Khảo sát tính chất enzyme glucoamylase cố định trên màng nấm kombucha

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Vũ
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Trần Khánh Linh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Khảo sát tính chất enzyme glucoamylase cố định trên màng nấm kombucha
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về nấm trà Kombucha
• 1.2. Hệ vi sinh vật trong nấm trà
• 1.3. Thành phần hóa học và tính chất vật lí của màng nấm
• 1.4. Ứng dụng của nấm trà
• 1.5. Cấu trúc không gian và cấu tạo hóa học của glucoamylase. Các nguồn thu nhận glucoamylase
• 1.6. Ứng dụng của glucoamylase
• 1.7. Các kỹ thuật cố định enzyme
• 1.8. Vật liệu cố định
• 1.9. Các phương pháp cố định
• 1.10. Vai trò của kĩ thuật cố định
• 1.11. Cơ chế tác dụng với enzyme của glutaraldehyde
• 1.12. Các yếu tố tác động tới quá trình cố định enzyme bằng glutaraldehyde
• 1.13. Các ứng dụng khác của glutaraldehyde
• 1.14. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về glucoamylase và vật liệu màng nấm
• 1.14.1. Các nghiên cứu trong nước
• 1.14.2. Các nghiên cứu ở nước ngoài
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu, hóa chất
• 2.2. Quy trình nuôi cấy và thu nhận nấm trà Kombucha
• 2.3. Sơ đồ quy trình thực hiện
• 2.4. Thuyết minh quy trình
• 2.5. Nội dung nghiên cứu
• 2.6. Thí nghiệm 1: Khảo sát phương pháp tiền xử lý FM
• 2.7. Thí nghiệm 2: Xác định hoạt độ của enzyme tự do và cố định
• 2.8. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ glutaraldehyde tới quá trình cố định enzyme
• 2.9. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt tính xúc tác của glucoamylase cố định
• 2.10. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của pH tới hoạt tính xúc tác của glucoamylase cố định
• 2.11. Thí nghiệm 6: Khảo sát khả năng tái sử dụng của enzyme cố định
• 2.12. Thí nghiệm 7: Xác định thông số động học của enzyme tự do và cố định
• 2.13. Phương pháp phân tích
• 2.14. Phương pháp xác định đường khử
• 2.15. Phương pháp xác định độ ẩm
• 2.16. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Khảo sát phương pháp tiền xử lý FM
• 3.2. Xác định hoạt độ của enzyme glucoamylase tự do và cố định
• 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ glutaraldehyde tới quá trình cố định enzyme
• 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt tính xúc tác của glucoamylase
• 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của pH tới hoạt tính xúc tác của glucoamylase
• 3.6. Khảo sát khả năng tái sử dụng của enzyme cố định
• 3.7. Xác định thông số động học của enzyme tự do và cố định
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về enzyme glucoamylase

Enzyme glucoamylase là một loại enzyme quan trọng trong quá trình thủy phân tinh bột thành glucose. Enzyme này có khả năng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α-1,4-glycosidic trong tinh bột, tạo ra glucose và oligosaccharides. Việc sử dụng enzyme glucoamylase trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất syrup và bia, đã được chứng minh là rất hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát tính chất của enzyme glucoamylase cố định trên màng nấm kombucha. Màng nấm kombucha, với cấu trúc cellulose vi khuẩn, có khả năng làm chất mang cho enzyme, giúp tăng cường hoạt tính và độ ổn định của enzyme trong các điều kiện khắc nghiệt. Theo Wu và cộng sự (2008), việc cố định enzyme không chỉ giúp tăng cường hoạt động mà còn tiết kiệm chi phí sản xuất nhờ khả năng tái sử dụng nhiều lần.

II. Phương pháp cố định enzyme

Cố định enzyme là một kỹ thuật quan trọng trong công nghệ sinh học, giúp tăng cường tính ổn định và khả năng tái sử dụng của enzyme. Trong nghiên cứu này, glucoamylase được cố định trên màng nấm kombucha thông qua việc sử dụng glutaraldehyde, một hợp chất có khả năng tạo liên kết ngang giữa enzyme và chất mang. Quá trình cố định này được thực hiện qua hai phương pháp tiền xử lý màng nấm: tiệt trùng và xử lý bằng dung dịch NaOH. Kết quả cho thấy màng nấm được tiệt trùng cho hiệu quả cố định tốt hơn. Việc sử dụng glutaraldehyde không chỉ giúp tăng cường khả năng gắn kết mà còn bảo vệ enzyme khỏi các yếu tố môi trường có hại. Theo Back và cộng sự (2003), việc cố định enzyme lên chất mang có kích thước lớn như nấm kombucha là một phương pháp hiệu quả để tối ưu hóa hoạt động của enzyme trong các ứng dụng công nghiệp.

III. Đánh giá hoạt tính enzyme

Hoạt tính của enzyme glucoamylase cố định trên màng nấm kombucha được đánh giá thông qua các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, pH và nồng độ glutaraldehyde. Kết quả cho thấy glucoamylase cố định duy trì hoạt tính tương đối cao ở nhiệt độ từ 75 đến 80 độ C, với hoạt tính đạt 66.91% ở pH trung tính. Điều này cho thấy rằng việc cố định enzyme không chỉ giúp tăng cường khả năng chịu nhiệt mà còn cải thiện khả năng xúc tác của enzyme trong quá trình thủy phân tinh bột. Hơn nữa, khả năng tái sử dụng của enzyme cố định cũng được khảo sát, với kết quả cho thấy enzyme vẫn duy trì 82.86% hoạt tính ban đầu sau 10 mẻ thủy phân. Những kết quả này khẳng định giá trị thực tiễn của việc sử dụng enzyme glucoamylase cố định trong sản xuất công nghiệp.

IV. Kết luận và ứng dụng

Nghiên cứu về tính chất của enzyme glucoamylase cố định trên màng nấm kombucha đã chỉ ra rằng việc sử dụng màng nấm làm chất mang cho enzyme là một phương pháp tiềm năng trong công nghiệp thực phẩm. Kết quả cho thấy glucoamylase cố định có nhiều ưu điểm nổi bật như khả năng chịu nhiệt tốt, hoạt tính cao và khả năng tái sử dụng hiệu quả. Những phát hiện này mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng enzyme trong sản xuất syrup đường và công nghệ sản xuất bia. Việc phát triển và tối ưu hóa quy trình cố định enzyme sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí trong ngành công nghiệp thực phẩm.