1. Bài 8: NHÓM ENZYME
1. Tổng quan
1.1. Nguyên liệu
- Dứa (thơm) có tên khoa học là Ananas comosus, là một loại quả nhiệt
đới. Quả dứa có hàm lượng acid hữu cơ cao (acid malic và acid citric).
Dứa là nguồn cung cấp mangan dồi dào cũng như hàm lượng Vitamin C
và Vitamin B1 khá cao.
- Giá trị dinh dưỡng trong 100g phần ăn được
Năng lượng 202 kJ (48kcal)
Cacbohydrat
12.63 g
Đường
9.26 g
Chất xơ thực phẩm
1.4 g
Chất béo
0.12 g
Protein
0.54 g
Thiamin (Vit. B1)
0.079 mg
Riboflavin (Vit.B2)
0.031 mg
Niacin (Vit.B3)
0.489 mg
Acid pantothenic (Vit. B5)
0.205 mg
Vitamin B6
0.110 mg
Acid folic (Vit. B9)
15μg
Vitamin C
36.2 mg
Canxi
13 mg
Sắt
0.28 mg
Magie
12 mg
Phosphor
8 mg
Kali
115 mg
Kẽm
0.10 mg
- Trong quả dứa có chứa enzyme bromelain, có thể phân hủy protein. Do
vậy, quả dứa được sử dụng trong chế biến món ăn như thịt bò xào, thịt vịt
xào giúp thịt nhanh mềm và tạo hương vị đặc trưng.
1.2. Phụ gia sử dụng
- Pectinase là một nhóm enzyme thủy phân các chất pectin, sản phẩm tạo
thành là acid galacturonic, galactose, metanol. Enzyme pectinase được
tìm thấy ở thực vật bậc cao, pectinase có nhiều trong lá, củ khoai tây,
trong chanh, cà chua dứa, cỏ ba lá.

2. - Lượng chế phẩm pectinase trên lượng nguyên liệu đem chế biến khoảng
0.03-0.05%, có khi lên tới 0.1%.
- Cơ chế tác dụng: Tùy vào từng loại enzyme mà có các cơ chế tác dụng
khác nhau
1.2.1. Pectinesterase
Pectinesterase còn được gọi là pectinmethyl hydrolase, xúc tác sự khử
ester hoá nhóm methoxyl của pectin, tạo thành acid pectic. Enzym này
hoạt động đặc hiệu với nhóm methyleste của acid galacturonic nằm bên
cạnh acid galacturonic không bị este hoá.
1.2.2. Protopectinase
Protopectinase hòa tan protopectin, tạo thành các pectin hòa tan có mức
độ polymer cao.
1.2.3. Các enzym khử mạch polymer
Chia làm 2 tiểu nhóm:
a. Enzym thủy phân liên kết glycoside (Hydrolase)
 Polymethylgalacturonase (PMG): xúc tác thuỷ phân liên kết
α-1-4-glycosid đặc hiệu với pectin có mức độ ester hoá cao.
Polymethylgalacturonase gồm 2 loại:
- Endo-PMG: phân cắt ngẫu nhiên liên kết α-1,4-glycosid của
pectin.
- Endo-PMG: phân cắt ngẫu nhiên liên kết α-1,4-glycosid của
pectin.
 Polygalacturonase (PG): xúc tác thuỷ phân liên kết α-1,4-
glycosid của acid pectic (acid polygalacturonic), gồm 2 loại:
- Endo-PG: còn gọi là poly (1,4-α-D-galacturonide)
glycanohydrolase, xúc tác thuỷ phân ngẫu nhiên liên kết α-1,4-
glycosid trong phân tử acid pectic.
- Exo-PG: còn gọi là poly (1,4-α-D-galacturonide)
glalacturonohydrolase, xúc tác thuỷ phân lần lượt liên kết α-
1,4-glycosid của acid pectic từ đầu không khử.
b. Enzyme cắt (Lyase)
 Polymethylgalacturonate lyase (PMGL): Xúc tác phá vỡ liên
kết α-1-4-glycosid đặc hiệu với pectin có mức độ ester hoá
cao, có hai loại:
- Endo-PMGL: còn gọi là poly(methoxygalacturonide) lyase,
xúc tác phân cắt ngẫu nhiên liên kết α-1,4-glycosid của pectin.
- Exo- PMGL: xúc tác phá vỡ từng nấc phân tử pectin.

3.  Polygalacturonate lyase (PGL): xúc tác phá vỡ liên kết α-1,4-
glycosid của acid pectic. Có 2 loại:
- Endo- PGL: còn gọi là poly(1,4-α-D- galacturonide) lyase,
xúc tác phân cắt ngẫu nhiên liên kết α-1,4-glycosid của acid
pectic.
- Exo- PGL: còn gọi là poly(1,4-α-D- galacturonide)
exolyase, xúc tác phân cắt lần lượt liên kết α-1,4-glycosid của
acid pectic từ đầu không khử.
2. Kết quả và biện luận
Thuyết minh qui trình:
- Xử lí:
Mục đích: Xử lí nguyên liệu nhằm tạo thuận lợi cho những khâu tiếp
theo, loại bỏ những phần không dùng được.
Thực hiện: Ta loại bỏ vỏ và mắt dứa, sau đó đem rửa nhằm loại sạch
nguyên liệu và loại bỏ bẩn bám trên nguyên liệu.
- Cắt nhỏ:
Mục đích: Làm nhỏ nguyên liệu, thuận lợi cho quá trình xay nhuyễn sau
này.
Thực hiện: Ta dùng dao cắt dứa thành những miếng nhỏ.
- Xay nhuyễn:
Mục đích: nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào để tách chiết dịch được dễ dàng
hơn.
Thực hiện: Nguyên liệu sau khi được cắt nhỏ đem xay min bằng máy xay
sinh tố với tỉ lệ nước : dứa = 1:2.
- Lọc
Mục đích: nhằm tách loại bã để thu dịch quả.
Thực hiện: Lọc bằng máy lọc chân không.
80g dứa, 160g nước
M0
M1: 0.05% pectinase
M2: 0.1% pectinase

4. M0 M1 M2
Thể tích dịch lọc (ml)
189 201 206
Khối lượng bã lọc thu
được (g)
13.863 12.273 11.106
oBx
3.0 3.5 4
Độ nhớt (s)
20.03 19.13 14.18
pH
4 3.5 3.7
Màu sắc
Vàng tươi
nhất
Vàng nhạt Vàng nhạt
Trạng thái Đục nhất
Trong Trong nhất
Thời gian chảy của nước: 18s
Mức độ giảm độ nhớt của dung dịch khi sử dụng pectinase
푁(%) =
퐸푇0 − 퐸푇푡
퐸푇0 − 퐸푇푤
× 100
Khi sử dụng 0.05% pectinase:
푁 =
20.03 − 19.18
20.03 − 18
× 100 = 41.87%
Khi sử dụng 0.1% pectinase:
푁 =
20.03 − 19
20.03 − 18
× 100 = 50.74%
- Thể tích dịch sau khi lọc tăng từ mẫu M0, M1, M2 vì xử lí enzyme làm
tăng hiệu suất chiết rút dịch quả.
- Độ brix tăng vì xử lí enzyme làm tắng hàm lượng chất khô hòa tan vào
dịch quả nên làm cho độ Bx tăng.
- Độ nhớt giảm dần do dưới tác dụng của enzyme phân giải pectin thành
các chất hòa tan.

5. - Màu vàng càng nhạt, độ trong tăng dần dưới tác dụng của enzyme
pectinase phân giải protopectin thành dạng pectin hòa tan nên làm dịch
quả trong hơn, màu nhạt hơn.
3. Trả lời câu hỏi
3.1. Vai trò của enzyme pectinase
Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thuỷ phân các chất pectin, sản phẩm
tạo thành là acid galacturonic, galactose, methanol… Sự phân hủy pectin
trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín. Những enzyme này có vai trò
hết sức quan trọng trong quá trình bảo quản trái cây và rau quả. Enzyme
pectinase cũng được ứng dụng nhiều trong quá trình chế biến thực phẩm,
đặc biệt là khả năng làm trong nước quả. Việc kiểm soát hoạt động của
enzyme pectinase cũng có thể kiểm soát được độ nhớt của sản phẩm.
Vai trò của enzyme pectinase là hoạt động thủy phan pectin của enzyme đã
làm giảm độ nhớt trong nước trái cây vì thế nồng độ của các thành phần chất
tan trong dịch quả tăng lên vì thế mà tăng hiệu suất trích li và giá trị Brix của
sản phẩm cũng tăng lên.
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme
- Nhiệt độ: Hoạt động thủy phân của enzyme pectinase ở 40 – 50oC là cao
nhất. Khi tăng hay giảm nhiệt độ thì hiệu suất thu hồi giảm.
- pH: Enzyme pectinase hoạt động mạnh nhất ở pH 4.5. Ở các khoảng còn
lại, lượng dịch thu được giảm.
- Nồng độ enzyme: Lượng dịch quả trung bình thu được ứng với các mức
nồng độ enzyme có sự khác biệt. Lượng dịch quả cao nhất ứng với mức
nồng độ enzyme sử dụng dao động trong khoảng từ 0.15% đến 0.2%.
Lượng dịch quả có xu hướng giảm dần khi nồng độ enzyme cao hơn hoặc
thấp hơn.
- Thời gian thủy phân: Cần có một khoảng thời gian tối thiểu để enzyme
hoạt động, tạo ra lượng dịch quả nhiều nhất.
- Chất ức chế hoặc hoạt hóa enzyme: một số chất như thuốc trừ sâu có thể
làm ức chế enzyme hay một số chất khác có thể liên kết với enzyme để
làm tăng hoạt tính.
3.3. Ngoài pectinase, có thể sử dụng enzyme nào để tăng hiệu suất thu
hồi dịch quả?

6. - Enzyme protease: Nó sử dụng cơ chất là pectin và sản phẩm sau khi thủy
phân là acid pectic và methanol trong quá trình bảo quản lạnh. Giảm tức
thời độ đục nhưng độ trong giảm khi bảo quản lạnh.
- Hemicellulose, cellulose…
- Các loại enzyme khác như: pectinex Smash, Enzeco…
3.4. Trình bày các tác hại có thể xảy ra khi sử dụng quá nhiều hoặc quá
ít enzyme.
Lượng dịch quả có xu hướng giảm dần khi nồng độ enzyme thấp hơn hoặc
cao hơn. Nếu quá nhiều enzyme sẽ làm cản trở vận tốc phản ứng, lãng phí
enzyme. Nếu quá ít enzyme thì thời gian thủy phân sẽ kéo dài và hiệu suất
thu hồi dịch quả kém.
3.5. Pectinase có thể ứng dụng trong những sản phẩm thực phẩm nào?
- Sản xuất nước quả
- Sản xuất rượu vang đỏ
- Lên men trà và cà phê: việc thêm pectinase cũng làm cải thiện đặc tính
của bột trà bằng cách phân hủy pectine trà. Trong cà phê sử dụng loại lớp
vỏ nhầy khỏi hạt cà phê.
- Sản xuất tinh dầu: sử dụng enzyme làm tăng sản lượng dầu ôliu do tác
dụng làm hóa lỏng thành cấu trúc của tế bào.
3.6. Tác hại có thể xảy ra khi sử dụng sai những phụ gia trong bài thí
nghiệm.
Có thể không làm trong được dịch quả sau khi lọc.
3.7. Phương pháp xác định pectinase
- Nuôi cấy thu nhận enzyme pectinase từ phương pháp nuôi cấy bề mặt.
- Xác định hoạt độ enzyme pectinase bằng phương pháp đo độ nhớt với
nhớt kế Borosil: hút 2ml dung dịch enzyme thô 5% (w/v) phản ứng với
18ml dung dịch pectin 1% ở pH 4.5 và nhiệt độ 40oC. Một đơn vị hoạt độ
pectinase (UI) là lượng enzyme cần thiết làm giảm 10% độ nhớt của hỗn
hợp chứa 180mg pectin dưới những điều kiện như trên.
- Hàm lượng protein của chế phẩm enzyme được xác định bằng phương
pháp Lowry.
- Phân tích chế phẩm enzyme bằng phương pháp lọc gel Bio Gel P30: Hòa
tan chế phẩm enzyme thô trong đệm Mc Ilvaine pH 4.5 ly tâm bỏ cặn thu
được dung dịch enzyme sau đó hút 0,5ml cho chạy qua cột Bio Gel P 30
(0.8 x 30cm) (hãng Biorad – Mỹ) được cân bằng với đệm Mc Ilvaine pH
4,5. Tốc độ chảy qua cột lần lượt là 30ml/giờ và 15ml/giờ. Mỗi phân
đoạn thu 2ml và 1,5ml. Đo độ hấp thu A của từng phân đoạn ở bước sóng

7. 280nm. Vẽ đồ thị ghi nhận các peak tạo thành và xác định hiệu suất thu
hồi enzyme và hoạt độ tính tương ứng.
- Tinh sạch enzyme pectinase bằng phương pháp lọc màng (cross flow
membrance): Tiến hành tủa enzyme từ 500ml dịch chiết thu được bởi
ethanol 96o, nhiệt độ tủa 4oC, thời gian tủa là 1 giờ. Sau đó, ly tâm 5000
vòng/phút trong 15 phút thu enzyme thô. Hòa tan enzyme thô này trong
500ml dung dịch đệm Mc Ilvaine pH 4.5. Tiến hành lọc 500ml dung dịch
enzyme vừa hòa tan trên bằng hệ thống lọc QuixStand Benchtop Systems
(hãng Amersham Biosciences) với bộ lọc màng (membrane) có khoảng
phân đoạn 50kDa. Tốc độ bơm mẫu đầu vào lần lượt là 150rpm &
200rpm và điều chỉnh sao cho áp suất trên bề mặt màng không quá 5 Psi.
Thu dịch qua lọc và xác định hiệu suất thu hồi enzyme và hoạt độ tương
ứng.
3.8. Kể tên vài loại thực phẩm và enzyme bổ sung thường gặp
- Ứng dụng protease trong sản xuất bia: thủy phân protein trong hạt ngũ
cốc, tạo điều kiện xử lí bia tốt hơn.
- Ứng dụng protease trong sản xuất phomat từ sữa, sản xuất bánh từ bột
mì, chế phẩm giàu protein từ đậu tương.
- Ứng dụng pectinase trong sản xuất nước dứa, nước táo ép…
3.9. Nêu giá trị INS, ADI, ML của pectinase, protease?