Khóa Luận Tốt Nghiệp: Khảo Sát Tính Chất Enzyme Lipase Cố Định Trên Vật Liệu Cellulose Vi Khuẩn

• Tác giả: Trần Thị Như Hảo
• 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 Lipase Cố Định Trên Cellulose Vi Khuẩn
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. Bố cục Đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Lipase tự do
• 2.2. Nguồn gốc của enzyme lipase
• 2.3. Cấu trúc hoạt động của enzyme lipase
• 2.4. Tính chất của enzyme lipase
• 2.5. Ảnh hưởng của pH đến enzyme lipase
• 2.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến enzyme lipase
• 2.7. Cố định enzyme lipase
• 2.7.1. Các phương pháp cố định enzyme
• 2.7.2. Phương pháp cố định enzyme bằng liên kết ngang
• 2.7.3. Phương pháp bao gói enzyme
• 2.7.4. Phương pháp hấp phụ vật lý
• 2.8. Cellulose vi khuẩn (Bacterial cellulose – BC)
• 2.8.1. Vi sinh vật sản xuất BC
• 2.8.2. Các loại phản ứng nuôi cấy tạo BC
• 2.8.3. Con đường sinh tổng hợp BC ở Gluconacetobacter xylinus (G.)
• 2.8.4. Ứng dụng cellulose vi khuẩn
• 2.8.4.1. Nguyên liệu thực phẩm
• 2.8.4.2. Phụ gia thực phẩm
• 2.8.4.3. Vật liệu đóng gói thực phẩm
• 2.8.4.4. Băng kháng khuẩn và chữa lành vết thương
• 2.9. Cố định tế bào và enzyme
• 2.9.1. Các phương pháp xử lý vật liệu BC
• 2.9.2. Vật liệu BC bị oxy hóa
• 2.9.3. Vật liệu nano tổng hợp alginate-BC
• 2.9.4. Vật liệu BC dạng huyền phù và tấm giấy
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Enzyme, vi sinh vật tạo BC, môi trường nhân giống và hóa chất
• 3.2. Vi khuẩn tạo cellulose
• 3.3. Môi trường phân lập và nhân giống G.
• 3.4. Các phương pháp phân lập và nhân giống
• 3.5. Môi trường tạo BC
• 3.6. Quy trình thu nhận BC
• 3.7. Phương pháp cố định enzyme
• 3.8. Tiền xử lý BC bằng phương pháp acetyl hóa (BCA)
• 3.9. Phương pháp cố định enzyme trên BC
• 3.10. Nội dung nghiên cứu
• 3.10.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ iodine đến khả năng cố định lipase
• 3.10.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ iodine đến mức độ acetyl hóa
• 3.10.3. Khảo sát khả năng cố định lipase trên vật liệu BCA
• 3.10.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hoạt tính xúc tác của lipase tự do và cố định
• 3.10.5. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ đến hoạt tính xúc tác của lipase tự do và cố định
• 3.10.6. Khảo sát độ bền pH (pH stability) của lipase tự do và cố định
• 3.10.7. Khảo sát độ bền nhiệt (thermal stability) của lipase tự do và cố định
• 3.10.8. Xác định thông số động học của lipase tự do và cố định
• 3.10.9. Khảo sát khả năng tái sử dụng và bảo quản của lipase cố định
• 3.11. Phương pháp phân tích
• 3.11.1. Xác định hàm lượng đường trong mẫu nước dừa
• 3.11.2. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp so màu 3,5-Dinitrosalicylic (DNS)
• 3.11.3. Xác định đường tổng trong mẫu nước dừa bằng phương pháp phenol-acid sulfuric
• 3.11.4. Xác định hoạt tính enzyme bằng phương pháp chuẩn độ
• 3.11.5. Xác định các phổ hấp thụ của BC bằng FTIR
• 3.11.6. Xác định hình thái bề mặt bằng kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM)
• 3.11.7. Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Lowry
• 3.11.8. Xác định độ dày của BC thu được
• 3.11.9. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ iodine đến khả năng cố định lipase
• 4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ iodine đến mức độ acetyl hóa
• 4.3. Khảo sát khả năng cố định lipase trên vật liệu BCA
• 4.4. Khảo sát ảnh hưởng pH đến hoạt tính xúc tác của lipase tự do và cố định
• 4.5. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ đến hoạt tính xúc tác của lipase tự do và cố định
• 4.6. Khảo sát độ bền pH (pH stability) của lipase tự do và cố định
• 4.7. Khảo sát độ bền nhiệt (thermal stability) của lipase tự do và cố định
• 4.8. Xác định thông số động học của lipase tự do và cố định
• 4.9. Khảo sát khả năng tái sử dụng và bảo quản của lipase cố định
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN

I. Tổng quan về enzyme lipase và cellulose vi khuẩn

Enzyme lipase là một trong những enzyme quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Chúng có khả năng xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học, đặc biệt là thủy phân lipid. Cellulose vi khuẩn (BC) là một vật liệu tiềm năng để cố định enzyme lipase, nhờ vào tính tương thích sinh học và khả năng tái sử dụng cao. Việc khảo sát tính chất của enzyme lipase cố định trên BC sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất hoạt động của enzyme.

1.1. Đặc điểm của enzyme lipase trong công nghiệp

Enzyme lipase có khả năng xúc tác cho nhiều phản ứng như thủy phân, ester hóa và trans-ester hóa. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, dược phẩm và sản xuất chất tẩy rửa.

1.2. Cellulose vi khuẩn Vật liệu lý tưởng cho cố định enzyme

Cellulose vi khuẩn có độ tinh khiết cao, cấu trúc tinh thể tốt và khả năng phân hủy sinh học. Những đặc điểm này làm cho BC trở thành vật liệu lý tưởng để cố định enzyme lipase.

II. Thách thức trong việc cố định enzyme lipase

Mặc dù enzyme lipase có nhiều ứng dụng, nhưng việc sử dụng enzyme tự do gặp nhiều hạn chế như độ ổn định thấp và không thể tái sử dụng. Việc cố định enzyme là một giải pháp hiệu quả để khắc phục những vấn đề này. Tuy nhiên, việc lựa chọn vật liệu cố định phù hợp cũng là một thách thức lớn.

2.1. Hạn chế của enzyme lipase tự do

Enzyme lipase tự do có độ ổn định nhiệt và hóa học thấp, chỉ hoạt động trong khoảng pH hẹp và không thể tái sử dụng sau khi kết thúc phản ứng.

2.2. Những khó khăn trong việc lựa chọn vật liệu cố định

Việc lựa chọn vật liệu cố định cần đảm bảo tính tương thích sinh học, độ bền và khả năng tái sử dụng. Nhiều vật liệu hiện có có chi phí cao và quy trình xử lý phức tạp.

III. Phương pháp cố định enzyme lipase hiệu quả

Có nhiều phương pháp cố định enzyme lipase, bao gồm hấp phụ vật lý, bao gói và tạo liên kết ngang. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, nhưng phương pháp hấp phụ thường được ưa chuộng do tính đơn giản và hiệu quả cao.

3.1. Phương pháp hấp phụ vật lý

Phương pháp hấp phụ vật lý giúp giữ lại hoạt tính ổn định cho enzyme và dễ dàng thực hiện. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong việc cố định enzyme.

3.2. Phương pháp bao gói enzyme

Phương pháp bao gói giúp bảo vệ enzyme khỏi các yếu tố bên ngoài, nhưng có thể làm giảm hiệu suất hoạt động của enzyme.

3.3. Phương pháp tạo liên kết ngang

Phương pháp này tạo ra các liên kết hóa học giữa enzyme và vật liệu cố định, giúp tăng cường độ bền và ổn định cho enzyme.

IV. Ứng dụng thực tiễn của enzyme lipase cố định

Enzyme lipase cố định trên cellulose vi khuẩn có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và sản xuất chất tẩy rửa. Việc sử dụng enzyme cố định giúp tăng hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

4.1. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Enzyme lipase cố định được sử dụng để tăng tốc độ chín phô mai, sản xuất chất béo và dầu, cũng như cải thiện hương vị cho các sản phẩm bánh nướng.

4.2. Ứng dụng trong ngành dược phẩm

Enzyme lipase cố định có thể được sử dụng trong sản xuất thuốc, giúp cải thiện hiệu quả và giảm chi phí sản xuất.

4.3. Ứng dụng trong sản xuất chất tẩy rửa

Enzyme lipase cố định có khả năng phân hủy chất béo, giúp tăng cường hiệu quả của các sản phẩm tẩy rửa.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về enzyme lipase cố định trên cellulose vi khuẩn mở ra nhiều triển vọng cho các ứng dụng trong công nghiệp. Việc tối ưu hóa quy trình cố định và cải thiện tính chất của enzyme sẽ là hướng đi quan trọng trong tương lai.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy enzyme lipase cố định trên BC có hoạt tính cao và khả năng tái sử dụng tốt, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong công nghiệp.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình cố định và khám phá thêm các loại enzyme khác có thể được cố định trên cellulose vi khuẩn.