seminar xúc tác enzyme(final)

TP Hồ Chí Minh, 7/2012 Báo Cáo Seminar Mơn Học Hố Xúc Tác Ứng Dụng Của Xúc Tác Enzyme Enzyme Pectinase Ứng Dụng Trong Chế Biến Nước Quả Sinh Viên: Ung Thái Lê Anh MSSV: 0914013 Lớp 09HOH Giáo Viên Hướng Dẫn: Cổ Thanh Thiện I Tổng Quan Về Enzyme Xúc Tác I.1 Enzyme gì? Enzyme protein có khả xúc tác đặc hiệu cho phản ứng hóa học Enzyme có nhiều đối tượng sinh học thực vật, động vật mơi trường ni cấy vi sinh vật Một số enzyme cấu tạo gồm tồn phân tử L amino acid liên kết với tạo thành, gọi enzyme thành phần Đa số enzyme protein phức tạp gọi enzyme hai thành phần Phần khơng phải protein gọi nhóm ngoại hay coenzyme Một coenzyme kết hợp với apoenzyme khác (phần protein) xúc tác cho q trình chuyển hóa chất khác chúng giống kiểu phản ứng Một số enzyme cần ion kim loại cho hoạt động như: Cu2+ Fe2+ Fe3+ K+ Mg2+ Cytochrome oxidase Cytochrome oxidase, catalase, peroxidase Pyruvate kinase Hexokinase, glucose 6-phosphatase, pyruvate kinase Một số coenzyme chức vận chuyển nhóm tương ứng chúng sau: Biocytin CO2 Coenzyme A 5’- Deoxyadenosylcobalamin (coenzyme B12) Nhóm Acyl Thiamine pyrophosphate Aldehyde Pyridoxal phosphate Nhóm Amino Ngun tử H nhóm alkyl I.2 Cơ chế hoạt động enzyme Những quan điểm nhằm giải thích chế tác dụng enzyme cho enzyme (E) tương tác với chất (S) làm giảm lựợng hoạt hóa phản ứng hóa sinh Nhìn chung ta hình dung chế tác dụng enzyme lên chất tạo sản phẩm phương trình tổng qt sau: E+S  E-S  P+E Giai đoạn 1: E kết hợp với S để tạo thành E-S Giai đoạn xảy nhanh, nhờ liên kết khơng bền liên kết hydro, tương tác tĩnh điện, tương tác Van der Waals… Mỗi loại liên kết đòi hỏi điều kiện khác chịu ảnh hưởng khác có nước Giai đoạn 2: Sau tạo phức, chất có biến đổi định mật độ điện tử, cấu hình làm chất trở nên hoạt động hơn, phản ứng dễ dàng để tạo thành sản phẩm P Trong nhiều phản ứng enzyme xúc tác có hay nhiều lọai chất, ví dụ hexokinase xúc tác phản ứng: Cơ chế enzyme xúc tác cho phản ứng chất sau: ATP + glucose hexokinase ADP + glucose phosphate a/ Cơ chế tạo phức thành phần S2 b/ Cơ chế khơng tạo phức thành phần Đây trường hợp chất thứ 2(S2) kết hợp vào enzyme ( trạng thái E’) sau P1 tạo thành Trung tâm hoạt động enzyme: - Là phận dùng để liên kết với chất - Chỉ chiếm tỉ lệ bé so với thể tích tồn enzyme - Gồm nhóm chức amino acid ngồi có ion kim loại nhóm chức coenzyme Theo Fisher trung tâm hoạt động có cấu trúc cố định, kết hợp với chất để tạo phức E-S ta hình dung giống chìa khóa ổ khóa Ngày người ta chứng minh rằng: trung tâm hoạt động enzyme có cấu tạo hồn chỉnh có tương tác với chất (thuyết tiếp xúc cảm ứng Koshland) I.3 Các yếu tố ảnh hưởng khả xúc tác enzyme I.3.1 Tính đặc hiệu enzyme Đa số enzym có tính chọn lọc đối tượng tác động cách rõ rệt, enzym tác động lên chất, kiểu phản ứng loại phản ứng, có nghĩa tác dụng enzym có tính đặc hiệu Có kiểu đặc hiệu enzym: - Đặc hiệu chất bao gồm đặc hiệu tuyệt đối đặc hiệu tương đối + Đặc hiệu tuyệt đối: Mỗi enzym xúc tác phản ứng cho loại chất định Ví dụ: Enzym urease phân hố urea khơng ảnh hưởng tới metylurea +Đặc hiệu tương đối: Enzym loại xúc tác phân hóa kiểu liên kết, khơng chịu ảnh hưởng chất tạo liên kết Ví dụ: Nhóm esterase có lipase cắt mạch este acid béo rượu (acid béo dài ngắn khác nhau, rượu glycerin rượu vòng ) Tuy tốc độ phản ứng có thay đổi - Đặc hiệu theo kiểu phản ứng: Enzym loại tác động lên kiểu phản ứng định Ví dụ: amino acid có khả xảy phản ứng khử carboxyl, phản ứng khử amin cách oxy hóa phản ứng vận chuyển nhóm amin, phản ứng cần có enzyme đặc hiệu tương ứng xúc tác theo thứ tự decarboxylase, aminoacid oxydase aminotransferase - Đặc hiệu theo kiểu hình học khơng gian: Enzym loại tác động chọn lọc lên kiểu chất, chất có nhiều đồng phân khơng gian Ví dụ: L- arginin bị phân hố bồi L- arginase thành omitin urea, D- arginin enzym khơng phân hóa Hoặc enzym lactat-dehydrogenase bắp thịt xúc tác chuyển acid lactic kiểu L (+) thành acid pyruvic khơng tác động lên kiểu D (-) I.3.2 Các yếu tố ảnh hướng đến hoạt tính enzyme: Ảnh hưởng nồng độ enzyme: Trong điều kiện dư thừa chất, nghĩa [S] >>>[E] tốc độ phản ứng phụ thuộc vào [E], v= K[E] có dạng y = ax Nhờ người ta đo [E] cách đo vận tốc phản ứng enzyme xúc tác Có nhiều trường hợp mơi trường có chứa chất kìm hãm hay hoạt hố vận tốc phản ứng enzyme xúc tác khơng phụ thuộc tuyến tính với [E] Ảnh hưởng nồng độ chất [S]: Khi tăng [S] v phản ứng tăng, tăng [S] đến giá trị v đạt đến giá trị Vmax khơng tăng ta tiếp tục tăng [S] Ảnh hưởng chất kìm hãm (inhibitor): Là chất có tác dụng làm giảm hoạt độ hay làm enzyme khơng khả xúc tác biến chất thành sản phẩm Kìm hãm enzyme thực nhiều cách khác (thuận nghịch hay khơng thuận nghịch) Ảnh hưởng chất hoạt hóa (activator): Là chất làm tăng khả xúc tác nhằm chuyển hóa chất thành sản phẩm Thơng thường cation kim loại hay hợp chất hữu vitamin tan nước Ảnh hưởng nhiệt độ: Ta tăng vận tốc phản ứng hóa học cách tăng nhiệt độ mơi trường, tượng tn theo quy luật Vant’-Hoff Đối với phản ứng enzyme xúc tác áp dụng quy luật phạm vi định,vì chất enzyme protein Khi ta tăng nhiệt độ lên 40-500C xảy q trình phá huỷ chất xúc tác Sau nhiệt độ tối ưu tốc độ phản ứng enzyme xúc tác giảm Nhờ tồn nhiệt độ tối ưu người ta phân biệt phản ứng hố sinh với phản ứng vơ thơng thường Mỗi enzyme có nhiệt độ tối ưu khác nhau, phần lớn phụ thuộc nguồn cung cấp enzyme, thơng thường khoảng từ 40-600C, có enzyme có nhiệt độ tối ưu cao enzyme chủng ưa nhiệt Các chủng vi sinh vật ưa nhiệt, đăc biệt vi khuẩn chịu nhiệt có chứa enzyme chịu nhiệt cao Ảnh hưởng pH: Sự phân li khác phân tử protein giá trị pH khác làm thay đổi tính chất trung tâm liên kết với chất tính chất hoạt động phân tử enzyme Điều dẫn đến giá trị xúc tác khác phụ thuộc vào giá trị pH Các yếu tố khác: ánh sáng, chiếu điện, sóng siêu âm,… II Ứng Dụng Của Xúc Tác Enzyme II.1 Tổng quan Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme loại phát triễn mạnh mẽ qui mơ cơng nghiệp Thực tế có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán thị trường giới, chế phẩm khai thác tinh chế có mức độ tinh khiết theo tiêu chuẩn cơng nghiệp ứng dụng Các chế phẩm enzyme phổ biến amylase, protease, catalase, cellulase, lipase, glucoseoxydase… Chế phẩm enzyme khơng ứng dụng y học mà ứng dụng nhiều lãnh vực cơng nghiệp khác nhau, nơng nghiệp, hóa học, cơng nghệ thực phẩm, mỹ phẩm,… Trong thực phẩm: Ứng dụng enzym ngành cơng nghiệp thực phẩm dựa ba khía cạnh bản: -Kiểm sốt chất lượng thực phẩm, -Điều chỉnh thuộc tính số phụ gia thực phẩm loại thực phẩm đó, -Sản xuất enzyme để sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm *Trong trường hợp đầu tiên, diện hay vắng mặt số enzyme hoạt động có tác động lớn chất lượng cuối sản phẩm Ví dụ như: Alkaline -phosphatase dùng để đánh giá hiệu q trình trùng sữa; catalase số độ nhiễm vi sinh vật loại thực phẩm định, hoạt hóa pectinesterase chỗ cho phép thu trái rau cứng với nhiều thuộc tính cảm quan hấp dẫn người tiêu dùng *Khía cạnh thứ hai đề cập đến việc sử dụng enzyme để thay đổi tính chất lý-hóa học loại thực phẩm, chẳng hạn amylases, lipases pectinaza Ví dụ: dứa , cà chua đưa vào sản xuất có độ chín khác nhua, phải qua giai đoạn ủ chín để chuyển hóa protopectin ( hợp chất pectin có cấu tạo phức tạp, ngồi chuỗi polygalacturonic có thành phần khác axit axectic, xenluloza, galactoza,rhamnoza > tạo nên cấu trúc cứng loại quả) dạng pectin hòa tan nhờ enzyme pectinaza Hoặc sau chà đưa enzyme pectinaza vào để phá vỡ màng tế bào thực vật giúp tạo vết nứt tạo thành rãnh dịch chiết ngồi > làm tăng hiệu suất chiết dịch *Những khía cạnh nhất, liên quan đến q trình sản xuất enzym, có ứng dụng ngành cơng nghiệp thực phẩm Các q trình bao gồm chiết xuất enzym từ cơng-nơng nghiệp chất thải từ cá, mơ thực vật động vật nguồn vi sinh vật Việc sản xuất gần dần trở thành hệ thống sản xuất quan trọng ngành cơng nghiệp thực phẩm, thực tế enzym thu thời gian ngắn mà khơng sinh hợp chất hóa học có nguy tiềm tàng nhiễm mơi trường sức khỏe, enzyme thu có đặc tính đồng cao Trong nhà máy chế biến thực phẩm enzyme sử dụng cơng cụ tồn q trình chuyển hóa tồn q trình chuyển hóa dây chuyền chế biến Nếu thiếu có mặt q trình chế biến khơng thành cơng Ví dụ: sản xuất bia, q trình chế biến dịch đường có mục tiêu tìm điều kiện tối ưu chuyển nhiều chất có ngun liệu vào dịch trở thành chất chiết dịch đường Để đạt mục đích ngồi q trình khuyếch tán đơn giản thành phần mà chủ yếu q trình chuyển hóa hợp chất cao phân tử khơng hòa tan thành chất thấp phân tử hồ tan tác dụng nhiều hệ enzyme khác * tinh bột + alpha-amliza, beta-amilaza > dextrin : tạo độ sánh giữ bọt cho bia > maltoza, glucoza: cung cấp đường cho q tình lên men * protein + proteaza > peptit phân tử lượng thấp: tăng khả giữ bọt chứa nhóm chức tích điện , liên kết với CO2 > axit amin: - đảm bảo độ bền sinh học ngăn chặn tạo thành kết tủa tạo cặn protein q trình trùng nhiệt độ cao (sẽ làm thay đổi số điện mơi) - nguồn cung cấp N đảm bảo q trình lên men chống thối hóa giống - tăng giá trị dinh dưỡng cho bia * Hợp chất chứa P + sitaza, photphataza > giải phóng P: - hợp chất quang trọng chu trình Kreb - hợp chất vi lượng cần cho hoạt động sống nấm men - cân pH mơi trường lên men III Enzyme pectinase ứng dụng thực phẩm III.1 Giới thiệu: -Pectin hợp chất cao phân tử mạch thẳng có cấu tạo từ kết hợp acid galacturonic qua liên kết α-1,4 glucoside -Pectin hoà tan nước, ammoniac, dung dòch kiềm, carbonate natri glycerine nóng Độ hoàtan pectin nước tăng lên mức độ ester hoá phân tử pectin tăng khối lượng phân tử pectin giảm -Các pectin tự nhiên đònh vò thành phần tế bào liên kết với cấu trúc polyssacharide vàprotein để tạo thành protopectin không tan ->Enzyme pectinase enzyme xúc tác thủy phân pectin (polysaccharide dị thể) ->Pectinase sản xuất chủ yếu nấm mốc Aspergillus sp., Botrytis cinerea, Fusariummoniliforme, Rhizopus stolonifer, Trichoderma sp., Neurospora crassa… ->Enzyme pectinase thường dùng cơng nghiệp thực phẩm dược phẩm đặc biệt cơng nghệ sản xuất loại nước rượu vang Người ta sử dụng enzyme pectinase để khử pectin, tránh tượng bị đục lắng cặn q trình sản xuất bảo quản III.2 Phân loại: Enzyme pectinase phân loại theo chế tác dụng chúng −> Pectinesterase (PE): xúc tác thủy phân nhóm methyl ester Enzyme thường công vào nhóm ester methyl đơn vò galaturonate nằm kề đơn vò không bò ester hoá, phân cắt nhóm methoxy (COOCH3) đứng cạnh nhóm –COOH tự do, tạo thành acid pectinic acid pectic methanol Pectinesterase thu từ nguồn khác có giá trò pH tối ưu khác Nếu thu từ nguồn VSV PH tối ưu từ 4,5-5,5, từ nguồn thực vật có pH tối ưu từ 5,0-8,5 Pectinesterase từ nấm mốc có nhiệt độ tối ưu 30-40oC bò vô hoạt 55-62oC Pectinesterase thường hoạt hoá ion Ca2+ Møg2+ −> Polygalacturonase (PG) có tên gọi poly α-1,4galacturoniglucanohydrolase, xúc tác phân cắt mối liên kết α–1,4-glycoside, phức hệ enzyme gồm có nhiều cấu tử thường có tính đặc hiệu cao chất Các exo-PG (exo-poly 1,4-α-D-galacturonide) galacturonohydrolase, phân cắt từ đầu không khử, endo-PG (endo-poly1,4-α-D-galacturonide) glycanohydrolase, công ngẫu nhiên vào mạch chất The matrix of endo-PG Polygalacturonase gặp thực vật có chủ yếu số nấm mốc vi khuẩn −> Pectate lyase (PEL): xúc tác phân cắt đơn vò galacturonate không bò ester hoá Cả hai enzyme exo-PEL endo-PEL tồn Pectate pectin có lượng methoxyl thấp chất thích hợp cho enzyme Nói chung, hai enzyme có khoảng pH tối đa nằm khoảng từ 8,0-11, cần ion Ca2+ để hoạt động Pectate lyase không tìm thấy xanh, có vi khuẩn nấm Các enzyme VSV ngoại bào đóng vai trò quan trọng trình gây bệnh thực vật, gây phân hủy mô thành tế bào, làm mềm làm mục mô thực vật III.3 Cơ chế tác động ứng dụng chế biến nước hoa quả: Trong chế biến nước quả, người ta sử dụng chế phẩm enzym nhằm hai mục đích - Phá vỡ thành tế bào thức vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước - Làm ổn định chất lượng nước Phá vỡ thành tế bào Tế bào thực vật cấu tạo vỏ tế bào (thành tế bào) Vỏ tế bào lớp thành bảo vệ hữu hiệu tạo hình cho tế bào Ở vỏ tế bào thực vật có nhiều chất pectin, chất pectin xem chất ciment gắn tế bào với Phá vỡ gắn kết tạo điều kiện cho vật chất tế bào khỏi tế bào Các chế phẩm enzym có chứa khơng pectinase mà chứa enzym nhóm cellulase Các loại enzym làm phá vỡ thành tế bào giúp q trình sản xuất dịch tế bào tốt Làm nước Nước sau tách khỏi tế bào thường chứa nhiều chất khác Trong chất pectin chiếm lượng đáng kể pectin thường gây tượng độ nhớt cao gây đục nước Các chất protein có bào tương, màng tế bào gian bào Pectin chứa polygalacturonic acid, araban galactan Trong lượng polygalacturonic acid chiếm tới 40-60% Khi bị thủy phân, pectin tách thành hai phần: - Phần trung tính – phức chất galactanoraban - Phần acid – acid pectic Trong bào tương, pectin nằm dạng hòa tan Trong màng tế bào gian bào, chúng nằm dạng khơng hòa tan gọi protopectin Protopectin màng gian bào có chứa lượng kim loại lớn lượng nhóm metocyl đủ để làm protopectin bền vững Còn protopectin màng tế bào chứa lượng kim loại khơng nhiều, có độ metocyl hóa cao Vì thế, tế bào thực vật có khả trương nở tốt Nếu enzym tham gia phân giải pectin gian bào làm tế bào khó liên kết với thịt dễ dàng bị mềm Pectin thường có mối liên kết hydro liên kết ngun tử yếu so với cellulose Tham gia phân hủy pectin gồm nhiều loại enzym Để sử dụng vào việc chế biến nước chế phẩm pectinase phải có enzym endo exo-polygalacturonse, enzym pectinesterase proteinaza Trong chế phẩm loại enzym vừa kể enzym định hiệu tác dụng chế phẩm Vì endo exo-PG làm giảm độ nhớt dịch quả; enzym PE góp phần vào tác dụng enzym Enzym proteinase chế phẩm thủy phân vỏ protein vỏ ngun sinh tế bào, kết làm cho dịch dễ dàng Sự có mặt xenluase hemixenlulase chế phẩm tốt khơng bắt buộc Khi sử dụng cho loại táo, lê chế phẩm khơng phép có enzyme pectinaseliminase, enzym phân hủy protopectin vốn gắn tế bào riêng biệt mơ lại với nhau, gây mủn hố mơ quả, làm tăng độ nhớt dịch kết làm giảm hiệu suất dịch Ngược lại, sử dụng cho loại mọng dâu tây có mặt chế phẩm enzym PTE lại cần thiết enzym làm mủn hố tế bào làm cho tính chất nước tế bào tăng lên độ nhớt dịch lại giảm xuống Ngồi ra, chế phẩm pectinase dùng sản xuất nước khơng phép có enzym oxydase (ascohatoxydase, poliphenoloxydase) Trong chế biến nước có thịt enzym PTE, hemixenlulase xenlulase lại enzym định hiệu tác dụng chế phẩm Trong vai trò dẫn động enzym PTE có tác dụng phân hủy protopectin mơ Hemixenlulase xenlulase với PTE làm cho độ đồng thể nước có thịt tốt Trong trường hợp có mặt chế phẩm enzym PG đặc biệt endo-PG khơng cho phép lẽ độ đồng thể nước phụ thuộc vào độ nghiền mịn mơ độ nhớt dịch Trong chế phẩm loại có mặt proteinase tốt khơng bắt buộc Ngồi dùng ngun liệu có màu sáng chế phẩm khơng chứa enzym oxi hố, cho ngun liệu có carotenoid antoxian khơng chứa enzym phá hủy chất Để thu nước quả, trường hợp có sử dụng enzym pectinase, người ta phải nghiền nhỏ ngun liệu Bã nghiền nhận đem xử lý enzym, sau đem ép ly tâm Trong trường hợp có sử dụng enzym, người ta nghiền nhỏ tới mức tối đa, cốt thuận lợi cho tác dụng enzym mà khơpng sợ bị tắc nghẽn kênh dẫn dịch q trình ép sau Vì lẽ sau kinh qua tác dụng enzym, dịch dễ dàng khỏi bã nghiền, nên ép ly tâm, làm cơng việc tách dịch khỏi tiểu phần mơ mà thơi Thực tế sản xuất chứng tỏ xử lý bã táo nghiền 0,03% chế phẩm pectinase hiệu suất dịch nâng lên từ 20-25% Hoặc thu nước nho mà khơng sử dụng chế phẩm pectinase hiệu suất dịch đạt tối đa 65% so với khối lượng ngun liệu Nếu sử dụng pectinase tăng hiệu suất dịch từ 65% lên 77,3% (nho trắng) từ 66% lên 82,2% (nho đỏ) Dùng pectinase khơng làm tăng hiệu suất dịch mà để làm dịch Phương pháp sử dụng enzym có hiệu Bởi lẽ nhờ tác dụng enzym mà hệ keo nước bị phá huỷ hồn tồn Nếu làm phương pháp khác pectin bị kết tủa phần xử lý pectinase, pectin bị phân giải hồn tồn thành chất hồ tan Với phương pháp enzym, mang lượng thừa chế phẩm loại trừ trường hợp làm khơng hồn tồn Dịch nước xử lý chế phẩm pectinase thường có vị hồn tồn có khuynh hướng bị đục Q trình làm dịch tác dụng pectinase chia làm ba giai đoạn: - Giai đoạn “bất ổn định hố” tiêu biểu giảm độ nhớt cách sâu sắc thường gọi trạng thái “phá vỡ” - Giai đoạn kết lắng trạng thái “phá vỡ” kết thúc kết tủa hồn tồn - Giai đoạn cuối thường xác định vắng mặt pectin kết tủa ion canxi  Pectinesterase-đặc điểm-cơ chế hoạt động vai trò: -Bên cạnh pectineaterase (PE) VSV, hầu hết loại cho trái chứa enzyme PE Enzyme thường tồn nhiều hình thức khác nhau, nằm phần vỏ tế bào PE thực vật nói chung có hoạt độ tối ưu khoảng pH kiềm Các cation kim loại nồng độ thấp, Ca2+ chẳng hạn, có khuynh hướng làm tăng nồng độ hoạt động enzyme a.Đặc điểm pectineaterase thực vật: Cà chua chứa hai loại PE Cả PE1 PE2 tăng giai đoạn đầu trình chín Khi bước vào giai đoạn chín, nồng độ enzyme PE1 giảm xuống, PE2 tích luỹ dần trái có màu đặc trưng trái chín PE2 có khối lượng phân tử 23kD, pH tối ưu 7,6 Enzyme bò bất hoạt 50% sau phút đun 67oC Các ion Ca2+ Na+ làm tăng hoạt độ enzyme lên tối đa nồng độ 0,005M 0,05M, theo thứ tự Các PE thực vật công vào đầu không khử gần với nhóm carboxyl tự tiến dọc theo phân tử chế chuỗi đơn, tạo khối galacturonic acid không bò ester hoá mẫn cảm với calcium Các cấu trúc khác chuỗi galacturonan, chẳng hạn monomer acetyl hoá, nhóm ester bò chuyển đổi thành amide hay bò khử đến rượu bậc một, hay tồn vùng có nhiều mạch nhánh, ức chế hoạt động PE PE có tính đặc hiệu cao nhóm methylester polygalacturonic acid Các ester khác bò công chậm, nhóm methylester polymanuronic acid không bò công Tốc độ đề ester hoá mạch pectin phụ thuộc vào độ dài mạch; trimethyl trigalacturonate không bò công Các PE nấm khác với PE thực vật theo chế đa mạch, nhóm mehtoxyl bò lấy cách ngẫu nhiên b.Cơ chế để methyl hoá: PE loại bỏ nhóm methoxyl phân tử pectin tương tác nhân enzyme lên ester, làm hình thành hợp chất trung gian acyl-enzyme phóng thích methanol Tiếp theo sau phản ứng deayl hoá, phản ứng thủy phân hợp chất trung gian acyl-enzyme, để giải phóng enzyme carboxylic acid nh hưởng ion kim loại kích hoạt enzyme pectinesterase có liên quan đến tương tác với chất Polygalacturonic acid chất ức chế cạnh tranh phản ứng thủy phân nhờ xúc tác PE Pectin chứa nhóm cacboxylate xếp hình khối tác dụng theo cách tương tự Sự liên kết ion kim loại vào nhóm carboxylate trường hợp có khuynh hướng trung hoà ảnh hưởng ức chế chất pectin lên enzyme Tuy nhiên Lượng dư ion thực tế gây bất hoạt PE ion kim loại bò vây quanh nhóm carboxylate nằm kế cận với liên kết ester cần thiết cho phản ứng thủy phân xảy  Polygalacturonase-đặc điểm-cơ chế hoạt động vai trò: -Hầu hết nghiên cứu PG sở nguồn VSV PG thường tìm thấy phần tiết ngoại bào loài nấm vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn Sacchromyces gragilis, Aspergillus niger, Lactobacillus plantarum, Cochiliobolus carbonum, Neurospora crassa, loài Ascomycete, Phizopus arrchizus, Fusarium osyporum Tuy nhiên, thực tế, PG thực vật bậc cao nghiên cứu nhiều cà chua chín a.Các enzyme cà chua chín: Các enzyme PG cà chua chín tồn hai dạng, hai endo-enzyme Khối lượng phân tử Nhiệt độ bất hoạt pH ổn định tối đa PG1 84kD 78oC 4,3 PG2 44kD 57oC 5,6 c.Vai trò PG trình làm chín trái Hoạt độ enzyme giai đoạn đầu trình làm chín chủ yếu nhờ PG1 PG1 tiếp tục tăng trình chín, có mặt tất giai đoạn trình chín PG2 có khối lượng phân tử thấp bền nhiệt, PG2 xuất giai đoạn cuối trình, chiếm lượng lớn giai đoạn chín Sự xuất hai enzyme kết hoạt động điều hoà –subunit, yếu tố tìm thấy với lượng cà chua xanh, sau tăng lên giai đoạn chín PG2 coi endo-enzyme cà chua chín, PG1 hình thành suốt trình chín β–subunit sinh để phản ứng với PG2 Bằng cách điều chỉnh thay đổi phân tử PG dòch chiết khác có nồng độ khác NaCl pH đệm khác Trên thực tế gen mã hoá cho polypeptide PG số nghiên cứu trước chứng minh điều Gần đây, nghiên cứu kiểu biểu gen β– subunit phân tử PG cho thấy mRNA β–subunit xuất sớm trình phát triển trái cây(10 ngày sau thụ phấn) tăng đến mức tối đa 30 ngày, lúc trái chín Sau đó, lượng mRNA β-subunit giảm nhanh chóng, lượng mRNA PG tăng cách đáng kể Vì tất kết nghiên cứu đạt trên, ta cho endo-enzyme PG2 hình thành giai đoạn sớm trình chín phải chuyển PG1 có mặt β–subunit Sự tích lũy PG2 giai đoạn sau trình chín β–subunit bò cạn kiệt Vai trò trình chuyển đổi nhằm điều hoà hoạt động PG giai đoạn trình chín β–subunit phản ứng neo phân tử PG2 vào thành tế bào, tạo phân tử PG1 dạng hoạt động để phân hủy pectin Một số nghiên cứu khác chứng minh PG1, PG2 có chức việc làm phân huỷ ổn đònh polyuronide, có nghóa phân hủy polyuronide tác động enzyme PG nguyên nhân dẫn đến trình mềm cà chua.Tuy nhiên, nghiên cứu xen đoạn biểu gen PG cà chua chuyển gen kết cho thấy polyuronide bò phân hủy không làm cho trái cà chua mềm d.Cơ chế kiểu tác dụng: Exo-PG thủy phân đầu không khử chuỗi polygalacturonic, tạo galacturonic acid sản phẩm thủy phân chiếm ưu Sự thủy phân polymer bò gián đoạn tồn mạch nhánh chất Mức độ thuỷ phân tăng tỉ lệ với kích thước chất, đạt tối đa với mức polymer hoá 20 exo-PG cà rốt đào Hoạt động exo-enzyme làm tăng nhanh tạo thành nhóm khử làm tăng chậm độ nhớt dung dòch chất Sự phân hủy polyuronide trình chín không gây tích lũy galacturonic acid, có endo-enzyme PG có liên quan Các endo-PG phân hủy pectic acid từ bên mạch, làm giảm nhanh độ nhớt dung dòch chất Tính đặc hiệu kiểu tác dụng endoenzyme xác đònh trạng thái điểm hoạt động Mức độ thủy phân endo-PG nấm men giảm với giảm độ dài mạch chất Cơ chất tốt cho phân hủy endo-pectin-lyase pH>7 pectin hoàn toàn bò ester hóa Tuy nhiên,ở giá trò pH nhỏ hơn, enzyme hoạt động pectin bò ester hóa hơn, đồng thời cần Ca++ để kích hoạt Điều có ý nghóa thực trình chế biến trái Những enzyme cần nhóm methylester để hoạt động, trái lại chúng bò bất hoạt có mặt nhóm glycolester pectate bò amidate hóa Bài Seminar có sử dụng tài ngun từ: Lên men giá thể rắn & ứng dụng SX enzyme thực phẩm-Phạm Thị Ngọc Châu Thu nhận ứng dụng enzyme Protease vi sinh vật-Võ Thành Hồng Cơ chế xúc tác yếu tố ảnh hưởng đến khả xúc tác enzyme-Thái Ngọc Triển Vai trò enzyme cơng nghiệp thực phẩm-Lê Đồn Thanh Lâm Enzyme ứng dụng enzyme chế biến-PGS.TS Nguyễn Anh Dũng Ứng dụng hệ enzym pectinase-Biofood Ứng dụng hệ enzym pectinase-ebook.edu.vn [...]... chúng bò bất hoạt khi có mặt các nhóm glycolester và các pectate bò amidate hóa Bài Seminar này có sử dụng tài ngun từ: Lên men trong giá thể rắn & ứng dụng trong SX enzyme thực phẩm-Phạm Thị Ngọc Châu Thu nhận và ứng dụng enzyme Protease vi sinh vật-Võ Thành Hồng Cơ chế xúc tác và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xúc tác của enzyme-Thái Ngọc Triển Vai trò của enzyme trong cơng nghiệp thực phẩm-Lê Đồn... enzyme pectinesterase có thể có liên quan đến tương tác của nó với cơ chất Polygalacturonic acid là một chất ức chế cạnh tranh trong phản ứng thủy phân nhờ sự xúc tác của PE Pectin chứa các nhóm cacboxylate được sắp xếp như hình khối có thể tác dụng theo cách tương tự Sự liên kết của các ion kim loại vào các nhóm carboxylate trong trường hợp này có khuynh hướng trung hoà ảnh hưởng ức chế của cơ chất... trường hợp có sử dụng enzym, người ta có thể nghiền nhỏ tới mức tối đa, cốt sao thuận lợi cho tác dụng của enzym mà khơpng sợ bị tắc nghẽn kênh dẫn dịch quả trong q trình ép sau này Vì lẽ sau khi đã kinh qua tác dụng của enzym, dịch quả dễ dàng thốt ra khỏi bã nghiền, nên khi ép hoặc ly tâm, chỉ làm cơng việc tách dịch khỏi các tiểu phần của mơ quả mà thơi Thực tế sản xuất đã chứng tỏ khi xử lý bã táo... quả Nước quả sau khi được tách khỏi tế bào thường chứa nhiều chất khác nhau Trong đó chất pectin chiếm lượng đáng kể và pectin thường gây hiện tượng độ nhớt cao và gây đục nước quả Các chất protein có trong bào tương, màng tế bào và gian bào Pectin chứa polygalacturonic acid, araban và galactan Trong đó lượng polygalacturonic acid chiếm tới 40-60% Khi bị thủy phân, pectin tách thành hai phần: - Phần... trong phân tử pectin bằng tương tác ái nhân của enzyme lên ester, làm hình thành hợp chất trung gian acyl-enzyme và phóng thích methanol Tiếp theo sau là phản ứng deayl hoá, là phản ứng thủy phân của hợp chất trung gian acyl-enzyme, để giải phóng enzyme và carboxylic acid nh hưởng của các ion kim loại khi kích hoạt enzyme pectinesterase có thể có liên quan đến tương tác của nó với cơ chất Polygalacturonic... endo và exo-polygalacturonse, enzym pectinesterase và proteinaza Trong chế phẩm loại này thì những enzym vừa kể trên là những enzym quyết định hiệu quả tác dụng của chế phẩm Vì endo và exo-PG sẽ làm giảm độ nhớt của dịch quả; còn enzym PE cũng góp phần vào tác dụng của enzym này Enzym proteinase của chế phẩm sẽ thủy phân vỏ protein của vỏ ngun sinh tế bào, kết quả là làm cho sự thốt của dịch quả dễ dàng... và ổn đònh polyuronide, có nghóa là sự phân hủy của polyuronide dưới tác động của enzyme PG là nguyên nhân dẫn đến quá trình mềm của cà chua.Tuy nhiên, khi nghiên cứu về sự xen đoạn và biểu hiện của gen PG trong cà chua chuyển gen thì kết quả cho thấy polyuronide bò phân hủy nhưng không làm cho trái cà chua mềm đi d.Cơ chế và kiểu tác dụng: Exo-PG thủy phân các đầu không khử của chuỗi polygalacturonic,... các enzym oxydase (ascohatoxydase, poliphenoloxydase) Trong chế biến nước quả có thịt thì các enzym PTE, hemixenlulase và xenlulase lại là những enzym quyết định hiệu quả tác dụng của chế phẩm Trong đó vai trò dẫn động là enzym PTE có tác dụng phân hủy protopectin của mơ quả Hemixenlulase và xenlulase sẽ cùng với PTE làm cho độ đồng thể của nước quả có thịt tốt hơn Trong trường hợp này sự có mặt trong... quả từ 65% lên 77,3% (nho trắng) và từ 66% lên 82,2% (nho đỏ) Dùng pectinase khơng chỉ làm tăng hiệu suất dịch quả mà còn để làm trong dịch quả Phương pháp sử dụng enzym có hiệu quả hơn cả Bởi lẽ nhờ tác dụng của các enzym mà các hệ keo của nước quả sẽ bị phá huỷ hồn tồn Nếu như khi làm trong bằng các phương pháp khác pectin bị kết tủa một phần thì khi xử lý bằng pectinase, pectin bị phân giải hồn... chế phẩm sẽ loại trừ được trường hợp làm trong khơng hồn tồn Dịch nước quả được xử lý bằng chế phẩm pectinase thường có vị hồn tồn hơn và ít có khuynh hướng bị đục hơn Q trình làm trong dịch quả dưới tác dụng của pectinase có thể chia làm ba giai đoạn: - Giai đoạn “bất ổn định hố” được tiêu biểu bằng sự giảm độ nhớt một cách sâu sắc và thường được gọi là trạng thái “phá vỡ” - Giai đoạn kết lắng bắt