Phụ gia Enzymes và ứng dụng

Phụ gia Pectin, Protopectin, Enzyme pectinase và ứng dụng

Khái niệm Pectine và protopectin

  • Protopectin: đây là dạng pectine nguyên thủy. Khi thủy phân giới hạn protopectin sẽ tạo ra pectin hoặc acid pectinic. Protopectin là thành phần quan trọng của chất gian bào, làm nhiệm vụ liên kết giữa các tế bào thực vật với nhau. Dưới tác dụng của acid HCl 0,03%, enzyme proropectinase hay khi đun sôi, protopectin chuyển hóa thành pectin hòa tan.
  • Acid pectic (acid polygalacurnic): là các galacturonan có chứa hàm lượng các nhóm methoxul không đáng kể. Dạng acid hay muối của acid petic gọi là pectat.
  • Acid pectinic: là các galacturonan chứa hàm lượng các nhóm methoxyl cao. Dạng acid hoặc dạng muối của acid pectinic được gọi là pectinat ( Kilara, 1982).
  • Pectin : là tên chung để chỉ một hỗn hợp gồm nhiều thành phần khác nhau mà trong đó acid petic là thành phần chủ yếu.

Enzyme pectinase

Khái niệm:

Enzyme 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. Trong các loại khác chỉ có enzyme pectinesterase. Chúng cũng có thể được chiết xuất từ nấm mốc. Couri và cộng sự (1995) đã nghiên cứu “ thao tác trên gen trên chủng Aspergillus nhằm tăng khả năng tổng hợp các enzyme phân giải pectine.

Enzyme pectinase thuộc nhóm enzyme thủy phân. Nó sử dụng cơ chất là pectin và sản phẩm sau khi thủy phân là acid pectic và methanol. Enzyme pectinase được sử dụng nhiều trong công nghiệp chế biến trái cây nhằm mục đích gia tăng hiệu suất thu hồi dịch quả, cải thiện chất lượng dịch quả và có tác dụng làm trong (Nilay Demir  et al, 2000).

Lượng dịch quả có xu hướng giảm dần khi nồng độ enzyme thấp hơn hoặc cao hơn. Theo Phạm Ngọc Tuấn (2009), khi thừa cơ chất, vận tốc phản ứng tăng khi nồng độ enzyme tăng nhưng khi nồng độ enzyme bão hòa với nồng độ cơ chất thì vận tốc phản ứng không thay đổi hoặc không tăng thêm khi tăng nồng độ enzyme. Phản ứng thủy phân xúc tác bởi enzyme cần có một khoảng thời gian tối thiểu đối với từng loại enzyme. Việc kéo dài thời gian cho hoạt động thủy phân là cần thiết để tạo ra lượng sản phẩm (dịch quả) nhiều. Tuy nhiên, thời gian thủy phân quá kéo dài cũng không tạo ra lượng sản phẩm nhiều hơn mà lại mất nhiều thời gian. Ngược lại thời gian thủy phân quá ngắn là không đủ cho phản ứng.

Phân loại: enzyme pectinase gồm 3 loại nhóm chính: pectinestarase, các enzyme khử mạch polymer, protopectinase. 

Enzyme pectinase bao gồm nhiều loại enzyme khác nhau như pectinesterase polygalacturonase, …xúc tác thủy phân các phân tử pectin thành các sản phẩm khác nhau. PE(pectinesterase) xúc tác thủy phân liên kết ester của acid pectic với nhóm metyl giải phóng ra pectate và metanol. Các pectate dễ kết lắng trong điều kiện có in Ca2+, làm cho sản phẩm kém ổn định, đồng thời rượu metanol là thành phần không mong muốn trong sản phẩm. PG (polygalaturonase) xúc tác thủy phân liên kết alpha-1,4-D-galacturonic trong phân tử pectin tạo thành acid galacturonic có phân tử nhỏ và khó kết lắng, giúp sản phẩm ổn định hơn. [2]

  • Enzyme Pectinesterase (PE)(EC.3.1.11.1), hay còn được gọi là với một số tên khác như pectinmetylesterase, pectase, pectin methoxylase và pectolipase, thuộc nhóm enzyme thủy phân.
  • Enzyme polygalacturonase (PG) là enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết a-1,4 glycoside trong phân tử pectine. Polygalacruronase là phức hệ gồm nhiều enzyme thường có tính đặc hiệu cao với cơ chất:

+ Polymetthylgalacturonase tác dụng chủ yêu lên các estermetylic của các polygalacturonic. Các enzyme này được chia thành 2 nhóm nhỏ tùy theo liên kết glycoside bị cắt đứt: endo-glucosidase polymethyl – galactoronase (phân cắt ngẫu nhiên liên kết 1,4 glycoside của pectin) và exo-glucosidase-polymethylgalactoronase ( phân cắt lần lượt các liên kết a-1,4 glycodid của mạch pectin từ đầu không khử)

+ Polygalacturonase tác dụng chủ yếu lên acid pectiinic và pectic. Các enzyme này cũng được chia làm 2 nhóm dựa vào vị trì liên kết glycoside bị thủy phân. Gồm: endo-glucoside- polygalacturonase và exo-glucosidase-polygalacturonase.

Hình 2: Mô hình hoạt động của enzyme pectinase.

Ứng dụng trong ngành thực phẩm:

+        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.

Tắt [X]