Pectinase và ứng dụng pectinase trong nước quả
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (200.31 KB, 28 trang )
Bạn đang đọc: Pectinase và ứng dụng pectinase trong nước quả
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Đề tài : PECTINASE VÀ ỨNG DỤNG PECTINASE
TRONG NƯỚC QUẢ
GVHD: KIM OANH
Nhóm thực hiện: Nhóm 9
Danh sách thành viên:
Lê Hữu Nghĩa
2005150407
Hồ Thị Diệu Linh
200515016
Trương Thị Ngọc Triều
2005150384
Võ Thị Thùy Dương
2005150229
Thân Thị Thanh Tú
2005150111
Tp.HCM, 10/2018
1
MỤC LỤC
2
DANH MỤC BẢNG
3
MỞ ĐẦU
4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ENZYME PECTINASE
1. Tổng quan về Enzyme
1.1.
Enzyme là gì?
Enzyme là protein có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học. Chúng
thúc đẩy một phản ứng xảy ra mà không có mặt trong sản phẩm cuối cùng. Enzyme có
trong nhiều đối tượng sinh học như thực vật, động vật và môi trường nuôi cấy vi sinh
vật.Hiện nay người ta đã thu được nhiều loại chế phẩm enzyme khác nhau và sử dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y học, nông nghiệp, công nghiệp…
1.2.
Bản chất của Enzyme:
1.2.1.
Bản chất sinh học của Enzyme:
Enzyme là một loại Protein được sinh vật tổng hợp nên, và tham gia vào các phản
ứng sinh học.Như vậy bản chất sinh học của enzyme là sản phẩm của các quá trình sinh
học, và thực hiện các phản ứng sinh hóa trong và ngoài tế bào sinh vật. Các loại enzyme
đều có những đặc tính sinh học chung như sau:- Enzyme được tạo ra trong tế bào sinh
vật. Qúa trình tổng hợp Enzyme là một quá trình hết sức phức tạp và được điều khiển,
kiểm soát rất chặt chẽ.- Enzyme than gia phản ứng cả trong tế bào sống và cả khi enzyme
được tách khỏi tế bào sống.- Enzyme tham gia phản ứng trong điều kiện nhiệt độ ôn hòa.
Vì trong quá trình sống của tế bào, enzyme được tổng hợp và hoạt động trong điều kiện
nhiệt độ của tế bào và nhiệt độ của cơ thể. Nhiệt độ của cơ thể và của tế bào sinh vật
thường la nhiệt độ thấp. Phần lớn nhiệt độ cơ thể sinh vật dao động trong khoảng 30400C.
Enzyme có thể tham gia xúc tác các phản ứng trong và ngoài cơ thể từ giai đoạn
đầu đến giai đoạn giải phóng hoàn toàn năng lượng dự trữ trong các hợp chất hóa học.
Qúa trình chuyển hóa này được thực hiện theo chuỗi phản ứng, mỗi phản ứng được xúc
tác bởi một loại enzyme. Các enzyme này lần lượt thay nhau xúc tác để các phản ứng lần
lượt xảy ra, để lần lượt tạo thành CO2, H2O, một số chất khác và giải phóng năng lượng.
Cũng có thể chuỗi phản ứng sẽ tạo thành những chu kỳ chuyển hóa khép kín. Trong chuỗi
chuyển hóa hở hay chuỗi chuyển hóa khép kín, sản phẩm của các phản ứng trước sẽ là cơ
5
chất Enzyme có thể được thực hiện một phản ứng. Các phản ứng này thường xảy ra ở
ngoài tế bào ( khi ta thực hiện chúng trong ống nghiệm). Trong tế bào thường không xảy
ra phản ứng enzyme đơn ( một phản ứng) mà thường xảy ra các phản ứng theo chuỗi
phản ứng
Phản ứng enzyme là những phản ứng tiêu hao năng lượng rất ít. Trong khi đó, các
phản ứng hóa học được xúc tác bởi các chất xúc tác hóa học đòi hỏi năng lượng rất lớn.
Nhờ có hoạt động xúc tác của enzyme, các phản ứng sinh hóa xảy ra liên tục trong điều
kiện năng lượng ôn hòa.
Enzyme chịu sự điều khiển bởi gen và các điều kiện phản ứng. Gen quyết định tổng
hợp ra một loại enzyme. Mỗi một enzyme quyết định một phản ứng sinh hóa.Cơ chế như
sau:
Một gen → một enzyme → một phản ứng
Như vậy, gen sẽ quyết định bản chất sinh học và bản chất hóa học của enzyme. Cơ
chế này có ý nghĩa rất lớn trong việc điều khiển tổng hợp enzyme trong tế bào vi sinh vật.
1.2.2.
Bản chất hóa học của enzyme:
Ngoại trừ một nhóm nhỏ RNA có tính xúc tác, tất cả enzyme đều là protein. Tính
chất xúc tác phụ thuộc vào cấu tạo của protein. Nếu một enzyme bị biến tính hay phân
tách thành những tiểu đơn vị thì hoạt tính xúc tác thường bị mất đi, tương tự khi bản thân
protein enzyme bị phân cắt thành những amino acid. Vì vậy cấu trúc bậc 1, 2, 3, 4 của
protein enzyme là cần thiết cho hoạt tính xúc tác của chúng.Enzyme, cũng như những
protein khác, có trọng lượng phân tử khoảng 12.000 đến hơn 1000.000.
Một số enzyme cấu tạo gồm toàn những phân tử L amino acid liên kết với nhau tạo
thành, gọi là enzyme một thành phần. Đa số enzyme là những protein phức tạp gọi là
enzyme hai thành phần. Phần không phải protein gọi là nhóm ngoại hay coenzyme. Một
coenzyme khi kết hợp với các apoenzyme khác nhau (phần protein) thì xúc tác cho quá
trình chuyển hóa các chất khác nhau nhưng chúng giống nhau về kiểu phản ứng.
6
1.3.
Cơ chế hoạt động:
Những quan điểm hiện nay nhằm giải thích cơ chế tác dụng của enzyme đều cho
rằng khi enzyme (E) tưong tác với cơ chất (S) sẽ làm giảm năng lựợng hoạt hóa các phản
ứng hóasinh. Muốn làm giảm năng lượng hoạt hóa các phản ứng enzyme cần trải qua
nhiều giai đoạn trung gian và tạo thành phức chất nhất định giữa E và S.
Khi kết hợp với phân tử enzyme, do kết quả của sự cực hóa, sự chuyển dịch của các
electron và sự biến dạng của các mối liên kết tham gia trực tiếp vào phản ứng sẽ làm thay
đổi động năng và thế năng nên phân tử cơ chất trở nên hoạt động và dễ dàng tham gia
phản ứng.Việc tạo thành phức hợp E-S giai đoạn đầu xảy ra rất nhanh và rất không bền.
Do đó sau một thời gian dài mới được chứng minh bằng thực nghiệm.
Bằng chứng rõ ràng nhất về sự tồn tại của phức hợp E-S là thành công của hai nhà
hóa sinh Nhật Bản K.Iaglu và T. Ozava là tách được phức E-S trong phản ứng khử amin
bằng cách oxy hóa (loại trừ nhóm amine) một amino acid dãy D do oxydase xúc tác.Nhìn
chung ta có thể hình dung cơ chế tác dụng của enzyme lên cơ chất tạo sản phẩm bằng
phương trình tổng quát như sau:
E+SE-SP+E
1.4.
Tính đặc hiệu của enzyme:
Người a chia tính đặc hiệu ra làm 3 kiểu:
a.
Đặc hiệu phản ứng
Đặc hiệu cơ chất
Đặc hiệu không gian
Đặc hiệu phản ứng:
Đó là biểu hiện của một enzyme chỉ thường xuyên xúc tác cho một kiểu phản ứng
nhất định, ví dụ vận chuyển hydro từ chất cho (rượu bậc nhất hay rượu bậc hai) đến chất
nhận (NAD+ hay NADP+) hay chuyền nhóm amin từ một amino acid đến một ceto acid.
Các phản ứng loại thứ nhất do dehydrogenase xúc tác, còn phản ứng loại thứ hai do
aminotransferase xúc tác.
b. Đặc hiệu cơ chất:
– Đặc hiệu tuyệt đối:
7
Enzyme chỉ tác dụng lên một cơ chất nhất định, một ví dụ có tính chất kinh điển về
chuyên hoá tuyệt đối là urease, enzyme chỉ phân giải ure. Hằng trăm thí nghiệm trên các
dẫn xuất của ure đều cho thấy chúng không bị phân giải dưới tác động của urease. Thực
ra người ta đã phát hiện khả năng phân giải cơ chất hydroxyure nhưng với tốc độ bé hơn
khoảng 120 lần
–
Đặc hiệu nhóm tuyệt đối:
Các enzyme này chỉ tác dụng lên những chất có cùng một kiểu cấu trúc phân tử,
một liên kết và có những yêu cầu xác định đối với nhóm nguyên tử đối vơi nhóm nguyên
tử ở gần liên kết chịu tác dụng. Ví dụ : maltase chỉ phân giải liên kếtglucosidic được tạo
thành từ glucoside của glucose với -OH của monose khác
–
.Đặc hiệu nhóm tương đối:
Các enzyme không có những yêu cầu đối vơi nhóm chức ở gần liên kết chịu tác
dụng. ví dụ lipase thuỷ phân lipid.
c. Đặc hiệu không gian:
Các enzyme chỉ xúc tác cho một dạng đồng phân nào đó như dạng L hay dạng D,
dạng cis hay trans mà thôi.
2. Enzyme Pectinase
2.1.
Định nghĩa:
Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thủy phân pectin, sản phẩm của quá
trình này là acid galacturonic, galactose, arabinose, methanol… đây là một nhóm ezyme
được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chỉ đứng sau amylase và protease. Enzyme
này ban đầu được phát hiện trong các dịch chiết trái cây như cà rốt, cà chua hay đại
mạch. Đầu tiên phải kể đến là phát hiện của E.fremi (1840) trên đối tượng cà rốt.
2.2.
Cấu tạo hóa học và cấu trúc không gian của Enzyme
Pectinase:
Pectin là polysaccharide dị thể, chủ yếu là một mạch chính gồm các gốc acid –α –
D- 1,4 galacturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4–O glucozic còn gọi là acid
8
polygalacturonic hay acid pectic. Pectine hòa tan trong tự nhiên là ester metylic của acid
pectic.
Trong thực tế không phải tất cả các nhóm –COOH ở C6 của đường galactose cũng
bị metyl hóa (tạo ester metylic), mà đôi khi một số nhóm –COOH bị decacboxyl hóa
(khử CO2), một số nhóm –COOH thay thế -H bằng kim loại, cũng có lúc giữ nguyên
dạng –COO. Người ta cho rằng protopectine là hợp chất giữa pectine và araban, galactose
hay tinh bột.
Trọng lượng phân tử từ 20.000 – 200.000 đvC
Enzyme pectinase cũng như hầu hết các enzyme khác là chất xúc tác sinh học có
bản chất là protein, có khả năng xúc tác với độ đặc hiệu cơ chất cao. Các chất xúc tác này
thường có cấu trúc rất phức tạp và thường để đảm bảo có tính xúc tác, enzyme có cấu
trúc bậc IV.
Trong cấu tạo bậc IV, nhờ vào tương tác hóa học giữa các thành phần mà chúng
hình thành nên trung tâm hoạt động. Enzyme polygalacturonase (pectinase) chứa 1 vùng
8 – 10 vòng xoắn kép về phía phải với 2 vòng sẽ tạo thành 1 khe liên kết với cơ chất.
Người ta nguyên cứu nhận thấy rằng trung tâm hoạt động của enzyme này chứa 2aa là
Aspartat và lysin. Người ta cũng bảo rằng có một histidin nằm gần trung tâm hoạt động
sẽ ảnh hưởng đến khả năng xúc tác của enzyme.
2.3.
Phân loại
Enzyme pectinase có thể phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng:
Bảng 1: Bảng phân loại enzyme pectinase
St
1
Enzym (tên gọi theo hệ
Enzym(tên
thống)
thường gọi)
Pectin-pectinhydrolase
Pectinesterase
Phản ứng xúc tác
Pectin + H2O = n metanol +
pectic acid
9
2
Poly-a -1,4 galacturonidglycano hydrolase-PG
3
Poly-a
Endopoly
Thủy phân liên kết a -1,4-D-
galacturonase
galacturonid trong galacturonid
(endo-PG)
không theo một trật tự nào
-1,4-D-Exopoly
Thủy phân liên kết a -1,4-D-
galacturonidgalacturon-
galacturonase
hydrolase
(exo-PG)
galacturonid trong pectat, trong
galacturonic với sự đứt mạch
của acid galacturonic
4
Poly-a
-1,4-D-Endopolymetil-
Thủy phân liên kết a -1,4-D-
galacturonidmetilester-
galacturonase
galacturonid trong pectin không
glycanohydrolase
(Endo-PMG)
theo một trật tự nhất
định.
5
Poly-a -1,4-D- galacturonid Exo-pectatliase
Thủy phân liên kết a -1,4-D-
digalacturonoliase
galacturonid trong pectat với
(exo-PKTE)
Sự tạo thành D -4,5
aciddegalacturonic không theo
một trật tự nhất định.
6
Poly-a -1,4-D- galacturonid Endopectatliase
glicanoliase
(PETE)
Thủy phân liên kết a -1,4-Dgalacturonid trong pectat, trong
galacturonic với sự tạo thành nối
đôi không theo một trật tự
nhất định
7
Poly-a -1,4-D- galacturonid Endopectinliase
metylester
(Endo-PTE)
glicanoliase
Thủy phân liên kết a -1,4-Dgalacturonid trong pectin với sự
tạo thành nối đôi không
theo một trật tự nhất định
Pectinesterase (PE): xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl ester.
10
Enzyme thường tấn công vào các nhóm ester methyl của đơn vị galaturonate nằm
kề đơn vị không bị ester hoá, phân cắt các nhóm methoxy (COOCH3) đứng cạnh các
nhóm –COOH tự do, tạo thành acid pectinic hoặc acid pectic và methanol. Pectinesterase
thu được từ các nguồn khác nhau có giá trị pH tối ưu khác nhau. Nếu thu từ nguồn VSV
thì PH tối ưu từ 4,5-5,5, còn nếu từ nguồn thực vật thì có pH tối ưu từ 5,0-8,5.
Pectinesterase từ nấm mốc có nhiệt độ tối ưu là 30-40oC và bị vô hoạt ở 55-62oC.
Pectinesterase thường được hoạt hoá bởi các ion Ca2+ và Mg2+.
Polygalacturonase:
Còn có tên gọi là poly -1,4- galacturoniglucanohydrolase, xúa tác sự phân cắt các
mối
liên
kết
–1,4-
glycosid.
Các
exo-PG
(exo-poly
1,4-Dgalacturonide)
galacturonohydrolase, phân cắt từ các đầu không khử, và endo-PG (endo-poly1,4–Dgalacturonide) glycanohydrolase, tấn công ngẫu nhiên vào giữa mạch cơ chất.
Polygalacturonase ít gặp trong thực vật nhưng có chủ yếu ở một số nấm mốc và vi khuẩn.
Polygalacturonase là một phức hệ enzyme gồm có nhiều cấu tử và thường có tính đặc
hiệu cao đối với cơ chất. Trên cơ sở tính đặc hiệu và cơ chế tác dụng với cơ chất, enzym
polygalacturonase được chia làm bốn loại:
Polymethylgalacturonase
Hay còn gọi là -1,4-galacturonite- methylesglucanohydrolase, tác dụng trên
polygalactorunic acid đã được methoxyl hoá (tức là pectin). Enzyme này lại được phân
thành hai nhóm nhỏ phụ thuộc vào khả năng phân cắt ở trong hay cuối mạch trong phân
tử pectin, đó là endo-glucosidase-polymethyl galacturonase kiểu I và exo-glucosidasepolymethylgalaturonase kiểu II.
Polygalacturonase
Enzyme tác dụng trên pectic acid hoặc pectinic, cũng được chia thành hai nhóm
nhỏ là endo-glucosidase-polygalacturonase kiểu II và exo-glucosidase-polygalacturonase
kiểu IV. Enzyme endo- glucosidase-Polymethyl-galacturonase kiểu I là enzyme
polymethylgalacturonase dịch hoá pectin có mức độ methyl hoá càng cao thì bị thủy phân
bởi enzyme này càng nhanh và càng có hiệu quả. Trong dung dịch, khi có mặt của
11
enzyme pectinesterase thì hoạt độ của enzyme này thường bị giảm. Enzyme này rất phổ
biến trong các VSV, đặc biệt là nấm mốc A. niger, A, awamori.
Pectate lyase (PEL)
Xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate không bị ester hoá. Cả hai enzyme
exo-PEL (exo-Poly(1,4–D-galac turonide) lyase) và endo-PEL (endo-poly(1,4–Dgalacturonic lyase) đều tồn tại. Pectate và pectin có lượng methoxyl thấp là các cơ chất
thích hợp hơn cả cho các enzyme này. Nói chung, cả hai enzyme này đều có khoảng pH
tối đa nằm trong khoảng từ 8,0-11, đều cần ion Ca2+
để hoạt động. Pectate lyase
không được tìm thấy trong cây xanh, nhưng có ở vi khuẩn và nấm. Các enzyme VSV
ngoại bào này đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình gây bệnh ở thực vật, gây ra
sự phân hủy mô của thành tế bào, làm mềm và làm mục mô thực vật.
Ngoài ra còn có:
Pectin-transeliminase
hay
còn
được
gọi
là
poly
–1,4-galaturonite
methylesteglucanoliase, là enyme tác dụng trên pectin và pectinic acid.
Polygalactorunate-transeliminase còn được gọi là
poly -1,4D- galaturonite –
glucanoliase, là enzyme tác dụng trên pectic acid và pectinic acid.
Pectin lyase (PNL): xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate đã bị ester hoá. Tất cả
các PNL đều là endo-enzyme.
2.4.
Đặc điểm của Enzyme pectinase:
2.4.1.
Enzym pectinase từ nguồn thực vật:
Pectinesterase:
Trong thực vật, hầu hết các loại cây cho trái đều chứa enyme PE.Enzyme này
thường tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau, nằm trong phần vỏ tế bào. PE ở thực vật
nói chung có hoạt độ tối ưu trong khoảng pH hơi kiềm. Các cation kim loại ở nồng độ
thấp, như Ca2+ chẳng hạn, có khuynh hướng làm tăng nồng độ hoạt động của enzyme.
Cà chua chứa ít nhất hai loại PE. Cả PE1 và PE2 đều tăng trong giai đoạn đầu của
quá trình chín. Khi bước vào giai đoạn chín, nồng độ enzyme PE1 giảm xuống, nhưng
PE2 tích luỹ dần cho đến khi trái cây có màu đặc trưng của trái chín. PE2 có khối lượng
12
phân tử 23kD, pH tối ưu 7,6. Enzyme này bị bất hoạt 50% sau 5 phút đun ở 67oC. Các
ion Ca2+ và Na+ làm tăng hoạt độ của enzyme lên tối đa ở các nồng độ 0,005M và
0,05M, theo thứ tự.
PE của đậu nành là protein có khối lượng phân tử 33kD, hoạt động tối ưu tại pH gần
8. Polygalacturonic acid, là sản phẩm được hình thành do quá trình để methyl hoá các
phân tử galacturonic acid.
Trong thịt quả chuối có hai isoenzyme PE. Cả hai có cùng khối lượng phân tử là
30kD, nhưng có điểm đẳng điện khác nhau: 8,8 và 9,3. Các enzyme này hoạt động ở pH
tối đa là 7,5. Hoạt độ enzyme tăng lên khi thêm vào dung dịch NaCl ở nồng độ 0,2M, và
đưa pH của dung dịch về 6,0. Các enzyme này bị ức chế bởi nhiều loại.
Polyol có khối lượng phân tử thấp, như glycerol, sucrose, glucose maltose và
galactose.
PE trong quả cam có hai loại: đó là hai isoenzyme PE1 và PE2 có khối lượng phân
tử 36,kD, nhưng có điểm đẳng điện khác nhau là -10,05 và 11,0, theo thứ tự. pH tối ưu
của PE1 là 7,6, còn của PE2 là 8,0.
Trong thành phần của nhiều thịt quả khác cũng chứa hai isoenzyem, một trong hai
enzyme này có tính bền nhiệt hơn, còn enzyme kia thì ít mẫn cảm hơn khi bị tác động của
protease. Độ ổn định của enzyme có thể liên quan đến mức độ glycosyl hoá của các phân
tử enzyme. Enzyme bền nhiệt hơn và enzyme còn lại có khối lượng là 51kD và 36kD,
theo thứ tự.
Cả táo và kiwi cũng chứa hai loại isoenzyme. Các isoenzyme của kiwi có cùng khối
lượng phân tử là 57kD và cùng điểm đẳng điện là 7,3. Tuy nhiên, chúng khác nhau về
mức độ bền nhiệt.
Polygalacturonase:
Hầu hết các nghiên cứu về PG đều trên cơ sở các nguồn VSV. PG thường được tìm
thấy trong các phần tiết ngoại bào của các loài nấm và vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn như
Sacchromyces gragilis, Aspergillus niger, Lactobacillus plantarum, Cochiliobolus
carbonum, Neurospora crassa, các loài Ascomycete, Phizopus arrchizus, và Fusarium
13
osyporum. Tuy nhiên, trong thực tế, PG của thực vật bậc cao được nghiên cứu rất nhiều ở
cà chua chín.
Các enzyme PG trong cà chua chín tồn tại dưới hai dạng, và cả hai đều là endoenzyme.PG1 có khối lượng phân tử 84kD và có khoảng 50% bị bất hoạt ở nhiệt độ
78oC.PG2 có khối lượng phân tử 44kD và có khoảng 50% bị bất hoạt ở 57oC. PG1 có độ
ổn định tối đa ở pH 4,3, trái lại PG2 ổn định tối đa ở pH 5,6.
Exo-PG thủy phân các đầu không khử của chuỗi polygalacturonic, tạo ra
galacturonic acid là sản phẩm thủy phân chiếm ưu thế.Sự thủy phân polymer này bị gián
đoạn của sự tồn tại của các mạch nhánh trong cơ chất.
Mức độ thuỷ phân tăng tỉ lệ với kích thước cơ chất, đạt tối đa với mức polymer hoá
20 đối với các exo-PG ở cà rốt và đào. Hoạt động của các exo- enzyme làm tăng nhanh
sự tạo thành các nhóm khử và làm tăng chậm độ nhớt của dung dịch cơ chất. Sự phân hủy
polyuronide trong quá trình chín không gây ra sự tích lũy galacturonic acid, và chỉ có
endo-enzyme PG là có liên quan.
2.4.2.
Enzym pectinase từ vi sinh vật
Nguồn giàu enzyme pectinase là nấm mốc, nấm men, vi khuẩn.
Nấm
Xem thêm: Ứng dụng học tiếng Anh chính phủ Mỹ khuyên dùng
mốc: penicillium glaucum,
p.ehrlichii, p.chrysogenum, p.expanam,
p.cilrimim, aspergillus awamori, a.foetidus, a.niger, a.terrus, a.saitoi, a.aureus, a.oryzae,
a.wentii, fusarium moniliforme,…
Nấm men: saccharomyces fragilis
Vi khuẩn: bacillus polymyxa, flavobacterium pectinovorum, klebsiella aerogenes
Các loài vi sinh vật này thường có trong bề mặt tất cả các loại quả, các bộ phận
khác của thực vật. khi quả bị hư hỏng, hoặc thực vật chết, chúng sẽ cùng các loài vi sinh
vật khác phá huỷ nhanh quả và các bộ phận của thực vật. Người ta thường thu pectinase
từ canh trường bề mặt hoặc từ canh trường bề sâu của nấm mốc.
Các vi khuẩn và nấm men cũng tổng hợp được enzime này a.niger chủ yếu tổng hợp
ra pectinnesterase. con.diplodiella, pen.citrimin tạo ra chủ yếu là polygalacturonase.
Nấm men sacch.fragilis dường như chỉ tạo ra endopectintraseliminase.
14
Vi khuẩn bac.polymyxa, bac.species lại chủ yếu tạo ra transeliminase
Vài trò của enzyme pectinase
CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH THU NHẬN ENZYME PECTINASE
1. Nguồn gốc thu nhận:
Từ vi sinh vật: Vi sinh vật phân giải pectine hầu như có mặt ở các đại diện nấm
mốc, nấm men, vi khuẩn như:
–
Nấm mốc: Penicillium glaucum, P. ehrlichii, P.chrysogenum, P.expanam, P.
cilrimim, aseergillus awamori, A.foetidus, A.niger, A.terrus, A.saitoi,
–
Fusarium moniliforme,…
Nấm men: saccharomyces fragilis.
Vi khuẩn: bacillus polymyxa, Flavobacterrium pectinovorum, Klebsiella
aerogenes,…
Các loài VSV thường có trong bề mặt tất cả các loại quả, các bộ phận khác của thực vât.
Khi quả bị hư hỏng, hoặc thực vật chết, chúng sẽ cùng các loài VSV khác phá hủy rất
nhanh quả và các bộ phận của thực vật.
2. Thu nhận:
Hiện nay, người ta thu nhận chế phẩm pectinase chủ yếu từ vi sinh vật. Có 2 phương
pháp sản xuất pectinase:
2.1.
Thu nhận chế phẩm pectinase từ canh trường bề mặt:
Môi trường sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật để thu nhận pectinase thường là cám
gạo, hay cám mì, bã củ cải hoặc thóc mầm. Nguồn dinh dưỡng bổ sung thường là các muối
ammonium, phosphoric,…Độ ẩm môi trường phải nằm trong khoảng 60%.Nấm mốc
A.awamori thường được nuôi cấy ở 300C trong thời gian 40h, sau đó giảm xuống 240C
và nuôi trong 48-52h. Sản phẩm sau lên men được sấy khô thành chế phẩm enzyme thô
và đem tinh chế.
15
Để thu dược chế phẩm enzyme pectinase tinh khiết thì chế phẩm enzyme thô phải
được trích ly bằng phương pháp kết tủa nhờ dung môi hữu cơ hay muối ammonium
sulfate. Dung môi hữu cơ sử dụng để kết tủa enzyme pectinase có thể là rượu ethanol
(72,5-75%) hoặc isopropanol (55-57%). Muối ammonium sulfate sử dụng có độ bão hòa
0,79. Khi kết tủa bằng rượu ethanol, chế phẩm enzyme thu được có độ tinh khiết khoảng
90%, còn nếu bằng muối thì độ tinh khiết đạt khoảng 75%. Nhiệt độ kết tủa đối ưu đối
với rượu là 2-50C, thời gian tiếp xúc với rượu càng ngắn càng tốt. Sau đó, ly tâm để tách
kết tủa khỏi dung dịch, sấy kết tủa trong thiết bị sấy chân không sấy thăng hoa rồi nghiền
nhỏ và đem bảo quản.
2.2.
Thu nhận chế phẩm enzyme từ canh trường bề sâu:
Phương pháp hiếu khí
Sự tích tụ enzyme trong môi trường được bắt đầu khi sự phát triển của vi sinh vật
gần đạt đến pha ổn định, khi môi trường bị acid hóa mạnh và khi lượng phospho vô cơ
được sử dụng hoàn toàn. pH của môi trường nuôi cấy thường đạt từ 6-7,2 là thích
hợp. Đối với nấm mốc, pH kiềm kìm hãm sự tổng hợp sinh khối và sự tích lũy enzyme
pectinase. pH = 4 ức chế hoàn toàn sự tích lũy enzyme pectinase. Khi pH dịch về acid,
ngay cả khi pH nằm trong khoảng 4,5-5,0, tuy sự tạo thành sinh khối không bị ảnh hưởng
nhưng sự tạo thành enzyme enzyme pectinase bị kìm hãm. Tuy nhiên, pH của các môi
trường nuôi cấy A. niger và A. awamori 16 có thể dịch về 3,5-3,8 và 2,9-3,2 theo thứ tự.
Vật liệu gieo cấy có thể là sợi nấm 24, 32 và 48h tuổi và với hàm lượng từ 2-10%.
Đối với A. niger và A. awamori, vật liệu gieo cấy là sợi nấm được ủ sơ bộ trong môi
trường dinh dưỡng cho đến khi bắt đầu nứt nanh bào tử. Thời gian ủ sơ bộ thường là 3842h. Lượng sợi nấm đem gieo cấy thường là 2%. Trong quá trình nuôi cấy, hàm lượng các
chất hòa tan trong môi trường thường giảm từ 6% xuống còn 1,5-1,8%.
Để thu chế phẩm khô, cần tách sợi nấm ra khỏi canh trường lỏng. Cô đặc chân
không canh trường lỏng đến kh hàm lượng chất khô đạt 5-8% rồi sấy khi trên thiết bị sấy
phun. Điều kiện sấy phun là nhiệt độ chất tải nhiệt đi vào phải đạt 165-1800C và đi ra đạt
60-700C. Thời gian lưu của chế phẩm enzyme trong thiết bị sấy phun phải không quá 7
16
giây và nhiệt độ chế phẩm sau khi sấy phải không quá 400C. Chế phẩm thu được cần
phải được đóng gói kín để tránh hút ẩm. Có thể thu chế phẩm pectinase tinh khiết bằng
cách kết tủa enzyme trong dịch lọc canh trường với ethanol theo tỷlệ 4:1, với aceton
theo tỷ lệ 2:1 và isopropanol theo tỷ lệ 1,3:1, hoặc với muối ammonium sulfate (50-80%
trong muối kết). Nếu kết tủa bằng ethanol, hoạt độ pectinase trong kết tủa sẽ vào khoảng
88-90% so với hoạt độ của dịch canh trường ban đầu. Nếu kết tủa bằng muối ammonium
sulfate, cần tách muối ra khỏi enzyme bằng phương pháp thẩm tích (với nước hoặc dung
dịch đệm), sau đó sấy khô. Khi độ bão hòa của (NH4)2SO4 bằng 0,5 thì sẽ kết tủa được
đoạn có hoạt độ pectinase thấp (đoạn này chiếm 0,25% trọng lượng khô), nhưng nếu kết
tủa bằng (NH4)2SO4 có độ bão hòa 1,0 thì sẽ kết tủa được đoạn chỉ chiếm 0,11%
nhưng lại có hoạt độ pectinase cao.
Phương pháp yếm khí:
Môi trường: Bã củ cải: 2% ; (NH4)2 HPO4: 0,75% KH2PO4: 0,1%; CaCO3: 0,3%;
nước chiết ngô: 0,5%.
Clostridium pectinofermentants 15 có khả năng tổng hợp pectinase một cách mạnh
mẽ ở pha tăng trưởng của quá trình sinh trưởng và tăng đồng thời với sự tích lũy sinh
khối. Sự tích lũy enzyme sẽ tối đa tương ứng với pha ổn định của sự sinh trưởng qua 5560h.pH ban đầu của môi trường dinh dưỡng là 6,5-7,0. Vật liệu gieo cấy ban đầu được
chuẩn bị ở dạng canh trường chứa bào tử và được cấy với lượng 4% theo thể tích. Qúa
trình nuôi cấy được tiến hành ở nhiệt độ 350C.
Cl.Felsineum cũng có thể được nuôi cấy yếm khí để thu pectinase. Thành phần môi
trường gồm có: Lactose: 2%; pectin củ cải: 1%; (NH4)2 HPO4: 0,4%; K2HPO4:0,7%;
KH2PO4:0,3%; NaCl:0,1%; MgSO4:0,025%; FeSO4:dạng vết; CaCO3:0,5%; dịch nấm
men tự phân:0,05%; ascorbic acid:0,5%.
Có thể tiến hành thu chế phẩm từ dịch lọc canh trường bằng cách kết tủa enzyme với
dung môi hữu cơ hoặc với muối ammonium sulfate. Nếu kết tủa bằng dung môi hữu cơ,
pH của dung dịch đã xử lý là 6,5-6,8. Nếu kết tủa bằng 2-2,5 thể tích acetone thì hoạt độ
của enzyme trong kết tủa đạt 93-95% so với hoạt độ ban đầu.
17
Khi kết tủa bằng ammonium sulfate có độ bão hòa bằng 0,2 thì sẽ thu được chế
phẩm chỉ chứa pectinesterase và pectintranseliminase; khi độ bão hòa là 0,9-1 thì sẽ thu
được chế phẩm chỉ chứa pectintranseliminase và exopolygalacturonase.
Phương pháp hiện đại trong chuẩn bị chế phẩm enzyme pectinase thường theo các
bước cơ bản sau đây:
–
Khử muối bằng phương pháp lọc gel (Biogel P100)
Tách protein bằng phương pháp trao đổi anion (DEAE Biogel A), hay trao
–
đổi cation (CM Biogel A)
Tách enzyme pectinase bằng alginate liên kết ngang
Tinh sạch bằng FPLC.
Alginate liên kết ngang hoạt động bằng cách kết hợp ái lực, ảnh hưởng tĩnh điện và
thay thế pectate liên kết ngang.
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG LÀM NƯỚC
QUẢ
1. Giới thiệu về ứng dụng enzyme pectinase
Trong sản xuất thực phẩm, người ta sử dụng các chế phẩm pectinase duới dạng tinh
khiết. Người ta không dung chế phẩm dưới dạng canh trường nấm mốc sấy khô. Tỉ lệ chế
phẩm pectinase cô đặc trên lượng nguyên liệu đem chế biến vào khoảng từ 0,03- 0,05 đến
0,10%.
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 hiệu quả. Nhờ tác dụng của pectinase
mà các quá trình ép, làm trong và dịch lọc 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 tới 15 – 25%. Bởi lẽ khi có pectinase phân giải các chất pectinase mà dịch quả
trong suốt không bị đục và lọc rất dễ dàng. Không những vậy. Enzyme pectinase còn góp
phần chiết rút được các chất màu, tannin và những chất hoà tan nữa, do đó làm tăng thêm
chất lượng thành phẩm.
Tồn tại 3 nhóm enzyme pectinase phân giải pectin:
–
Pectin methyl esterase
Depolymease
18
–
Exoenzym pectinase
Pectin methyl esterase (EC.3.1,1,11): Enzyme này đã tham gia phân giải pectin
thành acid pectic và methanol. Enzyme này còn có tên khác là pectiestenase (PE).Hiệu
suất thuỷ phân pectin của enzyme này rất là cao, có thể đạt được 98%.
Pectinesterase của nấm sợi hoạt động mạnh ở pH 3-5.
Cả hai loại pectinase này bị biến tính ở nhiệt độ 800C.
Pectin depolymease: Ezyme này có trong tế bào thực vật. Tuy nhiên hiện nay người
ta sản xuất enzyme này theo quy mô công nghiệp từ nấm sợi và từ vi khuẩn. Chúng được
phân ra làm 4 loại như sau:
1.
2.
3.
4.
Endo pectin traseliminase (EC,4.2.2.3), viết tắt là PTE – pectiliase.
Endo petin acid traseliminase (EC, 4.2.2.1), viết tắt là PATE.
Endo – poly galacturonase (EC, 3.2.1.15), viết tắt PMG.
Endo – poly methyl galacturonase
Việc ứng dụng pectinase để thu nhận nước quả được áp dụng lần đầu tiên vào năm
1930. Từ đó đến nay việc áp dụng enzyme này đã trở nên rất phổ biến ở nhiều nước trên
thế giới. Việc thu nhận nước quả từ trước đến nay chủ yếu bằng phương pháp ép. Nếu
pectin còn nhiều sẽ theo nước quả và gây ra hiện tượng nước quả bị đục, có độ keo cao
và rất khó lọc trong.
Trong tế bào của quả nước chiếm khoảng 90-95%. Nếu ta chỉ nghiền sau đó ép thì
ta chỉ có thể thu nhận được khoảng 60-70% là tối đa. Khi ta cho enzyme pectinase vào,
hiệu suất ép sẽ tăng 15-30%. Nhiều trường hợp, hiệu suất ép tăng đến 50%. Liều lượng
chế phẩm enzyme tinh khiết cho vào là 0,03- 0,05% hoặc chế phẩm thô là 0,5 – 2%.
Nhiệt độ duy trì cho quá trình thuỷ phân là 43 – 45%.Thời gian thuỷ phân là 4 – 8h.dịch
quả thu được bằng pectinase sẽ tronng hơn, khả năng lọc sẽ tốt hơn và hiệu quả kinh tế
thấy rõ.
2. Ứng dụng enzyme pectinase sản xuất nước quả
2.1.
Các chế phẩm enzyme
Trong sản xuất nước quả và rượu vang, việc sử dụng enzym là một tiến bộ khoa học
rất lớn.Các chế phẩm enzyme được sử dụng trong sản xuất nước quả và rượu vang có thể
là một hỗn hợp nhiều loại enzyme và cũng có thể chỉ là một loại enzyme riêng biệt.việc
19
sử dụng hỗn hợp enzyme hay từng loại enzyme riêng biệt phụ thuộc vàp nguyên liệu và
sản phẩm cần đạt tới. Ngoài ra, việc sử dụng các loại chế phẩm enzyme như trình bày còn
phụ thuộc vào công nghệ sản xuất ( các yếu tố kỹ thuật).
Trong sản xuất nước quả và rượu vang, người ta thường sử dụng một trong sáu
nhóm enzyme sau:
•
Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước quả đục.
Mục đích sử dụng nhóm chế phẩm enzyme này là làm tăng hiệu suất trích ly để
thu được luợng sản phẩm lớn.
• Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước quả trong, không chứa pectin.
Mục đích sử dụng nhóm này là làm tăng hiệu suất trích ly và thuỷ phân hoàn toàn
các chất protein, pectin, làm giảm độ nhớt và làm triệt tiêu nguyên nhân làm đục
•
nước quả.
Nhóm chế phẩm enzyme dùng để làm tăng khả năng đồng hoá nước quả và thịt
quả.
Mục đích làm tăng khả năng trích ly nước quả.
• Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản suất bán sản phẩm rượu vang nhằm làm tăng
hiệu suất trích ly của bán sản phẩm.
• Nhóm chế phẩm enzyme dùng để ngăn cản quá trình oxy hoá và làm cản trở sự
phát triển của vi sinh vật hiếu khí phát triển trong nước quả, trong rượu vang.
• Nhóm chế phẩm enzyme dùng vào mục đích chống lại đường trong sản suất siro
thành phẩm.
Việc sử dụng các chế phẩm enzyme phải được xem xét kỹ lưỡng trên cơ sở đặc
điểm nguyên liệu trái cây cần xử lý.Trong các đặc điểm của trái cây, người ta quan tâm
rất nhiều đến đặc điểm màu sắc tự nhiên của sản phẩm. Trong nhiều trường hợp, việc sử
dụng enzyme phải đảm bảo giữ được màu sắc tự nhiên ban đầu hoặc tạo ra những màu
sắc theo ý muốn bằng cách điều khiển những phản ứng enzyme. Theo màu sắc tự nhiên,
các loại trái cây được chia làm hai loại:
–
Trái cây có màu nhạt: táo, lê, nho trắng, chuối, cam, xoài, bưởi..
Trái cây có màu sẩm do chứa nhiều antõian: anh đào, mận đỏ, nho đỏ, mận
đen, dâu..
Để xử lý quả nghiền có màu nhạt, người ta thường sử dụng một loạt các enzyme
sau:
20
2.2.
Enzym endo-PmG để làm giảm độ nhớt của dịch quả.
Enzyme PE làm tăng hiệu suất trích ly
Enzyme khác như cellulose, hemicelluase, protease không bắt buộc.
Ứng dụng chế phẩm pectinase trong sản xuất nước quả
Từ các loại quả khác nhau, người ta thường chế biến thành các loại nước quả trong,
nước quả đục, trước tiên phải chiết rút được dịch quả từ mô cơ bản, mô bì đôi khi mô cơ
học nữa. Do đó, hiệu suất chiết rút dịch quả sẽ phụ thuộc vào khả năng thấm của tế bào,
cấu tạo giải phẩu và tình chất cơ lý của nguyên liệu, độ nhớt của chính dịch quả, độ chắc
của thịt quả, cũng như thành phần định tính và định lượng của pectin chứa trong dịch bào
và trong thành tế bào của mô quả.
Để sử dụng vào việc chế biến nước quả trong thì chế phẩm thì pectinase phaỉ có
enzym endo và exo-polygalacturonse, enzym pectinestenaza.Trong chế phẩm loại này thì
những enzym vừa kể trên là những enzym quyết định hiệu quả của chế phẩm.Vì endo và
exo-polygalacturonse sẽ làm giảm độ nhớt của dịch quả, còn enzymPE cũng góp phần
vapò tác dụng của enzym này.Enzym proteinase của chế phẩm sẽ thuỷ phân vỏ protein
của vỏ nguyên sinh tế bào, kết quả là làm cho sự thoát của dịch quả dễ dàng.Sự có mặt
của xenluase và hemixenlulase ở trong chế phẩm cũng tốt nhưng không bắt buộc. khi sử
dụng cho các loại quả như táo, lê thì trong chế phẩm không được phép có enzyme
pectinaseliminase và enzym này sẽ phân huỷ protopectin vốn gắn các tế bào riêng biệt
của mô quả lại với nhau, do đó gây mủn hoá mô quả, làm tăng độ nhớt của dịch quả và
kết quả là làm giảm hiệu suất dịch quả. Ngược lại, khi sử dụng cho các loại quả mọng
như dâu tây thì sự có mặt trong chế phẩm enzym PTE lại cần thiết vì enzym này sẽ làm
mủn hoá tế bào làm cho tính chất thoát nước của tế bào tăng lên còn độ nhớt của dịch quả
lại giảm xuống.
Ngoài ra, đối với các chế phẩm pectinase dùng trong sản xuất nước quả trong cũng
không được phép có các enzym oxydase( ascohatoxydase, poliphenoloxydase).
Trong chế biến nước quả có thịt thì các enzym PTE, hemixenlulase và xenlulase lại là
những enzym quyết định hiệu quả tác dụng của chế phẩm.trong đó vai trò dẫn động là
enzym PTE có tác dụng phân huỷ protopectin của mô quả. Hemixenlulase và xenlulase sẽ
cùng với PTE làm cho độ đồng thể của nước quả có màu sang thì trong chế phẩm không
21
chứa enzym oxi hoá, còn cho các nguyên liệu có carotenoid và antõian thì không chứa
enzym phá huỷ các chất này.
Để thu được nước quả, trong trường hợp có sử dụng enzym pectinase, người ta
cũng phải nghiền nhỏ nguyên liệu quả. Bã nghiền nhânh được đem xử lý bằng enzym,
sau đó mới đem ép hoặc ly tâm.Trong trường hợp có sử dụng enzyme, người ta có thê
nghiền nhỏ tới mức tối đa, cốt sao thuận lợi cho tác dụng của enzym mà không sợ bị tắc
nghẽn kênh dẫn dịch quả trong quá trình ép sau này.
Dùng pectinase không chỉ làm tăng hiệu suất dịch quả mà còn để làm trong dịch
quả. Phương pháp sử dụng enzym có hiệu quả hơn cả.Bởi lẽ nhờ tác dụng của các
enzyme mà các hệ keo của nước quá sẽ bị phá huỷ hoàn toàn.Nếu như khi làm trong bằng
các phương pháp khác pectin bị kết tủa một phần thì khi xử lý bằng pectinase, pectin bị
phân giải hoàn toàn thành các chất hoà tan.
Với phương pháp enzym, khi mang một lượng thừa chế phẩm sẽ loại trừ được
trường hợp làm trong không hoàn toàn.
Dịch nước quả được xử lý bằng chế phẩm pectinase thường có vị hoàn toàn hơn và
ít có khuynh hướng bị đục hơn.
Quá trình làm trong dịch quả dưới tác dụng của pectinase có thể chia làm 3 giai đoạn:
–
Giai đoạn “ bất ổn định hoá” được tiêu biểu bằng sự giảm độ nhớt một cách sâu
sắc và thường được gọi là trạng thái “ phá vỡ”
Giai đoạn “kết lắng” bắt đầu từ trạng thái “phá vỡ” và kết thúc khi kết tủa hoàn
toàn.
Giai đoạn cuối cùng thường được xác định bằng sự vắng mặt các pectin kết tủa bởi
ion canxi.
Sử dụng enzym để sản xuất nước quả thanh trùng uống trực tiếp từ quả táo và quả
vải
Ngày nay, nước quả trong hoặc nước quả đục được sản xuất ở nhiều nước trên thế
giới. Tùy theo hàm lượng đường và acid có trong nước quả, người ta chế biến nước quả
có hàm lượng đường và acid thấp, người ta bổ sung đường và acid điều chỉnh chất lượng
cuối cùng của sản phẩm. Hàm lượng pectin cao sản phẩm thường không có lợi vì khi đó
độ nhớt của sản phẩm rất cao. Việc thủy phân pectin có trong dịch quả còn làm cho các
sản phẩm dịch quả không bị đục.Tuy nhiên, việc xử lý pectin bằng pectinase không nên
22
tiến hành phân giải pectin đến cùng mà cần phải giữ một lượng nhất định trong sản phẩm
nước quả.Chính lượng pectin này sẽ giúp cho chất lượng nước quả tốt hơn.
Trong sản xuất nước quả táo và nước quả vải, người ta sử dụng chế phẩm pectinase
cho hiệu quả rất cao.Khi xử lý nước quả ở 50 0C trong 2 giờ, hiệu suất tách nước quả tăng
20%, ở 37- 40% sau2 -4 giờ thì tăng 20 – 25%.Các nghiên cứu và thực tế sản xuất cho
thấy hiệu quả xử lý nước táo rất cao.Chính vì thế, việc ứng dụng enzyme pectinase được
áp dung ở tất cả các nhà máy sản xuất nước táo trên thế giới.Trong khi xử lý nước quả
bằng enzyme pectinase, người ta thường cho thêm ascorbic acid vào chống quá trình oxy
hóa của nước quả táo.
Bảng 2: Hiệu quả xử lý nước quả và bằng chế phẩm pectinas
Stt
1
2
Loại nước quả
Nước quả từ táo
a- Không
cho chế
phẩm
enzyme
b- Có chế
phẩm
enzyme
Hiệu
Chất
Độ
Đường
Pectina
Chất
Điểm
suất
khô
acid
(%)
se (%)
chát
cảm
(%)
(%)
(%)
(%)
quan
71,2
10,2
0,53
6,7
0,33
0,04
4,5
78,8
11,5
0,62
8,0
0,15
0,02
4,8
49,2
8,5
0,91
5,62
0,26
0,09
3,8
72,4
10,2
1,16
7,4
0,12
0,16
4,3
Nước quả vải
a- Không
cho chế
phẩm
enzyme
b- Có cho
chế
phẩm
enzyme
23
Sản xuất nước quả uống ngay từ dâu tây, anh đào và phúc bồn tử
Người ta thường sản xuất cả dạng nước quả trong và nước quả đục từ các loại trái
cây trên. Trong quá trình sản xuất, người ta thường cho thêm đường và điều chỉnh lại
lượng acid cho phù hợp.
Các loại nước quả này thường chứa nhiều pectin. Do đó, việc sử dụng các chế phẩm
enzyme pectinase dễ loại bỏ khả năng gây đục cho nước quả cũng như ổn định và nâng
cao chất lượng dịch quả là điều cần thiết .
Người ta rửa sạch các loại quả trên bằng nước của vòi hoa sen. Sau đó, các loại
nước quả được đem chà thành dạng pure. Quả nghiền được đun nóng ở nhiệt độ 40-50 0C
được cho vào máy trộn. Tại đây nước quả được phối trộn với tỷ lệ một phần nước quả và
10 phần nước enzyme có lượng enzyme 0,03%. Riêng đối với nước dâu tây, người ta cho
thêm 0,03% Vitamin C để làm chất chống oxy hóa. Hỗn hợp này được giữ ở 4 0C.Thời
gian lưu ở nhiệt độ 400C là 4-8 giờ. Nước quả sau đó được cho qua máy ép và được đun
nóng đến 450C .Tiếp đó, người ta đem nước quả ly tâm và cuối cùng là lọc qua máy ép
lọc khung bản.
Sản xuất nước quả từ nho
Nước uống từ trái nho là loại nước uống trong chứ không thuộc loại nước uống
đục.Loại nước uống từ nho dạng trong thường được sản xuất nhiều ở hầu hết các nước
châu Âu và châu Mỹ. Tuy nhiên hiện nay, người ta cũng sản xuất nước uống từ nhỏ dạng
đục (chủ yếu là màu nho có màu đỏ).Trong đó, Ý là nước sản xuất nước uống dạng đục
nhiều nhất, sau đó là Pháp, Rumani.Nho là loại quả cho nhiều dịch và chứa nhiều
đường.Tuy nhiên, nước nho thường chứa nhiều thịt quả. Trong thịt quả có nhiều pectin,
dễ gây đục hoặc nếu thu nhận dịch quả trong thường không cho hiệu suất cao.Chính vì
thế, người ta phải xử lý nước nho bằng chế phẩm enzyme pectinase. Lượng enzyme
pectinase được sử dụng trong trường hợp làm nát nho là 0,2% so với khối lượng nho.
Thời gian xử lý bằng enzyme là 3 giờ ở nhiệt độ 45 0C, bằng phương pháp xử lý này
người ta đã làm tăng hiệu suất thu nhận dịch nho từ 65,9 lên 77,3% đối với nho trắng và
từ 66-82,2% đối với nho đỏ.
24
Đối với nho trắng nghiền kỹ, khi xử lý enzyme pectinase trong thời gian 2,5-3 giờ ở
nhiệt độ 40-450C, hiệu suất tăng 14-18%. Nếu tiếp tục xử lý sau giai đoạn xử lý trên thêm
4-5 giờ ở 40 – 500C, nước táo sẽ hoàn toàn trong. Ở giai đoạn làm trong dịch quả này,
người ta đun nóng dịch quả lên 900C, sau đó hạ nhiệt xuống 500C và khi đó mới sử dụng
enzyme để làm trong nước quả. Trong khi ở những mẫu dịch không xử lý enzyme, chu
trình làm trong nước nho phải kéo dài 2 – 4 tháng. Hiệu suất thu dịch không sử dụng
enzyme chỉ đạt trung bình 65%.
Bảng 3: Hiệu quả việc xử lý nước nho bằng enzyme
Stt
Nước nho
Chất Hiệu
khô
suất
(%)
(%)
Xem thêm: Phương pháp phân tích điện hóa và ứng dụng
1
Mẫu đối 17,5
chứng
2
Mẫu xử lý 19,0
bằng chế
phẩm
pectinase
Độ
acid
(%)
Đường
(%)
Chất
chát
(%)
Cặn
(%)
Điể
m
came
quan
4,2
65,0
0,54
15,1
0,125 3,0
70,1
0,68
16,85
0,135 Có
4,5
một ít
capecta
t
Quá trình sản xuất nước nho trắng có xử lý enzyme pectinase
Nho được rửa sạch, tách cuống, loại hạt bằng máy xé và chứa chúng vào các thùng
kín trong thời gian 6 – 8 giờ hoặc các thùng lên men liên tục trong thời gian 3 – 4 giờ.
Trong thời gian lưu trữ này, người ta cho 0,02% ascorbic acid, sau đó ép thu nhận dịch
nho. Dịch nho được làm nóng ở 800C, sau đó làm nguội nhanh đến 400C, nước nho đó
cho thêm 0,01% enzyme pectinase.
Tiến hành quá trình thủy phân cho độ nhớt của nước nho trong suốt.Thời gian thủy
phân này khoảng 6 – 8 giờ.Kết thúc quá trình thủy phân, lại đun nóng dịch quả lần thứ
hai đến 800C và làm nguội đến 200C và lọc nước quả qua máy lọc ép, tiến hành rót chai
và đem thanh trùng.
25
Tp. TP HCM, 10/2018 MỤC LỤCDANH MỤC BẢNGMỞ ĐẦUCHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ENZYME PECTINASE1. Tổng quan về Enzyme1. 1. Enzyme là gì ? Enzyme là protein có năng lực xúc tác đặc hiệu cho những phản ứng hóa học. Chúngthúc đẩy một phản ứng xảy ra mà không xuất hiện trong mẫu sản phẩm sau cuối. Enzyme cótrong nhiều đối tượng người tiêu dùng sinh học như thực vật, động vật hoang dã và thiên nhiên và môi trường nuôi cấy vi sinhvật. Hiện nay người ta đã thu được nhiều loại chế phẩm enzyme khác nhau và sử dụngrộng rãi trong nhiều nghành như y học, nông nghiệp, công nghiệp … 1.2. Bản chất của Enzyme : 1.2.1. Bản chất sinh học của Enzyme : Enzyme là một loại Protein được sinh vật tổng hợp nên, và tham gia vào những phảnứng sinh học. Như vậy thực chất sinh học của enzyme là mẫu sản phẩm của những quy trình sinhhọc, và thực thi những phản ứng sinh hóa trong và ngoài tế bào sinh vật. Các loại enzymeđều có những đặc tính sinh học chung như sau : – Enzyme được tạo ra trong tế bào sinhvật. Qúa trình tổng hợp Enzyme là một quy trình rất là phức tạp và được tinh chỉnh và điều khiển, trấn áp rất ngặt nghèo. – Enzyme than gia phản ứng cả trong tế bào sống và cả khi enzymeđược tách khỏi tế bào sống. – Enzyme tham gia phản ứng trong điều kiện kèm theo nhiệt độ ôn hòa. Vì trong quy trình sống của tế bào, enzyme được tổng hợp và hoạt động giải trí trong điều kiệnnhiệt độ của tế bào và nhiệt độ của khung hình. Nhiệt độ của khung hình và của tế bào sinh vậtthường la nhiệt độ thấp. Phần lớn nhiệt độ khung hình sinh vật xê dịch trong khoảng chừng 30400C. Enzyme hoàn toàn có thể tham gia xúc tác những phản ứng trong và ngoài khung hình từ giai đoạnđầu đến quá trình giải phóng trọn vẹn nguồn năng lượng dự trữ trong những hợp chất hóa học. Qúa trình chuyển hóa này được triển khai theo chuỗi phản ứng, mỗi phản ứng được xúctác bởi một loại enzyme. Các enzyme này lần lượt thay nhau xúc tác để những phản ứng lầnlượt xảy ra, để lần lượt tạo thành CO2, H2O, một số ít chất khác và giải phóng nguồn năng lượng. Cũng hoàn toàn có thể chuỗi phản ứng sẽ tạo thành những chu kỳ luân hồi chuyển hóa khép kín. Trong chuỗichuyển hóa hở hay chuỗi chuyển hóa khép kín, mẫu sản phẩm của những phản ứng trước sẽ là cơchất Enzyme hoàn toàn có thể được triển khai một phản ứng. Các phản ứng này thường xảy ra ởngoài tế bào ( khi ta thực thi chúng trong ống nghiệm ). Trong tế bào thường không xảyra phản ứng enzyme đơn ( một phản ứng ) mà thường xảy ra những phản ứng theo chuỗiphản ứngPhản ứng enzyme là những phản ứng tiêu tốn nguồn năng lượng rất ít. Trong khi đó, cácphản ứng hóa học được xúc tác bởi những chất xúc tác hóa học yên cầu nguồn năng lượng rất lớn. Nhờ có hoạt động giải trí xúc tác của enzyme, những phản ứng sinh hóa xảy ra liên tục trong điềukiện nguồn năng lượng ôn hòa. Enzyme chịu sự điều khiển và tinh chỉnh bởi gen và những điều kiện kèm theo phản ứng. Gen quyết định hành động tổnghợp ra một loại enzyme. Mỗi một enzyme quyết định hành động một phản ứng sinh hóa. Cơ chế nhưsau : Một gen → một enzyme → một phản ứngNhư vậy, gen sẽ quyết định hành động thực chất sinh học và thực chất hóa học của enzyme. Cơchế này có ý nghĩa rất lớn trong việc điều khiển và tinh chỉnh tổng hợp enzyme trong tế bào vi sinh vật. 1.2.2. Bản chất hóa học của enzyme : Ngoại trừ một nhóm nhỏ RNA có tính xúc tác, toàn bộ enzyme đều là protein. Tínhchất xúc tác phụ thuộc vào vào cấu trúc của protein. Nếu một enzyme bị biến tính hay phântách thành những tiểu đơn vị chức năng thì hoạt tính xúc tác thường bị mất đi, tương tự như khi bản thânprotein enzyme bị phân cắt thành những amino acid. Vì vậy cấu trúc bậc 1, 2, 3, 4 củaprotein enzyme là thiết yếu cho hoạt tính xúc tác của chúng. Enzyme, cũng như nhữngprotein khác, có khối lượng phân tử khoảng chừng 12.000 đến hơn 1000.000. Một số enzyme cấu trúc gồm toàn những phân tử L amino acid link với nhau tạothành, gọi là enzyme một thành phần. Đa số enzyme là những protein phức tạp gọi làenzyme hai thành phần. Phần không phải protein gọi là nhóm ngoại hay coenzyme. Mộtcoenzyme khi tích hợp với những apoenzyme khác nhau ( phần protein ) thì xúc tác cho quátrình chuyển hóa những chất khác nhau nhưng chúng giống nhau về kiểu phản ứng. 1.3. Cơ chế hoạt động giải trí : Những quan điểm lúc bấy giờ nhằm mục đích lý giải cơ chế tác dụng của enzyme đều chorằng khi enzyme ( E ) tưong tác với cơ chất ( S ) sẽ làm giảm năng lựợng hoạt hóa những phảnứng hóasinh. Muốn làm giảm nguồn năng lượng hoạt hóa những phản ứng enzyme cần trải quanhiều tiến trình trung gian và tạo thành phức chất nhất định giữa E và S.Khi phối hợp với phân tử enzyme, do hiệu quả của sự cực hóa, sự vận động và di chuyển của cácelectron và sự biến dạng của những mối link tham gia trực tiếp vào phản ứng sẽ làm thayđổi động năng và thế năng nên phân tử cơ chất trở nên hoạt động giải trí và thuận tiện tham giaphản ứng. Việc tạo thành phức tạp E-S tiến trình đầu xảy ra rất nhanh và rất không bền. Do đó sau một thời hạn dài mới được chứng tỏ bằng thực nghiệm. Bằng chứng rõ ràng nhất về sự sống sót của phức tạp E-S là thành công xuất sắc của hai nhàhóa sinh Nhật Bản K.Iaglu và T. Ozava là tách được phức E-S trong phản ứng khử aminbằng cách oxy hóa ( loại trừ nhóm amine ) một amino acid dãy D do oxydase xúc tác. Nhìnchung ta hoàn toàn có thể tưởng tượng cơ chế tác dụng của enzyme lên cơ chất tạo loại sản phẩm bằngphương trình tổng quát như sau : E + SE-SP+E1. 4. Tính đặc hiệu của enzyme : Người a chia tính đặc hiệu ra làm 3 kiểu : a. Đặc hiệu phản ứngĐặc hiệu cơ chấtĐặc hiệu không gianĐặc hiệu phản ứng : Đó là bộc lộ của một enzyme chỉ liên tục xúc tác cho một kiểu phản ứngnhất định, ví dụ luân chuyển hydro từ chất cho ( rượu bậc nhất hay rượu bậc hai ) đến chấtnhận ( NAD + hay NADP + ) hay chuyền nhóm amin từ một amino acid đến một ceto acid. Các phản ứng loại thứ nhất do dehydrogenase xúc tác, còn phản ứng loại thứ hai doaminotransferase xúc tác. b. Đặc hiệu cơ chất : – Đặc hiệu tuyệt đối : Enzyme chỉ công dụng lên một cơ chất nhất định, một ví dụ có đặc thù tầm cỡ vềchuyên hoá tuyệt đối là urease, enzyme chỉ phân giải ure. Hằng trăm thí nghiệm trên cácdẫn xuất của ure đều cho thấy chúng không bị phân giải dưới ảnh hưởng tác động của urease. Thựcra người ta đã phát hiện năng lực phân giải cơ chất hydroxyure nhưng với vận tốc bé hơnkhoảng 120 lầnĐặc hiệu nhóm tuyệt đối : Các enzyme này chỉ tính năng lên những chất có cùng một kiểu cấu trúc phân tử, một link và có những nhu yếu xác lập so với nhóm nguyên tử đối vơi nhóm nguyêntử ở gần link chịu tính năng. Ví dụ : maltase chỉ phân giải liên kếtglucosidic được tạothành từ glucoside của glucose với – OH của monose khác. Đặc hiệu nhóm tương đối : Các enzyme không có những nhu yếu đối vơi nhóm chức ở gần link chịu tácdụng. ví dụ lipase thuỷ phân lipid. c. Đặc hiệu khoảng trống : Các enzyme chỉ xúc tác cho một dạng đồng phân nào đó như dạng L hay dạng D, dạng cis hay trans mà thôi. 2. Enzyme Pectinase2. 1. Định nghĩa : Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thủy phân pectin, loại sản phẩm của quátrình này là acid galacturonic, galactose, arabinose, methanol … đây là một nhóm ezymeđược ứng dụng thoáng đãng trong công nghiệp chỉ đứng sau amylase và protease. Enzymenày khởi đầu được phát hiện trong những dịch chiết trái cây như cà rốt, cà chua hay đạimạch. Đầu tiên phải kể đến là phát hiện của E.fremi ( 1840 ) trên đối tượng người tiêu dùng cà rốt. 2.2. Cấu tạo hóa học và cấu trúc khoảng trống của EnzymePectinase : Pectin là polysaccharide dị thể, đa phần là một mạch chính gồm những gốc acid – α – D – 1,4 galacturonic, link với nhau bằng link 1,4 – O glucozic còn gọi là acidpolygalacturonic hay acid pectic. Pectine hòa tan trong tự nhiên là ester metylic của acidpectic. Trong thực tiễn không phải tổng thể những nhóm – COOH ở C6 của đường galactose cũngbị metyl hóa ( tạo ester metylic ), mà đôi lúc 1 số ít nhóm – COOH bị decacboxyl hóa ( khử CO2 ), 1 số ít nhóm – COOH sửa chữa thay thế – H bằng sắt kẽm kim loại, cũng có lúc giữ nguyêndạng – COO. Người ta cho rằng protopectine là hợp chất giữa pectine và araban, galactosehay tinh bột. Trọng lượng phân tử từ 20.000 – 200.000 đvCEnzyme pectinase cũng như hầu hết những enzyme khác là chất xúc tác sinh học cóbản chất là protein, có năng lực xúc tác với độ đặc hiệu cơ chất cao. Các chất xúc tác nàythường có cấu trúc rất phức tạp và thường để bảo vệ có tính xúc tác, enzyme có cấutrúc bậc IV.Trong cấu trúc bậc IV, nhờ vào tương tác hóa học giữa những thành phần mà chúnghình thành nên TT hoạt động giải trí. Enzyme polygalacturonase ( pectinase ) chứa 1 vùng8 – 10 vòng xoắn kép về phía phải với 2 vòng sẽ tạo thành 1 khe link với cơ chất. Người ta nguyên cứu nhận thấy rằng TT hoạt động giải trí của enzyme này chứa 2 aa làAspartat và lysin. Người ta cũng bảo rằng có một histidin nằm gần TT hoạt độngsẽ ảnh hưởng tác động đến năng lực xúc tác của enzyme. 2.3. Phân loạiEnzyme pectinase hoàn toàn có thể phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng : Bảng 1 : Bảng phân loại enzyme pectinaseStEnzym ( tên gọi theo hệEnzym ( tênthống ) thường gọi ) Pectin-pectinhydrolasePectinesterasePhản ứng xúc tácPectin + H2O = n metanol + pectic acidPoly-a – 1,4 galacturonidglycano hydrolase-PGPoly-aEndopolyThủy phân link a – 1,4 – D-galacturonasegalacturonid trong galacturonid ( endo-PG ) không theo một trật tự nào-1, 4 – D-ExopolyThủy phân link a – 1,4 – D-galacturonidgalacturon-galacturonasehydrolase ( exo-PG ) galacturonid trong pectat, tronggalacturonic với sự đứt mạchcủa acid galacturonicPoly-a-1, 4 – D-Endopolymetil-Thủy phân link a – 1,4 – D-galacturonidmetilester-galacturonasegalacturonid trong pectin khôngglycanohydrolase ( Endo-PMG ) theo một trật tự nhấtđịnh. Poly-a – 1,4 – D – galacturonid Exo-pectatliaseThủy phân link a – 1,4 – D-digalacturonoliasegalacturonid trong pectat với ( exo-PKTE ) Sự tạo thành D – 4,5 aciddegalacturonic không theomột trật tự nhất định. Poly-a – 1,4 – D – galacturonid Endopectatliaseglicanoliase ( PETE ) Thủy phân link a – 1,4 – Dgalacturonid trong pectat, tronggalacturonic với sự tạo thành nốiđôi không theo một trật tựnhất địnhPoly-a – 1,4 – D – galacturonid Endopectinliasemetylester ( Endo-PTE ) glicanoliaseThủy phân link a – 1,4 – Dgalacturonid trong pectin với sựtạo thành nối đôi khôngtheo một trật tự nhất địnhPectinesterase ( PE ) : xúc tác sự thủy phân của những nhóm methyl ester. 10E nzyme thường tiến công vào những nhóm ester methyl của đơn vị chức năng galaturonate nằmkề đơn vị chức năng không bị ester hoá, phân cắt những nhóm methoxy ( COOCH3 ) đứng cạnh cácnhóm – COOH tự do, tạo thành acid pectinic hoặc acid pectic và methanol. Pectinesterasethu được từ những nguồn khác nhau có giá trị pH tối ưu khác nhau. Nếu thu từ nguồn VSVthì PH tối ưu từ 4,5 – 5,5, còn nếu từ nguồn thực vật thì có pH tối ưu từ 5,0 – 8,5. Pectinesterase từ nấm mốc có nhiệt độ tối ưu là 30-40 oC và bị vô hoạt ở 55-62 oC. Pectinesterase thường được hoạt hoá bởi những ion Ca2 + và Mg2 +. Polygalacturonase : Còn có tên gọi là poly – 1,4 – galacturoniglucanohydrolase, xúa tác sự phân cắt cácmốiliênkết – 1,4 – glycosid. Cácexo-PG ( exo-poly1, 4 – Dgalacturonide ) galacturonohydrolase, phân cắt từ những đầu không khử, và endo-PG ( endo-poly1, 4 — Dgalacturonide ) glycanohydrolase, tiến công ngẫu nhiên vào giữa mạch cơ chất. Polygalacturonase ít gặp trong thực vật nhưng có đa phần ở một số ít nấm mốc và vi trùng. Polygalacturonase là một phức hệ enzyme gồm có nhiều cấu tử và thường có tính đặchiệu cao so với cơ chất. Trên cơ sở tính đặc hiệu và cơ chế tác dụng với cơ chất, enzympolygalacturonase được chia làm bốn loại : PolymethylgalacturonaseHay còn gọi là – 1,4 – galacturonite – methylesglucanohydrolase, tính năng trênpolygalactorunic acid đã được methoxyl hoá ( tức là pectin ). Enzyme này lại được phânthành hai nhóm nhỏ nhờ vào vào năng lực phân cắt ở trong hay cuối mạch trong phântử pectin, đó là endo-glucosidase-polymethyl galacturonase kiểu I và exo-glucosidasepolymethylgalaturonase kiểu II.PolygalacturonaseEnzyme tính năng trên pectic acid hoặc pectinic, cũng được chia thành hai nhómnhỏ là endo-glucosidase-polygalacturonase kiểu II và exo-glucosidase-polygalacturonasekiểu IV. Enzyme endo – glucosidase-Polymethyl-galacturonase kiểu I là enzymepolymethylgalacturonase dịch hoá pectin có mức độ methyl hoá càng cao thì bị thủy phânbởi enzyme này càng nhanh và càng có hiệu suất cao. Trong dung dịch, khi xuất hiện của11enzyme pectinesterase thì hoạt độ của enzyme này thường bị giảm. Enzyme này rất phổbiến trong những VSV, đặc biệt quan trọng là nấm mốc A. niger, A, awamori. Pectate lyase ( PEL ) Xúc tác sự phân cắt những đơn vị chức năng galacturonate không bị ester hoá. Cả hai enzymeexo-PEL ( exo-Poly ( 1,4 — D-galac turonide ) lyase ) và endo-PEL ( endo-poly ( 1,4 — Dgalacturonic lyase ) đều sống sót. Pectate và pectin có lượng methoxyl thấp là những cơ chấtthích hợp hơn cả cho những enzyme này. Nói chung, cả hai enzyme này đều có khoảng chừng pHtối đa nằm trong khoảng chừng từ 8,0 – 11, đều cần ion Ca2 + để hoạt động giải trí. Pectate lyasekhông được tìm thấy trong cây xanh, nhưng có ở vi trùng và nấm. Các enzyme VSVngoại bào này đóng một vai trò rất quan trọng trong quy trình gây bệnh ở thực vật, gây rasự phân hủy mô của thành tế bào, làm mềm và làm mục mô thực vật. Ngoài ra còn có : Pectin-transeliminasehaycònđượcgọilàpoly – 1,4 – galaturonitemethylesteglucanoliase, là enyme tính năng trên pectin và pectinic acid. Polygalactorunate-transeliminase còn được gọi làpoly – 1,4 D – galaturonite – glucanoliase, là enzyme công dụng trên pectic acid và pectinic acid. Pectin lyase ( PNL ) : xúc tác sự phân cắt những đơn vị chức năng galacturonate đã bị ester hoá. Tất cảcác PNL đều là endo-enzyme. 2.4. Đặc điểm của Enzyme pectinase : 2.4.1. Enzym pectinase từ nguồn thực vật : Pectinesterase : Trong thực vật, hầu hết những loại cây cho trái đều chứa enyme PE.Enzyme nàythường sống sót dưới nhiều hình thức khác nhau, nằm trong phần vỏ tế bào. PE ở thực vậtnói chung có hoạt độ tối ưu trong khoảng chừng pH hơi kiềm. Các cation sắt kẽm kim loại ở nồng độthấp, như Ca2 + ví dụ điển hình, có khuynh hướng làm tăng nồng độ hoạt động giải trí của enzyme. Cà chua chứa tối thiểu hai loại PE. Cả PE1 và PE2 đều tăng trong quy trình tiến độ đầu củaquá trình chín. Khi bước vào quy trình tiến độ chín, nồng độ enzyme PE1 giảm xuống, nhưngPE2 tích luỹ dần cho đến khi trái cây có màu đặc trưng của trái chín. PE2 có khối lượng12phân tử 23 kD, pH tối ưu 7,6. Enzyme này bị bất hoạt 50 % sau 5 phút đun ở 67 oC. Cácion Ca2 + và Na + làm tăng hoạt độ của enzyme lên tối đa ở những nồng độ 0,005 M và0, 05M, theo thứ tự. PE của đậu nành là protein có khối lượng phân tử 33 kD, hoạt động giải trí tối ưu tại pH gần8. Polygalacturonic acid, là loại sản phẩm được hình thành do quy trình để methyl hoá cácphân tử galacturonic acid. Trong thịt quả chuối có hai isoenzyme PE. Cả hai có cùng khối lượng phân tử là30kD, nhưng có điểm đẳng điện khác nhau : 8,8 và 9,3. Các enzyme này hoạt động giải trí ở pHtối đa là 7,5. Hoạt độ enzyme tăng lên khi thêm vào dung dịch NaCl ở nồng độ 0,2 M, vàđưa pH của dung dịch về 6,0. Các enzyme này bị ức chế bởi nhiều loại. Polyol có khối lượng phân tử thấp, như glycerol, sucrose, glucose maltose vàgalactose. PE trong quả cam có hai loại : đó là hai isoenzyme PE1 và PE2 có khối lượng phântử 36, kD, nhưng có điểm đẳng điện khác nhau là – 10,05 và 11,0, theo thứ tự. pH tối ưucủa PE1 là 7,6, còn của PE2 là 8,0. Trong thành phần của nhiều thịt quả khác cũng chứa hai isoenzyem, một trong haienzyme này có tính bền nhiệt hơn, còn enzyme kia thì ít mẫn cảm hơn khi bị ảnh hưởng tác động củaprotease. Độ không thay đổi của enzyme hoàn toàn có thể tương quan đến mức độ glycosyl hoá của những phântử enzyme. Enzyme bền nhiệt hơn và enzyme còn lại có khối lượng là 51 kD và 36 kD, theo thứ tự. Cả táo và kiwi cũng chứa hai loại isoenzyme. Các isoenzyme của kiwi có cùng khốilượng phân tử là 57 kD và cùng điểm đẳng điện là 7,3. Tuy nhiên, chúng khác nhau vềmức độ bền nhiệt. Polygalacturonase : Hầu hết những điều tra và nghiên cứu về PG đều trên cơ sở những nguồn VSV. PG thường được tìmthấy trong những phần tiết ngoại bào của những loài nấm và vi trùng gây bệnh, ví dụ điển hình nhưSacchromyces gragilis, Aspergillus niger, Lactobacillus plantarum, Cochilioboluscarbonum, Neurospora crassa, những loài Ascomycete, Phizopus arrchizus, và Fusarium13osyporum. Tuy nhiên, trong thực tiễn, PG của thực vật bậc cao được điều tra và nghiên cứu rất nhiều ởcà chua chín. Các enzyme PG trong cà chua chín sống sót dưới hai dạng, và cả hai đều là endoenzyme. PG1 có khối lượng phân tử 84 kD và có khoảng chừng 50 % bị bất hoạt ở nhiệt độ78oC. PG2 có khối lượng phân tử 44 kD và có khoảng chừng 50 % bị bất hoạt ở 57 oC. PG1 có độổn định tối đa ở pH 4,3, trái lại PG2 không thay đổi tối đa ở pH 5,6. Exo-PG thủy phân những đầu không khử của chuỗi polygalacturonic, tạo ragalacturonic acid là loại sản phẩm thủy phân chiếm lợi thế. Sự thủy phân polymer này bị giánđoạn của sự sống sót của những mạch nhánh trong cơ chất. Mức độ thuỷ phân tăng tỉ lệ với kích cỡ cơ chất, đạt tối đa với mức polymer hoá20 so với những exo-PG ở cà rốt và đào. Hoạt động của những exo – enzyme làm tăng nhanhsự tạo thành những nhóm khử và làm tăng chậm độ nhớt của dung dịch cơ chất. Sự phân hủypolyuronide trong quy trình chín không gây ra sự tích lũy galacturonic acid, và chỉ cóendo-enzyme PG là có tương quan. 2.4.2. Enzym pectinase từ vi sinh vậtNguồn giàu enzyme pectinase là nấm mốc, nấm men, vi trùng. Nấmmốc : penicillium glaucum, p.ehrlichii, p.chrysogenum, p.expanam, p.cilrimim, aspergillus awamori, a.foetidus, a.niger, a.terrus, a.saitoi, a.aureus, a.oryzae, a.wentii, fusarium moniliforme, … Nấm men : saccharomyces fragilisVi khuẩn : bacillus polymyxa, flavobacterium pectinovorum, klebsiella aerogenesCác loài vi sinh vật này thường có trong mặt phẳng tổng thể những loại quả, những bộ phậnkhác của thực vật. khi quả bị hư hỏng, hoặc thực vật chết, chúng sẽ cùng những loài vi sinhvật khác phá huỷ nhanh quả và những bộ phận của thực vật. Người ta thường thu pectinasetừ canh trường mặt phẳng hoặc từ canh trường bề sâu của nấm mốc. Các vi trùng và nấm men cũng tổng hợp được enzime này a.niger đa phần tổng hợpra pectinnesterase. con.diplodiella, pen.citrimin tạo ra hầu hết là polygalacturonase. Nấm men sacch.fragilis có vẻ như chỉ tạo ra endopectintraseliminase. 14V i khuẩn bac.polymyxa, bac.species lại hầu hết tạo ra transeliminaseVài trò của enzyme pectinaseCHƯƠNG 2 : QUÁ TRÌNH THU NHẬN ENZYME PECTINASE1. Nguồn gốc thu nhận : Từ vi sinh vật : Vi sinh vật phân giải pectine hầu hết xuất hiện ở những đại diện thay mặt nấmmốc, nấm men, vi trùng như : Nấm mốc : Penicillium glaucum, P. ehrlichii, P.chrysogenum, P.expanam, P.cilrimim, aseergillus awamori, A.foetidus, A.niger, A.terrus, A.saitoi, Fusarium moniliforme, … Nấm men : saccharomyces fragilis. Vi khuẩn : bacillus polymyxa, Flavobacterrium pectinovorum, Klebsiellaaerogenes, … Các loài VSV thường có trong mặt phẳng tổng thể những loại quả, những bộ phận khác của thực vât. Khi quả bị hư hỏng, hoặc thực vật chết, chúng sẽ cùng những loài VSV khác hủy hoại rấtnhanh quả và những bộ phận của thực vật. 2. Thu nhận : Hiện nay, người ta thu nhận chế phẩm pectinase đa phần từ vi sinh vật. Có 2 phươngpháp sản xuất pectinase : 2.1. Thu nhận chế phẩm pectinase từ canh trường mặt phẳng : Môi trường sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật để thu nhận pectinase thường là cámgạo, hay cám mì, bã củ cải hoặc thóc mầm. Nguồn dinh dưỡng bổ trợ thường là những muốiammonium, phosphoric, … Độ ẩm thiên nhiên và môi trường phải nằm trong khoảng chừng 60 %. Nấm mốcA. awamori thường được nuôi cấy ở 300C trong thời hạn 40 h, sau đó giảm xuống 240C và nuôi trong 48-52 h. Sản phẩm sau lên men được sấy khô thành chế phẩm enzyme thôvà đem tinh chế. 15 Để thu dược chế phẩm enzyme pectinase tinh khiết thì chế phẩm enzyme thô phảiđược trích ly bằng chiêu thức kết tủa nhờ dung môi hữu cơ hay muối ammoniumsulfate. Dung môi hữu cơ sử dụng để kết tủa enzyme pectinase hoàn toàn có thể là rượu ethanol ( 72,5 – 75 % ) hoặc isopropanol ( 55-57 % ). Muối ammonium sulfate sử dụng có độ bão hòa0, 79. Khi kết tủa bằng rượu ethanol, chế phẩm enzyme thu được có độ tinh khiết khoảng90 %, còn nếu bằng muối thì độ tinh khiết đạt khoảng chừng 75 %. Nhiệt độ kết tủa đối ưu đốivới rượu là 2-50 C, thời hạn tiếp xúc với rượu càng ngắn càng tốt. Sau đó, ly tâm để táchkết tủa khỏi dung dịch, sấy kết tủa trong thiết bị sấy chân không sấy thăng hoa rồi nghiềnnhỏ và đem dữ gìn và bảo vệ. 2.2. Thu nhận chế phẩm enzyme từ canh trường bề sâu : Phương pháp hiếu khíSự tích tụ enzyme trong môi trường tự nhiên được khởi đầu khi sự tăng trưởng của vi sinh vậtgần đạt đến pha không thay đổi, khi môi trường tự nhiên bị acid hóa mạnh và khi lượng phospho vô cơđược sử dụng trọn vẹn. pH của môi trường tự nhiên nuôi cấy thường đạt từ 6-7, 2 là thíchhợp. Đối với nấm mốc, pH kiềm ngưng trệ sự tổng hợp sinh khối và sự tích lũy enzymepectinase. pH = 4 ức chế trọn vẹn sự tích lũy enzyme pectinase. Khi pH dịch về acid, ngay cả khi pH nằm trong khoảng chừng 4,5 – 5,0, tuy sự tạo thành sinh khối không bị ảnh hưởngnhưng sự tạo thành enzyme enzyme pectinase bị ngưng trệ. Tuy nhiên, pH của những môitrường nuôi cấy A. niger và A. awamori 16 hoàn toàn có thể dịch về 3,5 – 3,8 và 2,9 – 3,2 theo thứ tự. Vật liệu gieo cấy hoàn toàn có thể là sợi nấm 24, 32 và 48 h tuổi và với hàm lượng từ 2-10 %. Đối với A. niger và A. awamori, vật tư gieo cấy là sợi nấm được ủ sơ bộ trong môitrường dinh dưỡng cho đến khi mở màn nứt nanh bào tử. Thời gian ủ sơ bộ thường là 3842 h. Lượng sợi nấm đem gieo cấy thường là 2 %. Trong quy trình nuôi cấy, hàm lượng cácchất hòa tan trong thiên nhiên và môi trường thường giảm từ 6 % xuống còn 1,5 – 1,8 %. Để thu chế phẩm khô, cần tách sợi nấm ra khỏi canh trường lỏng. Cô đặc chânkhông canh trường lỏng đến kh hàm lượng chất khô đạt 5-8 % rồi sấy khi trên thiết bị sấyphun. Điều kiện sấy phun là nhiệt độ chất tải nhiệt đi vào phải đạt 165 – 1800C và đi ra đạt60-700C. Thời gian lưu của chế phẩm enzyme trong thiết bị sấy phun phải không quá 716 giây và nhiệt độ chế phẩm sau khi sấy phải không quá 400C. Chế phẩm thu được cầnphải được đóng gói kín để tránh hút ẩm. Có thể thu chế phẩm pectinase tinh khiết bằngcách kết tủa enzyme trong dịch lọc canh trường với ethanol theo tỷlệ 4 : 1, với acetontheo tỷ suất 2 : 1 và isopropanol theo tỷ suất 1,3 : 1, hoặc với muối ammonium sulfate ( 50-80 % trong muối kết ). Nếu kết tủa bằng ethanol, hoạt độ pectinase trong kết tủa sẽ vào khoảng88-90 % so với hoạt độ của dịch canh trường bắt đầu. Nếu kết tủa bằng muối ammoniumsulfate, cần tách muối ra khỏi enzyme bằng chiêu thức thẩm tích ( với nước hoặc dungdịch đệm ), sau đó sấy khô. Khi độ bão hòa của ( NH4 ) 2SO4 bằng 0,5 thì sẽ kết tủa đượcđoạn có hoạt độ pectinase thấp ( đoạn này chiếm 0,25 % khối lượng khô ), nhưng nếu kếttủa bằng ( NH4 ) 2SO4 có độ bão hòa 1,0 thì sẽ kết tủa được đoạn chỉ chiếm 0,11 % nhưng lại có hoạt độ pectinase cao. Phương pháp yếm khí : Môi trường : Bã củ cải : 2 % ; ( NH4 ) 2 HPO4 : 0,75 % KH2PO4 : 0,1 % ; CaCO3 : 0,3 % ; nước chiết ngô : 0,5 %. Clostridium pectinofermentants 15 có năng lực tổng hợp pectinase một cách mạnhmẽ ở pha tăng trưởng của quy trình sinh trưởng và tăng đồng thời với sự tích lũy sinhkhối. Sự tích lũy enzyme sẽ tối đa tương ứng với pha không thay đổi của sự sinh trưởng qua 5560 h. pH bắt đầu của môi trường tự nhiên dinh dưỡng là 6,5 – 7,0. Vật liệu gieo cấy khởi đầu đượcchuẩn bị ở dạng canh trường chứa bào tử và được cấy với lượng 4 % theo thể tích. Qúatrình nuôi cấy được triển khai ở nhiệt độ 350C. Cl. Felsineum cũng hoàn toàn có thể được nuôi cấy yếm khí để thu pectinase. Thành phần môitrường gồm có : Lactose : 2 % ; pectin củ cải : 1 % ; ( NH4 ) 2 HPO4 : 0,4 % ; K2HPO4 : 0,7 % ; KH2PO4 : 0,3 % ; NaCl : 0,1 % ; MgSO4 : 0,025 % ; FeSO4 : dạng vết ; CaCO3 : 0,5 % ; dịch nấmmen tự phân : 0,05 % ; ascorbic acid : 0,5 %. Có thể thực thi thu chế phẩm từ dịch lọc canh trường bằng cách kết tủa enzyme vớidung môi hữu cơ hoặc với muối ammonium sulfate. Nếu kết tủa bằng dung môi hữu cơ, pH của dung dịch đã giải quyết và xử lý là 6,5 – 6,8. Nếu kết tủa bằng 2-2, 5 thể tích acetone thì hoạt độcủa enzyme trong kết tủa đạt 93-95 % so với hoạt độ bắt đầu. 17K hi kết tủa bằng ammonium sulfate có độ bão hòa bằng 0,2 thì sẽ thu được chếphẩm chỉ chứa pectinesterase và pectintranseliminase ; khi độ bão hòa là 0,9 – 1 thì sẽ thuđược chế phẩm chỉ chứa pectintranseliminase và exopolygalacturonase. Phương pháp tân tiến trong sẵn sàng chuẩn bị chế phẩm enzyme pectinase thường theo cácbước cơ bản sau đây : Khử muối bằng chiêu thức lọc gel ( Biogel P100 ) Tách protein bằng chiêu thức trao đổi anion ( DEAE Biogel A ), hay traođổi cation ( CM Biogel A ) Tách enzyme pectinase bằng alginate link ngangTinh sạch bằng FPLC.Alginate link ngang hoạt động giải trí bằng cách phối hợp ái lực, ảnh hưởng tác động tĩnh điện vàthay thế pectate link ngang. CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG LÀM NƯỚCQUẢ1. Giới thiệu về ứng dụng enzyme pectinaseTrong sản xuất thực phẩm, người ta sử dụng những chế phẩm pectinase duới dạng tinhkhiết. Người ta không dung chế phẩm dưới dạng canh trường nấm mốc sấy khô. Tỉ lệ chếphẩm pectinase cô đặc trên lượng nguyên vật liệu đem chế biến vào khoảng chừng từ 0,03 – 0,05 đến0, 10 %. Trong sản xuất rượu vang, cũng như trong sản xuất nước quả và những nước uốngkhông rượu, đều hoàn toàn có thể sử dụng pectinase một cách hiệu suất cao. Nhờ tính năng của pectinasemà những quy trình ép, làm trong và dịch lọc quả rất thuận tiện, do đó làm tăng hiệu suất sảnphẩm. Chẳng hạn đưa pectinase vào khâu nghiền quả, sẽ làm tăng hiệu suất nước quả saukhi ép tới 15 – 25 %. Bởi lẽ khi có pectinase phân giải những chất pectinase mà dịch quảtrong suốt không bị đục và lọc rất thuận tiện. Không những vậy. Enzyme pectinase còn gópphần chiết rút được những chất màu, tannin và những chất hoà tan nữa, do đó làm tăng thêmchất lượng thành phẩm. Tồn tại 3 nhóm enzyme pectinase phân giải pectin : Pectin methyl esteraseDepolymease18Exoenzym pectinasePectin methyl esterase ( EC. 3.1,1, 11 ) : Enzyme này đã tham gia phân giải pectinthành acid pectic và methanol. Enzyme này còn có tên khác là pectiestenase ( PE ). Hiệusuất thuỷ phân pectin của enzyme này rất là cao, hoàn toàn có thể đạt được 98 %. Pectinesterase của nấm sợi hoạt động giải trí mạnh ở pH 3-5. Cả hai loại pectinase này bị biến tính ở nhiệt độ 800C. Pectin depolymease : Ezyme này có trong tế bào thực vật. Tuy nhiên lúc bấy giờ ngườita sản xuất enzyme này theo quy mô công nghiệp từ nấm sợi và từ vi trùng. Chúng đượcphân ra làm 4 loại như sau : 1.2.3. 4. Endo pectin traseliminase ( EC, 4.2.2. 3 ), viết tắt là PTE – pectiliase. Endo petin acid traseliminase ( EC, 4.2.2. 1 ), viết tắt là PATE.Endo – poly galacturonase ( EC, 3.2.1. 15 ), viết tắt PMG.Endo – poly methyl galacturonaseViệc ứng dụng pectinase để thu nhận nước quả được vận dụng lần tiên phong vào năm1930. Từ đó đến nay việc vận dụng enzyme này đã trở nên rất phổ cập ở nhiều nước trênthế giới. Việc thu nhận nước quả từ trước đến nay đa phần bằng chiêu thức ép. Nếupectin còn nhiều sẽ theo nước quả và gây ra hiện tượng kỳ lạ nước quả bị đục, có độ keo caovà rất khó lọc trong. Trong tế bào của quả nước chiếm khoảng chừng 90-95 %. Nếu ta chỉ nghiền sau đó ép thìta chỉ hoàn toàn có thể thu nhận được khoảng chừng 60-70 % là tối đa. Khi ta cho enzyme pectinase vào, hiệu suất ép sẽ tăng 15-30 %. Nhiều trường hợp, hiệu suất ép tăng đến 50 %. Liều lượngchế phẩm enzyme tinh khiết cho vào là 0,03 – 0,05 % hoặc chế phẩm thô là 0,5 – 2 %. Nhiệt độ duy trì cho quy trình thuỷ phân là 43 – 45 %. Thời gian thuỷ phân là 4 – 8 h. dịchquả thu được bằng pectinase sẽ tronng hơn, năng lực lọc sẽ tốt hơn và hiệu suất cao kinh tếthấy rõ. 2. Ứng dụng enzyme pectinase sản xuất nước quả2. 1. Các chế phẩm enzymeTrong sản xuất nước quả và rượu vang, việc sử dụng enzym là một văn minh khoa họcrất lớn. Các chế phẩm enzyme được sử dụng trong sản xuất nước quả và rượu vang có thểlà một hỗn hợp nhiều loại enzyme và cũng hoàn toàn có thể chỉ là một loại enzyme riêng không liên quan gì đến nhau. việc19sử dụng hỗn hợp enzyme hay từng loại enzyme riêng không liên quan gì đến nhau nhờ vào vàp nguyên vật liệu vàsản phẩm cần đạt tới. Ngoài ra, việc sử dụng những loại chế phẩm enzyme như trình diễn cònphụ thuộc vào công nghệ tiên tiến sản xuất ( những yếu tố kỹ thuật ). Trong sản xuất nước quả và rượu vang, người ta thường sử dụng một trong sáunhóm enzyme sau : Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước quả đục. Mục đích sử dụng nhóm chế phẩm enzyme này là làm tăng hiệu suất trích ly đểthu được luợng mẫu sản phẩm lớn. • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước quả trong, không chứa pectin. Mục đích sử dụng nhóm này là làm tăng hiệu suất trích ly và thuỷ phân hoàn toàncác chất protein, pectin, làm giảm độ nhớt và làm triệt tiêu nguyên do làm đụcnước quả. Nhóm chế phẩm enzyme dùng để làm tăng năng lực đồng hoá nước quả và thịtquả. Mục đích làm tăng năng lực trích ly nước quả. • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản suất bán mẫu sản phẩm rượu vang nhằm mục đích làm tănghiệu suất trích ly của bán loại sản phẩm. • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để ngăn cản quy trình oxy hoá và làm cản trở sựphát triển của vi sinh vật hiếu khí tăng trưởng trong nước quả, trong rượu vang. • Nhóm chế phẩm enzyme dùng vào mục tiêu chống lại đường trong sản suất sirothành phẩm. Việc sử dụng những chế phẩm enzyme phải được xem xét kỹ lưỡng trên cơ sở đặcđiểm nguyên vật liệu trái cây cần giải quyết và xử lý. Trong những đặc thù của trái cây, người ta quan tâmrất nhiều đến đặc thù sắc tố tự nhiên của loại sản phẩm. Trong nhiều trường hợp, việc sửdụng enzyme phải bảo vệ giữ được sắc tố tự nhiên khởi đầu hoặc tạo ra những màusắc theo ý muốn bằng cách tinh chỉnh và điều khiển những phản ứng enzyme. Theo sắc tố tự nhiên, những loại trái cây được chia làm hai loại : Trái cây có màu nhạt : táo, lê, nho trắng, chuối, cam, xoài, bưởi .. Trái cây có màu sẩm do chứa nhiều antõian : anh đào, mận đỏ, nho đỏ, mậnđen, dâu .. Để giải quyết và xử lý quả nghiền có màu nhạt, người ta thường sử dụng một loạt những enzymesau : 202.2. Enzym endo-PmG để làm giảm độ nhớt của dịch quả. Enzyme PE làm tăng hiệu suất trích lyEnzyme khác như cellulose, hemicelluase, protease không bắt buộc. Ứng dụng chế phẩm pectinase trong sản xuất nước quảTừ những loại quả khác nhau, người ta thường chế biến thành những loại nước quả trong, nước quả đục, thứ nhất phải chiết rút được dịch quả từ mô cơ bản, mô bì đôi khi mô cơhọc nữa. Do đó, hiệu suất chiết rút dịch quả sẽ nhờ vào vào năng lực thấm của tế bào, cấu trúc giải phẩu và tình chất cơ lý của nguyên vật liệu, độ nhớt của chính dịch quả, độ chắccủa thịt quả, cũng như thành phần định tính và định lượng của pectin chứa trong dịch bàovà trong thành tế bào của mô quả. Để sử dụng vào việc chế biến nước quả trong thì chế phẩm thì pectinase phaỉ cóenzym endo và exo-polygalacturonse, enzym pectinestenaza. Trong chế phẩm loại này thìnhững enzym vừa kể trên là những enzym quyết định hành động hiệu suất cao của chế phẩm. Vì endo vàexo-polygalacturonse sẽ làm giảm độ nhớt của dịch quả, còn enzymPE cũng góp phầnvapò công dụng của enzym này. Enzym proteinase của chế phẩm sẽ thuỷ phân vỏ proteincủa vỏ nguyên sinh tế bào, hiệu quả là làm cho sự thoát của dịch quả thuận tiện. Sự có mặtcủa xenluase và hemixenlulase ở trong chế phẩm cũng tốt nhưng không bắt buộc. khi sửdụng cho những loại quả như táo, lê thì trong chế phẩm không được phép có enzymepectinaseliminase và enzym này sẽ phân huỷ protopectin vốn gắn những tế bào riêng biệtcủa mô quả lại với nhau, do đó gây mủn hoá mô quả, làm tăng độ nhớt của dịch quả vàkết quả là làm giảm hiệu suất dịch quả. trái lại, khi sử dụng cho những loại quả mọngnhư dâu tây thì sự xuất hiện trong chế phẩm enzym PTE lại thiết yếu vì enzym này sẽ làmmủn hoá tế bào làm cho đặc thù thoát nước của tế bào tăng lên còn độ nhớt của dịch quảlại giảm xuống. Ngoài ra, so với những chế phẩm pectinase dùng trong sản xuất nước quả trong cũngkhông được phép có những enzym oxydase ( ascohatoxydase, poliphenoloxydase ). Trong chế biến nước quả có thịt thì những enzym PTE, hemixenlulase và xenlulase lại lànhững enzym quyết định hành động hiệu suất cao công dụng của chế phẩm. trong đó vai trò dẫn động làenzym PTE có công dụng phân huỷ protopectin của mô quả. Hemixenlulase và xenlulase sẽcùng với PTE làm cho độ đồng thể của nước quả có màu sang thì trong chế phẩm không21chứa enzym oxi hoá, còn cho những nguyên vật liệu có carotenoid và antõian thì không chứaenzym phá huỷ những chất này. Để thu được nước quả, trong trường hợp có sử dụng enzym pectinase, người tacũng phải nghiền nhỏ nguyên vật liệu quả. Bã nghiền nhânh được đem giải quyết và xử lý bằng enzym, sau đó mới đem ép hoặc ly tâm. Trong trường hợp có sử dụng enzyme, người ta có thênghiền nhỏ tới mức tối đa, cốt sao thuận tiện cho công dụng của enzym mà không sợ bị tắcnghẽn kênh dẫn dịch quả trong quy trình ép sau này. Dùng pectinase không chỉ làm tăng hiệu suất dịch quả mà còn để làm trong dịchquả. Phương pháp sử dụng enzym có hiệu suất cao hơn cả. Bởi lẽ nhờ công dụng của cácenzyme mà những hệ keo của nước quá sẽ bị phá huỷ trọn vẹn. Nếu như khi làm trong bằngcác chiêu thức khác pectin bị kết tủa một phần thì khi giải quyết và xử lý bằng pectinase, pectin bịphân giải trọn vẹn thành những chất hoà tan. Với giải pháp enzym, khi mang một lượng thừa chế phẩm sẽ loại trừ đượctrường hợp làm trong không trọn vẹn. Dịch nước quả được giải quyết và xử lý bằng chế phẩm pectinase thường có vị trọn vẹn hơn vàít có khuynh hướng bị đục hơn. Quá trình làm trong dịch quả dưới tính năng của pectinase hoàn toàn có thể chia làm 3 quá trình : Giai đoạn “ bất ổn định hoá ” được tiêu biểu vượt trội bằng sự giảm độ nhớt một cách sâusắc và thường được gọi là trạng thái “ phá vỡ ” Giai đoạn “ kết lắng ” mở màn từ trạng thái “ phá vỡ ” và kết thúc khi kết tủa hoàntoàn. Giai đoạn ở đầu cuối thường được xác lập bằng sự vắng mặt những pectin kết tủa bởiion canxi. Sử dụng enzym để sản xuất nước quả thanh trùng uống trực tiếp từ quả táo và quảvảiNgày nay, nước quả trong hoặc nước quả đục được sản xuất ở nhiều nước trên thếgiới. Tùy theo hàm lượng đường và acid có trong nước quả, người ta chế biến nước quảcó hàm lượng đường và acid thấp, người ta bổ trợ đường và acid kiểm soát và điều chỉnh chất lượngcuối cùng của mẫu sản phẩm. Hàm lượng pectin cao sản phẩm thường không có lợi vì khi đóđộ nhớt của loại sản phẩm rất cao. Việc thủy phân pectin có trong dịch quả còn làm cho cácsản phẩm dịch quả không bị đục. Tuy nhiên, việc giải quyết và xử lý pectin bằng pectinase không nên22tiến hành phân giải pectin đến cùng mà cần phải giữ một lượng nhất định trong sản phẩmnước quả. Chính lượng pectin này sẽ giúp cho chất lượng nước quả tốt hơn. Trong sản xuất nước quả táo và nước quả vải, người ta sử dụng chế phẩm pectinasecho hiệu suất cao rất cao. Khi giải quyết và xử lý nước quả ở 50 0C trong 2 giờ, hiệu suất tách nước quả tăng20 %, ở 37 – 40 % sau2 – 4 giờ thì tăng 20 – 25 %. Các điều tra và nghiên cứu và trong thực tiễn sản xuất chothấy hiệu suất cao giải quyết và xử lý nước táo rất cao. Chính do đó, việc ứng dụng enzyme pectinase đượcáp dung ở toàn bộ những nhà máy sản xuất sản xuất nước táo trên quốc tế. Trong khi giải quyết và xử lý nước quảbằng enzyme pectinase, người ta thường cho thêm ascorbic acid vào chống quy trình oxyhóa của nước quả táo. Bảng 2 : Hiệu quả giải quyết và xử lý nước quả và bằng chế phẩm pectinasSttLoại nước quảNước quả từ táoa – Khôngcho chếphẩmenzymeb – Có cid ( % ) se ( % ) chátcảm ( % ) ( % ) ( % ) ( % ) quan71, 210,20 Nước quả vảia – Khôngcho chếphẩmenzymeb – Có chochếphẩmenzyme23Sản xuất nước quả uống ngay từ dâu tây, anh đào và phúc bồn tửNgười ta thường sản xuất cả dạng nước quả trong và nước quả đục từ những loại tráicây trên. Trong quy trình sản xuất, người ta thường cho thêm đường và kiểm soát và điều chỉnh lạilượng acid cho tương thích. Các loại nước quả này thường chứa nhiều pectin. Do đó, việc sử dụng những chế phẩmenzyme pectinase dễ vô hiệu năng lực gây đục cho nước quả cũng như không thay đổi và nângcao chất lượng dịch quả là điều thiết yếu. Người ta rửa sạch những loại quả trên bằng nước của vòi hoa sen. Sau đó, những loạinước quả được đem chà thành dạng pure. Quả nghiền được đun nóng ở nhiệt độ 40-50 0C được cho vào máy trộn. Tại đây nước quả được phối trộn với tỷ suất một phần nước quả và10 phần nước enzyme có lượng enzyme 0,03 %. Riêng so với nước dâu tây, người ta chothêm 0,03 % Vitamin C để làm chất chống oxy hóa. Hỗn hợp này được giữ ở 4 0C. Thờigian lưu ở nhiệt độ 400C là 4-8 giờ. Nước quả sau đó được cho qua máy ép và được đunnóng đến 450C. Tiếp đó, người ta đem nước quả ly tâm và sau cuối là lọc qua máy éplọc khung bản. Sản xuất nước quả từ nhoNước uống từ trái nho là loại nước uống trong chứ không thuộc loại nước uốngđục. Loại nước uống từ nho dạng trong thường được sản xuất nhiều ở hầu hết những nướcchâu Âu và châu Mỹ. Tuy nhiên lúc bấy giờ, người ta cũng sản xuất nước uống từ nhỏ dạngđục ( hầu hết là màu nho có màu đỏ ). Trong đó, Ý là nước sản xuất nước uống dạng đụcnhiều nhất, sau đó là Pháp, Rumani. Nho là loại quả cho nhiều dịch và chứa nhiềuđường. Tuy nhiên, nước nho thường chứa nhiều thịt quả. Trong thịt quả có nhiều pectin, dễ gây đục hoặc nếu thu nhận dịch quả trong thường không cho hiệu suất cao. Chính vìthế, người ta phải giải quyết và xử lý nước nho bằng chế phẩm enzyme pectinase. Lượng enzymepectinase được sử dụng trong trường hợp làm nát nho là 0,2 % so với khối lượng nho. Thời gian giải quyết và xử lý bằng enzyme là 3 giờ ở nhiệt độ 45 0C, bằng chiêu thức giải quyết và xử lý nàyngười ta đã làm tăng hiệu suất thu nhận dịch nho từ 65,9 lên 77,3 % so với nho trắng vàtừ 66-82, 2 % so với nho đỏ. 24 Đối với nho trắng nghiền kỹ, khi giải quyết và xử lý enzyme pectinase trong thời hạn 2,5 – 3 giờ ởnhiệt độ 40-450 C, hiệu suất tăng 14-18 %. Nếu liên tục giải quyết và xử lý sau quy trình tiến độ giải quyết và xử lý trên thêm4-5 giờ ở 40 – 500C, nước táo sẽ trọn vẹn trong. Ở tiến trình làm trong dịch quả này, người ta đun nóng dịch quả lên 900C, sau đó hạ nhiệt xuống 500C và khi đó mới sử dụngenzyme để làm trong nước quả. Trong khi ở những mẫu dịch không giải quyết và xử lý enzyme, chutrình làm trong nước nho phải lê dài 2 – 4 tháng. Hiệu suất thu dịch không sử dụngenzyme chỉ đạt trung bình 65 %. Bảng 3 : Hiệu quả việc giải quyết và xử lý nước nho bằng enzymeSttNước nhoChất Hiệukhôsuất ( % ) ( % ) Mẫu đối 17,5 chứngMẫu giải quyết và xử lý 19,0 bằng chếphẩmpectinaseĐộacid ( % ) Đường ( % ) Chấtchát ( % ) Cặn ( % ) Điểcamequan4, 265,00,5415,10,125 3,070,10,6816,850,135 Có4, 5 một ítcapecta. Quá trình sản xuất nước nho trắng có giải quyết và xử lý enzyme pectinase Nho được rửa sạch, tách cuống, loại hạt bằng máy xé và chứa chúng vào những thùngkín trong thời hạn 6 – 8 giờ hoặc những thùng lên men liên tục trong thời hạn 3 – 4 giờ. Trong thời hạn tàng trữ này, người ta cho 0,02 % ascorbic acid, sau đó ép thu nhận dịchnho. Dịch nho được làm nóng ở 800C, sau đó làm nguội nhanh đến 400C, nước nho đócho thêm 0,01 % enzyme pectinase. Tiến hành quy trình thủy phân cho độ nhớt của nước nho trong suốt. Thời gian thủyphân này khoảng chừng 6 – 8 giờ. Kết thúc quy trình thủy phân, lại đun nóng dịch quả lần thứhai đến 800C và làm nguội đến 200C và lọc nước quả qua máy lọc ép, thực thi rót chaivà đem thanh trùng. 25
Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay
