi sinh vật là phong phú nhất, có ở hầu hết các vi sinh vật như
vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn Có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu
thích hợp nhất đế sản xuất enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghiệp và đời
sống
2.1 Sơ LƯỢC VỀ ENZYME PROTEASE
2.1.1 Giói thiệu
Protease là enzyme thuộc nhóm hydrolase xúc tác cho quá trình thủy
phân liên kết peptid (-CO-NH-) của phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm
cuối cùng là các acid amin Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy
phân liên kết este và vận chuyên acid amin
ProteasesHình 1: Mô hình enzyme protease thủy phân phân tử protein
Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức
độ tế bào, cơ quan đến cơ the nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối
tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn) đến thực vật (đu đủ,
dứa ) và động vật (gan, dạ dày bê ) So với protease động vật và thực vật,
protease vi sinh vật có những đặc điểm khác biệt Trước hết hệ protease vi sinh
vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu
trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thế
đồng nhất
Hầu hết protease phân cat protein ở các liên kết đặc hiệu, vì thế có thế sử
dụng các enzyme này theo chiều phản ứng tổng hợp để tống hợp các liên kết
peptid định trước Yeu tố tăng cường quá trình tổng hợp bao gồm pH, các nhóm
carboxyl hoặc nhóm amin được lựa chọn đế bảo vệ khả năng kết tủa sản phấm
Trang 11Trong cơ the protein thực phẩm được phân giải ở bộ máy tiêu hóa bởi các enzyme phân giải protein, đầu tiên là pepsin trong dịch dạ dày và sau đó là các protease được tiết ra ở tuyến tụy và từ các tế bào ở màng nhầy thành ruột Các acidamin tự do, các peptid ngắn được hấp thụ và đi qua các tế bào hình lông ở thành ruột Phần lớn các peptid được hấp thụ bị thủy phân ở các tế bào thành ruột Các acid amin được hấp thụ sẽ đi vào gan và sau đó tham gia vào quá trình chuyển hóa.
Quá trình thủy phân protein đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nhiều loại thực phấm Quá trình này có thế được thực hiện nhờ chính protease của thực phấm đó hoặc do các protease vi sinh vật được đưa vào trong quá trình chế biến thực phâm
Trong nhiều trường họp các tính chat protein của thực phâm được cải thiện khi thủy phân hạn chế hoặc sâu sắc nhờ các enzyme protease Sự thủy phân hạn chế có tác dụng tăng khả năng nhũ hóa và tạo bọt của protein (do tăng tính hòa tan và khả năng khuếch tán đến bề mặt phân chia)
Hình 2: cấu trúc không gian enzyme protease
2.1.2 Phân loại enzyme protease vi sinh vật
Protease (peptidase) thuộc phân lóp 4 của lớp thứ 3 (E.c.3.4) trong hệ thống phân loại các nhóm enzyme
Protease được phân chia thành hai loại: endopeptidase và exopeptidase
2.1.2.1 Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptid, exopeptidase được phân
chia thành hai loại:
- Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptid ở đầu nitơ tụ' do của chuỗi
polypeptid để giải phóng ra một amino acid, một dipeptid hoặc một tripeptid
- Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptid ở đầu cacbon của chuồi
polypeptid và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptid
2.1.2.2 Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành
bốn nhóm:
- Sehne protease: là những protease chứa nhóm -OH của gốc serine trong trung
tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: Chymotrypsin và subtilisin Nhóm Chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như Chymotrypsin, trypsin,
elastase Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như Suhtilisin
Trang 12Carlsberg, Subtilisin BPN Các serine protease thường hoạt động mạnh ở vùng
kiềm tính và thế hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng
- Cysteine protease: các protease chứa nhóm -SH trong trung tâm hoạt động
Cysteine protease bao gồm các protease thực vật như papayin, bromalin, một
vài protease động vật và protease ký sinh trùng Các cysteine protease thường
hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng
- Aspartic protease: hầu hết các aspartic protease thuộc nhóm pepsin Nhóm
pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin, rennin
Các aspartic protease có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và
thường hoạt động mạnh ở pH trung tính
- Metallo protease: là nhóm protease được tìm thấy ớ vi khuẩn, nấm mốc cũng
như các vi sinh vật bậc cao hơn Các metallo protease thường hoạt động vùng
pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA
2.1.2.3 Dựa veto khả năng hoạt động ở các giá trị pH khctc nhau
Chia làm 03 loại protease acid, protease trung tính và protease kiềm
- Protease acid: loại protease này được thu nhận từ nấm mốc màu đen như:
Aspergillus niger, Aspergillus axvamori, Aspergillus saitoi pH hoạt động của
protease nấm mốc này là 2,5 -T 3,0
- Protease trung tính: loại này có ở rất nhiều loại nấm mốc khác nhau, chủ yếu là
ớ các loại nấm mốc có màu vàng như: Aspergillus oryzae, Aspergillus flcivus,
Aspergillus fumigatus, Aspergillus tericole Ngoài nấm môc ra, protease trung
tính còn tìm thây ở vi khuân Bacillus mesentericus.
- Protease kiềm: tìm thấy nhiều ở nấm men Tuy nhiên việc tạo ra protease acid,
trung tính và kiềm còn phụ thuộc rất nhiều vào thành phần môi trường hoặc cơ
chất mà chúng tác dụng Đã có nhiều trường hợp thí nghiệm cho thấy thành
phần môi trường làm thay đổi hẳn đặc tính của protease
2.1.3 Động học của enzyme
2.1.3.1 Ý nghĩa của việc nghiên cứu động học enzyme
Nghiên cứu động học của enzyme là nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu
tố: nồng độ cơ chat, enzyme, pH môi trường, nhiệt độ, các chất kìm hãm đến
tốc độ phản ứng do enzyme xúc tác Việc nghiên cứu động học enzyme sẽ cho
ta biết được các vấn đề sau đây:
- Có thế biết được cơ chế phân từ của sự tác động của enzyme
- Cho phép ta hiểu biết được mối quan hệ về mặt năng lượng của quá trình
enzyme
- Thấy được vai trò quan trọng cả về mặt lý luận lẫn thực tiễn: khi lựa chọn các
đơn vị hoạt động enzyme người ta cần phải biết những điều kiện tốt nhất đối với
hoạt động của enzyme, cũng như cần phải biết được các yếu tố ảnh hưởng đến
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 13hoạt động của chúng.
- Là điều kiện cần thiết đế thực hiện tốt các bước tinh chế enzyme, vì người ta
cần phải kiếm tra về mặt năng lượng bằng cách xác định có hệ thống hoạt động
của chế phẩm enzyme trong các giai đoạn tinh chế
2.1.3.1 Anh hưởng của nong độ cơ chất
a Phưong trình động học Michalelis - Menten
Năm 1913 hai nhà khoa học Leonom Michalelis và Maud Menten đưa ra
mô hình động học đế giải thích phản ứng xúc tác bởi enzyme và lập phương
trình phản ánh mối quan hệ giữa vận tốc phản ứng, nồng độ cơ chất và enzyme
Mô hình chuyển hoá của phản ứng enzyme với một cơ chất như sau:
E + S^==±ES< > P + E
Trong đó: ki, k.Ị, kcat: là những hằng số của các phản
ứng E: là enzyme S: là cơ chấtES: phức hợp enzyme - cơ chất Etot: nồng độ enzyme ban đầu
Giả sử nồng độ enzyme ban đầu cũng là nồng độ cơ chất ớ trạng thái cân
bằng của phản ứng, nếu bỏ qua phản ứng ngược p + E -» ES
Tốc độ phản ứng tại thời điểm bắt đầu phản ứng: V = dP /dt = k ' [ES]
Phản ứng xấp xỉ trạng thái ốn định (Steady - State): [ES] là hang so
Tốc độ xuôi chiều = tốc độ ngược chiều
K[S][E] = K [s](£„„ -[ES]) = (*_, H J[ES]
«•M5]£»=(*-,+*«+MS])[ES]
o[ES] = [S]£„/(if„+[S])Với
Khi nồng độ cơ chất đủ lớn sao cho tất cả enzyme đều tham gia phản ứng
tạo phức hệ ES ta có: [ES] = Etat, khi phản ứng này đạt tốc độ cực đại Vmax =
kcatEtot
y = L, [ES] = k„ [S}E n l l(K, +[s])v = [5]/(AT + [$])(*)
Phương trình (*) là phương trình Michaelis - Men ten Phương trình này
phản ánh tương quan định lượng giữa tốc độ ban đầu của phản ứng V, tốc độ
cực đại của phản ứng vmax, nồng độ cơ chất ban đầu [S] và hằng số Km
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 14(Nguồn: Nguyen Đức Lượng, 2004)
Những trường họp giới hạn của phương trình Michaelis -
Menten V = kcat[S]Etot/(Km+[S]) = Vmax[S]/
(Km+[S])Trong trường họp:
[S] = Km
V ~ (l/2)Vmax = (l/2)kcatEtot b Ý nghĩa của hằng số
Michaelis - Menten
Ý nghĩa thực tiễn của hằng số Michaelis, chính là giá trị của nồng độ cơ
chất khi tốc độ phản ứng bằng Vi tốc độ cực đại Km có đơn vị là Molar, khi [S]
= Km thì V = Vmax/2 và ngược lại
Hang so Michaelis là một hằng số rất quan trọng Nó xác định ái lực của
enzyme với cơ chất Km càng nhỏ thì ái lực càng lớn, tốc độ phản ứng càng cao
vì thế tốc độ cực đại vmax đạt ở nồng độ cơ chất thấp
(kcat/Km) là hằng số tốc độ phản ứng hai phân tử hiệu quả tại nồng độ
cơ chất thấp Khi (kcat/Km) ~ 109 chỉ ra rằng sự xúc tác gần như hoàn
chỉnh: mỗi khi cơ chất gặp enzyme hầu như đều chuyển thành sản
phẩm
V
Hình 3: Đồ thị biểu diễn phương trình Michaelis - Menten
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 15c Phương trình Line Weaver
V = Vmax[S]/(Km + [S])Nghịch đảo 2 vế phương trình:
l/v = (l/vmax) + (Km/Vmax)*(l/[S])Đây là phương trình được Line Weaver và Burk đưa ra vào năm 1943 có
dạng y = ax + b là phương trình đường thẳng
Nếu vẽ đồ thị đường thẳng sẽ cắt trục tung ở 1/Vmax và cắt trục hoành ở
- 1/Km và độ nghiêng bằng Km/Vmax Từ phương trình trên ta dễ dàng xác định
Km và Vmax trong các thí nghiệm
(Nguồn: Nguvễn Đức Lượng, 2004)
2.2 GIỚI THIỆU VÈ Cơ CHẤT
2.2.1 Giói thiệu về CO’ chất gelatine
Cơ chất cảm ứng được xem như yếu tố rất quan trọng dùng đế điều khiển
quá trình sinh tông họp enzyme
Gelatine có sẵn trong tự nhiên nhưng nó được tìm thấy từ protein
collagen gốc bằng quá trình phá hủy cấu trúc bậc hai hoặc cao hơn ở các nhiệt
độ khác nhau của quá trình thủy phân polypeptide có trong xương và da
Gelatine là các polypeptide cao phân tử dẫn xuất từ collagen, là thành
phần protein chính trong các tế bào liên kết của nhiều loại động vật cấu tạo là
một chuỗi acid amin gồm 3 acid amin chủ yếu là glycine, proline và
hydroproline.Trong phân tử gelatine, các acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi
xoắn ốc có khả năng giữ nước Báng 1: Thành phầiyacid amin cỏ trong gelatỉne
Trang 16Glycine 27%
(Nguồn: http://baisians violet vn/present/saine/entiy id/3232177)
2.2.2 Giói thiệu về CO’ chất casein
Casein là protein chủ yếu trong sữa, chiếm khoảng 80% protein của sữa
Chúng tồn tại dưới dạng micelle Casein là những protein có tính acid vì trong
phân tử của chúng rất giàu các acid glutamic và acid aspartic Tất cả các casein
đều được phosphoryl hoá với những mức độ khác nhau trên gốc serin và
threonine Casein có điểm đẳng điện pl = 4,6 Casein trong sữa có nguồn gốc
từ những chủng bò khác nhau nên có cấu trúc bậc 1 khác nhau Casein trong
sừa có 4 dạng chính: casein as] và casein aS2, casein p, casein K
- Casein as]: phân tử lượng khoảng 23.000Da, có 199 gốc acid amine Do sự
phân bố các phần tích điện và các phần ưa béo không đồng đều nên các phân
tử loại này có tính chất lưỡng cực, 1 đầu ưa nước, 1 đầu kỵ nước
- Casein as2: phân tử lượng 25.000Da, có 207 gốc acid amine, có tính ưa nước
cao nhất trong các loại casein do phân tử của nó chứa nhiều nhóm phosphoryl
và gốc cation nhất
- Casein P: phân tử lượng khoảng 24.000Da, có 209 gốc acid amine, có tính ưa
béo cao nhất Phân tử casein p gồm 10% cấu trúc xoắn a, 13% cấu trúc lá xếp
p và 77% cấu trúc không trật tự
- Casein K: phân tử lượng khoảng 19.000Da, có 169 gốc acid amine Loại này chỉ
chứa một gốc phosphoryl và cũng có tính lưỡng cực Đầu amino của phân tử
protein thì ưa béo còn đầu carboxyl thì ưa nước Casein K gồm 23% vùng
2.2.3 Giới thiệu về cơ chất Bovỉne Serium Albumin (BSA)
Luận văn tôt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 17Serum Albumin là một trong những protein được nghiên cứu rộng rãi và
là protein phong phú nhất trong huyết tương với nồng độ là 5g/100ml Nhiều
nhà khoa học đã có nghiên cứu về cấu trúc và những tính chất của serum
albumin cũng như nhũng ảnh hưởng của nó đến những loại protein khác đế từ
đó biết được ảnh hưởng của serum albumin đến chức năng của thực phấm là
như thế nào
BSA là protein hình cầu lớn (óó.OOODa) với những acid amin cần
thiết Nó có đầy đủ những đặc điếm và tính chất của protein đã được biết đến
(Peter, 1975)
Trong thành phần của nó chứa ít tryptophane và methionine nhưng hàm
lượng cystein và acid amin phân cực cao Hàm lượng glycine và isoleucine
phân tử BSA thì thấp hơn mức trung bình trong protein (Peter, 1985) Thành
phần acid amin trong phân tử BSA được trình bày trong bảng 3
Báng 3: Thành phần các acid amin trong phân tử BSA
(Nguồn: Brown, 1975; Patterson and Getter, ¡977; McGillivrav et al., 1979;
Reed et al., 1980; Hirayama et ah, 1990)
2.3 NGUỒN TỐNG HỢP ENZYME PROTEASE TỪ VI SINH VẬT
2.3.1 Đặc điếm enzyme protease từ vi sinh vật
Khác với protease thực vật và động vật, protease của vi sinh vật là những
Trang 18enzyme ngoại bào và có tính đặc hiệu rộng rãi.
Có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất để sản xuất
enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghiệp và đòi sống Dùng nguồn vi sinh
vật có những lợi ích chính như sau:
- Chủ động về nguyên liệu nuôi cấy vi sinh vật và giống vi sinh vật
- Chu kỳ sinh trưởng của vi sinh vật ngắn 16 -T 100 giờ nên có thê thu nhiều lần
trong năm
- Có thể điều khiển sinh tổng hợp enzyme dễ dàng theo hướng có lợi (định hướng
sử dụng và tăng hiệu suất tổng thu hồi)
- Giá thành tương đối thấp vì môi trường tương đối rẻ, đơn giản, dễ tố chức sản
xuất
Tuy nhiên trong mọi trường hợp cần lưu ý khả năng sinh độc tố (gây độc,
gây bệnh) đế có biện pháp phòng ngừa và xử lý thích họp
Đe sản xuất chế phẩm enzyme, người ta có thế phân lập các giống vi sinh
vật có trong tự' nhiên hoặc các giống đột biến có lựa chọn theo hướng có lợi
nhất, chỉ tổng hợp ưu thế một loại enzyme nhất định cần thiết nào đó
2.3.2 Nguồn thu enzyme protease từ vi sinh vật
Enzyme protease phân bô chủ yêu ở vi khuân, nâm môc, xạ khuân và một
sô loại nấm men
2.3.2.1 Vi khuân
Lượng protease sản xuất từ vi khuẩn được ước tính vào khoảng 500 tấn,
chiếm 59% lượng enzyme đã sử dụng
Protease của động vật hoặc thực vật chỉ chứa một trong hai loại
endopeplidase và exopeptadase, riêng vi khuân cỏ khả năng sinh ra cả hai loại
trên, do đó protease của vi khuẩn có tính đặc hiệu cơ chất cao Chúng có khả
năng phân hủy tới 80% các liên kết peptid trong phân tử protein
Trong các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp mạnh protease là
Bacillus
Luận văn tôt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 19circulans, Bacillus subtỉlis, Bacillus mesentericus, Bacillus
thermorpoteoliticus, Bacillus thermophyllus, Bacillus brevis và một sô giông
thuộc chi Clostridium Trong đó Baciỉlus subtilis có khả năng tổng hợp protease
mạnh nhất Các vi khuẩn thường tổng hợp protease hoạt động thích hợp ở vùng
pH trung tính và kiềm yếu
Các protease trung tính của vi khuấn hoạt động ở khoảng pH hẹp (pH =
5-7- 8) và có khả năng chịu nhiệt thấp Các protease trung tính tạo ra dịch thủy
phân protein thực phẩm ít đắng hơn so với protease động vật và tăng giá trị dinh
dưỡng Các protease trung tính có khả năng ái lực cao đối với các acid amin ưa
béo và thơm Chúng được sinh ra nhiều bởi Bacỉỉlus subtilis, Bacillus
mesentericus, Bacillus thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chi
Clostridium.
23.2.2 Neun mốc
Nhiều loại nấm mốc có khả năng tống hợp một lượng lớn protease được
ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm là các chủng Aspergillus oryzae,
Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus soyae, Penicillum
chysogenum, Mucor hiemalis Các loại nấm mốc này có khả năng tống hợp cả
03 loại protease: acid, trung tính và kiềm Nấm mốc đen tổng hợp chủ yếu các
protease acid, có khả năng thúy phân protein ở pH 2,5 -T 3,0
Một sô nâm môc như Aspergillus canditatus, Penicillum cameberti,
Pénicillium roqueforti cũng có khả năng tổng hợp protease đông tụ sữa sử
dụng trong sản xuất phomat
Hình 5: Bacillus
Luận văn tôt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 202.3.23 Xạ khuẩn
về phương diện tổng hợp protease, xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn vi
khuân và nấm mốc Tuy nhiên, người ta cũng đã tìm được một số chủng có khả
năng tông hợp protease cao: Streptomyces gríeus, Streptomyces fradiae,
Streptomyces trerimosus
Các chế pham protease từ xạ khuân được biết nhiều là protease được
chiết tách từ Streptomyces grieus, enzyme này có tính đặc hiệu rộng, có khả
năng thủy phân tới 90% liên kết peptid của nhiều protein thành acid amin Ớ
Liên Xô (cũ) người ta cũng tách được chê phâm tương tự từ Streptomyces
grieus có tên là protelin.
Hình 7: Xạ khuẩn
2.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG xúc TÁC CỦA ENZYME
Người ta xác định khả năng xúc tác của enzyme thông qua việc xác định
hoạt độ hoạt động của enzyme Người ta cũng không thế định lượng enzyme
trực tiếp mà phải xác định gián tiếp thông qua hoạt độ hoạt động của chúng
hoặc thông qua khả năng làm giảm cơ chất sau một thời gian phản ứng
2.4.1 Các nhóm phương pháp xác định khả năng xúc tác cùa enzyme
Hiện nay nhiều phòng thí nghiệm sử dụng một trong ba nhóm phương
pháp sau để xác định khả năng xúc tác của enzyme
- Tiến hành đo lượng cơ chất bị mất đi hay lượng sản phẩm được tạo thành sau
Hình 6: Nấm mốc
Luận văn tôt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 21một thời gian nhất định và lượng enzyme đã xác định trước Phương pháp này
được áp dụng rộng rãi và đã được xác định là tương đối chính xác
- Tiến hành xác định thời gian cần thiết để thu nhận được một lượng biến đổi nhất
định của lượng cơ chất hay lượng sản phẩm tương ứng với một lượng enzyme
nhất định
Tiến hành chọn nồng độ enzyme cần thiết đê trong một thời gian nhất
định sẽ thu được sự biến đối nhất định về cơ chất hay sản phâm
Luận văn tôt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 222.4.2 Đơn vị hoạt độ của enzyme
Khả năng xúc tác của enzyme được xác định thông qua hoạt độ hoạt
động của enzyme Hoạt độ hoạt động của enzyme được xác định thông qua đơn
vị hoạt độ Người ta biểu diễn đơn vị hoạt độ qua những đơn vị sau
2.4.2.1 Đơn vị hoạt độ quốc tế (UI)
Đơn vị hoạt độ quốc tế là lượng enzyme có khả năng xúc tác làm chuyển
hóa được 1 ỊLimol cơ chất sau một phút ở điều kiện tiêu chuẩn
1UI = lpmol cơ chất (10"6mol)/phút
2.4.2.2 Katal (Kat)
Đơn vị Kat là lượng enzyme có khả năng xúc tác làm chuyển hóa được
một moi cơ chất sau một giây ở điều kiện tiêu chuẩn
1 Kat = 1 moi cơ chất/giây1ƯĨ = ^-xlCr6Kat= 16,67nKat (nanoKatal)60
2.4.2.3 Hoạt độ riêng
Hoạt độ riêng của một chế phấm enzyme là số đơn vị UI (hoặc một đơn
vị Katal) ứng với lml dung dịch (nếu là dung dịch) hoặc lmg protein (nếu là bột
khô) của chế phẩm enzyme Khi biết được phân tử của enzyme ta hoàn toàn có
thế tính được hoạt độ riêng của phân tử
2.4.2.4 Hoạt độ riêng của phân tử
Hoạt độ riêng của phân tử enzyme là số phân tử cơ chất được chuyển hóa
bởi một phân tử enzyme trong một đơn vị thời gian
2.5 SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ NẤM MỐC ASPERGILLUS
ORYZAE
2.5.1 Sơ lược về nấm mốc Aspergillus oryzae
2.5.1.1 Phân loại Giới:
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 23Chủng mốc Aspergillus oryzae có màu vàng hoa cau, sợi nấm phát triến
rất mạnh (chiều ngang 5 -ỉ- 7|Lim), 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
Độ ẩm môi trường tối ưu cho sự hình thành bào tử: 45%
Độ ấm môi trường tối ưu cho sự hình thành enzyme: 55 -7- 58%
Độ ẩm không khí: 85 95%
pH môi trường: 5,5 + 6,5
Nhiệt độ nuôi cấy: 27 -ỉ-
30°c
2.5.2 Môi trường nuôi
cấy 2.5.2 ỉ Nguyên liệu
Môi trường sử dụng nuôi cấy vi sinh vật để thu nhận enzyme thường là
cám gạo hay cám mì, bã củ cải hoặc thóc nảy mầm Trong các loại nguyên liệu
trên thì cám gạo, cám mì thường được sử dụng nhiều hon cả Hai loại cám này
có đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật phát triển Mặt khác, khi tạo
Hình 8: Nấm mốc Aspergillus oryzae sau khi ủ 4 ngày
Hình 9: Nấm mốc Aspergillus oryzae qua kính hiổn vỉ x Điều kiện phát triển
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 24dính cần thiết, vừa đảm bảo lượng không khí lưu chuyển trong khối nguyên
liệu Nguồn dinh dưỡng bổ sung thường là các muối ammonium, phosphat
Trong nhiều trường họp, đế tạo khả năng thoáng khí tốt hơn, người ta
thường cho thêm trấu với lượng khoảng 20 -r 25% Thực chất, việc cho trấu vào
là làm tăng độ xốp của môi trường, tạo nên những khoảng trống đế không khí
có thế lưu thông trong lòng môi trường
Trong quá trình chuẩn bị môi trường, điều quan trọng nhất là tạo được
độ ẩm thích hợp Độ ẩm thích họp cho nhiều vi sinh vật khi nuôi cấy trong môi
trường cám là 60%w Độ ẩm vượt quá 60%w thường tạo điều kiện cho nhiều vi
khuẩn phát triển, khi đó dễ xảy ra nhiễm vi sinh vật lạ Neu độ ấm < 60%w
(thường 45 -T 50%W) thường gây hiện tượng tạo nhiều bào tử nấm sợi và như
vậy thì enzyme thu được sê giảm hoạt tính rất mạnh
Sau khi chuẩn bị xong môi trường, ta tiến hành thanh trùng môi trường
để tiêu diệt các vi sinh vật lạ nhiễm vào môi trường mà có thế ức chế sự phát
triến của giống vi sinh vật mà ta sẽ nuôi cấy Thông thường, môi trường sẽ được
thanh trùng bằng hơi nước nóng ở 121°c trong thời gian 15 -T 30 phút
Môi trường nuôi cấy sẽ được cho vào bình tam giác và tiến hành trộn
giống vi sinh vật vào khối môi trường sao cho thật đều Thời gian nuôi cấy nấm
sợi đê thu nhận enzyme vào khoảng 36 -r 60 giờ
2.5.4 Phưong pháp nuôi cấy bề mặt
Đe nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae sản xuất enzyme protease ta
lựa chọn phương pháp nuôi cấy bề mặt với môi trường rắn Phương pháp nuôi
cấy bề mặt là phương pháp tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển trên bề mặt
môi trường hay trên bề mặt vật liệu rắn, xốp, ẩm Thông thường, môi trường
dạng rắn vói nguyên liệu chính là bột cám mì, bã củ cải, bột bắp nghiền, hạt
thóc nảy mầm, trấu và bổ sung một số chất dinh dưỡng khác (amon Sulfat,
amon clorua, amon phosphat) Phương pháp này phát triển rất mạnh từ những
Báng 4: Thành phần dinh dưõiĩg của cám (Nguyễn Dửc Lượng và ctv, 2004)
2.5.2.2 Chuân bị môi trường nuôi cấy
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 25năm 1970 đến nay Những ưu điểm cơ bản của phương pháp nuôi cấy bề mặt:
- Dề thực hiện, quy trình công nghệ đơn giản
- Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất nhiều so
với nuôi cấy chìm
- Sản phấm enzyme thô sau khi thu nhận rất dễ sấy khô và dễ bảo
Đặc điếm của giống Aspergillus oryzae giàu các enzyme thủy phân nội
bào và ngoại bào (amylase, protease, pectinase ), ta rất hay gặp chúng ở các
kho nguyên liệu, trong các thùng chứa đựng bột, gạo đã hết nhưng không được
rừa sạch, ở cặn bã bia, bã rượu, ở bã sắn Chúng mọc và có khi phát triển thành
lóp mốc, có màu sắc đen, vàng Các bào tử này, dễ bị gió cuốn bay xa khi gặp
điều kiện thuận lợi sẽ mọc thành sợi mốc mới
b Kỹ thuật nuôi cấy
Sau khi đã trộn giống, các bình tam giác có chứa mẫu được đặt vào tủ ủ ở
nhiệt độ 30°c vì nấm sợi phát triến thích họp ở nhiệt độ là 28 -T 32°c Neu nhiệt
độ thấp quá hoặc cao quá đều ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển của nấm
sợi
Trong quá trình nuôi cấy, ta hoàn toàn không cần điều chỉnh pH Môi
trường bán rắn là môi trường tĩnh nên sự thay đổi pH ớ một vùng nào đó ít khi
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 26Thời gian nuôi nấm sợi thu nhận enzyme vào khoảng 36 ^ 60 giờ Điều
này còn phụ thuộc vào chủng nấm mốc Aspergillus oryzae và điều kiện môi
trường cũng như phụ thuộc vào điệu kiện nuôi cấy
Quá trình phát triển của nấm mốc trong môi trường bán rắn khi nuôi bằng
phương pháp bề mặt này trải qua các giai đoạn sau:
- Giai đoạn 1: giai đoạn này kéo dài 10 -T 14 giờ kế từ thời gian bắt đầu nuôi cấy,
xảy ra sự trương đính bào tử, bắt đầu mọc nấm và hô hấp Ỏ giai đoạn này
phòng nuôi cấy cần giữ nhiệt độ không dưới 28 -T 30°c đế không kìm hãm sự
phát triển ban đầu của chúng Trong giai đoạn này có thể xảy ra nhiều biến đổi:
• 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 đối
• Khối môi trường còn ròi rạc
• Enzyme mới bắt đầu được hình thành
- Giai đoạn 2: hệ sợi nấm bắt đầu phát triển nhanh, giai đoạn này kéo dài khoảng
14 -r 18 giờ Nấm mốc phát triển mạnh mẽ, sử dụng một lượng lớn các chất
dinh dưỡng, hô hấp rất mạnh và lượng nhiệt thoát ra nhiều Trong giai đoạn này
có những thay đổi cơ bản sau:
• Toàn bộ bào tử đã phát triển thành sợi nấm và sợi nấm bắt đầu phát triến rất
mạnh, có thế nhìn rõ được sợi nấm
• Môi trường được kết lại khá chặt
• Độ ẩm môi trường giảm dần
• Nhiệt độ môi trường sẽ tăng nhanh có thế đạt tới 40 -T 45°c
• Các chất dinh dường bắt đầu giảm nhanh, do sự đồng hóa mạnh
củanấm sợi
• Các enzyme 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 C02 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 -ỉ-
• Nhiệt độ của khối môi trường giảm, do đó làm giảm lượng không khí môi
trường xuống còn 20 -T 25 thế tích không khí/thế tích phòng nuôi cấy/1 giờ
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 27Nhiệt độ nuôi cấy duy trì ở 30°c Trong giai đoạn này, bào tử được hình thành
nhiều do đó lượng enzyme sè giảm Chính vì thế việc xác định thời điểm cần
thiết đế thu nhận enzyme rất cần thiết
Ket 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
2.5.5 Thu nhận chế pham enzyme protease thô
Ket thúc quá trình nuôi cấy ta thu nhận được chế phẩm enzyme Chế
phấm 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)
Tùy theo mục đích sử dụng, ta có thể dùng chế phẩm thô này ngay mà
không cần qua quá trình tinh sạch Trong những trường họp cần thiết khác, ta
phải tiến hành làm sạch enzyme Khi enzyme được tách hết nước, sinh khối vi
sinh vật và thành phần môi trường, chúng ở dạng tinh thế, ta thu được chế phấm
enzyme sạch Chế phẩm enzyme này còn được gọi là chế phẩm enzyme tinh
khiết
Đe đảm bảo cho chế phẩm enzyme thô không mất hoạt tính nhanh, người
ta thường sấy khô chế phâm enzyme đến một độ ấm thấp Độ ấm cần đạt sau
khi quá trình sấy kết thúc là nhỏ hơn 10%w Để đảm bảo hoạt tính enzyme
không thay đổi, người ta thường sấy enzyme ở nhiệt độ 38 40°c Ỏ nhiệt độ
này enzyme ít bị biến
đổi Nếu ta sấy ở nhiệt độ cao quá 40°c enzyme rất dễ bị biến tính Do đó, điều
kiện nhiệt độ trong quá trình sấy phải được thực hiện tuyệt đối chính xác
2.6 CÁC YÉU TÓ ẢNH HƯỞNG ĐÉN KHẢ NĂNG SINH TỐNG HỢP
ENZYME PROTEASE
2.6.1 Độ ẩm môi trường
Độ âm của môi trường tốt nhất cho sự hình thành enzyme của nấm mốc
là 55 -T 58% Độ ấm môi trường thích hợp cho sự hình thành bào tử khoảng
45% cần giữ cho độ ấm môi tiường không bị giảm trong quá trình phát triến
của nấm mốc
2.6.2 Ánh hưởng của không khí
Aspergillus oryzcie là sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát triển bình
thường khi trong môi tiường có đầy đủ 02 Đe đáp ứng điều kiện nuôi cấy này
môi trường phải xốp, rải thành lớp không dày quá 2,5 -T 3,0cm, phòng nuôi cấy
phải thoáng
2.6.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH môi trường
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 28Aspergillus oryzae là khoảng 28 -T 32°c Nhiệt độ do nấm mốc tởa ra môi
trường có thể lên đến 40°c hoặc cao hoư cần giữ cho nhiệt độ môi trường
không xuống dưới 27°c và không quá 36°c.
Thích họp cho Aspergillus oryzae phát triển là môi trường acid yếu 5,5 -r
6,5 Các môi trường tự nhiên từ cám, đậu, ngô thường có sẵn pH ở khoảng này
nên không cần điều chỉnh Đôi khi khả năng sinh bào tử của nấm mốc bị yếu
hoặc mất hăn Đê khôi phục khả năng này có thê nuôi nâm môc trong ánh sáng
khuêch tán trong một vài thế hệ
2.6.4 Thòi gian nuôi cấy
Hầu hết các chủng Aspergillus oryzae có hoạt động cực đại của amylase
ở giờ thứ 30 -T 36, rồi sau đó cực đại của protease ở giờ thứ 36 -r 42 Thời gian
nuôi mốc giống thường hết 60 -T 70 giờ
2.7 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME PROTEASE
2.7.1 ủ ng dụng trong chế biến thực phẩm
2.7.1.1 Trong công nghiệp thịt
Trong công nghiệp thịt có sử dụng chế phẩm protease để làm mềm thịt
Ngoài papayin có thế dùng chế phẩm protease của vi sinh vật đế thủy phân một
phần nào đó các protein tham gia trong thành phần của thịt Ket quả là chất
lượng của các loại thịt được tăng cao, có thể chuyển thịt loại thấp thành thịt có
phâm chất cao Không những thế thời gian chín của thịt sẽ rút xuống nhiều lần
2.7.1.2 Trong công nghiệp sữa
Protease không những có khả năng phân ly protein mà còn có khả năng
làm đông tụ sữa Tính chất của enzyme cũng như của pepsin tù’ lâu đã
được dùng trong
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học úng
Trang 29công nghiệp thực phẩm Protease của nấm mốc và vi khuẩn cũng thể hiện
khả năng đó Tuy nhiên tất cả protease của vi sinh vật đều khác vói renin của
động vật ở chỗ chúng không những làm đông tụ được sữa mà còn có thể phân
hủy sâu casein, do đó có ảnh hưởng xấu đến chất lượng phomat Bởi vậy trong
quá trình làm phomat, renin vẫn chiếm một vị trí đặc biệt trong các protease
khác Dưới tác dụng của renin, casein của sữa sẽ đông tụ thành một khối đặc
không hòa tan và thu hút vào đó hầu như toàn bộ chất béo có trong sữa Từ đây,
dưới ảnh hưởng của vi khuẩn lactic sẽ tạo thành phomat bền vững có chứa các
chất dinh dưỡng quý giá hơn và có tính chất cảm quan ưu việt hơn Hương vị
của phomat sau quá trình chín có liên quan mật thiết với sự tích tụ các peptid và
acid amin Như vậy renin còn có vai trò dẫn động trong quá trình chín của
phomat nữa
2.7.2 ủng dụng trong các ngành công nghiệp khác
2.72.1 Trong công nghiệp da
Protease của vi sinh vật cũng có tầm quan trọng trên hai quá trình: làm
mềm và tách lông, về mặt này, chế phẩm protease như là một phương tiện có
hiệu quả đế hoàn thiện kĩ thuật chế biến da Chúng ta đều biết chất quan trọng
nhất của da là collagen Phân tử của nó gồm những acid amin kết lại với nhau
thành mạch dài Dưới tác dụng của protease, các chất nhờn bị tách ra và một số
liên kết trong sợi collagen bị phá hủy Ket quả là da thu được có độ mềm nhất
định và trong quá trình thuộc da tính chất này lại được củng cố thêm
2.7.2.2 Trong sản xuất tơ tam
Sợi thu được khi kéo ở kén ra thường có chứa 30% xerixin Muốn tạc
xerixin thì phải nấu tơ trong dung dịch xà phòng trong thời gian từ 1,5 -ỉ- 2 giờ
Chỉ sau khi có sự gia công này, tơ mới bắt đầu kéo chỉ Một lượng nhỏ xerixin
nằm lại ở trên lụa sẽ làm giảm độ đàn hồi của lụa, làm cho lụa bắt màu không
đồng đều và khó trang trí trên lụa Đe tách lượng xerixin còn lại đó người ta
thường dùng chế phâm protease từ nấm mốc và đặc biệt từ vi khuẩn
2.72.3 Trong hương phâm và mỹ phẩm
Tác dụng của protease trong kem, các biếu bì của da đã chết sẽ được tách
ra, da non và mới sẽ xuất hiện trên về mặt, đồng thời sự phát triển của lông (tóc)
cũng bị chặn lại
2.72.4 Trong y học
Các chế phẩm protease cũng được sử dụng để sản xuất các môi trường
dinh dưỡng hồn hợp có protein dùng trong nuôi cấy vi khuân và các vi sinh vật
khác Ngoài ra người ta còn dùng các chế phẩm protease để cô đặc và tinh chế
các huyết thanh để chữa bệnh (huyết thanh miễn dịch)
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Trang 30CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúư
3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM
3.1.1 Địa điếm và thòi gian thực hiện
Địa điêm: phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phâm, khoa Nông
nghiệp và Sinh học ứng dụng, trường Đại học cần Thơ
Thời gian: từ ngày 30/01/2012 đến ngày 28/04/2012
3.1.2 Vật liệu
Cám
Trấu
Cơ chất (gelatine)
Dung dịch acid protein (da cá ngâm acid acetic trong 24 giờ)
3.1.3 Đối tượng nghiên cứu
Nấm sợi Aspergillus oryzcie (chủng Aspergillus sp.) lấy từ Viện Nghiên
cứu và Phát triến Công nghệ Sinh học trường Đại học cần Thơ
3.1.4 Hoá chất thí nghiệm
Gelatine (Trung Quốc)
Casein (Trung Quốc)
Acid citric 0,1M (CóHsCVHọO), (Trung Quốc)
Trinatri citrat 0,1M (C6H5O7Na3.2H20), (Trung Quốc)
Disodium hydro phosphate (Na2HP04.12H20), (Trung Quốc)
L - Cysteine hydrochlorid - monohyrate (Merck)
Acid phosporic (H3PO4), (Trung Quốc)
Natri hydroxit (NaOH), (Trung Quốc)
Acid acetic (CH3COOH), (Trung Quốc)
Butanol (CH3(CH2)3OH), (Trung Quốc)
Luận văn tốt nghiệp Đại học năm 2012 Trường Đại học cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Thực phàm - Khoa Nông nghiệp vù Sinh học
Trang 313.1.5 Thiết bị thí nghiệm
Thiết bị thanh trùng
Máy đo quang phổ
(Spectrophotometer) Thiết bị ủ nhiệt