VAI TRÒ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE

BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỌC PHẦN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM : VAI TRÒ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSECHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG FRUCTOSE1.1Giới thiệu về đường fructose1.1.1Cấu tạo của đường fructose1.1.2Nguồn cung cấp1.2Tính chất của đường fructose1.2.1Tính chất vật lí:1.2.2Tính chất hóa học:CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE2.1 Quy trình sản xuất đường fructose:2.2 Các enzyme trong sản xuất đường fructose:2.2.1α – amylase2.2.2Enzyme glucoamylase ( γAmylase)2.2.3Enzyme glucoisomerase (gluco isomerase)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỌC PHẦN HĨA SINH HỌC THỰC PHẨM VAI TRỊ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE GVHD: SVTH: Nhóm 01 TP.HCM, Ngày … Tháng … Năm… TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỌC PHẦN HĨA SINH HỌC THỰC PHẨM VAI TRỊ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE GVHD: SVTH: Nhóm 01 TPHCM, Ngày … tháng … năm MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG FRUCTOSE 1.1 Giới thiệu đường fructose 1.1.1 Cấu tạo đường fructose .7 1.1.2 Nguồn cung cấp .7 1.2 Tính chất đường fructose 1.2.1 Tính chất vật lí: 1.2.2 Tính chất hóa học: CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE 2.1 Quy trình sản xuất đường fructose: 2.2 Các enzyme sản xuất đường fructose: 2.2.1 α – amylase 2.2.2 Enzyme glucoamylase ( γ-Amylase) 2.2.3 Enzyme glucoisomerase (gluco- isomerase) 11 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: cấu tạo enzyme amylase Hình 2: enzyme glucoamylase 10 Hình 3: chuyển hóa glucose thành fructose enzyme glucoisomerase 12 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TPHCM: Thành phố Hồ Chí Minh LỜI MỞ ĐẦU Cùng với tiến xã hội, phát triển khoa học kỹ thuật nên nhu cầu người không ngừng nâng lên Khơng đơn ăn no mà cịn phải ăn ngon thực phẩm phải có tính hấp dẫn, bắt mắt Từ nghìn xưa, ơng cha ta biết lấy chất màu thiên nhiên cỏ cây, loại lá, khống chất vào ăn nhằm làm tăng thêm tính hấp dẫn, kích thích ngon miệng ăn uống Những chất thêm vào thực phẩm nhằm mục đích bù lượng tổn thất trình sản xuất bảo quản, cải thiện chất dinh dưỡng cho thực phẩm, tăng thời gian bảo quản sản phẩm, tăng thêm giá trị cảm quan hấp dẫn người tiêu dùng đáp ứng nhu cầu ngày tăng khách hàng gọi chất phụ gia thực phẩm Ngồi vai trị khơng sử dụng hợp lí hiệu chất phụ gia gây nguy hiểm cho sức khỏe người tiêu dùng Vì để hạn chế vấn đề tim mạch, bệnh tiểu đường, huyết áp nên sử dụng đường fructose thay cho đường trắng sucrose, saccharose Glucoseamylase, glucoseisomerase, -amylase ba enzyme thuộc nhóm enzyme chuyển hóa đồng phân enzyme oxy hóa dùng việc cải thiện độ đường dùng sản xuất sản phẩm syrup, dịch đường, CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG FRUCTOSE 1.1 Giới thiệu đường fructose 1.1.1 Cấu tạo đường fructose Là monosaccharide màu trắng, không mùi Công thức phân tử C6H12O6 Công thức cấu tạo: CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH - CO - CH2OH.Trong dung dịch, frutozơ tồn chủ yếu dạng β, vòng cạnh: 1.1.2 Nguồn cung cấp Đường fructose tìm thấy mật ong, trái sấy khơ, xồi, chuối xanh, dưa hấu, nho, trái dứa, táo, mâm xôi, việt quất, dâu tây, trứng, cần tây, mía, … 1.2 Tính chất đường fructose 1.2.1 Tính chất vật lí: Là chất rắn kết tính, dễ tan nước, vị đường mía Có nhiều hoa đặc biệt mật ong (40%) 1.2.2 Tính chất hóa học: Vì phân tử fructozơ chứa nhóm OH có nhóm liền kề nhóm chức C = O nên có tính chất hóa học ancol đa chức xeton.Hịa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường.Đồng thời, tác dụng với anhiđrit axit tạo este chức Tính chất xeton + Tác dụng với H2 tạo sobitol + Cộng HCN Trong mơi trường kiềm fructozơ chuyển hóa thành glucozơ nên fructozơ có phản ứng tráng gương, phản ứng với Cu(OH) mơi trường kiềm.Nhưng fructozơ khơng có phản ứng làm màu dung dịch Brom CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE 2.1 Quy trình sản xuất đường fructose: Ngơ Ngâm, xử lí SO2 Nghiền, tách ép 0,01- 0,02% -amylase 0,1- 0,2% - amylase Dịch hóa lần 1: 105- 1150C, ph 5.5-6.5 Dịch hóa lần 2: 90-950C Đồng hóa 55- 650C,ph 4-4.5 Chất béo protein Làm Mg2+ Isomer hóa 55- 60 0C , ph 7-8 Làm giàu fructose Trao đổi ion than hoạt tính Bốc Đường fructose Ion, chất màu 2.2 Các enzyme sản xuất đường fructose: 2.2.1 α – amylase 2.2.1.1 Đặc điểm Emzyme α-amylase cịn gọi 1,4-α-glucan-glucanhyrolase, có khả phân cắt liên kết α-1,4 glucoside nằm phía bên phân tử chất ( tinh bột hay glycogen) cách ngẫu nhiên, không theo trât tự Khả dextrin hóa cao đặc trưng α-amylase , người ta cịn gọi α-amylase amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa Ở động vật, enzyme tiêu hóa độ pHopt = 6,7-7,là calcium metalloenzymes phân tử enzyme có ion Ca2+ nằm trung tâm hoạt động Hình 1: Cấu tạo enzyme amylase 2.2.1.2 Vai trò α-amylase tụy phân cắt ngẫu nhiên liên kết α (1-4) glycosidic amylose tạo dextrin, maltose, maltotriose Nó thơng qua chế chuyển đơi với giữ cấu hình anomeric.Thủy phân tinh bột đến glucose oligosaccharide áp dụng malt chất lượng sử dụng nguyên liệu thay khơng nảy mầm Vai trị enzyme α-amylase sản xuất đường fructose: thủy phân tinh bột thành dextrin phân tử thấp để chuyển sang giai đoạn đường hóa tiếp tục phân cắt thành glucose.Giai đoạn dextrin hóa : số phân tử chất bị thủy phân tạo lượng lớn phân tử α-dextrin Độ nhớt hồ tinh bột nhanh chóng giảm nhanh chóng 2.2.1.3 Nguồn gốc α-amylase có hệ tiêu hóa người, động vật, thực vật, nấm mốc vi khuẩn α-amylase tính chiết từ số chủng vi sinh vật Ballcillus lichenifomic Một số vi sinh vật có khả sinh tổng hợp α-amylase:  Các chủng Ballcilus ( Bacillus acidoaldarius , Bacillus amyloliquefacienus ), Streptomyces arueofacien  Các chủng nấm mốc Aspergillus, Rhizopus  Xạ khuẩn nấm men Endomycopsis Trong công nghiệp, α- amylase vi khuẩn sử dụng rộng rãi khơng có độc tố , lại có hoạt lực cao chịu dược nhiệt độ cao Trong α – amylase nấm mốc bị hoạt tính sau hồ hóa , Bacillus giống vi khuẩn có khả tổng hợp amylase mạnh có ý nghĩa cơng nghiệp 2.2.2 Enzyme glucoamylase ( γ-Amylase) 2.2.2.1 Đặc điểm  Cấu tạo Glucoamylase (γ-Amylase hay α-1,4-glucan-glucohydrolase ) enzyme thủy phân hai kiểu liên kết mạch α-glucan để giải phóng dạng β Glucoamylase hay γ-Amylase chủ yếu tạo vi sinh vật Đặc biệt kiểu nấm mốc aspergillus, penicillium Rhizopus Amyloglucosidase từ nấm mốc protein có khối lượng phân tử lượng dao động lớn từ 27.000 đến 112.000 Dal tùy thuộc vào nguồn gốc enzyme Nói chung amyloglucosidase chứa gốc methionin, tritophan, nửa gốc cystein Tuy nhiên mối quan hệ chuỗi acid amin, cấu trúc bậc hoạt động enzyme chưa làm sáng tỏ tất amyloglucosidase từ nấm mốc glucoprotein chứa từ 5-20% gluxit chủ yếu monosaccharide glucose mannose, galactose glucosamin Các amyloglucosidase chủ yếu tạo nên từ hai isoenzyme I II khác khả thủy phân tinh bột trạng thái rắn độ bền chúng Amyloglucosidase I tự hấp thụ thủy phân tinh bột trạng thái rắn, ngược lại amyloglucosidase II khơng có hai tính chất Hình 2: enzyme glucoamylase  Cơ chế hoạt động Amyloglucosidase giải phóng β-D-glucose cách thủy phân lặp lại nhiều lần liên kết α-1,4 mạch α-glucan từ đầu không khử, chúng thủy phân liên kết α-1,6 α-1,3 chậm (10-30 lần ) Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào chất liên kết kề cận với liên kết glucoxit thủy phân, kích thước cấu trúc chất bị thủy phân Nhất với α-glucan mạch dài (amylose amylopectin) bị thủy phân nhanh với oligosaccharide 2.2.2.2 Vai trị: Glucoamylase có khả thủy phân liên kết α-1,4 lẫn α-1,6 glucoside Khi thủy phân liên kết α-1,4-glucan chuỗi polisaccharide, glucoamylase tách phân tử glucose khỏi đầu không khử mạch để tạo glucose Enzyme có nhiều tên gọi khác như: α-1,4; α-1,6-glucan-4; 6-glucohydrolase; glucoamylase; amyloglucosidase; taka-Amylase B; γ-Amylase enzyme ngoại bào.Ngoài liên kết α- 1,4 α-1,6 glucoside, glucoamylase cịn có khả thủy phân liên kết α-1,2 α-1,3 glucoside Glucoamylase có khả thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin, panose, iso maltose maltose thành glucose, mà không cần có tham gia chất loại enzyme khác.glucoamylase thủy giải polysaccharide có phân tử lớn nhanh so với chất có phân tử nhỏ Các polysaccharide có nhánh amylopectin, glucogen, β-dextrin bị glucoamylase thủy phân nhanh Đa số glucoamylase có hoạt lực cao vùng pH 3,5- 5,5 nhiệt độ 50 0C bền với acid α-Amylase bền rượu, acetone không bảo vệ Ca2+ 2.2.2.3 Nguồn cung cấp: Glucoamylase từ nấm mốc protein có khối lượng phân tử lượng dao động lớn từ 27.000 đến 112.000 Dal, tuỳ thuộc vào nguồn gốc enzyme Các glucoamylase chủ yếu tạo nên từ hai iso enzyme I II khác khả thuỷ phân tinh bột trạng thái rắn độ bền chúng Glucoamylase I tự hấp thụ thuỷ phân tinh bột trạng thái rắn, ngược lại glucoamylase II khơng có hai tính chất 2.2.3 Enzyme glucoisomerase (gluco- isomerase) 2.2.3.1 Đặc điểm Gluco- isomerase có chất protein Song enzyme thu nhận từ nguồn khác có hàm lượng axit amin phân tử khác Đa số glucoisomerase giàu alanin, leucin glixin.Nhiệt độ thay đổi khoảng 45- 90 oC Glucoisomerase theo danh pháp quốc tế gọi D-xylose- ketoizomerase Glucoisomerase có tác dụng xúc tác phản ứng chuyển hoá glucose thành fructose Dưới tác dụng gluco-isomerase nhóm andehit (CHO) phân tử glucose chuyển thành nhóm (C = O) phân tử fructose 2.2.3.2 Vai trị: Sản phẩm cuối q trình thuỷ phân tinh bột glucose. Tiếp theo trình chuyển hoá glucose thành fructose enzyme gluco-isomerase.Glucoisomerase chất xúc tác phản ứng chuyển hoá D-glucose thành D-fructose điều kiện chuẩn (pH, nhiệt độ, nồng độ chất, nồng độ enzyme) Sau trình đồng phân sản phẩm tạo thành fructose dạng vòng dạng thẳng Hình 3: chuyển hóa glucose thành fructose enzyme glucoisomerase 2.2.3.3 Nguồn cung cấp: Gluco -isomerase thu nhận chủ yếu từ vi sinh vật, phổ biến chủng vi khuẩn Bacillus, nhiều là: Bacillus megaterium, B.coagulans, B.stearothermophiles Nhóm xạ khuẩn có khả sinh tổng hợp gluco-isomerase mạnh có ý nghĩa cơng nghiệp gồm: Streptomyces albus, S.fradiae, S.olivaceus, S.olivochromgenes Các chủng xạ khuẩn Streptomyces, Lactobacillus, Pseudomonas, có khả tổng hợp gluco - isomerase enzyme tổng hợp từ chủng mạnh mẽ không bền nhiệt  ... học: CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE 2.1 Quy trình sản xuất đường fructose: 2.2 Các enzyme sản xuất đường fructose: 2.2.1 α... fructozơ khơng có phản ứng làm màu dung dịch Brom CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG FRUCTOSE 2.1 Quy trình sản xuất đường fructose: Ngơ Ngâm, xử lí SO2 Nghiền, tách ép 0,01- 0,02%... enzyme thuộc nhóm enzyme chuyển hóa đồng phân enzyme oxy hóa dùng việc cải thiện độ đường dùng sản xuất sản phẩm syrup, dịch đường, CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG FRUCTOSE 1.1 Giới thiệu đường fructose