BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
NGUYỄN THỊ HƯƠNG
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT
OLIGOCHITIN TỪ CHITIN SẢN XUẤT TỪ
VỎ TÔM THẺ BẰNG ENZYME HEMICELLULASE
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD:ThS. TRẦN VĂN VƯƠNG Nha Trang, tháng 07 năm 2013 LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án:
Trước hết tôi xin gửi tới ban Giám hiệu Trường Đại Học Nha Trang, Ban chủ
nhiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Phòng Đào Tạo sự kính trọng, lòng biết ơn
1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin, oligochitin 10
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước. 10
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước: 12
1.3. Ứng dụng của chitin và oligochitin 14
1.3.1. Ứng dụng của chitin 14
1.3.2. Ứng dụng của oligochitin 16
1.4. Tổng quan về enzyme 16
1.4.1. Giới thiệu chung về enzyme 16
1.4.2. Một số nghiên cứu và ứng dụng của enzyme Hemicellulase 22
1.4.3. Một số ứng dụng của enzyme Hemicellulase. 24
CHƯƠNG II : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 26
2.1.1. Vật liệu chính 26
2.1.2. Vật liệu phụ 27
2.2. PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 27
2.2.1. Phương pháp phân tích 27
2.2.2. Bố trí thí nghiệm 28
ii
2.2.3. Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu 35
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu 35
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36
3.1. SẢN XUẤT CHITIN TINH SẠCH VÀ CHITIN HUYỀN PHÙ 36
3.1.1. Sản xuất chitin tinh sạch 36
3.1.2. xử lý chitin huyền phù 36
3.2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT OLIGOCHITIN.36
3.2.1. Xác định nồng độ enzyme thích hợp cho quá trình sản xuất oligochitin 36
3.2.2. Xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp cho quá trình sản xuất oligochitin .37
Hình 2.4: Quy trình xử lí huyền phù chitin 29
Hình 2.5: Quy trình dự kiến sản xuất oligochitin 30
Hình 2.6: Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình
thủy phân 32
Hình 2.7: Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ của quá trình thủy phân 33
Hình 2.8: Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian thủy phân 34
Hình 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi oligochitin 36
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến quá trình sản xuất oligochitin 38
Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu suất thu hồi oligochitin 39
Hình 3.4: Sơ đồ quy trình sản xuất thực nghiệm oligochitin 41
Hình 3.5: Hình ảnh oligochitin 42
1
MỞ ĐẦU
Chitin không có khả năng hòa tan trong nước nên việc sử dụng chúng rất hạn
chế. Vì thế để nâng cao giá trị sử dụng của chitin lên, người ta nghiên cứu theo
hướng sản xuất các chế phẩm từ chitin như: oligochitin, glucosamine,… hòa tan
nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng và góp phần hạn chế hiện trạng ô nhiễm môi
trường trong ngành thủy sản của nước ta hiện nay.
Oligochitin tan tốt trong nước và nó có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm,
chống oxy hóa , điều hòa đất,… Khi sử dụng oligochitin trong bảo quản thủy sản sẽ
không gây độc hại cho sản phẩm, vẫn giữ được giá trị cảm quan, chất lượng được
đảm bảo. Oligochitin sẽ là chất bảo quản thay thế các hóa chất bảo quản vẫn dùng
trong bảo quản thủy sản hiện nay như: Hàn the, ure, nitrit,…
Tính khoa học của đề tài:
Đề tài đã đưa ra được quy trình sản xuất oligochitin từ chitin vỏ tôm thẻ bằng
enzyme hemicellulase. Đưa ra được các thông số tối ưu thích hợp cho quá trình thủy
phân chitin bằng enzyme chitinase và sản phẩm thu được là oligochitin. Đây là một
chất có hoạt tính sinh học, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHITIN VÀ OLIGOCHITIN
1.1.1. Tổng quan về chitin
Chitin đã được phát hiện bởi Henri Braconnot vào năm 1811. Lần đầu tiên ông
Braconnot phân lập được chitin như một hợp chất không tan trong kiềm của một số
loài nấm. Ông đặt tên cho chất này là “Fungine” để ghi nhớ nguồn gốc của nó.
Năm 1823 Odier phân lập được một chất từ bọ cánh cứng mà ông gọi là chitin
hay “chiton”, tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp, nhưng ông không phát hiện ra sự có
mặt của Nitơ trong đó. Cuối cùng cả Odier và Braconnot đều đi đến kết luận chitin
có dạng công thức cellulose.
Vào năm 1834, Children phát hiện sự có mặt của nitơ trong chitin, 9 năm sau
đó tức năm 1843 sự tồn tại của nitơ trong chitin đã được Lassaigne chứng minh một
lần nữa.
Đến năm 1859, C.Rouget phát hiện ra một hợp chất mới khi đun hoàn lưu
chitin trong dung dịch KOH đặc, có tính chất khác với chitin, ông gọi nó là
“modified chitin”.
Năm 1876, Ledderhose thủy phân vỏ tôm hùm bằng dung dịch HCl và nhận được
một muối Clorua của amin 6C. Ông đề nghị cấu trúc CHO.(CHOH)
Vào năm 1948, Matsusshima cũng đã có một phát minh sản xuất
glucosamine từ vỏ cua.
Năm 1950, người ta đã sử dụng tia X để phân tích nhằm nghiên cứu sâu hơn
sự hiện diện của chitin trong nấm và trong thành tế bào.
Và đến năm 1951, quyển sách đầu tiên viết về chitin đã được xuất bản. Bấy
giờ, người ta đã phát hiện tiềm năng của các polyme thiên nhiên này.
Nhưng sự cạnh tranh của các loại polyme tổng hợp nên đã kìm hãm sự phát triển
thương mại của chitin và chitosan. Cho đến năm 1970, hàng loạt nghiên cứu về chitin và
chitosan được tiến hành với mục đích ban đầu là tận dụng nguồn phế liệu dồi dào từ việc
chế biến thủy sản (vỏ tôm) nhằm tránh gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên các nhà khoa
học đã phát hiện ra các tính chất đặc biệt của chitin và các dẫn xuất của nó không những
giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường mà còn mở ra một triển vọng rất lớn trong việc
ứng dụng chitin và các dẫn xuất của chúng vào sản xuất.
Vào năm 1978, một hội nghị đầu tiên nói về chitin và chitosan diễn ra tại Mỹ
và thu hút được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới.
Hiện nay, những nghiên cứu về chitin và chitosan đã đạt những thành công
nhất định. Tại Nhật, một chương trình nghiên cứu dài hơn 10 năm cũng bắt đầu
khởi động. Trung Quốc, tuy là nước bắt đầu nghiên cứu chậm hơn so với những
nước khác nhưng lại đang phát triển rất nhanh trong lĩnh vực này [23].
5
Chitin là một polymer sinh học rất phổ biến trong tự nhiên, chỉ đứng sau
cellulose, chúng được tạo ra trung bình 20g trong một năm/1m
2
bề mặt trái đất.
Trong tự nhiên chitin tồn tại cả ở động vật và thực vật.
Đối với cơ thể động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của vỏ
một số động vật không xương sống như: Côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun
3
, thì các cấu trúc α, β, γ –
chitin được mô tả như sau:
6
α-chitin β-chitin γ-chitin
Hình1.1: sắp xếp các mạch trong phân tử chitin
α- chitin có cấu trúc các mạch được sắp xếp ngược chiều nhau đều đặn, nên
ngoài liên kết hydro trong một lớp và hệ chuỗi, nó còn có liên kết hydro giữa các
lớp do các chuỗi thuộc lớp kề nhau nên rất bền vững. Do các mắt xích sắp xếp đảo
chiều, xen kẽ thuận lợi về mặt không gian và năng lượng. Đây cũng là dạng phổ
biến trong tự nhiên. Dạng α có nhiều trong các loại tôm, các loài nguyễn thể, thức
ăn của cá voi, trong dây chằng và vỏ tôm hùm, cua cũng như trong biểu bì của các
loài côn trùng.
γ, β-chitin do mắt xích ghép lại với nhau theo kiểu song song (β-chitin) và hai
song song một ngược chiều (γ –chitin), giữa các lớp không có loại liên kết hydro.
Dạng β-chitin cũng có thể chuyển sang dạng α-chitin nhờ quá trình acetyl hóa cho
cấu trúc tinh thể bền vững hơn. Dạng β tồn tại ít nó được tìm ra trong protein của
mực ống, còn dạng γ thì rất hiếm [24].
Vì thế mà người ta thường thủy phân dạng α – chitin do nó tồn tại nhiều và
phổ biến.
glucosamine bằng phương pháp hóa học từ chitin bằng cách đun nóng chitin trong
acid HCl đậm đặc ở nhiệt độ cao, chitin sẽ bị thủy phân hoàn toàn, tạo thành 88.5%
D-Glucosamin và 12.5% acid acetic.
Chitin ở dạng tinh thể, màu trắng ngà không định hình, không tan trong nước,
trong acid loãng, kiềm, chitin khó hòa tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora.
Điều này có thể do nhóm acetamit (-NHCOCH
3
) ngăn cản sự tạo thành phức chất
cần thiết. Chitin hòa tan trong dung dịch đặc nóng của các muối: thioxianat Liti
(LiSCN), thioxianat Canxi Ca(SCN)
2
tạo thành dung dịch keo. Chitin hòa tan được
trong dung dịch acid đậm đặc như HCl, H
3
PO
4
. Chitin có khả năng hấp thu tia hồng
ngoại có bước sóng 884-890 cm
-1
.
Chititn ổn định với các chất chống oxy hóa khử như: Thuốc tím (KMnO
4
), oxy
già (H
2
O
2
), nước Javen (NaClO) hay Clorua vôi Ca(ClO)
2
… từ đó lợi dụng tính
hóa học hoặc sinh học, chiếu xạ. Tùy theo từng điều kiện, chế độ thủy phân mà các
Oligochitin có khối lượng phân tử, phân đoạn khác nhau.
Oligochitin là một saccharide, được kết hợp bởi các monosaccharide từ 2÷10
trong cấu trúc của chitin. Oligochitin có khối lượng phân tử thấp, nó có khả năng
hòa tan tốt trong nước và là một chất có tính sinh học cao.
Oligochitin được xem như một thực phẩm chức năng, có khả năng chống nấm mốc,
vi khuẩn, chống oxy hóa lipid, chống ung thư, chống bướu, chống bệnh tim mạch [16].
Công thức cấu tạo của oligochitin:
9
n = 2÷10
Hình 1.3: Công thức cấu tạo của oligochitin
Oligochitin có dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, không mùi, vị đặc biệt.
chúng có khả năng tan tốt trong nước, độ nhớt thấp, phân tử lượng nhỏ và dễ
kết tinh, có hoạt tính sinh học cao như: Cải thiện thiếu máu, bệnh gan, điều hòa
huyết áp trong máu, điều hòa lượng Cholesterol, làm tăng khả năng hấp thụ
canxi, chống ung thư máu,…Ngoài ra, oligochitin còn có khả năng kháng nấm,
kháng bệnh cho cây trồng vật nuôi.
Các phương pháp sản xuất oligochitin: Hiện nay có nhiều phương pháp sản
xuất oligochitin như:
- Phương pháp hóa học: Ledderhose thu được từ sự thủy phân chitin trong
dung dịch acid một sản phẩm dạng tinh thể mà ông gọi là glucosamine vào năm
1876. Năm 1902, một phương pháp thủy phân nhẹ nhàng hơn tạo nên 2 –
acetamiddo-deoxy- D-glucose. Như vậy cấu trúc và thành phần chính của chitin đã
Hiện nay, có nhiều cơ sở đang nghiên cứu sản xuất chitin trong đó Trung tâm
Chế biến Trường Đại học Nha Trang là nơi sản xuất chitin có chất lượng cao.
Ở miền Bắc, Viện Khoa học Việt Nam đã kết hợp với xí nghiệp Thủy sản Hà
Nội sản xuất chitin và ứng dụng của nó.
Ở miền Nam, trung tâm Công nghệ Sinh học và Sinh học Thủy sản phối hợp
với một số cơ quan khác như: Đại học Y dược TP.HCM, Phân viện Khoa học Việt
Nam, viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam… đang nghiên cứu sản xuất và ứng
dụng chitin trong các lĩnh vực nông nghiệp, y dược.
11
Năm 2003 một dự án sản xuất thử nghiệm chitin đã hoàn thành tại trường Đại học
Nha Trang. Trường Đại học Nha Trang đã chuyển giao công nghệ sản xuất chitin cho
một số cơ sở sản xuất. Sản phẩm chitin của Trung tâm Chế biến Thủy sản của Trường
Đại học Nha Trang đang có uy tín cao, sản phẩm bắt đầu ứng dụng mạnh mẽ vào một số
cơ sở sản xuất và được đưa đi chào hàng ở Thái Lan. Sản phẩm chitin của trường Đại
học Nha Trang đã góp phần giảm nhập khẩu chitin từ nước ngoài.
Năm 2005 Trần Thị Luyến đã nghiên cứu sản xuất olygosaccharide từ chitin –
chitosan bằng phương pháp hóa học. Hiện nay công nghệ đã được hoàn thiện, sản
phẩm đang tiếp tục được sản xuất tuy nhiên năng suất còn nhỏ.
Năm 2006 Trần Thị Luyến triển khai sản xuất olygosaccharide bằng enzyme.
Đây là một hướng nghiên cứu mới, cần được tiếp tục nghiên cứu trên nhiều đối
tượng enzyme khác nhau [11].
Một số quy trình sản xuất chitin và oligosaccharide ở trong nước.
1. Quy trình sản xuất chitin của xí nghiệp thủy sản Hà nội:
Nguyên liệu là vỏ tôm khô hoặc tươi được loại bỏ hết tạp chất, xử lí tách
khoáng lần 1 trong dung dịch HCl 4% trong thời gian τ = 24 giờ ở nhiệt độ phòng
với tỉ lệ w/v = ½. Sau đó vớt ra rửa trung tính và dùng NaOH 2% để tách protein lần
1 với tỉ lệ w/v = ½., ở nhiệt độ t
C trong thời
gian τ = 2 giờ với tỷ lệ w/m = 1/2.5 để khử protein, sau đó vớt ra và rửa trung tính.
Tiến hành tẩy màu bằng KMnO
4
1% trong môi trường H
2
SO
4
10% trong 60 phút
,sau đó đem rửa sạch và tiếp tục tẩy màu bằng Na
2
SO
3
1.5% trong thời gian 15 phút
rồi vớt ra rửa sạch ta thu được chitin.
Nhận xét:
Ưu điểm: Sản phẩm có chất lượng khá tốt, chitin có màu sắc đẹp.
Nhược điểm: Sử dụng nhiều chất oxy hóa do đó ảnh hưởng đến độ nhớt của
sản phẩm, thời gian xử lý dài [7].
+ Quy trình sử dụng enzyme papain sản xuất chitosan của PGS - TS Trần Thị Luyến:
Vỏ tôm khô được xử lý trong điều kiện: Dung dịch HCl 10% với tỷ lệ w/m = 1/10, ở
nhiệt độ phòng trong thời gian 5 giờ. Nguyên liệu vỏ tôm tươi được xử lý tương tự
nhưng với tỷ lệ w/m = 1/5. Sau đó tiến hành rửa sạch và khử protein bằng enzyme
papain theo phương pháp bổ sung dung dịch 13% papain vào khối vỏ tôm đạt tỷ lệ w/m
= 1/5, dùng HCl điều chỉnh pH về 5 ÷ 5.5 và nâng nhiệt độ lên 70 ÷ 80
o
C trong thời gian
4 giờ. Sau đó rửa sạch, làm khô ta thu được sản phẩm chitin [11].
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước:
Nghiên cứu sự tồn tại, cấu trúc, tính chất lý hóa và công nghệ tách chiết chitin
, được ủ với lysozyme
(2mg/ml, 1ml), tại 37
0
C trong 3 ngày và sau đó cho thêm dung dịch enzyme
lysozyme vào (1ml). Sau 3 ngày, lấy đi ly tâm và những sản phẩm trên bề mặt
dung dịch mang đi phân tích bởi HPLC.
Phương pháp B (sử dụng một lượng lớn enzyme lysozyme): Chitosan đã
được deacetyl 30 -72%. Enzyme lysozyme (20mg) cho thêm vào, tạo nên một
hỗn hợp, đem đi ủ ở 37
o
C. Trong thời gian ủ, tách ra 0,5ml đưa ra ngoài,
acetylated và phân tích bằng HPLC [17].
Năm 1997 Muzzarelli cho rằng Strepmyces griseus HUT 6037 tiết ra enzyme
ngoại bào chitinase ứng dụng thủy phân chitin của loài giáp xác [18].
Quy trình sản xuất chitin của Hackman
Vỏ tôm được làm sạch bằng cách cạo và rửa dưới vòi nước chảy rồi sấy khô
trong lò sấy ở nhiệt độ 100
o
C. Lượng dùng là 220 g được ngâm trong 2 lít HCl 2N
trong thời gian 5 giờ ở nhiệt độ phòng. Sau đó vớt ra rửa kỹ với nước và sấy ở
100
o
C. Sau đó nghiền thành bột, bột nhuyễn này được trích trong bình cầu và lắc
mạnh trong 48 giờ với 0.5 lít HCl 2N, ly tâm bỏ phần lỏng, phần rắn được rửa kỹ,
14
và tiếp tục được chiết bằng cách lắc mạnh trong 12 giờ với 0.5 lít NaOH 1N ở
100
dẫn đến bị nhiễm trùng. Có tác dụng chống mất nước, tăng khả năng tái tạo da,
khi lành không để lại sẹo.
+ Sản xuất thuốc kháng virut: Hiện nay thuốc kháng virut có nguồn gốc từ acid N
–acetylneuraminic hay gọi tắt là NANA có thể được tổng hợp hoặc thu từ tự nhiên. Cả
hai trường hợp đều rất tốn kém. Nay, các nhà nghiên cứu tại Đại học Vienna đang phát
triển một kĩ thuật mới để chuyển chitin thành NANA với chi phí thấp, một loại gen của
vi khuẩn đã được cấy vào loài nấm Trichoderma. Thông thường loài nấm này sẽ ăn
chitin, phá vỡ cấu trúc của nó để biến thành đường amino monomer. Nhờ sự bổ sung
loại gen mới vào nấm và qua vài bước tinh chế, kết quả cuối cùng thu được NANA với
giá thành thấp hơn các phương thức cũ. Nấm Trichoderma có thể nuôi cấy nhân tạo và
sinh khối cho nó là chitin thì rất phổ biến [20].
Trong nông nghiệp: Người ta dùng chitin để xử lí hạt giống nhằm tăng hiệu
quả phát triển và thúc đẩy sự tăng trưởng cho hạt giống. Ngoài ra chitin cho vào hỗn
hợp đất sẽ làm giảm đáng kể các gốc cây bị sâu và ức chế nấm [20].
Trong công nghiệp dệt may các dẫn xuất của chitin được sản xuất và sử dụng
trong in ấn và chuẩn bị hoàn thiện vải dệt. Bên cạnh đó, chitin và chitosan có những
đóng góp đáng kể cho ngành y tế liên quan đến khâu dệt, sợi và chất xơ.
Chitin được ứng dụng khá phổ biến trong xử lý môi trường nhờ khả năng
hấp phụ, tạo phức với các ion kim loại (Pb, Hg, Fe,…) các chất màu, khả năng
keo tụ, tạo bông rất tốt với các chất hữu cơ. Do đó, chitin được sử dụng như một
chất để xử lý nước thải, thu hồi protein trong nước thải, trong xử lý chất màu của
nước thải từ nhà máy dệt nhuộm.
Chitin nếu để thế thì không tan trong nước, acid loãng, kiềm nên ứng dụng của
chitin rất hạn chế, tuy nhiên nếu thủy phân chitin tạo các đồng phân, các sản phẩm
thủy phân như chitosan, oligochitin, glucosamine,… do các sản phẩm tan tốt trong
nước, có khả năng tạo độ nhớt, có độ kháng khuẩn cao nên được ứng dụng nhiều.
Các sản phẩm thủy phân chitin được ứng dụng trong y học, bảo quản rau quả do có
tính kháng khuẩn. Ngoài ra, các sản phẩm của quá trình thủy phân chitin còn được
16
17
Ví dụ: Trong phản ứng thủy phân saccharose nếu dùng sacaraza làm chất xúc tác
thì tốc độ phản ứng tăng nhanh gấp 2.10
12
lần so với khi dùng acid làm chất xúc tác.
a. Nguồn gốc của enzyme:
Việc điều chế enzyme bằng phương pháp hóa học với số lượng lớn là việc rất
khó khăn và đầy tốn kém, nên người ta thường thu nhận chúng từ các nguồn sinh
học. Có ba nguồn nguyên liệu sinh học cơ bản: Các mô và cơ quan động vật, mô và
cơ quan thực vật, tế bào vi sinh vật.
Từ thực vật: Thông thường enzyme hay có mặt ở các cơ quan dự trữ như
hạt, củ, quả. Nhựa đu đủ tách papain, hạt đậu tương tách urease, thân và quả
dứa tách bromelain,….
Từ động vật: Từ một số mô và cơ quan động vật người ta có thể thu nhận
nhiều enzyme khác nhau và enzyme thường có ở các tuyến tụy, màng nhầy dạ dày,
tim,… như dạ dày thu được enzyme pepsin, từ tụy tạng thu được enzyme trypsin,….
Từ vi sinh vật: Vi sinh vật thường đùng để sản xuất chế phẩm enzyme gồm
nhiều loại: Aspergillus, Baccillus, Pencillium, Clostridium, Streptomyces và các
loại nấm men. Vi sinh vật là đối tượng thích hợp để sản xuất enzyme [3].
b. Enzyme đều có đặc tính sinh học chung:
- Enzyme được tạo ra trong tế bào sinh vật: Quá trình tổng hợp enzyme rất phức tạp
- Enzyme tham gia phản ứng cả trong tế bào sống và cả khi tách ra khỏi tế bào sống.
- Enzyme tham gia phản ứng trong điều kiện ôn hòa
- Enzyme có thể tham gia xúc tác các phản ứng trong và ngoài cơ thể từ giai
đoạn đầu đến giai đoạn cuối.
- Enzyme có thể thực hiện một phản ứng. Các phản ứng này xảy ra ở ngoài tế bào.
- Phản ứng enzyme tiêu hao năng lượng rất ít. Trong khi đó, các phản ứng hóa
nhóm nguyên tử hay một nguyên tử từ chất này sang chất kia.
Lớp 3: Hydrolase: Gồm những enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân.
Lớp 4: Liase: Gồm những enzyme xúc tác cho các phản ứng tách 1 nhóm nào
đó ra khỏi một chất mà không cần nước.
Lớp 5: Ligase (Syntetase): Gồm những enzyme xúc tác cho các phản ứng tổng hợp
các chất hữu cơ đặc hiệu cho cơ thể mà năng lượng được lấy từ cá hợp chất cao năng.
19
Lớp 6: Isomerase: Gồm những enzyme xúc tác cho các phản ứng chuyển đồng
phân: D L,… cùng phân tử nhưng khác cấu tạo [29].
e. Cơ chế tác động của enzyme:
Apoenzyme quyết định tính đặc hiệu cao của enzyme và làm tăng hoạt tính
xúc tác của coenzyme. Coenzyme quyết định kiểu phản ứng mà enzyme xúc tác,
trực tiếp tham gia trong phản ứng.
Enzyme là chất xúc tác sinh học, do đó trước tiên chúng mang đầy đủ các đặc
điểm của chất xúc tác nói chung. Vận tốc của phản ứng hóa học được xác định bởi
giá trị hoạt hóa tức là mức năng lượng các chất tham gia phản ứng phải đạt được để
cắt đứt liên kết cần thiết và hình thành liên kết mới. Hầu hết các biến đổi hóa sinh
trong tế bào và sơ thể sống đều được xúc tác bởi enzyme ở pH trung tính, nhiệt độ
và áp suất bình thường. Nhờ sự tạo thành phức hợp trung gian enzyme – cơ chất mà
cơ chất được hoạt hóa. Khi cơ chất kết hợp với enzyme, do kết quả của sự cực hóa,
sự chuyển dịch của các electron và sự biến dạng của các liên kết tham gia trực tiếp
vào phản ứng dẫn tới làm thay đổi động năng cũng như thế năng, kết quả làm cho
phân tử cơ chất trở nên hoạt động hơn, tham gia phản ứng dễ dàng.
Phương trình phản ứng enzyme như sau:
ES + S ES P + E
Trong đó:
E: Enzyme; S: Cơ chất; ES: Phức hợp enzyme- cơ chất; P: Sản phẩm.
gia xúc tác bởi enzyme.
6- Có nhiều enzyme không bị mất đi sau phản ứng [22].
Sử dụng vi sinh vật để sản xuất enzyme có những ưu điểm sau:
- Có thể chủ động trong quá trình sản xuất.
- Chu kì sinh trưởng phát triển của vi sinh vật ngắn do đó có thể sản xuất
enzyme từ vi sinh vật trong một thời gian ngắn từ 36-60 giờ.
- Có thể định hướng việc tổng hợp enzyme ở vi sinh vật theo hướng sản xuất
chọn lọc enzyme với số lượng lớn.
Copyright: Tài liệu đại học ©