nhatha2380
New Member
Download Luận văn Ảnh hưởng của PH và nhiệt độ lên hoạt tính xúc tác của enzyme bromelain trong quả dứa
MỤC LỤC
TÓM TẮT . trang i
MỤC LỤC . ii
DANH SÁCH HÌNH. iv
DANH SÁCH BẢNG . iv
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ. 1
1.1 TỔNG QUAN. 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. 1
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU . 2
2.1 GIỚI THIỆU VỀCÂY DỨA . 2
2.2 GIỚI THIỆU VỀENZYME TRONG DỨA. 3
2.2.1 Sơlược vềhệenzyme trong cây dứa . 3
2.2.2 Sơlược vềenzyme bromelain . 4
2.2.3 Cấu tạo và hoạt tính chung của enzyme bromelain . 5
i. Cấu tạo. 5
ii. Hoạt tính enzyme bromelain. 6
2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme bromelain . 7
i. Ảnh hưởng của nhân tốnhiệt độ . 7
ii. Ảnh hưởng của nhân tốpH. 8
2.3 GIỚI THIỆU VỀPHẢN ỨNG ENZYME . 9
2.3.1 Động hóa học của phản ứng cơbản. 9
2.3.2 Động học phản ứng enzyme . 10
2.4 GIỚI THIỆU SƠLƯỢC VỀCASEIN . 11
2.5 SƠLƯỢC CÁC NGHIÊN CỨU VỀENZYME BROMELAIN. 12
2.6 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU . 13
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 15
3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU . 15
3.1.1 Nguyên liệu. 15
3.1.2 Hóa chất thí nghiệm . 15
3.1.3 Thiết bịthí nghiệm . 15
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 16
3.2.1 Phương pháp chuẩn bịmẫu và hóa chất nghiên cứu . 16
3.2.2 Bốtrí thí nghiệm . 17
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢTHẢO LUẬN. 20
4.1 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản dịch chiết từdứa chứa bromelain quả đến đặc
tính enzyme . 20
4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độlên hoạt tính xúc tác phản ứng thủy phân
của enzyme bromelain quảtrên cơchất là casein . 22
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀNGHỊ . 26
5.1 Kết luận . 26
5.2 Đềnghị . 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 27
PHỤLỤC . v
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!
Trong phân tử enzyme bromelain, trung tâm hoạt động là cysteine, chứa nhóm hóa học
hoạt động mạnh là – SH . Khả năng xúc tác của nhóm cysteine là nhờ liên kết đồng hóa
trị được tạo thành thioester giữa nhóm acyl của cơ chất và nhóm sulfuhydryl của gốc
cysteine.
Trong môi trường pH sinh lý (pH = 6 – 8), phần lớn các nhóm – SH ở trạng thái không
ion hóa và sự tạo thành liên kết hydro với cơ chất là do sự tham gia proton của nhóm
– SH . Chính nhóm proton – SH sẽ làm tăng mật độ điện tích xung quanh nguyên tử
lưu huỳnh (Lê Ngọc Tú, 2004).
Bên cạnh đó pH còn ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác, mức độ ảnh hưởng của pH môi
trường lên enzyme tùy thuộc vào nhiệt độ, loại cơ chất, thời gian phản ứng, độ tinh
khiết của enzyme, bản chất của dung dịch đệm và sự hiện diện của chất tăng hoạt.
2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẢN ỨNG ENZYME
Enzyme là một chất xúc tác sinh học đặc hiệu, có vai trò xúc tác các phản ứng sinh hóa
diễn ra trong cơ thể sống. Về cấu tạo, enzyme có bản chất là protein, trong phân tử
enzyme có một hay vài bộ phận mang tính chất đặc hiệu, chỉ có bộ phận này mới tham
gia xúc tác phản ứng. Bộ phận này được gọi là trung tâm hoạt động của enzyme. Trong
trung tâm hoạt động, có những nhóm chức hóa học có chức năng trực tiếp trong quá
trình xúc tác phản ứng. Tất cả các phần còn lại của enzyme đóng vai trò như một cái
khung, giữ cho cấu trúc không gian thích hợp với khả năng xúc tác của enzyme.
(Nguyễn Đức Lượng, 2004).
2.3.1 Động hóa học của phản ứng cơ bản
Tất cả các phản ứng sinh hóa đều có thể diễn ra với sự có mặt hay không có mặt
enzyme. Thông thường, các phản ứng hóa học chỉ có thể xảy ra khi phân tử các chất
tham gia phản ứng phải tiếp xúc với nhau ở vị trí tham gia phản ứng và chúng phải ở
trạng thái hoạt động. Muốn hoạt hóa các phân tử này cần cung cấp cho chúng một mức
năng lượng nào đó đủ để đạt đến trạng thái hoạt hóa. Năng lượng đó gọi là năng lượng
hoạt hóa. Khi có sự tham gia của enzyme, năng lượng cản trở được hạ thấp, nhờ vậy sự
tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất diễn ra dễ dàng hơn. Tức là đối với phản ứng có
enzyme, chỉ cần một mức năng lượng nhỏ cung cấp cho hệ thống thì phản ứng đã xảy
ra nhanh chóng.
Vai trò xúc tác của enzyme trong phản ứng hóa học là khi có sự tham gia của các
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng Trang 10
enzyme, cơ chất được hoạt hóa mạnh, làm thay đổi tính chất và cấu trúc của cơ chất, từ
đó sinh ra các sản phẩm mới của phản ứng (Lê Ngọc Tú, 2003).
2.3.2 Động học phản ứng enzyme
Năm 1913, hai nhà khoa học Lenom Michealis và Maud Menten đã đưa ra mô hình
động học để giải thích phản ứng được xúc tác bởi enzyme và lập phương trình phản ánh
mối quan hệ giữa vận tốc phản ứng với nồng độ cơ chất và enzyme. Theo mô hình này,
enzyme (E) kết hợp với cơ chất (S) tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất (E – S). Phức
hợp này sẽ được chuyển hóa tiếp tục để tạo thành sản phẩm (P) và giải phóng enzyme.
Enzyme được giải phóng sẽ thực hiện phản ứng mới.
Theo Michealis – Menten, cơ chế xúc tác tổng quát của phản ứng có enzyme được trình
bày theo sơ đồ:
Trong đó: K1, K-1, K2, K-2 là những hằng số vận tốc của các phản ứng tương ứng.
K
-1 có giá trị nhỏ nhất.
Phản ứng chuyển hóa cơ chất thành sản phẩm là quan trọng nhất
K2 tỉ lệ với nồng độ ES: v = K2.[ES] (v: vận tốc phản ứng)
Khi nồng độ ES càng lớn, vận tốc phản ứng càng lớn (Nguyễn Đức Lượng, 2004)
Theo thuyết Mischaelis và Menten, cơ chế phản ứng có xúc tác của enzyme xảy ra qua
ba giai đoạn:
Giai đoạn một: enzyme (E) sẽ kết hợp với cơ chất (S) tại vị trí trung tâm hoạt
động của enzyme bằng các liên kết hóa học, tạo thành phức hệ enzyme cơ chất
(E-S). Ở giai đoạn này, các liên kết được hình thành thường là những liên kết
yếu nên phức hệ E – S thường không bền. Phản ứng tạo phức hệ này thường xảy
ra rất nhanh và cần có một ít năng lượng. Giữa E và S có năm loại liên kết tham
gia, mỗi loại có đặc tính riêng và năng lượng liên kết khác nhau, gồm liên kết
phối trí, liên kết hydro, liên kết ion, liên kết kỵ nước lực Vander-Waals và liên
kết do dịch chuyển điện tử.
Giai đoạn hai: khi tạo thành phức hệ E – S, dưới tác dụng của enzyme, cơ chất
sẽ bị thay đổi về cấu trúc không gian và mức độ bền vững của các liên kết bên
trong phân tử, dẫn tới sự kéo căng và phá vỡ các liên kết đồng hóa trị tham gia
ES E + P
K2
E + S ES E + P
K1
K
-1
K2
K
-2
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng Trang 11
phản ứng. Sau đó xảy ra sự thay đổi mật độ điện tích của phức hợp E – S làm
biến dạng các liên kết giữa chúng, kết quả là cơ chất được hoạt hóa, dẽ dàng
tham gia phản ứng.
Giai đoạn ba: đây là giai đoạn cuối cùng, sản phẩm của quá trình phản ứng được
tạo thành, enzyme tách ra và trở về trạng tháng ban đầu, chuẩn bị kết hợp với
phân tử cơ chất khác. Quá trình phản ứng hoàn thành.
(citied by P. R. Mathewson, 1998)
2.4 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CASEIN
Để xác định hoạt tính xúc tác của một loại enzyme, điều quan trọng nhất là lựa chọn cơ
chất và phương pháp đo hoạt tính phù hợp. Khả năng xúc tác của enzyme phụ thuộc rất
nhiều vào loại cơ chất. Đối tượng nghiên cứu ở đây là bromelain quả, cơ chất được
chọn là casein sữa (hay có thể là dạng muối caseinate).
Casein là protein chủ yếu có trong sữa, chiếm khoảng 80% protein của sữa. Casein là
một trong những protein có tính acid vì trong phân tử của chúng có chứa nhiều gốc acid
glutamic và acid aspartic. Các casein đều có điểm đẳng điện pI= 4,6. Casein không có
cấu trúc bậc ba và bốn nên không bị biến tính theo định nghĩa mà bị biến đổi phần lớn
do bị thủy phân bằng enzyme hay do xử lý nhiệt, khi đó các liên kết peptide bị cắt đứt
và hình thành những nitro phi protein (các mạch peptide ngắn, acid amine tự do, muối
amonium..). Các muối caseinate thì bền với nhiệt và tan trong nước tốt hơn. Casein
trong sữa gồm bốn dạng chính: α (s1) và α (s2)-casein, β-casein, κ-casein.
(Lê Văn Việt Mẫn, 2004)
α (s1)-casein: phân tử lượng khoảng 23000 Da, có 199 gốc acid amine. Do sự
phân bố các phần tích điện và các phần ưa béo không đồng đều nên các phân tử
loại này có tính chất lưỡng cực, 1 đầu ưa nước, 1 đầu kỵ nước.
α (s2)-casein: phân tử lượng khoảng 25000 Da, có 207 gốc acid amine, có tính
ưa nước cao nhất trong các loại casein do phân tử của nó chứa nhiều nhóm
phosphoryl và gốc cation nhất.
β-casein: phân tử lượng khoảng 24000 Da, có 209 gốc acid amine, có tính ưa
béo cao nhất. Dưới 40C, β-casein hoàn toàn bị khử trùng hợp do có nhiều tương
tác ưa béo bị phá hủy.
κ-casein: phân tử lượng khoảng 19000 Da, có 169 gốc acid amine. Loại này chỉ
chứa một gốc phosphoryl và cũng có tính lưỡng cực. Đầu amino của phân tử
protein thì ưa béo còn đầu carbox...
Download Luận văn Ảnh hưởng của PH và nhiệt độ lên hoạt tính xúc tác của enzyme bromelain trong quả dứa miễn phí
MỤC LỤC
TÓM TẮT . trang i
MỤC LỤC . ii
DANH SÁCH HÌNH. iv
DANH SÁCH BẢNG . iv
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ. 1
1.1 TỔNG QUAN. 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. 1
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU . 2
2.1 GIỚI THIỆU VỀCÂY DỨA . 2
2.2 GIỚI THIỆU VỀENZYME TRONG DỨA. 3
2.2.1 Sơlược vềhệenzyme trong cây dứa . 3
2.2.2 Sơlược vềenzyme bromelain . 4
2.2.3 Cấu tạo và hoạt tính chung của enzyme bromelain . 5
i. Cấu tạo. 5
ii. Hoạt tính enzyme bromelain. 6
2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme bromelain . 7
i. Ảnh hưởng của nhân tốnhiệt độ . 7
ii. Ảnh hưởng của nhân tốpH. 8
2.3 GIỚI THIỆU VỀPHẢN ỨNG ENZYME . 9
2.3.1 Động hóa học của phản ứng cơbản. 9
2.3.2 Động học phản ứng enzyme . 10
2.4 GIỚI THIỆU SƠLƯỢC VỀCASEIN . 11
2.5 SƠLƯỢC CÁC NGHIÊN CỨU VỀENZYME BROMELAIN. 12
2.6 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU . 13
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 15
3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU . 15
3.1.1 Nguyên liệu. 15
3.1.2 Hóa chất thí nghiệm . 15
3.1.3 Thiết bịthí nghiệm . 15
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 16
3.2.1 Phương pháp chuẩn bịmẫu và hóa chất nghiên cứu . 16
3.2.2 Bốtrí thí nghiệm . 17
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢTHẢO LUẬN. 20
4.1 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản dịch chiết từdứa chứa bromelain quả đến đặc
tính enzyme . 20
4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độlên hoạt tính xúc tác phản ứng thủy phân
của enzyme bromelain quảtrên cơchất là casein . 22
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀNGHỊ . 26
5.1 Kết luận . 26
5.2 Đềnghị . 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 27
PHỤLỤC . v
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!
Tóm tắt nội dung:
Trong phân tử enzyme bromelain, trung tâm hoạt động là cysteine, chứa nhóm hóa học
hoạt động mạnh là – SH . Khả năng xúc tác của nhóm cysteine là nhờ liên kết đồng hóa
trị được tạo thành thioester giữa nhóm acyl của cơ chất và nhóm sulfuhydryl của gốc
cysteine.
Trong môi trường pH sinh lý (pH = 6 – 8), phần lớn các nhóm – SH ở trạng thái không
ion hóa và sự tạo thành liên kết hydro với cơ chất là do sự tham gia proton của nhóm
– SH . Chính nhóm proton – SH sẽ làm tăng mật độ điện tích xung quanh nguyên tử
lưu huỳnh (Lê Ngọc Tú, 2004).
Bên cạnh đó pH còn ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác, mức độ ảnh hưởng của pH môi
trường lên enzyme tùy thuộc vào nhiệt độ, loại cơ chất, thời gian phản ứng, độ tinh
khiết của enzyme, bản chất của dung dịch đệm và sự hiện diện của chất tăng hoạt.
2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẢN ỨNG ENZYME
Enzyme là một chất xúc tác sinh học đặc hiệu, có vai trò xúc tác các phản ứng sinh hóa
diễn ra trong cơ thể sống. Về cấu tạo, enzyme có bản chất là protein, trong phân tử
enzyme có một hay vài bộ phận mang tính chất đặc hiệu, chỉ có bộ phận này mới tham
gia xúc tác phản ứng. Bộ phận này được gọi là trung tâm hoạt động của enzyme. Trong
trung tâm hoạt động, có những nhóm chức hóa học có chức năng trực tiếp trong quá
trình xúc tác phản ứng. Tất cả các phần còn lại của enzyme đóng vai trò như một cái
khung, giữ cho cấu trúc không gian thích hợp với khả năng xúc tác của enzyme.
(Nguyễn Đức Lượng, 2004).
2.3.1 Động hóa học của phản ứng cơ bản
Tất cả các phản ứng sinh hóa đều có thể diễn ra với sự có mặt hay không có mặt
enzyme. Thông thường, các phản ứng hóa học chỉ có thể xảy ra khi phân tử các chất
tham gia phản ứng phải tiếp xúc với nhau ở vị trí tham gia phản ứng và chúng phải ở
trạng thái hoạt động. Muốn hoạt hóa các phân tử này cần cung cấp cho chúng một mức
năng lượng nào đó đủ để đạt đến trạng thái hoạt hóa. Năng lượng đó gọi là năng lượng
hoạt hóa. Khi có sự tham gia của enzyme, năng lượng cản trở được hạ thấp, nhờ vậy sự
tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất diễn ra dễ dàng hơn. Tức là đối với phản ứng có
enzyme, chỉ cần một mức năng lượng nhỏ cung cấp cho hệ thống thì phản ứng đã xảy
ra nhanh chóng.
Vai trò xúc tác của enzyme trong phản ứng hóa học là khi có sự tham gia của các
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng Trang 10
enzyme, cơ chất được hoạt hóa mạnh, làm thay đổi tính chất và cấu trúc của cơ chất, từ
đó sinh ra các sản phẩm mới của phản ứng (Lê Ngọc Tú, 2003).
2.3.2 Động học phản ứng enzyme
Năm 1913, hai nhà khoa học Lenom Michealis và Maud Menten đã đưa ra mô hình
động học để giải thích phản ứng được xúc tác bởi enzyme và lập phương trình phản ánh
mối quan hệ giữa vận tốc phản ứng với nồng độ cơ chất và enzyme. Theo mô hình này,
enzyme (E) kết hợp với cơ chất (S) tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất (E – S). Phức
hợp này sẽ được chuyển hóa tiếp tục để tạo thành sản phẩm (P) và giải phóng enzyme.
Enzyme được giải phóng sẽ thực hiện phản ứng mới.
Theo Michealis – Menten, cơ chế xúc tác tổng quát của phản ứng có enzyme được trình
bày theo sơ đồ:
Trong đó: K1, K-1, K2, K-2 là những hằng số vận tốc của các phản ứng tương ứng.
K
-1 có giá trị nhỏ nhất.
Phản ứng chuyển hóa cơ chất thành sản phẩm là quan trọng nhất
K2 tỉ lệ với nồng độ ES: v = K2.[ES] (v: vận tốc phản ứng)
Khi nồng độ ES càng lớn, vận tốc phản ứng càng lớn (Nguyễn Đức Lượng, 2004)
Theo thuyết Mischaelis và Menten, cơ chế phản ứng có xúc tác của enzyme xảy ra qua
ba giai đoạn:
Giai đoạn một: enzyme (E) sẽ kết hợp với cơ chất (S) tại vị trí trung tâm hoạt
động của enzyme bằng các liên kết hóa học, tạo thành phức hệ enzyme cơ chất
(E-S). Ở giai đoạn này, các liên kết được hình thành thường là những liên kết
yếu nên phức hệ E – S thường không bền. Phản ứng tạo phức hệ này thường xảy
ra rất nhanh và cần có một ít năng lượng. Giữa E và S có năm loại liên kết tham
gia, mỗi loại có đặc tính riêng và năng lượng liên kết khác nhau, gồm liên kết
phối trí, liên kết hydro, liên kết ion, liên kết kỵ nước lực Vander-Waals và liên
kết do dịch chuyển điện tử.
Giai đoạn hai: khi tạo thành phức hệ E – S, dưới tác dụng của enzyme, cơ chất
sẽ bị thay đổi về cấu trúc không gian và mức độ bền vững của các liên kết bên
trong phân tử, dẫn tới sự kéo căng và phá vỡ các liên kết đồng hóa trị tham gia
ES E + P
K2
E + S ES E + P
K1
K
-1
K2
K
-2
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng Trang 11
phản ứng. Sau đó xảy ra sự thay đổi mật độ điện tích của phức hợp E – S làm
biến dạng các liên kết giữa chúng, kết quả là cơ chất được hoạt hóa, dẽ dàng
tham gia phản ứng.
Giai đoạn ba: đây là giai đoạn cuối cùng, sản phẩm của quá trình phản ứng được
tạo thành, enzyme tách ra và trở về trạng tháng ban đầu, chuẩn bị kết hợp với
phân tử cơ chất khác. Quá trình phản ứng hoàn thành.
(citied by P. R. Mathewson, 1998)
2.4 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CASEIN
Để xác định hoạt tính xúc tác của một loại enzyme, điều quan trọng nhất là lựa chọn cơ
chất và phương pháp đo hoạt tính phù hợp. Khả năng xúc tác của enzyme phụ thuộc rất
nhiều vào loại cơ chất. Đối tượng nghiên cứu ở đây là bromelain quả, cơ chất được
chọn là casein sữa (hay có thể là dạng muối caseinate).
Casein là protein chủ yếu có trong sữa, chiếm khoảng 80% protein của sữa. Casein là
một trong những protein có tính acid vì trong phân tử của chúng có chứa nhiều gốc acid
glutamic và acid aspartic. Các casein đều có điểm đẳng điện pI= 4,6. Casein không có
cấu trúc bậc ba và bốn nên không bị biến tính theo định nghĩa mà bị biến đổi phần lớn
do bị thủy phân bằng enzyme hay do xử lý nhiệt, khi đó các liên kết peptide bị cắt đứt
và hình thành những nitro phi protein (các mạch peptide ngắn, acid amine tự do, muối
amonium..). Các muối caseinate thì bền với nhiệt và tan trong nước tốt hơn. Casein
trong sữa gồm bốn dạng chính: α (s1) và α (s2)-casein, β-casein, κ-casein.
(Lê Văn Việt Mẫn, 2004)
α (s1)-casein: phân tử lượng khoảng 23000 Da, có 199 gốc acid amine. Do sự
phân bố các phần tích điện và các phần ưa béo không đồng đều nên các phân tử
loại này có tính chất lưỡng cực, 1 đầu ưa nước, 1 đầu kỵ nước.
α (s2)-casein: phân tử lượng khoảng 25000 Da, có 207 gốc acid amine, có tính
ưa nước cao nhất trong các loại casein do phân tử của nó chứa nhiều nhóm
phosphoryl và gốc cation nhất.
β-casein: phân tử lượng khoảng 24000 Da, có 209 gốc acid amine, có tính ưa
béo cao nhất. Dưới 40C, β-casein hoàn toàn bị khử trùng hợp do có nhiều tương
tác ưa béo bị phá hủy.
κ-casein: phân tử lượng khoảng 19000 Da, có 169 gốc acid amine. Loại này chỉ
chứa một gốc phosphoryl và cũng có tính lưỡng cực. Đầu amino của phân tử
protein thì ưa béo còn đầu carbox...