Thành phần của các chế phẩm pectinase thương mại có ảnh hưởng rất lớn
đến quá trình thủy phân giới hạn pectin từ vỏ quảchanh dây để tạo POS. Pectinase bao gồm nhiều loại enzym khác nhau (pectinesterase, polymethylgalacturonase, polygalacturonase, transeliminase...), mỗi loại enzym có chức năng khác nhau. Do
vậy, so sánh lựa chọn được chế phẩm enzym thích hợp cho sản xuất POS từ pectin chanh dây là công việc rất cần thiết. Trên cơ sở 3 chế phẩm pectinase thương mại phổ biến trong thực phẩm, đề tài nghiên cứu các đặc tính của enzym làm cơ sở cho quá trình thủy phân giới hạn pectin tạo POS. Hoạt độ và đặc tính của các chế phẩm
42
Nguyễn Hồng Ly
Bảng 3.2. Hoạt độ và đặc tính của các chế phẩm pectinase thương mại
Pectinex Ultra SP-L Pectinase Pectinex 3XL
Hàm lượng protein (mg/ml) 10.2 ± 0.3 12.8 ± 1.2 11.8 ± 0.5 Hoạt độ endopolygalacturonase (U/ml) 6835.4 ± 400 5705.6 ± 340 3160 ± 225 pH 3.5-5.0 (4.5) 3.5-5.0 (4.0) 4.0 – 5.0 (4.5) Nhiệt độ (oC) 35 – 55 (50) 30 – 55 (50) 30 – 55 (50) Kết quả từ bảng 3.1 cho thấy trong 3 chế phẩm Pectinex Ultra SP-L, Pectinase và Pectinex 3XL, chế phẩm Pectinex Ultra SP-L có hoạt độ endo- polygalacturonase cao nhất đạt 6835.4 U/ml, tiếp theo đến Pectinase (5705.6 U/ml) và Pectinex 3XL (3160 U/ml). Cả 3 chế phẩm enzym đều hoạt động tốt ở dải nhiệt
độ 35 – 55oC, tuy nhiên nhiệt độ tối ưu là 500C. Pectinex Ultra SP-L và Pectinase có pH thích hợp ở pH 3.5 – 5.0, Pectinex 3XL là 4.0 – 5.0. Như vậy pH tối ưu của cả
3 enzym đều từ 4.0 – 4.5.
Tiến hành thủy phân pectin chanh dây nồng độ1% trong đệm citrat pH 4,0 - 4,5 (giá trị pH tối ưu với enzym tương ứng), nhiệt độ 50oC, tốc độ khuấy 200 vòng/phút bằng cả 3 chế phẩm enzym thương mại nêu trên với nồng độ 20 U/g pectin, thời gian thủy phân 2 giờ. Dịch sau thủy phân được đun sôi 100oC trong 10
phút để bất hoạt enzym và sắc ký bản mỏng các dịch thủy phân thu được kết quả được biểu diễn trên hình 3.2
1: Mono Galacturonic acid 2: Pectin chanh dây
3: Dịch thủy phân bởi Pectinase
4: Dịch thủy phân bởi Pectinex 3XL
5: Dịch thủy phân bởi Polygalacturonase thô
6: Dịch thủy phân bởi Pectinex Ultra SP-L
POS Mono Gal
43
Nguyễn Hồng Ly
Kết quả từ ảnh sắc ký TLC (hình 3.2) cho thấy sản phẩm thủy phân pectin chanh dây 1% bởi các chế phẩm pectinase thương mại đều xuất hiện các vệt pectic oligosaccharide nằm giữa mono galacturonic acid và pectin chưa thủy phân. Do đó,
cả 3 enzym đều có khảnăng thủy phân giới hạn pectin chanh dây để sản xuất POS. Tuy nhiên, ởđường chạy số 6 nhận thấy vệt chạy rất gọn, vết pectin chưa thủy phân mờ và tạo oligosaccharide rõ ràng hơn, đậm hơn so với đường chạy số 3 và số 4. Kết quả TLC cho thấy Pectinex Ultra SP-L thủy phân pectin chanh dây tạo POS hiệu quả hơn Pectinex 3XL và Pectinase. Như vậy, đề tài lựa chọn Pectinex Ultra SP-L để thủy phân giới hạn pectin chanh dây cho sản xuất POS.
Sau khi lựa chọn được chế phẩm enzym để thủy phân giới hạn pectin từ chanh dây, đề tài tiến hành thủy phân pectin nồng độ 1% (w/v) để thu POS. Quá trình nghiên cứu khảo sát đơn yếu tố các yếu tốảnh hưởng đến quá trình thủy phân: nồng độ enzym, nhiệt độ, pH, tốc độ khuấy và thời gian thủy phân. Sau đó sử dụng
phương pháp quy hoạch bậc 2 Box-Behnken đã tìm được điều kiện tối ưu thủy phân pectin bằng endo-polygalacturonase tạo Pectic oligosaccharide:
- Hàm lượng pectin: 10 g/l - Nhiệt độ: 41.83oC - Nồng độ enzym: 24.17 U/g - Tốc độ khuấy: 225 vòng/phút - pH 4.0 - Thời gian thủy phân: 2 giờ
Lượng POS thu được theo chế độ thủy phân này đạt 5,9 mg/ml – giá trị này vẫn còn rất hạn chế. Vì vậy để nâng cao nồng độ POS trong dịch thủy phân nhiều nghiên cứu đã được thực hiện theo hướng thủy phân liên tục, sử dụng kỹ thuật thủy phân màng hoặc nâng cao nồng độcơ chất pectin. Trong đề tài này, hướng nâng cao nồng độcơ chất pectin là phương án được lựa chọn.
44
Nguyễn Hồng Ly