Bài giảng Chương 4 - Ứng dụng enzyme trong bảo quản và chế biến thực phẩm - Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng

Glycosyl hoá có nhiều năng lƣợ ng : trực tiếp làm trung gian cho các hiệu ứng sinh học của một số protein (hCG và erythropoetin), định hƣớng mục tiêu (các enzyme của l[r]

CHƢƠNG IV:

ỨNG DỤNG ENZYME TRONG BẢO QUẢN

MỤC LỤC

1 Công nghệ sinh học protein enzyme 2 Ứng dụng enzyme bảo quản

chế biến thực phẩm

3 Ứng dụng enzyme kiểm tra chất lượng thực phẩm

1 Công nghệ sinh học protein enzyme Các protein enzyme người sử dụng từ lâu, việc thu nhận chúng dễ dàng với số lượng lớn nhiều chủng loại ước mơ các nhà khoa học Trước đây, công nghệ protein enzyme phần chủ yếu kĩ thuật hoá sinh

(biochemical engineering) Ngày nay, phát triển mạnh, với đời Genomics

– Các phân tử protein có cấu trúc phức tạp nhất, nên để thu chế phẩm có đầy đủ hoạt tính sinh học địi hỏi khơng những kĩ thuật chiết tách, tinh tốt, mà bảo quản lâu dài

– Nhiều ứng dụng trị liệu cho người lĩnh vực khác – Nhiều protein truyền thống thay

1.1 PROTEIN

1.1.1 Các bậc cấu trúc

Protein polymer gồm amino acid

nối với cầu nối peptide hình thành cấu trúc khơng gian chiều

dạng tự nhiên

Tham gia thành phần cấu tạo protein có

20 loại L-amino acid với chữ viết tắt gồm ba chữ với chữ Ví dụ : Lysine (Lys - K), Arginine (Arg - R),

Phân tử protein có bậc cấu trúc sau :

– Cấu trúc bậc một: Chuỗi polypeptide mạch thẳng

– Cấu trúc bậc hai : Chuỗi polypeptide mạch thẳng xoắn theo kiểu lò xo (xoắn alpha beta)

– Cấu trúc bậc ba : Chuỗi polypeptide cấu trúc bậc hai cuộn xếp theo kiểu đặc trưng tạo cấu trúc không gian ba chiều phức tạp (dạng sợi, cuộn hay khối cầu)

– Cấu trúc bậc bốn : hay nhiều chuỗi polypeptide cấu trúc bậc ba liên kết với

1.1.2 Sự ổn định gấp cuộn

Khi protein vừa đƣợc tổng hợp xong, gấp cuộn thành cấu trúc không gian ba chiều xác định chức

năng sinh học, đồng thời ổn định cấu trúc Trong nhiều năm, nhà hoá sinh học cho cuộn gấp phân tử protein được xác định tự động cấu trúc bậc một. Nhƣng thực tế cho thấy, trình tự này khơng đủ đảm bảo cho polypeptide tạo dạng hình có tính đặc hiệu cao để đáp ứng chức năng Nhóm các protein chaperone giúp polypeptide gấp cuộn đúng dạng hình khơng gian ba chiều có đủ hoạt tính sinh học số enzyme

1.1.3 Các biến đổi sau dịch mã

Nhiều polypeptide chịu biến đổi hoá trị sau dịch mã ribosome Các biến đổi ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học ổn định cấu trúc polypeptide – Sự cắt xén protease : Cắt bớt đoạn

peptide protein làm hoạt hoá chức protein hay enzyme Biến đổi có tính đặc hiệu và không thuận nghịch Thường gặp

tiền enzyme protein đích đưa

vào bào quan xuất khỏi tế bào Ví dụ, enzyme tiêu hoá trypsin,

– Phosphoryl hoá : Gắn thêm nhóm phosphate

vào protein, mà chất cho chủ yếu ATP

Quá trình thuận nghịch nhờ hệ thống

2 enzyme : kinase phosphatase Nó thay đổi hoạt tính sinh học tính chất hố lí của polypeptide

Ngồi ra, cịn có nhiều kiểu biến đổi sau dịch mã khác acetyl hoá (acetylation),

acyl hoá (acylation), amid hoá (amidation),

sulfate hoá (sulfation), hydroxyl hoá

1.2.1 Khái quát enzyme

Từ hàng ngàn năm trƣớc đây, loài ngƣời sử dụng enzyme chế biến thực phẩm nƣớc giải khát Năm 1897, E.Buchner thu dịch nấm men nghiền nát thấy hoạt tính lên men rƣợu Ông gọi chúng enzyme (tiếng Hi Lạp : en = trong, zyme = nấm men enzyme có nghĩa nấm men)

Tính đặc hiệu enzyme gồm dạng : – Đặc hiệu phản ứng chỉ biểu với

một loại liên kết hóa học định lipase cắt liên kết ester nối glycerol và acid béo của nhiều loại lipid khác nhau

Các enzyme có thể phân biệt những chất chí giống nhau, như đồng phân (isomer) Ví dụ : enzyme sucrase phân huỷ saccharose (sucrose) thành glucose fructose, nhưng không tác dụng đồng phân khác maltose lactose

thành nhĩm dựa vào loại phản ứng mà chúng xúc tác : 1) Oxi hĩa - khử (Oxido-reductase); 2) Transferase

(chuyển nhĩm chức cĩ chứa C, N, hay S) ; 3)

Hydrolase (tách liên kết CC, CO, CN, CS,

Chalogen) ; 4) Lyase (thêm vào nối đơi) ; 5)

Isomerase ; 6) Ligase

Rõ ràng enzyme cĩ khả xúc tác nhiều

loại phản ứng hố học khác Sự đa dạng cịn tăng

lên đáng kể nĩ kết hợp với nhĩm chất bổ sung nhƣ coenzyme Do vậy, xu hƣớng quan trọng phát

triển cơng nghệ hố học sử dụng chúng

tổng hợp hố học để vừa giảm nhiễm mơi trƣờng, lại vừa