Chương 3 Phản ứng thủy phân và ứng dụng

Nội dung  Phản ứng thuỷ phân  Ý nghĩa  Mục đích sử dụng  Vật liệu đưa vào phản ứng  Những biến đổi và động học của quá trình  Ưu và nhược của thủy phân bằng enzim  Vài ứng dụng củ

Chương 3

Phản ứng thủy

phân và ứng dụng

Nội dung

 Phản ứng thuỷ phân

 Ý nghĩa

 Mục đích sử dụng

 Vật liệu đưa vào phản ứng

 Những biến đổi và động học của quá trình

 Ưu và nhược của thủy phân bằng enzim

 Vài ứng dụng của enzim thủy phân

 Phương pháp thực hiện quá trình thuỷ phân

 Ứng dụng

Phản ứng thủy phân

 Là phản ứng phân giải các chất, có sự

tham gia của nước

 Bản chất: là quá trình phân cắt một hợp chất cao phân tử thành các phần tử đơn giản hơn dưới tác dụng của các chất xúc tác và có sự tham gia của nước trong

phản ứng

Ý nghĩa

 Là phản ứng phổ biến và rất quan trọng trong bảo quản và sản xuất thực phẩm

 Có lợi: tăng giá trị cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm

 Có hại: gây hư hỏng thực phẩm trong khi bảo quản

 Phản ứng thủy phân thường là mở đầu cho một loạt các phản ứng tiếp diễn

 Đóng vai trò rất quan trọng trong kỹ thuật sản xuất các sản phẩm thực phẩm

Mục đích

sử dụng

Lipid

Protein

Xenllulose

Glucid

Pectin

Vật liệu đưa vào quá trình

Nguyên liệu

Thực

vật

Động vật

Chất xúc tác

Xúc tác

vô cơ

HCl,

H2S04…

Xúc tác sinh học Các enzym

Xúc tác sinh học

 Tính đặc hiệu của enzim

 Độ hoạt động của enzim

 Điều kiện tối ưu

 Tính đặc hiệu của enzim

 Thủy phân trên cơ chất nhất định

Ví dụ

Enzim thủy phân tinh bột: hệ amilaza, có

nhiều trong hạt nẩy mầm, nấm mốc, nấm men

và các vi khuẩn

Enzim thủy phân protid: proteaza

Lipaza: thuỷ phân lipid thành acib béo

 Độ hoạt động của enzim: cao

 Phụ thuộc vào nhu cầu và tính chất của sản

phẩm → sử dụng enzim dạng tinh khiết hay sử dụng các chế phẩm từ thô đến tinh

 Chế phẩm: hoạt độ không cao bằng enzim tinh khiết, lượng dùng lớn hơn, chất lượng sản phẩm không hoàn toàn cao, nhưng kinh tế hơn (đặc

biệt đối với enzim khó tách)

 Hiện nay, enzim tinh khiết và chế phẩm được

thương mại hoá→ thuận tiện sử dụng

Điều kiện tối ưu

Cần biết trước khi sử dụng

Điều kiện tối ưu cho mỗi loại Khác nhau về nguồn gốc

về chủng loại các enzim

pH

Nhiệt độ

Lượng enzim

Nồng độ cơ chất

Thời gian tác dụng

Biến đổi và động lực học

của quá trình

 Biến đổi chủ yếu: biến đổi hóa học

 Động học phản ứng: tốc độ phản ứng

dx

dt k (a – x) a: lượng cơ chất ban đầu cho vào quá trình

thuỷ phân

x: lượng cơ chất được thủy phân sau thời gian t k: hằng số tốc dộ phản ứng

Ưu và nhược của thủy phân bằng enzim hydrolaza

 Ưu

 Nhược

Tính đặc hiệu cao Điều kiện sản xuất nhẹ nhàng, ôn hoà: nhiệt độ không quá cao,

pH trung tính Điều chỉnh được thành phần hoá học của sản phẩm Không dùng hoá chất trong sản xuất

Không tổn hao axit amin trong quá trình sản xuất Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo Giá thiết bị không cao

Hiệu suất thủy phân không cao Thời gian và quy trình sản xuất kéo dài

Phương pháp kết hợp

 Phát huy ưu điểm và khắc phục nhược điểm của phương pháp thủy phân bằng enzim

→ phương pháp thủy phân bằng axit – enzim và enzim- axit

Vài ứng dụng của enzim thuỷ phân

 Enzim amilaza

 Enzim proteaza

 Enzim pectinaza

 Enzim xenllulaza

Enzim amilaza

Lĩnh vực sử dụng Enzim dược sử dụng

của vi khuẩn của nấm mốc Sản xuất bánh mì

Công nghiệp bánh kẹo

Công nghiệp rượu

Sản xuất bia

Sản xuất các sản phẩm rau

Chế biến thức ăn cho trẻ con

Sản xuất các mặt hàng từ quả

Sản xuất nước ngọt

Công nghiệp dệt

Công nghiệp giấy

Y học

+ + + + + +

+ + + + + + +

+ +

Enzim proteaza

Lĩnh vực sử dụng Enzim được sử dụng

của thực vật của nấm mốc của vi khuẩn

Công nghiệp thịt

Công nghiệp chế biến cá

Công nghiệp chế biến sữa

Công nghiệp bánh mì và bánh kẹo

Sản xuất bia

Sản xuất sữa khô và bột trứng

Công nghiệp hương phẩm và mỹ

phẩm

Công nghiệp dệt

Công nghiệp da

Công nghiệp phim ảnh

Công nghiệp y học

+ + động vật +

động vật động vật

+ + + + + + + + + + +

+ + + +

+ + + +

Enzim pectinaza

 Sản xuất rượu vang

 Sản xuất nước quả và nước uống không rượu

 Nước quả cô đặc, mứt nhừ, mứt đông

 Nước giải khát

 Cà phê và cà phê hoà tan

Enzim xenllulaza

 Tăng chất lượng sản phẩm thực phẩm

và thức ăn gia súc

 Tăng hiệu suất trích ly các chất khác nhau từ nguyên liệu thực vật

 Thủy phân gỗ và phế liệu gỗ

Phương pháp thực hiện quá

trình thủy phân

 Chọn chất xúc tác

 Áp lực cao hay áp lực thường

 Phương thức làm việc

 Liên tục: rút ngắn thời gian, giảm lượng nhiên liệu tiêu hao, tăng lượng sản phẩm và tạo điều kiện tự động hóa tốt

 Hay gián đọan

 Điều kiện tối ưu cho quá trình

 Nồng độ cơ chất

 Họat độ chất xúc tác

 Thời gian thủy phân

 Nhiệt độ

 Kiểm tra quá trình

 Theo dõi, đánh giá, kết thúc quá trình thủy phân

Mục tiêu của việc kiểm tra quá trình

 Giảm thời gian

 Tăng năng suất

 Đảm bảo hiệu suất thủy phân đối với mỗi loại sản phẩm