BÀI 5 : ENZYME
2. Quy trình thí nghiệm
Phương pháp thí nghiệm:
Nguyên tắc
Báo cáo TH phụ gia GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Làm trong, gỉam độ nhớt và ổn định chất lượng nước.
Tiến hành:
Nguyên liệu cân 500g xử lý xay (bã:nước=1:2) lấy 600ml M0
M1 pectinase 0,01% ủ 30 phút lọc bằng thiết bị chân không M2 pectinase 0,02%
Xác định thể tích, độ Brix, khối lượng bã pH, Màu sắc, Trạng thái, Thời gian lưu
Kết quả
Xử lý E. Pectinase trong điều kiện sau - Tỷ lệ enzyme 0,2%
- pH của rau quả là 4,5 ( chỉnh pH bằng HCl 0,1N hoặc Na2CO3 0,1N) - Nhiệt độ phòng
- Thời gian ngâm 0,5giờ
Xác định V, oBx, độ nhớt, pH, màu sắc, độ trong - Mục đích:Kiểm tra và so sánh số liệu.
Thực hiện:
- Xác định thể tích các mẫu bằng ống đong, so sánh giữa các mẫu trăng và mẫu có xử lý enzyme ở lượng khác nhau.
- Xác định oBx bằng Brix kế và pH bằng pH kế.
- Xác định độ nhớt bằng nhớt kế và đồng hồ bấm giây. - Quan sát màu sắc, độ trong của từng mẫu và so sánh
Hình 5.2: Mẫu quỳ tím đo pH dịch dứa sau khi lọc
3. Kết quả và biện luận:
Kết quả:
mdứa bđ= 301,25 Dứa : H2O = 1: 2
M0 (200ml) M1 (200ml) 0,01% pectinase M2 (200ml) 0,02% pectinase Khối lượng bã 12,997 12,727 12,632 pH 3 3,5 3,5 Độ Brix 4 4 4 Màu sắc Vàng nhạt Vàng nhạt Vàng nhạt
Trạng thái Đục Hơi đục Trong
Thời gian lưu 19s43 19s56 19s93
Thể tích 170ml 190ml 195ml
Cơng thức tính mức độ giảm độ nhớt của dung dịch sau khi xử lý bằng pectinase:
N(%)=ETo−ETo−ETwETt x100
Trong đó:
ETo : thời gian chảy của dịch khơng xử lý enzyme (s) ETt : thời gian chảy của dịch có xử lý enzyme (s) ETw : thời gian chảy của mẫu nước cất (s) : 18s50 N : mức độ giảm nhớt của dịch đã xử lý enzyme (%)
Báo cáo TH phụ gia GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Biện luận:
Hiệu suất thu hồi dịch quả:
- Qua kết quả tính tốn thu được, nhìn chung việc sử dụng enzyme pectinase sẽ làm tăng hiệu suất thu hồi dịch quả và ở nồng độ bổ sung 2% pectinase cho hiệu quả cao hơn 1%. Từ đó cho thấy việc xử lý bằng enzyme với tỷ lệ cao giúp nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả hơn nhưng phải trong một giới hạn nào đó vì lượng enzyme cho vào phải phù hợp với lượng cơ chất trong dung dịch, nếu lượng enzyme cho vào vượt mức lượng cơ chất thì hiệu quả tác động của enzyme đã không thay đổi lại làm tổn hao thêm lượng enzyme sử dụng.
- Theo kết quả của nhóm thì ở lần 2 với nồng độ 1% pectinase thì hiệu suất thu hồi dịch quả không tăng so với mẫu trắng và ở lần 1 việc xử lý pectinase ở nồng độ 1% và 2% pectin cũng tương tự nhau. Sở dĩ như vậy có thể là do trong q trình nhóm làm có gây nên sai số chẳng hạn như do đọc thể tích thu được chưa thực sự chính xác do đo thể tích bằng ống đong 500ml với độ chia nhỏ nhất là 10ml.
Độ Brix
- Khi xử lý pectinase thì ta thấy độ Bx của quả tăng lên nhưng không đáng kể. Việc xử lý enzyme làm tăng hàm lượng chất khơ hịa tan nên làm cho độ Bx tăng
Độ nhớt
- Theo kết quả, so sánh giữa 2 nồng độ 1% và 2% pectinase với mẫu khơng có enzyme thì độ nhớt tăng . Nhưng theo lý thuyết, thì độ giảm nhớt phải giảm và ở nồng độ 2% pectinase phải có độ nhớt thấp hơn ở nồng độ 1% pectinase. Do dưới tác dụng của các enzyme các hệ keo của nước quả sẽ bị phá hủy hoàn toàn và việc xử lý bằng pectinase làm pectin bị phân giải thành các chất hòa tan làm giảm độ nhớt của dịch quả.
- Kết quả của nhóm như vậy có thể do trong q trình làm có sai số. Ngun nhân có thể do thao tác của người rót dịch vào nhớt kế và người bấm đồng hồ chưa ăn khớp với nhau, thao tác chưa chính xác
Màu sắc và độ trong dịch quả
- Từ kết quả thí nghiệm ta thấy màu sắc của dịch dứa qua xử lý pectinase có màu nhạt hơn và trong hơn so với mẫu trắng vì dưới tác dụng của enzyme pectinase sẽ phân giải protopectin thành dạng pectin hòa tan làm dịch quả trong hơn
4. Trả lời câu hỏi
Phá vỡ thành tế bào thực vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước quả. Tế bào thực vật được cấu tạo bằng vỏ tế bà (thành tế bào). Vỏ tế bào như một lớp thành bảo vệ rất hữu hiệu và tạo hình cho tế bào.Ở vỏ tế bào thực vật có nhiều chất pectin, các chất pectin được xem như chất ciment gắn các tế bào với nhau. Pectinase sẽ phá vỡ sự gắn kết này tạo điều kiện cho các vật chất trong tế bào thoát ra khỏi tế bào giúp quá trình thu nhận dịch quả tốt hơn.
Làm trong và ổn định chất lượng nước 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.Pectinase tham gia phân giải pectin ở gian bào làm cho các tế bào khó liên kết với nhau và thịt quả dễ dàng bị mềm ra.
Tăng hàm lượng đường trích ly, cải thiện màu sắc và giảm độ nhớt sản phẩm. Câu 2: Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính của Enzyme?
Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính của Enzyme
Nhiệt độ: Tốc độ của phản ứng Enzyme chịu ảnh hưởng của nhiệt độ. Mỗi Enzyme
có một nhiệt độ tối ưu . Khi chưa đạt đến nhiệt độ tối ưu của Enzyme thì sự gia tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ phản ứng Enzyme. Tuy nhiên, khi đã qua nhiệt độ tối ưu của Enzyme thì sự gia tăng nhiệt độ sẽ làm giảm tốc độ phản ứng và có thể Enzyme bị mất hồn tồn hoạt tính.
Độ pH: Mỗi Enzyme có pH tối ưu riêng.Hoạt độ của Enzymephụ thuộc vào pH mơi
trường và pH ảnh hưởng đến trạng thái ion hố của các gốc R hoặc của các gốc acid amin trong phân tử E, ion hố các nhóm chức trong trung tâm hoạt động, ion hoá cơ chất dẫn đến ảnh hưởng vân tốc phản ứng. pH thích hợp của phần lớn enzyme vào khoảng 7. Tuy nhiên một số enzyme có pHopt rất thấp (pepsin) hoặc rất cao (subtilisin) hoặc ít thay đổi trong khoảng pH xác định. Cần chú ý là pHopt của một enzyme phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đặc tính và nhiệt độ cơ chất, dung dịch đệm, nhiệt độ phản ứng.
Nồng độ cơ chất: Với một lượng Enzyme xác định, nếu tăng dần lượng cơ chất
trong dung dịch thì thoạt đầu hoạt tính của Enzyme tăng dần nhưng đến một lúc nào đó thì sự gia tăng về nồng độ cơ chất cũng khơng làm tăng hoạt tính của Enzyme. Đó là vì tất cả các trung tâm hoạt động của Enzyme đã được bão hoà bởi cơ chất.
Nồng độ Enzyme: Với một lượng cơ chất xác định, nồng độ Enzyme càng cao thì
tốc độ phản ứng xảy ra càng nhanh. Tế bào có thể điều hồ tốc độ chuyển hoá vật chất bằng việc tăng giảm nồng độ Enzyme trong tế bào.
Báo cáo TH phụ gia GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến
Chất ức chế Enzyme: Một số chất hố học có thể ức chế hoạt động của enzyme
nên tế bào khi cần ức chế enzyme nào đó cũng có thể tạo ra các chất ức chế đặc hiệu cho enzyme ấy.
Chất hoạt hóa Enzyme: Một số chất khác khi liên kết với enzyme lại làm tăng hoạt
tính của enzymehoặc làm cho enzyme khơng hoạt động thành hoạt động.Chất hoạt hóa có thể là các anion, các ion kim loại hoặc các chất hữu cơ khác. Có thể hoạt động trực tiếp hoặc gián tiếp.Tác dụng hoạt hóa chỉ ở nhũng nồng độ xác định, vượt quá giới hạn này có thể làm giảm hoạt động của enzyme.
Ion kim loại: Có một sốEnzyme chịu ảnh hưởng bởi bản chất vả nồng độ của ion
kim loại. Quá trình này rất phức tạp bao gồm cả tác dụng của ion kim loại tớiphân tử protein của enzyme và cả tác dụng của ion kim loại đến trung tâm hoạt động và cơ chế xúc tác của enzyme.
Câu 3: Ngồi pectinase, có thể sử dụng enzyme nào để tăng hiệu suất thu hồi dịch quả? Có thể sử dụng:
Enzyme protease thủy phân vỏ protein của vỏ nguyên sinh tế bào, làm cho sự thoát của dịch dễ dàng.
Enzyme cellulose, hemicellulose, pectintrancelinutaslàm tăng khả năng trích li vật chất hịa tan trong tế bào quả.
Câu 4: Trình bày tác hại có thể xảy ra khi sử dụng quá nhiều hoặc quá ít enzyme? Sử dụng quá nhiều enzyme
- Nồng độ enzyme quá lớn có thể làm cản trở vận tốc phản ứng. - Lãng phí enzyme.
Sử dụng quá ít enzyme:
- Thời gian thủy phân kéo dài sẽ dễ bị oxy hóa và tạp nhiễm vi sinh vật. - Hiệu suất thu hồi dịch quả kém.
Câu 5: Pectinase có thể được sử dụng trong những sản phẩm thực phẩm nào?
- Rượu vang, nước quả và nước uống không cồn.Trong sản xuất rượu vang cũng như nước quả và nước uống khơng cồn đều có thể sử dụng pectinase một cách rất hiệu quả. Nhờ tác dụng của pectinase mà các quá trình ép, làm trong và lọc dịch quả rất dễ dàng, do đó làm tăng hiệu suất sản phẩm. Khơng những vậy, pectinase cịn góp
phần chiết rút được các chất màu, tannin và những chất hịa tan, do dó làm tăng chất lượng thành phẩm.
- Các mặt hàng từ quả: nước quả cô đặc, mứt nhừ, mứt đông…Trong sản xuất các mặt hàng từ quả (mứt nhừ, mứt đơng,…), pectinase giúp thu được dịch quả có nồng độ đậm đặc.
- Cà phê và cà phê hòa tan. Trong sản xuất cà phê, người ta dùng pectinase để tách lớp keo ở trên bề mặt của hạt cà phê. Trước đây người ta dùng vi sinh vật nhưng quá trình thường xảy ra khơng đồng đều và khó kiểm tra.
- Nước giải khát.
Câu 6: Nêu phương pháp xác định pectinase?
Enzyme pectinase thô được xác định hoạt độ bằng phương pháp đo độ nhớt với nhớt kế Borosil. Một đơn vị hoạt độ pectinase (UI) là lượng enzyme cần thiết làm giảm 10% độ nhớt của hỗn hợp chứa 180mg pectin dưới những điều kiện như trên.
Câu 7: Kể tên vài loại thực phẩm và enzyme bổ sung thường gặp?
- Pectinase là enzym thuỷ phân pectin có tác dụng làm trong các loại nước giải khát, nước quả, rượu vang…giúp cho q trình lọc được dễ dàng hơn. Ngồi ra, pectinase cũng được dùng trong sản xuất các sản phẩm từ quả, nước quả cơ đặc, mức đơng do tính tạo keo của nó khi có đường, sản xuất café và café hoà tan
- Protease ứng dụng trong sản xuất nước chấm, nước mắm, tương, chao. - Bromelin, papain làm mềm thịt.
- Trong công nghiệp sản xuất sữa các protease như renin, pepsin có thể làm đơng tụ sữa được dùng trong sản xuất phomai, sữa đông tụ.
- Amilase ứng dụng trong công nghiệp sản xuất rượu, bia ( giai đoạn đường hoá), sản xuất mạch nha, mật, đường glucose, sản xuất bánh mì làm cho bánh mì nở xốp thơm ngon hơn.
Câu 8: Nêu giá trị INS, ADI, ML của pectinase, protease?
INS: Hệ thống đánh số quốc tế (International Numbering System) - Của Pectinase là 440
- Của Protease là 1101i
ADI : Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được (Acceptable Daily Intake -ADI) là lượng xác định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào hàng ngày thông qua thực phẩm hoặc nước uống mà khơng gây ảnh hưởng có hại tới sức khoẻ. ADI được tính theo mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày.
Báo cáo TH phụ gia GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến - ADI của Protease: Chưa xác định
ML : Giới hạn tối đa trong thực phẩm (Maximum level - ML ) là mức giớí hạn tối đa của mỗi chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất, chế biến, xử lý, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm.
- ML của pectinase là 16,3% - ML của protease chưa xác định