Đề tài Tìm hiểu enzyme Bromeline – Protease thực vật

Đề tài : Tìm hiểu enzyme Bromeline – Protease thực vật. Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Lâm. Nhóm sinh viên thực hiện : Nhóm 09 1. Đỗ Quỳnh Anh (530187) 2. Lê Thị Huyền (530226) 3. Bùi Thị Thu Hương (530229) 4. Nguyễn Thị Thu Hường (530235) 5. Nguyễn Thị Lý (530248) Nội dung chính : A: Enzyme Protease. I. Tổng quan về enzyme Protease. II. Nguồn thu nhận enzyme Protease. III. Ứng dụng. B: Bromeline. I. Tổng quan về Bromeline. II. Phương pháp thu nhận. III. Ứng dụng của Bromeline. Enzyme Protease.I. Tổng quan về Protease. Enzyme protease xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptide (-CO-NH)n trong phân tử protein, polypeptide đến sản phẩm thủy phân cuối cùng là các acid amin Phân loại protease: peptidase (protease) ( E.C.3.4) Exopeptidase (E.C.3.4.11-17) Endopeptidase (E.C.3.4.21-99) Aminopeptidase Carboxypeptidase Serine proteinase Cystein proteinase Aspartic proteinase Metallo proteinase II. Nguồn thu nhận enzyme Protease Động vật : tụy tạng, dạ dày bê… Thực vật : dứa, đu đủ…. Vi sinh vật : vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn… III. Ứng dụng của enzyme protease - Trong công nghiệp thực phẩm: + Chế biến thịt : làm mềm và tăng hương vị thịt + Công nghiệp sữa : làm đông tụ sữa để sản xuất pho mát. III. Ứng dụng của enzyme Protease. + Sản xuất bánh mỳ : giảm thời gian đảo trộn, làm nhuyễn bột, tăng độ dẻo, tạo độ xốp… + Sản xuất bia : tăng độ bền của bia và giảm thời gian lọc. + Chế biến nước mắm : tăng hiệu suất thu hồi đạm. III. Ứng dụng của enzyme Protease. - Trong công nghiệp da : làm mềm da, loại bỏ khỏi da các chất nhớt.- Một số ứng dụng khác :+ Điều chế dịch đạm thủy phân : làm chất dinh dưỡng, chất tăng vị, thức ăn kiêng.+ Protease của nấm mốc + amylase -> thức ăn giasúc có độ tiêu hóa cao.+ Sản xuất keo động vật, chất giặt tổng hợp để tẩy các chất bẩn protein và mỹ phẩm… B. Bromeline. Tổng quan về Bromeline. 1.1. Đặc điểm của enzyme Bromeline. Là protease thực vật có mã số EC- 3.4.22.33, thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc biệt là ở cây dứa. Thuộc nhóm endoprotease, cắt các liên kết peptide nội phân tử chuyển protein -> peptide. Có chứa nhóm sunfurhydryl thủy phân protein. 1.2. Tính chất vật lý Trọng lượng phân tử: 33200-33500 Da. Hằng số lắng: 2,73 S Thể tích riêng phần: 0,743 ml/g Hằng số khuếch tán: 7,77x10^-7cm.sec Độ nhớt bên trong: 0,039 dl/gam Tỷ số ma sát f/fo: 1,26 Điểm đẳng điện pI : 9,55 Sự hấp thụ AL%cm: 20,1 1.3. Tính chất hóa học Là 1 glycoprotein, mỗi phân tử có glycan gồm 3 manose, 2 glucosamine, 1 xylose và 1 fructose. Bromeline (thân) có 321-144 aa, đầu –NH2 là valine, đầu carboxyl là glycine. Bromeline (quả) có 283-161 aa, đầu -NH2 là alanine. 1.4. Hoạt tính của Bromeline. Bromeline có 3 hoạt tính khác nhau: peptidase, amidase và esterase. Hoạt tính esterase ở Bromeline mạnh hơn papain và ficin ( Nguyễn Đức Lượng, 2004). Bromeline trong thân có nhiều cơ chất tự nhiên và thủy phân cả cơ chất tự nhiên, cơ chất tổng hợp. Hoạt tính của Bromeline là khác nhau trên các cơ chất khác nhau. 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất. Ảnh hưởng của các chất kìm hãm. Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa. Ảnh hưởng của nhiệt độ. Ảnh hưởng của nồng độ muối. Ảnh hưởng của pH (yếu tố quan trọng nhất). Ngoài ra, hoạt độ enzyme còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: ánh sáng (đặc biệt là tia tử ngoại), sóng siêu âm, tia bức xạ… Do nó ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng. II. Phương pháp thu nhận.2.1. Thu nhận từ dứa.2.1.1. Quy trình công nghệ. Chồi, thân, lá dứa Xay nhuyễn Lọc Bã Ly tâm 1 Bã Hấp phụ Siêu lọc Kết tủa Ly tâm 2 Dịch Sấy Bromeline 2.1.2. Thuyết minh quy trình. Phá vỡ tế bào. - Xay nhuyễn. - Đồng hóa. Thu dịch enzyme thô. Tách enzyme. - Phương pháp kết tủa. + Nguyên tắc. + Một số phương pháp kết tủa: Tủa bằng axeton, bằng ethanon, bằng amonisunphate. - Phương pháp hấp thụ: kaoline/betonite. - Phương pháp siêu lọc. 2.2. Tinh sạch Bromelinebằng phương pháp sắc ký lọc gel. Nguyên tắc. Kỹ thuật sắc ký lọc gel dùng để tách những phân tử có kích thước, khối lượng phân tử khác nhau bằng cách cho chúng đi qua cột gel (gồm pha tĩnh và pha động). Pha tĩnh của cột gel có bản chất là những hạt polysacharide. Những hạt này có bản chất là polyme, có những liên kết chéo, nên tạo ra những lỗ nhỏ trong hạt gel. Những phân tử có kích thước đủ nhỏ để lọt vào bên trong lỗ gel sẽ mất một thời gian dài di chuyển chậm qua cột. - Ngược lại, những phân tử lớn hơn các lỗ sẽ đi theo khoảng trống giữa các hạt gel và di chuyển qua cột nhanh hơn. III. Ứng dụng. 3.1. Ứng dụng chung: 3.1.1. Trong công nghệ thực phẩm. Thủy phân Protein cá. Làm mềm thịt. Đông tụ Casein của sữa…. 3.1.2. Trong y học. Tăng hệ miễn dịch. Ức chế protease HIV. Sản xuất các sản phẩm chức năng…. 3.2. Ứng dụng Bromeline trong đông tụ Casein của sữa. * Đặc điểm của Casein. Hoạt tính tương tự Rennin. - Dưới tác dụng của Bromeline, Casein chuyển thành Paracasein rồi paracasein kết hợp với Canxi tạo thành quện sữa (gel). - Bromeline phá vỡ liên kết phosphoamit, giải phóng paracasein. Sự đông tụ của paracasein là kết quả của sự tạo thành “cầu canxi” giữa các phân tử paracasein. - Bromeline thủy phân phức Casein K thành hợp phần glucopeptide hòa tan trong nước và paracasein K kỵ nước. Sau đó hấp thụ ion canxi và đông tụ. Cơ chế tác dụng của Bromeline lên Casein. - Casein và các nhóm cacbonhydrate của sữa rất quan trọng trong sản xuất phomat. Bromeline được sử dụng trong công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất phomat. - Enzyme Bromeline sẽ loại bỏ cacbonhydrate của Casein ra khỏi bề mặt của Micelle. Do đó, các micelle sẽ mất đi khả năng hòa tan và liên kết với nhau để tạo thành sữa đông. Tài liệu tham khảo. Nguyễn Đức Lượng, 2004. Công nghệ enzyme. NXB Đại học quốc gia TP.HCM. PGS.TS Lê Gia Huy, PGS.TS Đặng Tuyết Phương. Enzyme vi sinh vật và chuyển hóa sinh học. NXB khoa học tự nhiên và công nghệ. Lê Thị Thanh Mai, 1997. Nghiên cứu về bromelain và con đường ứng dụng của chúng. Luận án phó tiến sĩ sinh học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia TP.HCM.