Đang tải... (xem toàn văn)
QUI TRÌNH SẢN XUẤT PECTINASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CNTP (SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ)Ngày nay cùng với sự phát triển của sinh học phân tử và công nghệ gen, đa số các chủng vi sinh vật dùng trong nuôi cấy thu nhận enzyme pectinase đều là những chủng đột biến (Antier, 1993; Octavio, 1999; Bai, 2004). Nhiều công trình nghiên cứu đã tiến hành nhằm làm tăng sinh tổng hợp enzyme pectinase của các chủng vi sinh vật như: Couri và cộng sự (1995) đã nghiên cứu Sự thao tác gen trên chủng Aspergillus nhằm làm tăng sự sinh tổng hợp các enzyme phân giải pectin hay Solis (1997) đã Cải thiện việc sản xuất pectinase dùng các thể lai giữa các chủng Aspergillus.Qua nghiên cứu tác giả đều nhận thấy nguồn cacbon bổ sung vào môi trường nuôi cấy khác nhau sẽ gây ảnh hưởng khác nhau đến sự sinh tổng hợp enzyme pectinase. Enzyme pectinase được tổng hợp cảm ứng mạnh trên môi trường bổ sung pectin hay acid polygalacturonic và sự tổng hợp này bị hạn chế khi môi trường giàu acid galacturonic hoặc glucose (Asguilar, 1987; Taragano, 1997; Guevara, 1997)Pectin tan trong nước, ammoniac, dung dịch kiềm, carbonat natri và trong glycerin nóng. Độ hòa tan của pectin trong nước tăng lên khi mức độ ester hóa trong phân tử pectin tăng và khi khối lượng phân tử pectin giảm.Pectin là tên chung được gọi cho các hợp chất chứa các thành phần rất khác, trong đó pectinic acid là thành phẩn chủ yếu. Các pectin tự nhiên định vị trong thành phần của tế bào có thể liên kết với cấu trúc polysaccharide và protein để tạo thành các protopectin không tan. Có thể phân hủy làm tan protopectin trong nước bằng cách nung nóng protopectin trong môi trường acid. Vì thế, các pectin tan thu nhận được là kết quả của sự phân hủy protopectin không tan và chúng không đồng dạng với nhau.Trong thực vật, pectin tồn tại dưới ba dạng: pectin hoà tan, pectic acid và protopectin.Pectin hoà tan là ester methylic của acid polygalacturonic pectin (bị este hóa ở mức độ cao) tạo gel đặc trong dung dịch acid và trong dung dịch đường có nồng độ 65%. Pectic acid là polygalacturonic acid có một phần nhỏ các nhóm carboxyl được ester hoá bằng methanol. Các pectin tự nhiên định vị trong thành phần của tế bào có thể liên kết với các cấu trúc polyssacharide và protein để tạo thành các protopectin không tan. Protopectin tạo độ cứng cho quả xanh, không tan trong nước và có cấu tạo hoá học phức tạp. Trong protopectin có các phân tử pectin, các phân tử cellulose và các ion Ca2+, Mg2+, các gốc phosphoric acid, acetic acid và đường. Protopectin khi bị thủy phân bằng acid thì giải phóng pectin hoà tan.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ M ĐỀ TÀI: QUI TRÌNH SẢN XUẤT PECTINASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CNTP (SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ) NHÓM: 11 (Thứ sáu, tiết 10-12) GVHD: Liêu Mỹ Đông DANH SÁCH SINH VIÊN STT Họ Tên MSSV Công việc Trương Quang Duy 2005130106 Phân công việc, tổng hợp, soạn P.P Văn Khánh Duy 2005130091 Nuôi cấy bề sâu Nguyễn Thái Huỳnh Như 2005130030 Ứng dụng nước Nguyễn Vũ Anh Tài 2005130118 Nuôi cấy bề mặt Phạm Thị Thu Thảo 2005130005 Ứng dụng nước Lê Vĩnh Thuận 2005130004 Giới thiêu pectin, enzyme pectinase Lý Lương Phương Thảo 2005130024 Tinh enzyme Đặng Thủy Tiên 2005130023 Phân loại enzyme pectinase Mục lục A.Giới thiệu:[2] Lịch sử nghiên cứu pectinase người ta hiểu biết cấu trúc pectin chế phân cắt pectin enzyme Trong nhiều thập niên gần việc sản xuất pectinase từ vi sinh vật trở nên phổ biến Nhiều vi sinh vật vi khuẩn, nấm men, nấm mốc có khả sản xuất enzyme pectinase Người ta chứng minh rằng: pectinase enzyme cảm ứng sản xuất từ nhiều nguồn cacbon khác (Auguilar, 1987; Maldonado, 1989; Frieddrich, 1994; Nair, 1995; Nair, 1997) Cùng với phát triển sinh học phân tử người ta đẩy mạnh nghiên cứu việc tạo dòng biểu gen enzyme pectinase tế bào chủ khác (Whitehead, 1995; Surgey, 1996; Dalbogre, 1997; Yakoby, 2000) Tuy nhiên, tế bào chủ sử dụng nhiều Saccharomyces (Gognies, 1999; Gognies, 2001) Enzyme pectinase nhóm enzyme thủy phân chất pectin, sản phẩm tạo thành acid galacturonic, galactose, methanol,… Đây nhóm enzyme thứ ba ứng dụng rộng rãi sau amylase protease Enzyme pectinase tìm thấy thực vật bậc cao vi sinh vật Ở thực vật bậc cao, pectinase có nhiều lá, củ khoai tây, chanh, cà chua, cỏ ba Trong loại cỏ khác thường có enzyme pectinesterase Nhiệt độ tối ưu enzyme pectinase thường khoảng 45-55oC Việc ghiên cứu sinh tổng hợp cảm ứng enzyme pectinase tiến hành nhiều đối tượng khác Fusarium oxysporum (Guevara, 1997), Aspergillus japonicus (Maria, 2000), Botrytis cinerea (Wubben, 2000), Rhizopus stolonifer (Blandino, 2001), Aspergillus awamori (Blandino, 2001)…Tuy nhiên đối tượng nghiên cứu nhiều Aspergillus niger (Aguillar, 1987; Maldonado, 1989; Solis-Percira, 1993; Taragano, 1997; Caltisho, 2000) Ngày với phát triển sinh học phân tử công nghệ gen, đa số chủng vi sinh vật dùng nuôi cấy thu nhận enzyme pectinase chủng đột biến (Antier, 1993; Octavio, 1999; Bai, 2004) Nhiều công trình nghiên cứu tiến hành nhằm làm tăng sinh tổng hợp enzyme pectinase chủng vi sinh vật như: Couri cộng (1995) nghiên cứu "Sự thao tác gen chủng Aspergillus nhằm làm tăng sinh tổng hợp enzyme phân giải pectin "hay Solis (1997) "Cải thiện việc sản xuất pectinase dùng thể lai chủng Aspergillus" Qua nghiên cứu tác giả nhận thấy nguồn cacbon bổ sung vào môi trường nuôi cấy khác gây ảnh hưởng khác đến sinh tổng hợp enzyme pectinase Enzyme pectinase tổng hợp cảm ứng mạnh môi trường bổ sung pectin hay acid polygalacturonic tổng hợp bị hạn chế môi trường giàu acid galacturonic glucose (Asguilar, 1987; Taragano, 1997; Guevara, 1997) Theo thời gian nguồn cacbon sử dụng nuôi cấy nghiên cứu tổng hợp cảm ứng enzyme pectinase thay đổi Vào năm 90 tác giả chủ yếu sử dụng nguồn cacbon tinh khiết bổ sung riêng lẻ nguồn cacbon vào môi trường nuôi cấy (Aguillar, 1987; Leone; 1987) Năm 2000, công trình nghiên cứu "Ảnh hưởng nguồn cacbon khác đến sinh tổng hợp pectinase Aspergillus japonicus 586", Maria cộng kết hợp nhiều nguồn cacbon vào môi trường nuôi cấy như: pectin glucose, pectin glycerol,…gần nghiên cứu hướng tới sử dụng phế liệu, chất thải công nông nghiệp để làm nguồn chất sinh tổng hợp cảm ứng enzyme pectinase (Castilho, 2000; Blandino, 2001; Denis, 2002) B.Tổng quan: I Cơ chất pectin [1] Pectin có nhiều quả, củ thân Pectin loại keo gắn chặt tế bào thực vật với Pectin hợp chất cao phân tử mạch thẳng có cấu tạo từ kết hợp acid D-galacturonic este methyl chúng qua liên kết α–1,4 glucoside Tùy thuộc vào nguồn pectin mà pectin có khối lượng phân tử 80000 – 200000 Pectin tan nước, ammoniac, dung dịch kiềm, carbonat natri glycerin nóng Độ hòa tan pectin nước tăng lên mức độ ester hóa phân tử pectin tăng khối lượng phân tử pectin giảm Pectin tên chung gọi cho hợp chất chứa thành phần khác, pectinic acid thành phẩn chủ yếu Các pectin tự nhiên định vị Cấu tạo Pectin Trái chứa nhiều Pectin Pectin thực vật thành phần tế bào liên kết với cấu trúc polysaccharide protein để tạo thành protopectin không tan Có thể phân hủy làm tan protopectin nước cách nung nóng protopectin môi trường acid Vì thế, pectin tan thu nhận kết phân hủy protopectin không tan chúng không đồng dạng với Trong thực vật, pectin tồn ba dạng: pectin hoà tan, pectic acid protopectin Pectin hoà tan ester methylic acid polygalacturonic pectin (bị este hóa mức độ cao) tạo gel đặc dung dịch acid dung dịch đường có nồng độ 65% Pectic acid polygalacturonic acid có phần nhỏ nhóm carboxyl ester hoá methanol Các pectin tự nhiên định vị thành phần tế bào liên kết với cấu trúc polyssacharide protein để tạo thành protopectin không tan Protopectin tạo độ cứng cho xanh, không tan nước có cấu tạo hoá học phức tạp Trong protopectin có phân tử pectin, phân tử cellulose ion Ca2+, Mg2+, gốc phosphoric acid, acetic acid đường Protopectin bị thủy phân acid giải phóng pectin hoà tan Khi chín dần, tác dụng enzyme protopectinase, protopectin chuyển sang pectin hòa tan làm giảm liên kết tế bào, trở nên mềm Quá trình xảy tác dụng acid nhiệt độ trình chần 60 – 850C II [1] Pectinase [1], [2] Giới thiệu Enzyme pectinase enzyme xúc tác phân hủy polymer pectin Sản phẩm trình acid galacturonic, galactose, arabinose, methanol… nhóm enzyme ứng dụng rộng rãi công nghiệp đứng sau amylase protease Sự phân hủy tự nhiên thường xảy trá chín nên enzyme có vai trò quan trọng trình bảo quản trái rau Việc kiểm soát hoạt động enzyme pectinase kiểm soát độ nhớt sản phẩm Enzyme ban đầu phát dịch chiết trái cà rốt (phát E.Fremi năm 1840), cà chua hay đại mạch, khoai tây, chanh, dứa, cỏ ba [1] Trung tâm hoạt động pectinase [2] Enzyme pectinase chứa vùng có – 10 vòng xoắn kép phía phải với vòng tạo thành khe liên kết với chất Trung tâm hoạt động enzyme chứa axit amin Aspartate Lysine Có Histidine nằm gần trung tâm hoạt động ảnh hưởng đến khả xúc tác enzyme Nhiệt độ tối ưu enzyme pectinase khoảng từ 45 – 550C Phân loại pectinase: Cơ chế cắt loại pectinase Enzyme pectinase phân loại theo chế tác dụng chúng: a Pectinesterase (PE):[1] PE xúc tác thủy phân nhóm methyl ester Enzyme thường công vào nhóm ester methyl đơn vị galaturonate nằm kề đơn vị không bị Cấu trúc enzyme Pectinase ester hoá, phân cắt nhóm methoxy (COOCH3) đứng cạnh nhóm –COOH tự do, tạo thành acid pectinic acid pectic methanol Phương trình phản ứng: Pectinesterase thu từ nguồn khác có giá trị pH tối ưu khác Nếu thu từ nguồn vi sinh vật 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 3040oC bị vô hoạt 55-62oC Pectinesterase thường hoạt hoá ion Ca2+ Mg2+ Đặc điểm Pectineaterase thực vật Bên cạnh Pectineaterase (PE) vi sinh vật, hầu hết loại 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, Ca 2+ chẳng hạn, có khuynh hướng làm tăng nồng độ hoạt động enzyme Cà chua chứa 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 lũy dần trái có màu đặc trưng trái chín PE2 có khối lượng phân tử 23kD, pH tối ưu 7.6 Enzyme bị bất hoạt 50% sau phút đun 670C Các ion Ca2+ Na+ làm tăng hoạt độ enzyme lên tối đa nồng độ 0.005M 0.05 M, theo thứ tự.33 PE đậu nành protein có khối lượng phân tử 33kD, hoạt động tối ưu pH gần Polygalacturonic acid, sản phẩm hình thành trình để methyl hoá phân tử galacturonic acid Trong thịt chuối có hai isoenzyme PE Cả hai có khối lượng phân tử 30kD, có điểm đẳng điện khác nhau: 8,8 9,3 Các enzyme hoạt động pH tối đa 7,5 Hoạt độ enzyme tăng lên thêm vào dung dịch NaCl nồng độ 0,2M, đưa pH dung dịch 6,0 Các enzyme bị ức chế nhiều loại polyol có khối lượng phân tử thấp, glycerol, sucrose, glucose, maltose galactose PE cam có hai loại: hai isoenzyme PE1 PE2 có khối lượng phân tử 36 kD, có điểm đẳng điện khác 10,05 11,0, theo thứ tự pH tối ưu PE1 7,6, PE2 8,0 Trong thành phần nhiều thịt khác chứa hai isoenzyem, hai enzyme có tính bền nhiệt hơn, enzyme mẫn cảm bị tác động protease Độ ổn định enzyme liên quan đến mức độ glycosyl hoá phân tử enzyme Enzyme bền nhiệt enzyme lại có Cấu trúc pectinesterase từ carrot khối lượng 51kD 36kD, theo thứ tự Cả táo kiwi chứa hai loại isoenzyme Các isoenzyme kiwi có khối lượng phân tử 57kD điểm đẳng điện 7,3 Tuy nhiên, chúng khác mức độ bền nhiệt Trình tự amino acid 10 thời gian nhằm tạo điều kiện kết tủa thuận lợi Khi enzyme kết tủa hết cần phải tách trình ly tâm lạnh Trong kết tủa phần dung môi Lượng dung môi tách phương pháp bốc áp suất chân không Mức độ nhạy cảm với nhiệt enzyme có mặt dung môi hữu mạnh có mặt muối vô cơ, nên bắt buộc tiến hành phải làm lạnh dung môi hữu dung dịch enzyme, thường nhiệt độ – 100C Các yếu tố ảnh hưởng: Kích thước enzyme: Những enzyme có kích thước lớn tủa nồng độ dung môi thấp so với enzyme có kích thước nhỏ Sự tỏa nhiệt dung môi: Khi bổ sung dung môi vào dung dịch enzyme, nhiệt độ hỗn hợp tăng trình tỏa nhiệt Khi nhiệt độ tăng cao, cấu hình không gian enzyme bị thay đổi enzyme bị kết tủa bất thuận nghịch Tỷ trọng dung môi: nhỏ độ nhớt thấp, kết tủa dễ tách Độ dài mạch carbon dung môi: dài khả gây biến tính bất thuận nghịch tăng 54 D.ỨNG DỤNG PECTINASE TRONG SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ [1] I Chế phẩm enzyme Giới thiệu Các chế phẩm enzyme sử dụng sản xuất nước rượu vang hỗn hợp nhiều loại enzyme loại enzyme riêng biệt Việc sử dụng hỗn hợp enzyme hay loại enzyme riêng biệt phụ thuộc vào nguyên liệu sản phẩm cần đạt tới Chế phẩm enzyme sử dụng hai trình: Sử dụng enzyme trình trích ly dịch làm dịch Mục đích Trong sản xuất nước , người ta sử dụng chế phẩm enzyme gồm mục đích bản: • • Phá vỡ thành tế bào thực vật, nhằm nâng cao hiệu suất thu nước Làm ổn định chất lượng nước Các loại chế phẩm enzyme Ngoài chế phẩm enzyme trên, hiên giới có nhiều chế phẩm pectinase có hoạt tính cao như: rohapect (RM), rohament (RM), pectimex (NO), ultrazym (NO), biopectinase (BN), panzym (BOI), pectolase (GT), klerzym (GB), spark (SOE), sumizym (SN), pectinol (GR) 55 Khả hoạt động số chế phẩm enzyme sử dụng chế biến rau quả.[1] 14.Phân loại Trong sản xuất nước rượu vang, người ta thường sử dụng sáu nhóm enzyme sau:[1] Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước đục Mục đích sử dụng nhóm chế phẩm enzyme làm tăng hiệu suất trích ly để thu luợng sản phẩm lớn Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước trong, không chứa pectin Mục đích sử dụng nhóm làm tăng hiệu suất trích ly thuỷ phân hoàn toàn chất protein, pectin, làm giảm độ nhớt làm triệt tiêu nguyên nhân làm đục nước Nhóm chế phẩm enzyme dùng để làm tăng khả đồng hoá nước thịt Chế phẩm Pectinex Ultra SPL Novozymes (Đan Mạch) quả, làm tăng khả trích ly nước Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản suất bán sản phẩm rượu vang nhằm làm tăng hiệu suất trích ly bán sản phẩm Nhóm chế phẩm enzyme dùng để ngăn cản trình oxy hoá làm cản trở phát triển vi sinh vật hiếu khí phát triển nước quả, rượu vang Nhóm chế phẩm enzyme dùng vào mục đích chống lại đường sản suất siro thành phẩm Việc sử dụng chế phẩm enzyme phải xem xét kỹ lưỡng sở đặc điểm nguyên liệu trái cần xử lý.Trong đặc điểm trái cây, người ta quan tâm nhiều đến đặc điểm màu sắc tự nhiên sản phẩm Trong nhiều trường hợp, việc sử dụng enzyme phải đảm bảo giữ màu sắc tự nhiên ban đầu tạo màu sắc theo ý muốn cách điều khiển phản ứng enzyme Theo màu sắc tự nhiên, loại trái chia làm hai loại:[1] Trái có màu nhạt: táo, lê, nho trắng, chuối, cam, xoài, bưởi Trái có màu sẩm chứa nhiều antõian: anh đào, mận đỏ, nho đỏ, mận đen, dâu 56 Để xử lý nghiền có màu nhạt, người ta thường sử dụng loạt enzyme sau: Enzym endo-PmG để làm giảm độ nhớt dịch Enzyme PE làm tăng hiệu suất trích ly Enzyme khác cellulose, hemicelluase, protease không bắt buộc Khi chế biến có màu đỏ cần phải lưu ý phải bảo tồn chát màu antocian → không dùng enzyme có khả phân giải antocian Khi chế biến nước có thịt quả, người ta thường sử dụng chế phẩm enzyme bao gồm pectintracemilutase, hemixenllulase, cellulase VI Ứng dụng chế phẩm sản xuất nước Giới thiệu Việc ứng dụng pectinase để thu nhận nước áp dụng lần vào năm 1930 Từ đến nay, việc áp dụng enzyme trở nên phổ biến nhiều nước giới Trong sản xuất công nghiệp thực phẩm, người ta thường sử dụng chế phẩm enzyme dạng tinh khiết Người ta không dùng chế phẩm dạng canh trường nấm mốc sấy khô 15.Hiệu việc sử dụng enzyme pectinase sản xuất nước quả: _ Đã có nhiều nghiên cứu kết áp dụng sản xuất nước rượu vang cho thấy sử dụng enzyme pectinase cho hiệu suất nước chất lượng rượu vang cao Khi tiến hành ứng dụng enzyme sản xuất nước quả, người ta đặc biệt ý tới hai yếu tố quan trọng có tính chất định đến hiệu enzyme, là:nguyên liệu khả xay, nghiền làm nhỏ nguyên liệu 57 Nguyên liệu: sử dụng enzyme chế biến nước người ta thường phải đưa “độ chín kỹ thuật” cho phù hợp Độ chín kỹ thuật để sản xuất nước giai đoạn chín quả, đảm bảo tách dịch tốt với tích tụ tối đa chất có giá trị dinh dưỡng cao hương vị thích hợp Tuy nhiên, phần lớn nguyên liệu, hiệu suất dịch cao không trùng với tích tụ chất có giá trị dinh dưỡng, nhiều thật chín, khả tích tụ chất dinh dưỡng cao không thuận lợi việc tách nước Vì với loại quả, người ta tiến hành phân loại, xác định độ chín kỹ thuật riêng cho phù hợp với việc sử dụng enzyme thu hồi dịch Sau phân loại xong, phải làm cách rửa nhiều lần để loại bỏ tạp chất vi sinh vật Khả xay, nghiền làm nhỏ nguyên liệu : Xay, nghiền nguyên liệu để tăng khả tác động enzyme tăng hiệu suất thu nhận dịch Làm nhỏ nguyên liệu khâu kỹ thuật quan trọng, định đến hiệu tác động enzyme hiệu suất thu nhận dịch chất lượng dịch Thực tế sản xuất chứng tỏ xử lý bã táo nghiền 0,03% chế phẩm pectinase (có 200 đơn vị hoạt độ endo-PMG 1gam) sau 2-4 giờ, hiệu suất dịch bã nâng lên 20-25% Hoặc thu dịch nước nho mà không sử dụng chế phẩm pectinase hiệu suất đạt tối đa 65% so với khối lượng nguyên liệu Nho sau nghiền đem xử lý chế phẩm pectinase 450C tăng hiệu suất dịch từ 65% lên 77,3% (đối với nho trắng) từ 66% lên 82,2% (đối với nho đỏ) 58 _ Dùng pectinase không làm tăng hiệu suất dịch mà để làm nước quả, phương pháp làm enzyme có hiệu cao Nhờ tác dụng enzyme mà hệ keo nước bị phá hủy hoàn toàn Nếu làm phương pháp khác pectin bị kết tủa phần xử lý chế phẩm pectinase, pectin bị phân giải hoàn toàn thành chất hòa tan Với phương pháp enzyme, mang lượng thừa chế phẩm loại trừ trường hợp làm không hoàn toàn Quá trình làm dịch tác dụng enzyme pectinase co thể chia thành giai đoạn sau: Giai đoạn “bất ổn định hóa” tiêu biểu giảm độ nhớt dịch cách sâu sắc gọi trạng thái “phá vỡ” Giai đoạn kết lắng trạng thái “phá vỡ” kết thúc kết tủa hoàn toàn Giai đoạn cuối cùng, kết thúc “pectin phân” thường xác định vắng mặt pectin kết tủa ion canxi 16.Ứng dụng a Sử dụng enzym để sản xuất nước trùng uống trực tiếp từ táo vải Ngày nay, nước nước đục sản xuất nhiều nước giới Tùy theo hàm lượng đường acid có nước quả, người ta chế biến nước có cho thêm đường acid hay không Đối với nước có hàm lượng đường acid thấp, người ta bổ sung đường acid điều chỉnh chất lượng cuối sản phẩm Hàm lượng pectin cao sản phẩm thường lợi độ nhớt sản phẩm cao Việc thủy phân pectin có dịch làm cho sản 59 phẩm dịch không bị đục.Tuy nhiên, việc xử lý pectin pectinase không nên tiến hành phân giải pectin đến mà cần phải giữ lượng định sản phẩm nước Chính lượng pectin giúp cho chất lượng nước tốt Trong sản xuất nước táo nước vải, người ta sử dụng chế phẩm pectinase cho hiệu cao Khi xử lý nước 50 0C giờ, hiệu suất tách nước tăng 20%, 37- 40 0C sau -4 tăng 20 – 25% Các nghiên cứu thực tế sản xuất cho thấy hiệu xử lý nước táo cao Chính thế, việc ứng dụng enzyme pectinase áp dụng tất nhà máy sản xuất nước táo giới.Trong trình xử lý nước enzyme pectinase, người ta thường cho thêm ascorbic acid vào để chống trình oxy hóa nước táo Hiệu xử lý nước táo vải chế phẩm pectinase Stt Loại nước Hiệu Chất Độ Đường Pectinase Chất Điểm suất khô acid (%) (%) chát cảm (%) (%) (%) (%) quan Nước từ táo Không cho chế 71,2 10,2 0,53 6,7 0,33 0,04 4,5 11,5 0,62 8,0 0,15 0,02 4,8 8,5 0,91 5,62 0,26 0,09 3,8 10,2 1,16 7,4 0,12 0,16 4,3 phẩm enzyme Có chế phẩm 78,8 enzyme Nước vải Không cho chế 49,2 phẩm enzyme Có cho chế phẩm 72,4 enzyme 60 t Sản xuất nước uống từ dâu tây, anh đào phúc bồn tử: Người ta thường sản xuất nước lẫn nước đục Trong trình sản xuất, người ta thường cho thêm đường điều chỉnh lại lượng acid cho phù hợp Các loại nước thường chứa nhiều pectin Do đó, việc sử dụng chế phẩm enzyme pectinase dễ loại bỏ khả gây đục cho nước ổn định nâng cao chất lượng dịch điều cần thiết Quy trình thực sau : Rửa nước Chà thành dạng pure (dạng sốt đặc, nghiền nhừ) Đun nóng 40-500C, cho vào máy trộn Phối trộn theo tỉ lệ phần nước với 10 phần nước enzyme chứa 0,03% pectinase Giữ hỗn hợp 400C,trong 4-8h, cho qua máy ép đun nóng đến 450C Đem nước ly tâm lọc qua máy lọc ép khung Riêng nước dâu tây, người ta cho thêm 0,03% Vitamin C để làm chất chống oxy hóa u Sản xuất nước từ nho Nước uống từ trái nho loại nước uống không thuộc loại nước uống đục Loại nước uống từ nho dạng thường sản xuất nhiều hầu châu Âu châu Mỹ Tuy nhiên nay, người ta sản xuất nước uống từ nho dạng đục (chủ yếu nho có màu đỏ) Trong đó, Ý nước sản xuất nước uống dạng đục nhiều nhất, sau Pháp, Rumani Nho loại cho nhiều dịch chứa nhiều đường Tuy nhiên, nước nho thường chứa nhiều thịt Trong thịt có nhiều pectin, dễ gây đục thu nhận dịch thông thường không cho hiệu suất cao Chính thế, người ta phải xử lý nước nho chế phẩm enzyme pectinase Lượng enzyme pectinase sử dụng trường hợp làm nát nho 0,2% so với khối lượng nho Thời 61 gian xử lý enzyme nhiệt độ 45 0C, phương pháp xử lý người ta làm tăng hiệu suất thu nhận dịch nho từ 65,9 lên 77,3% nho trắng từ 66-82,2% nho đỏ 62 Nước nho Nho Rửa Thanh trùng Đóng chai 63 Lọ Quy trình sản xuất nước nho đỏ có sử dụng pectinase Rửa nho, tách cuống đun nóng 85 – 900C máy gia nhiệt Làm nguội đến 45–500C, giữ dịch nho nhiệt độ thời gian 4–6 thùng kín – thiết bị lên men liên tục Cho enzyme pectinase vào với liều lượng 0,03% Sau thủy phân tiến hành lọc ép Dịch lọc cho thêm 0,03% enzyme pectinase để làm dịch Quá trình làm dịch thực – Sau nước lọc, rót chai đem trùng 64 Hiệu suất chất lượng nước nho sản xuất theo phương pháp xử lý pectinase Stt Nước nho Mẫu đối chứng Chất Hiệu Độ khô suất acid (%) (%) (%) 17,5 65,0 0,54 15,1 0,125 19,0 70,1 0,68 16,85 0,135 Đường (%) Chất chát Điểm Cặn (%) (%) cảm quan 3,0 4,2 Mẫu xử lý chế phẩm Có Canxi pectat 4,5 pectinas e v Sản xuất nước mận Người ta thường sản xuất nước pha đường từ mận Mận loại cho hiệu suất thu nhận nước ép thấp Để thu nhận nước từ mận, người ta phải áp dụng phương pháp nhiệt enzyme Quá trình công nghệ thực sau: Mận rửa sạch, đun nóng với nước Nước cho vào khoảng 15 – 20% so với khối lượng mận Nhiệt độ giữ 85 – 900C 5–20 phút tùy thuộc vào độ chín mận Sau khối qua hệ thống ép xử lý emzyme pectinase nhiệt độ 40-450C thời gian 3-6 65 Dịch thu nhận máy lọc ép lần nữa, đem đóng chai trùng Hiệu suất thu nhận dịch từ mận tăng từ 58,2% lên 78,9% so với không sử dụng enzyme w Một số ứng dụng khác Sản xuất mứt quả: Thu dịch có nồng độ chất khô cao Sản xuất chè đen: trích ly polyphenol khỏi chè, giảm tạo bọt ( trà hòa tan) Khai thác dầu thực vật: hỗ trợ trình ép dầu từ hạt cải dầu, dừa, ô liu, hạt cọ… Lên men cà phê: loại bỏ lớp vỏ nhày xung quanh hạt trước sấy khô 17.Những bất lợi xử lý enzyme: Ngoài ưu điểm xử lý nước enzyme tồn bất lợi sau: Khi xử lý thời gian dài xảy trình oxy hóa xâm nhiễm vi sinh vật Để ngăn ngừa quà trình oxy hóa người ta thưởng bổ sung vào nước chất như: Acid ascorbic Andhyric sunfur Enzyme glucose oxidase Để hạn chế phát triển vi sinh vật, người ta thường áp dụng biện pháp sau: Sử dụng acid sorbic, acid ascorbic, natri benzoat 66 Liều lượng sử dụng acid sorbic 0,03%, acid hoạt động khoảng pH 3,9-9,2 Acid sorbic ức chế phát triển nấm sợi nấm men không làm thay đổi mùi vị sản phẩm Natri benzoat thường sử dụng với liều lượng 0,15% Andhyric sulfur: người ta thường sử dụng chất để bảo quản nước bán thành phẩm Andhyric sulfur vừa có tác dụng chống oxy hóa vừa tiêu diệt vi sinh vật Tuy nhiên, không nên sử dung Andhyric sulfur nhiều dẫn đến ức chế hoạt động enzyme Nếu hàm lượng Andhyric sulfur 0,1% làm giảm hoạt tính chế phẩm enzyme, hàm lượng 0,5% enzyme hoàn toàn bị ức chế Xử lý nhiệt: đun nóng dịch để bảo vệ nước không đun nóng nhiệt độ cao làm thay đổi tính chất cảm quan, thành phần hóa học hoạt tính enzyme Đa số enzyme phân giải pectin bị hoạt tính 700C hoạt động mạnh 45-500C Ở nước lên men, người ta sử dụng enzyme để xử lý nước nhiệt độ thường (trùng với nhiệt độ lên men) E.Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Đức Lượng (2004), Công nghệ Enzim, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM [2] http://doan.edu.vn/do-an/luan-van-nghien-cuu-su-tong-hop-cam-ungpectinase-o-mot-so-chung-bacillus-29914/ [3] Khoa Công nghệ Thực phẩm, Giáo trình Kỹ thuật thực phẩm 3, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM 67 [4] http://luanvan.co/luan-van/de-tai-quy-trinh-san-xuat-enzymepectinase-va-ung-dung-trong-lam-nuoc-qua-58522/ [5]http://s1.doc.edu.vn/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6/swf/2013/0 4/30/de_tai_enzyme_trong_cong_nghe_thuc_pham.YZ8kO5i5Fu.swf [6]http://bioclub.forumotion.com/t22-topic 68 [...]... phẩm pectinase cô đặc trên lượng nguyên liệu đem chế biến vào khoảng từ 0.03 – 0.05 đến 0.10% Pectinase thường được sử dụng trong các ngành công nghiếp thực phẩm sau: • • • • • Sản xuất rượu vang Sản xuất nước quả và nước uống không có cồn; Sản xuất các mặt hàng từ quả: nước quả cô đặc, mứt nhừ, mứt đông, Sản xuất nước giải khát Sản xuất cà phê và cà phê hòa tan Trong sản xuất rượu vang, cũng như trong. .. là endo-enzyme 4 Lợi ích khi sử dụng enzyme pectinase [2] Từ khi phát hiện ra enzym và khả năng chuyển hóa của enzym loài người đã tăng nhanh quá trình sản xuất và ứng dụng enzym trong công nghiệp Số lượng enzym phát hiện ngày càng nhiều và số lượng enzym được ứng dụng vào công nghiệp cũng ngày càng nhiều 19 Trong sản xuất thực phẩm, người ta thường sử dụng các chế phẩm pectinase dưới dạng tinh khiết... và cà phê hòa tan Trong sản xuất rượu vang, cũng như trong sản xuất nước quả và các nước uống không rượu, 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 Chẳng hạn đưa pectinase vào khâu nghiền quả, sẽ làm tăng hiệu suất nước quả sau khi ép lên tới 15 – 25% Bởi lẽ khi có pectin... gly, tyr, phe, và một motif lặp có cấu trúc liên ứng FTNYGxxGNGGxxx, trong đó “x” phần lớn là các amino acid phân cực Chức năng của motif này trong protein vẫn chưa được biết rõ Vai trò của PG trong quá trình làm chín trái cây Hoạt độ của enzyme trong giai đoạn đầu của quá trình làm chín chủ yếu là nhờ PG1 PG1 tiếp tục tăng trong quá trình chín, và có mặt trong tất cả các giai đoạn của quá trình chín PG2... thấp hơn và ít bền nhiệt, PG2 xuất hiện trong giai đoạn cuối của quá trình, và chiếm lượng lớn trong giai đoạn 15 chín Sự xuất hiện kế tiếp nhau của hai enzyme này là kết quả của hoạt động điều hoà của β–subunit, yếu tố này được tìm thấy với lượng ít trong cà chua xanh, sau đó tăng lên trong giai đoạn chín PG2 được coi như một endo-enzyme trong cà chua chín, PG1 được hình thành trong suốt quá trình chín... ra được Nhờ pectinase phân giải các cơ chất pectin, làm các chất chiết trong dịch bào dễ thoát ra ngoài hơn, làm tăng hiệu suất chất chiết, hơn nữa dịch quả trong suốt không bị vẩn đục và lọc rất dễ dàng Không những vậy, enzym pectinase còn góp phần chiết rút được các chất màu, tanin và những chất hòa tan nữa, do đó làm tăng thêm chất lượng của thành phẩm 20 C .Qui trình sản xuất enzyme pectinase: I... để phản ứng với PG2 Bằng cách điều chỉnh những thay đổi trong các phân tử PG trong các dịch chiết khác nhau có các nồng độ khác nhau của NaCl và pH đệm khác nhau Trên thực tế gen mã hoá cho polypeptide PG trong một số nghiên cứu trước đây đã chứng minh điều này Gần đây, các nghiên cứu về các kiểu biểu hiện gen của β–subunit và các phân tử PG cho thấy mRNA của β–subunit xuất hiện sớm trong quá trình phát... đoạn sau của quá trình chín là do β–subunit bị cạn kiệt Vai trò của quá trình chuyển đổi này là nhằm điều hoà hoạt động của PG trong các giai đoạn của quá trình chín β–subunit phản ứng và neo phân tử PG2 vào thành tế bào, tạo ra phân tử PG1 dưới dạng hoạt động để phân hủy pectin Một số nghiên cứu khác cũng chứng minh được rằng PG1, chứ không phải PG2 có chức năng trong việc làm phân huỷ và ổn định polyuronide,... hưởng của chất cảm ứng và nguồn cacbon: Nhóm enzyme pectinase một mặt là các enzyme bản thể, nhưng mặt khác cũng là các enzyme cảm ứng Do đó, một trong những yếu tố quan trọng của sự sinh tổng hợp enzyme pectinase là phải có cơ chất đặc hiệu.Ví dụ pectine được thêmvào môi trường sẽ cảm ứng để tổng hợp enzyme pectinase h Ảnh hưởng của nguồn nitơ: Nguồn nitơ cũng có vai trò rất quan trọng trong sự tăng tổng... nhất trong quy trình lên men công nghiệp, vì có thể kiểm soát được toàn bộ các khâu trong quá trinh một cách dễ dàng Thường sử dụng môi trường lỏng thực hiện trong thùng lên men trong đó có lắp đặt các hệ thống điều khiển cánh khuấy, hệ thống cung cấp oxy, điều chỉnh pH, nồng độ chất dinh dưỡng Phương pháp này dùng được cho cả vi sinh vật hiếu khí và kị khí Đối với nuôi vi sinh vật kị khí trong quá trình