Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu co dinh dưỡng enzyme amylase
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAKHOA KỸ THUẬT HÓA HỌCBỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BKTP HCMLUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCNGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH ENZYME α-AMYLASE SVTH : NGUYỄN THỊ VÂN LINH MSSV : 60601261GVHD : TS. TRẦN BÍCH LAMTP Hồ Chí Minh, 1/2011i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011iii LỜI CẢM ƠNTrong suốt khoảng thời gian học tập và rèn luyện dưới mái trường Bách Khoa, nhờ sự tận tình dạy bảo, giúp đỡ và dìu dắt của quý thầy cô, em đã trưởng thành hơn rất nhiều trong học tập, trong công việc và trong cuộc sống. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả các quý thầy cô trong trường Đại học Bách Khoa và đặc biệt là các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, những người đã dạy em những kiến thức nền tảng vững vàng nhất để trở thành một kỹ sư trẻ trong tương lai.Em cũng xin gửi lời chân thành và sâu sắc đến cô TS. Trần Bích Lam, người cô đáng kính có ảnh hưởng sâu sắc đến em trong quá trình học tập, vì sự tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em trong suốt khoảng thời gian học tập và làm luận văn, giúp em hoàn thành tốt nhất luận văn của mình.Con xin cảm ơn nội và ba luôn ở bên cạnh con, hết lòng yêu thương, chăm sóc và cổ vũ tinh thần cho con, giúp con vượt qua được những giai đoạn khó khăn nhất trong công việc cũng như trong cuộc sống. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè tôi và các bạn lớp HC06TP, những người đã ở bên cạnh động viên giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi hiểu được giá trị tình bạn chân thành, đẹp đẽ.Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 1 năm 2011Nguyễn Thị Vân Linhiv MỤC LỤCDANH MỤC CÁC BẢNG viiiDANH MỤC CÁC HÌNH xMỞ ĐẦU 1CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .21.1.CÁC ENZYME THỦY PHÂN TINH BỘT (AMYLOLYTIC ENZYME) [3, 13, 15]21.1.1.Endo-enzyme .41.1.2.Exoamylase .53.1.1.α-1,6 enzymes .65.1.1.Isomerases .75.1.2.Cyclodextrin Glycosyltransferase 85.2.ENZYME CỐ ĐỊNH [3, 9, 16, 31, 32] 95.2.1.Lịch sử nghiên cứu và phát triển 95.2.2.Định nghĩa .105.2.3.Đặc điểm của enzyme cố định .105.2.4.Ưu và nhược điểm của enzyme cố định .115.2.5.Một số phương pháp cố định enzyme 1111.1.1.Những yếu tố ảnh hưởng .1514.1.NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ AMYLASE CỐ ĐỊNH [8, 14, 30, 31] .1614.1.1.α-amylase cố định 1614.1.2.β-amylase cố định .17v 14.1.3.Glucosamylase cố định 1914.1.4.Pullulanase cố định 2114.1.5.Hệ thống 2 enzyme cố định: β-amylase và Pullulanase 2114.2.CHITOSAN [5, 18, 25] 2214.2.1.Giới thiệu về chitosan 2214.2.2.Tính chất của chitosan: 23CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2415.1.NGUYÊN LIỆU 2415.1.1.Enzyme α-amylase 2415.1.2.Chitosan .2415.2.HÓA CHẤT SỬ DỤNG 2415.3.DỤNG CỤ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 2515.4.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2515.4.1.Sơ đồ nghiên cứu .2515.4.2.Phương pháp cố định enzyme 2617.1.1.Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cố định enzyme .3022.1.1.Tối ưu hóa quá trình cố định 3122.1.2.Xác định tính chất enzyme cố định: .3324.1.1.Xác định hệ số phương trình động học của phản ứng enzyme 3324.1.2.Xác định hiệu suất cố định enzyme 3426.1.1.Xác định hoạt tính riêng và hoạt tính còn lại của enzyme α-amylase tự do và cố định 36CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .40vi 29.1.CHẾ PHẨM ENZYME α-AMYLASE TỰ DO .4029.2.CHỌN PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH ENZYME .4029.3.KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN HIỆU SUẤT CỐ ĐỊNH 4229.3.1.Khảo sát thể tích enzyme sử dụng 4229.3.2.Khảo sát thời gian cố định .4529.3.3.Khảo sát vận tốc lắc đảo .4729.3.4.Khảo sát kích thước chitosan .4929.3.5.Khảo sát nồng độ glutaradehyde 5129.4.TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH .5329.5.KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA α-AMYLASE CỐ ĐỊNH .5829.5.1.Ảnh hưởng của pH .5829.5.2.Ảnh hưởng của nhiệt độ .6029.6.NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA ENZYME CỐ ĐỊNH 6329.6.1.Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất 6329.6.2.Xác định hệ số phương trình động học Michaelis – Menten .6429.7.KHẢO SÁT HIỆU QUẢ TÁI SỬ DỤNG CỦA ENZYME CỐ ĐỊNH 65CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .6730.1.KẾT LUẬN .6730.2.KIẾN NGHỊ 67TÀI LIỆU THAM KHẢO .69vii DANH MỤC CÁC BẢNGBảng 1.1: Phân loại enzyme dùng trong sản xuất syrup tinh bột, maltodextrins và cyclodextrins[15] .3Bảng 1.2: Một số nghiên cứu cố định glucoamylase .20Bảng 2.1: Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm, hai yếu tố .32Bảng 3.1: Hàm lượng protein và hoạt tính riêng của α-amylase tự do 40Bảng 3.2: Hoạt tính riêng của các mẫu α-amylase cố định tương ứng với những thể tích enzyme sử dụng khác nhau 44Bảng 3.3: Hoạt tính riêng của các mẫu α-amylase cố định tương ứng với những thời gian cố định khác nhau 45Bảng 3.4: Hoạt tính riêng của các mẫu α-amylase cố định tương ứng với những vận tốc lắc đảo khác nhau .47Bảng 3.5: Hoạt tính riêng của các mẫu α-amylase cố định tương ứng với những kích thước chitosan khác nhau 50Bảng 3.6: Hoạt tính riêng của các mẫu α-amylase cố định tương ứng với những nồng độ glutaraldehyde khác nhau 51Bảng 3.7: Bảng mã hóa các thông số ảnh hưởng cần khảo sát .55Bảng 3.8: Kết quả thực nghiệm với ma trận trực giao cấp 2 55Bảng 3.9: Các hệ số phương trình hồi quy Y và kết quả kiểm định Student 56Bảng 3.10: Ảnh hưởng của pH lên hoạt tính α-amylase tự do và cố định .59Các giá trị trong bảng biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn của 3 mẫu độc lập .59Bảng 3.11: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính α-amylase tự do và cố định 60viii Các giá trị trong bảng biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn của 3 mẫu độc lập .61Bảng 3.12: Các phương pháp cố định và chất mang dùng để cố định α-amylase 62ix DANH MỤC CÁC HÌNHHình 1.1: Các enzyme thủy phân tinh bột .2Hình 1.2: Vị trí hoạt động của enzyme thủy phân tinh bột .4Hình 1.3: Cấu trúc của pullulan .7Hình 1.4: Quá trình chuyển đồng phân glucose thành fructose .8Hình 1.5: Cơ chế phản ứng thủy phân – liên kết của cyclodextrin glycosyltransferases 8Hình 2.1: Đường chuẩn albumin 36A 38Hình 2.2: Đường chuẩn glucose 38Hình 3.1: So sánh hiệu quả các phương pháp cố định .40Hình 3.2: Cố định enzyme bằng phương pháp liên kết hóa trị .41Hình 3.3: Cố định enzyme bằng phương pháp hấp phụ và liên kết các enzyme .41Hình 3.4: Ảnh hưởng của thể tích enzyme sử dụng lên hiệu suất cố định .43Hình 3.5: Ảnh hưởng của thể tích enzyme sử dụng lên lượng enzyme gắn vào chitosan 44Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời gian cố định lên hiệu suất cố định enzyme .45Hình 3.7: Ảnh hưởng của vận tốc lắc đảo lên hiệu suất cố định enzyme 47Hình 3.8: Ảnh hưởng của kích thước chitosan lên hiệu suất cố định enzyme 50Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ Glutaraldehyde lên hiệu suất cố định enzyme 52Hình 3.10: Ảnh hưởng của thể tích enzyme và thời gian cố định lên hiệu suất cố định .57Hình 3.11: Đồ thị vòng dự đoán kết quả quy hoạch thực nghiệm 57x [...]... nghiệp là: glucoamylase và β -amylase 2 Glucoamylase Glucoamylase (EC 3.2.1.3) có nguồn gốc từ nấm Enzyme này thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu tận cùng không khử, giải phóng ra phân tử ᴅ-glucose cấu hình β Glucoamylase cắt phân tử ᴅ-glucose ở đầu nhánh phân tử amylopectin, bắt đầu thủy phân ở liên kết α-1,6 glycoside, nhưng chậm hơn nhiều khi thủy phân liên kết α-1,4 glycoside Enzyme này là... PHÁP NGHIÊN CỨU 15.1 NGUYÊN LIỆU 15.1.1 .Enzyme α -amylase Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng enzyme α -amylase của hãng Novo (termamyl 120L), dạng lỏng Enzyme này là một α -amylase bền nhiệt, sản xuất từ vi khuẩn Bacillus licheniformis Enzyme α -amylase là một endo amylase, thủy phân liên kết α-1,4 glycoside trong phân tử amylose, amylopectin tạo các dextrin có phân tử lượng thấp hơn, maltose và glucose... mặt transglucosidase (EC 2.4.1.24), enzyme này cũng có khả năng trùng hợp glucose 3 β -amylase Enzyme β -amylase (EC 3.2.1.2), có nguồn gốc thực vật Lúa mạch, lúa mì, khoai tây và đậu nành là những nguồn phổ biến để thu nhận β -amylase Tuy nhiên, β -amylase cũng tồn tại như một enzyme ngoại bào trong Bacillus sp và Pseudomonas sp 5 Luận văn nghiên cứu cố định α -amylase GVHD: TS Trần Bích Lam β -amylase hoạt... glucose Nhóm cyclodextrin glycosyltransferase thủy phân tinh bột đồng thời xúc tác quá trình tạo vòng cyclodextrin Các enzyme chuyển hóa tinh bột α–1,4–glucanases Endo– Exo– α amylase α–1,6–glucanases Endo– β amylase GlucoamylaseI sopullulanaseα –glucosidase Pullulanase Isoamylase Exo– Exopullulanase Hình 1.1: Các enzyme thủy phân tinh bột 2 Hình 1: Các enzyme thủy phân tinh bột Luận văn nghiên cứu. .. amino của enzyme Trong nghiên cứu này chúng tôi sẽ xác định điều kiện để cố định α -amylase và khảo sát tính chất của α -amylase cố định Nội dung nghiên cứu gồm có: Khảo sát những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cố định Tối ưu hóa 2 yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình cố định Khảo sát tính chất của enzyme cố địnhvà xác định hiệu quả sử dụng enzyme cố định 1 Luận văn nghiên cứu cố định α -amylase GVHD:... để cố định glucoamylase được thực hiện, nhưng những phương pháp này vẫn chưa cho kết quả tin cậy Mặc dù có một số nghiên cứu cố định glucoamylase có ý tưởng tốt, nhưng vẫn còn nhiều điều cần phải nghiên cứu thêm về quá trình thực hiện, các yếu tố mô tả sự ổn định của enzyme và sử dụng enzyme cố định Dưới những điều kiện của quá trình thực tế rất khó khăn để thu được dextrose như glucoamylase hòa tan... những enzyme công nghiệp quan trọng đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới Glucoamylase sử dụng quan trọng nhất là sản xuất syrup giàu glucose (96 – 98% glucose) và syrup giàu fructose (55% fructose) Ở nồng độ glucose cao, glucoamylase tái tổng hợp các phân tử glucose hình thành maltose và isomaltose Hiện tượng này xảy ra rõ hơn ở nồng độ cơ chất cao và nồng độ enzyme cao Trong dung dịch glucoamylase... từ 115 đến 2300 Enzyme này thường dùng kết hợp với glucoamylase, α- hoặc β -amylase 6 Luận văn nghiên cứu cố định α -amylase GVHD: TS Trần Bích Lam Hình 1.3: Cấu trúc của pullulan Chú thích: O: gốc glucose O-O: liên kết α-1,4 →O: liên kết α-1,6 5 Isoamylase Isoamylase được phát hiện vào năm 1949, được thu nhận ở phòng thí nghiệm từ một số vi sinh vật như K aerogenes và Pseudomonas sp Enzyme này thủy... loại Enzyme cố định hòa toàn tuân theo định luật Michaelis – Menten nhưng có một số sai khác nhất định Enzyme cố định thường bền nhiệt hơn enzyme tự do Enzyme cố định có pHopt có thể khác với pHopt của enzyme tự do cùng loại Khả năng bảo quản của enzyme cố định tốt hơn 10 Luận văn nghiên cứu cố định α -amylase GVHD: TS Trần Bích Lam Enzyme cố định dễ dàng tách ra khỏi sản phẩm và có sự ổn định cao hơn enzyme. .. Bích Lam CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 CÁC ENZYME THỦY PHÂN TINH BỘT (AMYLOLYTIC ENZYME) [3, 13, 15] Có 5 nhóm enzyme cơ bản tham gia thủy phân tinh bột: Nhóm endoamylase và exoamylase thủy phân chủ yếu ở liên kết α–1,4 glycoside Nhóm enzyme cắt mạch nhánh (debranching enzyme) thủy phân liên kết α–1,6 glycoside Nhóm isomerase xúc tác phản ứng chuyển đồng phân hóa từ glucose thành fructose, được ứng dụng trong . nghiệp là: glucoamylase và β -amylase. 2. Glucoamylase Glucoamylase (EC 3.2.1.3) có nguồn gốc từ nấm. Enzyme này thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu. của enzyme. Trong nghiên cứu này chúng tôi sẽ xác định điều kiện để cố định α -amylase và khảo sát tính chất của α -amylase cố định. Nội dung nghiên cứu
![Bảng 1.1: Phân loại enzyme dùng trong sản xuất syrup tinh bột, maltodextrins và cyclodextrins[15] - Nghiên cứu co dinh dưỡng enzyme amylase](https://media.store123doc.com/figures/001/116/bang-phan-loai-enzyme-dung-xuat-maltodextrins-cyclodextrins-1116926.png)
