daigai

Well-Known Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối

I.Cơ chất pectin :[ I ]
Pectin là hợp chất cao phân tử mạch thẳng có cấu tạo từ sự kết hợp của các
acid galacturonic qua các liên kết α–-1,4 glucoside. Tùy thuộc nguồn pectin mà
pectin có khối lượng phân tử 800000-200000. Pectin hoà tan trong nước,
ammoniac, dung dịch kiềm, carbonate natri và trong glycerine nóng. Độ hoà
tan của pectin trong nước tăng lên khi mức độ ester hoá trong phân tử pectin
tăng và khi khối lượng phân tử pectin giảm.
Pectin là tên chung được gọi cho các hỗn hợp chứa các thành phần rất khác
nhau, trong đó pectinic acid là thành phần chủ yếu. Các pectin tự nhiên định vị
trong thành phần của tế bào có thể liên kết với các cấu trúc polyssacharide và
protein để tạo thành các protopectim không tan. Có thể phân hủy để làm pectin
tan trong nước bằng cách đun nóng pectin trong môi trường acid. Vì thế, các
pectin tan thu nhận được là kết quả của sự phân hủy phân tử pectin không tan
và chúng không đồng dạng với nhau.
Trong thực vật, pectin tồn tại dưới ba dạng: pectin hoà tan, pectin acid và
protopectin.
Pectin hoà tan là ester methylic của acid polygalacturonic pectin, trong tự
nhiên có khoảng 2/3 số nhóm carboxyl của polygalacturonic acid được ester
hoá bằng methanol. Pectin được ester hoá cao sẽ tạo gel đặc trong dung dịch
acid và trong dung dịch đường có nồng độ 65%. Enzyme pectinase tác động lên
các hợp chất pectin có khối lượng phân tử khác nhau và cấu trúc hóa học không
đồng dạng. Cấu trúc hoá học cơ bản của pectin là α–– D-galacturonan hay α––
D-galacturonoglycan, mạch thẳng có cấu tạo từ các đơn vị Dgalactopyranosyluronic acid (liên kết theo kiểu α -1,4). Mặt khác, mức độ oxy
hoá trong các phân tử polymer này cũng khác nhau, trong đó một số nhất định
các nhóm carboxyl bị ester hoá bởi các nhóm methoxyl. Trong một số trường
hợp, chẳng hạn trong pectin củ cải đường, có sự ester hoá giữa các nhóm
carboxyl và các nhóm acetyl.
Pectinic acid là polygalacturonic acid có một phần nhỏ các nhóm carboxyl
được ester hoá bằng methanol. Pectinase là muối của pectinic acid. Pectic acid
là polygalacturonic acid đã hoàn toàn giải phóng khỏi một đơn vị galacturonic
acid. Pectate là muối của pectic acid.
Protopectin tạo độ cứng cho quả xanh, không tan trong nước và có cấu tạo
hoá học phức tạp. Trong pectin có các phân tử pectin, các phân tử cellulose và
các ion Ca2+ , Mg2+ , các gốc phosphoric acid, acetic acid và đường. Protopectin
khi bị thủy phân bằng acid thì giải phóng pectin hoà tan.
II. Pectinase:
Enzyme pectinase là enzyme xúc tác sự phân hủy của các polymer pectin.
Sự phân hủy pectin trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín. Những
enzyme này vì vậy có một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình bảo quản
trái cây và rau quả. Việc kiểm soát các enzyme này trong cà chua chuyển gen
là một ví dụ điển hình trong việc ứng dụng RNA đối mã để thao tác sự biểu
hiện gen. 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.
Enzyme pectinase có thể được phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng.
• Pectinesterase (PE): xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl ester.
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 Møg2+.
• Polygalacturonase còn có tên gọi là poly -1,4-galacturoniglucanohydrolase,
xúc tác sự phân cắt các mối liên kết α–1,4-glycosid. Các exo-PG (exo-poly
1,4-α-D-galacturonide) galacturonohydrolase, phân cắt từ các đầu không
khử, và endo-PG (endo-poly1,4-α-D-galacturonide) 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 α-1,4-galacturonitemethylesglucanohydrolase, 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-glucosidáe-polymethyl galacturonase kiểu I và
exo-glucosidase-polymethylgalaturonase kiểu III.
Polygalacturonase, enzyme tác dụng trên pectic acid hay pectinic,
cũng được chia thành hai nhóm nhỏ là endo-glucosidasepolygalacturonase 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 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-α-D-galacturonide)
lyase) và endo-PEL (endo-poly(1,4-α-D-galacturonic) 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 α–-1,4-galaturonite –
methylesteglucanoliase, là enyme tác dụng trên pectin và pectinic acid.
• Polygalactorunate-transeliminase còn được gọi là poly α -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
III. Đặc điểm của các pectinase từ các nguồn khác
nhau:[ I ]
1. Pectinesterase:
Bên cạnh pectineaterase (PE) VSV, 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.
a.Đặc điểm của pectineaterase thực vật: 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 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, sản phẩm hình thành do quá trình để
methyl hoá, là một chất ức chế cạnh tranh.
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.

Tùy theo tính chất cơ lý và đặc điểm cấu tạo của từng loại quả người ta chọn
những phương pháp xử lý quả thích hợp như nghiền cắt, chà hay xé nhỏ.
Khi thực hiện một trong những phương pháp cơ học trên, một số tế bào bị phá
hủy, mất tính chất bán thấm, do đó việc chọn phương pháp cơ học làm nhỏ quả phù
hợp với từng loại quả rất có ý nghĩa công nghệ.
III.1.4-Ứng dụng chế phẩm pectinase trong sản xuất nước quả:[V]
Từ các loại quả khác nhau, người ta thường chế biến thành các dạng nước quả
trong, nước quả đục và phẩm, 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 tính 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 pectinase phải có
enzym endo và exo-polygalacturonse, enzym pectinesterase và proteinaza. Trong chế
phẩm loại này thì những enzym vừa kể trên là những enzym quyết định hiệu quả tác
dụng của chế phẩm. Vì endo và exo-PG sẽ làm giảm độ nhớt của dịch quả; còn enzym
PE cũng góp phần vào tác dụng của enzym này. Enzym proteinase của chế phẩm sẽ
thủy 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 enzym pectinaseliminase, và enzym này sẽ phân hủy 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 hủy protopectin của mô quả.
Hemixenlulase và xenlulase sẽ cùng với PTE làm cho độ đồng thể của nước quả có
thịt tốt hơn. Trong trường hợp này sự có mặt trong chế phẩm enzym PG đặc biệt là
endo-PG là không cho phép vì lẽ độ đồng thể của nước quả sẽ phụ thuộc vào độ
nghiền mịn của mô quả và độ nhớt của dịch quả. Trong chế phẩm loại này có mặt
proteinase cũng tốt nhưng không bắt buộc. Ngoài ra khi dùng các nguyên liệu có màu
sáng thì trong chế phẩm không được chứa enzym oxi hoá, còn cho các nguyên liệu có
carotenoid và antoxian thì không được chứa enzym phá hủy 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 nhận được đem xử lý bằng enzym,
sau đó mới đem ép hay ly tâm. Trong trường hợp có sử dụng enzym, người ta có thể
nghiền nhỏ tới mức tối đa, cốt sao thuận lợi cho tác dụng của enzym mà khôpng sợ bị
tắc nghẽn kênh dẫn dịch quả trong quá trình ép sau này. Vì lẽ sau khi đã kinh qua tác
dụng của enzym, dịch quả dễõ dàng thoát ra khỏi bã nghiền, nên khi ép hay ly tâm, chỉ
làm công việc tách dịch khỏi các tiểu phần của mô quả mà thôi.
Thực tế sản xuất đã chứng tỏ khi xử lý bã táo nghiền bằng 0,03% chế phẩm
pectinase hiệu suất của dịch quả được nâng lên từ 20-25%. hay khi thu nước nho mà
không sử dụng chế phẩm pectinase thì hiệu suất dịch chỉ đạt được tối đa là 65% so với
khối lượng nguyên liệu. Nếu sử dụng pectinase thì tăng hiệu suất dịch quả từ 65% lên
77,3% (nho trắng) và từ 66% lên 82,2% (nho đỏ).
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
enzym mà các hệ keo của nước quả 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 ba 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 vả
Ngày nay, nước quả trong hay nước quả đục được sản xuất ở nhiều nước trên thế
giới. Tùy theo hàm lượng đường và axit có trong quả, người ta chế biến nước quả có
cho thêm đường hay acid hay không. Đối với nước quả có hàm lượng đường và acid
thấp, người ta thường bổ sung đường và acid để điều chỉnh chất lượng cuối cùng của
sản phẩm.Hàm lượng pectin cao trong 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
tiến hành phân giải pectin đến cùng mà cần 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 vả, người ta sử dụng chế phẩm
pectinase cho hiệu quả rất cao. Khi xử lý nước quả ở 50OC trong 2 giờ, hiệu suất tách
nước quả tăng được 20%, ở 37-40OC sau 2-4 giờ thì tăng được 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 enzym pectinase được áp dụng ở tất cả các nhà máy sản xuất nước táo trên thế
Link Download bản DOC
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link tải, không dùng IDM để tải:

 
Top