Siêu vi hạt

1. 1

2. Tổng quan
Cách tiến hành
Vật liệu cố
định enzyme
Ứng dụng
01 02
03 04
Nội dung chính
2

3. I. Tổng quan
1. Enzyme cố định
Enzym cố định là enzym
được gắn lẽn các chất
mang không hoà tan hoặc
được gắn vối nhau bằng
liên kết đồng hóa trị tạo
nên đại phân tử enzym
không hòa tan.
1.1 Định nghĩa
3

4. 1.1 Đặc điểm
I. Tổng quan
1. Enzyme cố định
6
Bền nhiệt hơn
enzyme hòa tan
cùng loại vì chúng
được bảo vệ trong
chất mang.
Có thể tái sử
dụng enzyme
cố định nhiều
lần.
có xu hướng
chuyển dịch pH
tối ưu sang kiềm
hoặc acid
so với pH tối ưu
của enzyme hòa
tan cùng loại.
Hoạt độ riêng
thấp hơn hoạt
độ riêng của
enzyme hòa
tan
Khả năng bảo
quản tốt hơn
enzyme hòa
tan cùng loại.
4

5. 1.3 Ưu – nhược điểm
I. Tổng quan
1. Enzyme cố định
 Sự có mặt của chất mang có thể
làm giảm hoạt tính của enzyme.
 Trong đa số trường hợp, enzyme
có thể bị giảm hoạt mất hoạt tính
sau quá trình cố định.
 Enzyme cố định có thể tái sử dụng nhiều lần
trong thời gian dài.
 Enzyme cố định không lẫn vào trong sản phẩm
cuối của phản ứng
enzyme, do đó nó không gây ảnh hưởng xấu
đến chất lượng sản phẩm.
 Có thể ngừng phản ứng khi cần thiết bằng cách
tách hệ chất mang –
enzyme ra khỏi dung dịch cơ chất.
 Enzyme cố định tương đối bền với các tác nhân
vật lý và hóa học hơn
enzyme tự do.
 Dễ dàng tiến hành quá trình sản xuất theo
phương pháp liên tục. 5

6. Enzyme tự do
Liên kết đồng
hóa trị
Hấp phụ vật lý
lên chất mang
Gói trong khuôn gel
Cố định trên
chất mang
Liên kết các
phân tử enzyme
Hấp phụ lên chất mang
không chưa điện tích
Hấp phụ lên chất
mang bằng liên kết ion
Gói trong gel dạng hạt
Gói trong gel dạng sợi
Gói trong bao vi thể
Gói bằng phương pháp
tiền polyme
1.4 Các Phương pháp
I. Tổng quan
1. Enzyme cố định
6

7. 1.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến cố định enzyme
I. Tổng quan
1. Enzyme cố định
1
2 3
4
0
Ảnh hưởng của
chất mang
Ảnh hưởng của enzyme Ảnh hưởng của pH
Ảnh hưởng của
Phương pháp cố định
7

8. I. Tổng quan
2. Enzyme Lipase
Lipase (triacylglycerol
acylhydrolases EC 3.1.1.3) thuộc
lớp hydrolase, là enzyme hoạt
động tốt tại bề mặt liên pha
dầu – nước
Lipase xúc tác phản ứng thủy phân cắt đứt lần lượt các
liên kết α-ester chứ không cắt cùng một lúc 3 liên kết.
Là enzyme tan trong nước xúc tác phản ứng
thủy phân triacylglycerol (dầu thực vật, mỡ động vật)
không tan trong nước tạo thành các glyceril và các
acid béo tương ứng.
2.1 Đặc điểm
8

9. 2.2 Tính đặc hiệu
I. Tổng quan
2. Enzyme Lipase
Cơ chất tự nhiên của lipase là
glycerol ester. Lipase không
những xúc tác thủy phân
triacylglycerol (TAG), mà còn thủy
phân di- và monoacylglycerol và
thậm chí là phospholipid.
Đặc hiệu cơ chất Cơ chất có khả năng kết hợp vào trung tâm hoạt động của
enzyme và bị chuyển hóa dưới tác dụng của enzyme.
9

10. Cơ chất tự nhiên của lipase là glycerol ester. Lipaselipase chỉ thủy phân
triacylglycerol ở vị trí liên kết C1 và C3 của glycerol, tạo ra acid béo, 2-
monoacylglycerol và 1,2 hoặc 2,3 - diacylglycerol, hai chất này không bền,
chuyển nhóm acyl tạo sản phẩm 1,3 - diacylglycerol và 1- hoặc 3–
monoacylglycerol..
Đặc hiệu vị trí
Phản ứng xúc tác bởi
lipase không đặc hiệu và
đặc hiệu vị trí sn 1, sn 3
10

11. 2.3 Nguồn thu nhận
I. Tổng quan
2. Enzyme Lipase
Lipase vi sinh vật đã được một số
tác giả thu nhận từ Pseudomonas,
Bacillus sp. LBN 4, Staphylococcus
epidermidis, Acinetobacter sp. CR9.
Lipase chịu nhiệt từ nấm Rhizopus
homothallicus
- Lipase được thu nhận chủ yếu từ tụy
tạng của trâu, bò, cừu, lợn, và một số
loại cá. Lipase ở động vật đóng vai trò
quan trọng trong việc tiêu hóa lipid.
- Lipase có thể thu nhận từ nội tạng
cá lóc, cá tra. Trong các loại côn
trùng, lipase được tìm thấy trong cơ,
huyết tương, ống tiêu hóa và các
tuyến nước bọt.
Lipase chiết tách như phôi dừa (Cocos
nucifera linn), hạt của hoa hướng dương, hạt
lupin vàng nảy mầm, hạt nguyệt quế, hạt
hạnh nhân.
Lipase cũng được nghiên cứu ở một số loại
ngũ cốc như các loại đậu nành, yến mạch,
cám gạo. Ngoài ra lipase từ thực vật cũng có
ở phần mủ của một số loại quả như mủ đu
đủ, mủ sung, mủ xương rồng.
11

12. II. Chất mang Chitosan
1. Giới thiệu về Chitosan
- Chitosan là một thành phần quan
trọng trong vỏ của động vật giáp
xác, bộ xương ngoài của côn trùng
và thành tế bào của nấm.
- Chitosan là dẫn xuất quan trọng
của chitin, thu nhận bằng cách khử
nhóm acetyl của chitin khi xử lý với
dung dịch KOH hay NaOH đặc.
Chitosan có hai chỉ số: mức độ
deacetyl hóa và trọng lượng phân tử
trung bình.
 Hai chỉ số này ảnh hưởng trực tiếp
đến các tính chất hóa lý, hoạt tính sinh
học và ứng dụng của chitosan
(C6H11NO4)n với n = 700 – 4500.
12

13. Chitosan có khả
năng hấp phụ
lớn.
Chứa các nhóm
amino và
hydroxyl hoạt
động.
Chitosan có tác dụng
kháng khuẩn rất tốt, nhất
là trên các vi khuẩn gây
bệnh như E.coli,
Staphylococcus aureus,
Pseudomonas aeruginosa,
và có tác dụng diệt nấm,
nhất là nấm Candida
albicans.
Chitosan không
tan trong nước,
nhưng nhờ sự có
mặt những nhóm
amino làm cho nó
có khả năng tan
trong dung dịch
acid loãng có pH
khoảng 6,5
II. Chất mang Chitosan
2. Tính chất của Chitosan
13

14. III. Cố định enzyme lipase trên
siêu vi hạt “Chitosan nano sắt từ”
Nguyên tắc chung:
- Cố định lipase lên siêu vi hạt
Chitosan- Fe3O4 thông qua cầu nối
aldehyde (glutaraldehyde)
- Lipase có nhóm amin có thể tạo liên
kết ngang với một đầu aldehyde
của glutaraldehyde và đầu aldehyde
còn lại sẽ liên kết với nhóm amin
của chitosan- Fe3O4, ở đây, một mặt
chitosan hấp phụ Fe3O4, mặt khác
tạo liên kết với cầu nối
ghutaraldehyde
14

15. Điều chế siêu vi hạt “microsphere" -
"chitosan- Fe3O4,“
…Gắn enzyme lipase lên vi hạt “chitosan
– Fe3O4” thông qua cầu nối
glutaraldehyde
III. Cố định enzyme lipase trên
siêu vi hạt “Chitosan nano sắt từ”
15

16. III. Cố định enzyme lipase trên
siêu vi hạt “Chitosan nano sắt từ”
Các siêu vi hạt “chitosan- Fe3O4," được tổng hợp bằng cách: Hòa tan 0,5g
chitosan trong 50ml dung dịch acid acetic nồng độ 0,2M, khuấy mạnh hỗn
hợp trong 30 phút ở nhiệt độ phòng. Sau đó thêm 3g hạt nano Fe3O4 vào
hỗn hợp dung dịch, tiếp tục khuấy trong 1 giờ
1
Điều chế siêu vi hạt “microsphere" - "chitosan- Fe3O4”
2
Gắn enzyme lipase lên vi hạt “chitosan – Fe3O4” thông qua cầu nối glutaraldehyde
• Sử dụng 20ml “chitosan- Fe3O4," trộn với 20ml dung dịch glutaraldehyde
2% trong đệm phosphate với pH=7,5. Phản ứng được tiến hành ở nhiệt
độ 30°C trong 5 giờ. Nồng độ glutaraldehyde sử dụng trong khoảng từ 1-
3%, nếu nồng độ quá lớn sẽ gây bất hoạt enzyme ngay khi tiếp xúc.
• Các hạt nano đã được hoạt hóa thu hồi bằng phân tách từ tính, sau đó
tiến hành rửa nhiều lần bằng nước cất (khoảng 3 lần) bằng cách dùng
nam châm để tách nano trong dung dịch.
16

17. III. Cố định enzyme lipase trên
siêu vi hạt “Chitosan nano sắt từ”
2Gắn enzyme lipase lên vi hạt “chitosan – Fe3O4” thông qua cầu nối glutaraldehyde
2 • Sau khi tách toàn bộ nano đã gắn, thêm 20ml nước cất và lắc đều cho các hạt
nano phân tán hoàn toàn trong nước, thêm 20ml enzyme lipase nồng độ 2g/l và
tiến hành khuấy nhẹ trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng với số vòng quay
250v/phút, trong 60 phút.
• Hỗn hợp sau gắn sẽ tiến hành tách từ tính tương tự như trên bằng cách dùng
nam châm để thu hồi, và rửa nhiều lần bằng nước cất. Dịch sau gắn sẽ được đo
mật độ quang ở bước song 595nm để xác định lượng lipase còn lại trong dung
dịch.
• Rửa kết tủa thu được bằng đệm phosphate để loại bỏ lipase tự do.
17

18. IV. Ứng dụng enzyme lipase
Trong Công nghệ thực phẩm
Hoạt tính Sản phẩm/ Ứng dụng
Thực phẩm sữa Thủy phân chất béo của
sữa, làm chin phomat, biến
đổi chất béo của bơ
Tăng cường các chất mùi
thơm trong sữa, phomat
và bơ
Các loại bánh Cải thiện mùi thơm Kéo dài thời gian sử dụng
Nước giải khát Cải tiện mùi thơm Các loại nước gải khát
Bao bì thực phẩm Cải tiến chất lượng Mayonnaise, các loại bao
bì và các loại chỉ khâu
Thịt và cá Tăng cường hương vị Các sản phẩm thịt và cá,
loại bỏ chất béo
Các chất béo và dầu Chuyển đổi sự ester hóa,
thủy phân
Bơ cacao, margarine, các
acid béo, glycerol, các
glyceride đơn, đôi 18

19. Bơ cocao, chứa palmitic và stearic acid, khi tan chảy trong miệng sinh ra cảm giác mát lạnh như
chocolate. Công nghệ dựa vào lipase liên quan đến phản ứng thủy phân và tổng hợp được thương
mại hóa để nâng cao một vài loại mỡ kém chất lượng thành chất thay thế bơ cacao.
Quá trình sử dụng lipase từ Rhizomucor miehei cố định cho phản ứng chuyển ester thay thế palmitic
trong dầu cọ với stearic acid
Alcoholysis của dầu gan cá tuyết được sản xuất omega-3 để chống lại sự hình thành cholesterol.
Một vài loài vi khuẩn sản sinh ra ester tạo mùi ứng dụng trong công nghiệp phomai như sản phẩm
mùi do lipase của vi khuẩn Staphylococcus warneri và Staphylococcus xylosus
Lipase của vi khuẩn C.viscosum giúp cho việc tích trữ hương vị tốt hơn khi tích trữ trong vòng một
tháng. Nhiều hợp chất hương, chất nhũ hóa đã được tổng hợp nhờ xúc tác của lipase.
Ricinoleic acid estolide, monoacylglycerol đã được tổng hợp để điều chỉnh độ nhớt của chocolate và
nhũ hóa cho magarin. Xin và cs (2009) đã dùng lipase xúc tác tổng hợp olein ferulyl có tác dụng như
là chất chống oxi hóa trong thực phẩm đồng thời có tác dụng ngăn chặn bệnh tim, chống viêm và
chống ung thư.
Các polymer sinh học đã được tổng hợp nhờ xúc tác lipase. Các polymer này được ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm làm các màng bao kỵ nước.
IV. Ứng dụng enzyme lipase
Trong Công nghệ thực phẩm
19

20. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Lê Sỹ Thanh, Quyền Đình Thi, Một số tính chất hóa lý của lipase ngoại bào chủng
geotrichum sp.DTQ-26.3. tạp chí Công nghệ Sinh học 5 (1): 31-40, 2007.
2. Nguyễn Hồng Thanh, Phùng Thu Nguyệt, Biểu hiện gen mã hóa lipase từ chủng Bacillus
subtilis FS2, tạp chí Công nghệ sinh học 5 (1): 41-46, 2007.
3. Trần Bích Lam, Cố định enzyme và ứng dụng.
4. Trần Thanh Trúc, Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm.
5. Lê Văn Việt Mẫn, Giáo trình công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống pha chế
tập 1, tr273.
6. Mai Xuân Lương, Phương pháp tách chiết enzyme.
7. Rohit Shama et.al, Production, purification, characterization and applications of lipase,
Biotechnology adavances 19 (2001) 627-662.
8. Trần Bích Lam, phương pháp xác định hoạt tính enzyme.
9. Phạm Thị Hương, Ứng dụng enzyme ngoại bào trong công nghệ thực phẩm.
10. Phạm Xuân Núi, tổng hợp và đặc trưng xúc tác lipase cố định nano từ tính ứng dụng cho
quá trình chuyển hóa biodiesel từ dầu đậu nành.
11. Trần Thị Bé Lan, so sánh một số tính chất của chế phẩm enzyme lipase từ cadida rugosa và
porcine pancreas, tạp chí khoa học 2012:22b 210 220.
20