BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC MÔÛ- BAÙN COÂNG TP. HOÀ CHÍ MINH KHOA COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC Ñeà Taøi: NGHIEÂN CÖÙU SÖÏ AÛNH HÖÔÛNG CUÛA MOÄT SOÁ YEÁU TOÁ ÑEÁN HIEÄU SUAÁT THU NHAÄN VAØ HOAÏT ÑOÄ ENZYM AMYLASE TÖØ NAÁM MOÁC ASPERGILLUS ORYZAE LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP CÖÛ NHAÂN KHOA HOÏC CHUYEÂN NGAØNH: SINH HOÙA GVHD : PGS-TS ÑOÀNG THÒ THANH THU SVTH : KIEÀU MYÕ HAÏNH KHOÙA HOÏC : 2001-2005 Lôøi Caûm Ôn Luaän vaên toát nghieäp naøy ñöôïc hoaøn thaønh vôùi söï quan taâm vaø giuùp ñôõ cuûa caùc thaày coâ cuøng baïn beø. Nhaân ñaây em xin chaân thaønh caûm ôn: ✔ Coâ Ñoàng Thò Thanh Thu ñaõ taän tình chæ baûo vaø giuùp ñôõ em trong suoát quaù trình thöïc hieän ñeà taøi. ✔ Caùc Thaày Coâ Khoa Coâng ngheä Sinh hoïc Tröôøng Ñaïi hoïc Môû-Baùn Coâng Tp.HCM ñaõ truyeàn ñaït cho em nhöõng kieán thöùc quyù baùu trong 4 naêm Ñaïi hoïc.
✔ Caùc anh cuøng caùc baïn trong phoøng thí nghieäm Sinh hoùa ñaõ heát loøng giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân mình trong thôøi gian qua. Söï chæ baûo, giuùp ñôõ vaø nhöõng tình caûm treân laø nguoàn coå vuõ, ñoäng vieâ n raát lôùn cho em trong thôøi gian saép tôùi. Em xin traân troïng caûm ôn. Môû Ñaàu Enzym Amylase laø enzym phoå bieán vaø ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong coâng nghieäp thöïc phaåm.
Amylase coù theå ñöôïc saûn xuaát töø nhieàu nguoàn khaùc nhau; töø vi sinh vaät, naám men, naám moác hoaëc töø nguõ coác. Tuyø töøng nguoàn nguyeân lieäu khaùc nhau maø ta coù theå thu ñöôïc löôïng enzym Amylase khaùc nhau. Aspergillus Oryzae laø moät trong nhöõng chuûng naám moác coù khaû naêng saûn sinh α-amylase nhieàu nhaát vaø ngöôøi ta ñaõ öùng duïng tính öu vieät naøy cuûa naám moác vaøo ngaønh xay xaùt ñeå caûi thieän caùc boät ngheøo α-amylase ; hoaëc trong caùc ngaønh coâng nghieäp bia, laøm taêng khaû naêng leân men cuûa caùc loaïi haït, caùc ñaëc tính cuûa bia v. vaø coøn raát nhieàu öùng duïng khaùc.
Ngaøy nay chuùng ta thaáy vi khuaån vaø naám moác ñöôïc söû duïng roäng raõi hôn caû, phaàn lôùn laø do ñaëc tính lyù hoaù cuûa chuùng, vì vi khuaån vaø naám moác coù khaû naêng chòu nhieät cao. Do ñoù, trong ñeà taøi naøy toâi ñaõ nghieân cöùu söï aûnh höôûng cuûa moät soá caùc yeáu toá nhö nhieät ñoä, pH, loaïi chaát tuûa ñeán hieäu suaát thu nhaän cuûa enzym Amylase töø naám moác Aspergillus Oryzae. Tuy nhieân vì thôøi gian coù haïn neân toâi chæ môùi nghieân cöùu tôùi ñaây. Neáu coù thôøi gian, xin ñöôïc trieån khai theâm theo moät soá höôùng nhö trong ñeà nghò neâu ra.
MUÏC LUÏC Trang Phaàn I: TOÅNG QUAN TAØI LIEÄU……………………………………………………….1 Khaùi quaùt chung veà Enzym………………………………………………………………….5 Trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzym…………………………………………………………4 I.6 Baûn chaát hoaù hoïc……………………………………………………………………………………….7 Tính chaát lyù hoaù chung cuûa Enzym…………………………………………………….8 Cöôøng löïc xuùc taùc cuûa Enzym………………………………………………………………5 I.9 Tính ñaëc hieäu xuùc taùc cuûa Enzym……………………………………………………….11 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa enzym …………………….2 Khaùi quaùt chung veà Aspergillus Oryzae……………………………………9 I.1 Ñaëc ñieåm vaø phaân loaïi……………………………………………………………………………9 I.2 Heä enzym Amylase cuûa naám moác……………………………………………………10 I.3 ÖÙng duïng cuûa naám moác trong coâng nghieäp thöïc phaåm……………11 I.3 Heä Enzym Amylase vaø ÖÙng duïng…………………………………………………12 I.3 Tính chaát vaø cô cheá taùc duïng……………………………………………………………12 I.4 ÖÙng duïng cuûa heä Enzym Amylase………………………………………………….1 Trong saûn xuaát röôïu…………………………………………………………………….2 Trong saûn xuaát bia………………………………………………………………………….3 Trong saûn xuaát baùnh mì……………………………………………………………….4 Trong saûn xuaát glucose vaø maät………………………………………………….5 Trong coâng nghieäp deät, giaáy…………………………………………………… 17 I.6Trong coâng ngheä saûn xuaát thöùc aên gia suùc…………………………….7 Trong coâng nghieäp döôïc phaåm………………………………………………….4 Phöông phaùp thu nhaän Enzym……………………………………………………………18 I.5 Phöông phaùp xaùc ñònh hoaït ñoä cuûa enzym………………………………….21 PhaànII: VAÄT LIEÄU VAØ PHÖÔNG PHAÙP ……………………………………22 II.1 Nguyeân lieäu duøng taùch chieát vaø thu nhaän enzym amylase……23 II.2 Nguyeân lieäu duøng laøm cô chaát………………………………………………………23 II.3 Phöông phaùp nghieân cöùu…………………………………………………………………….1 Phöông phaùp taùch chieát enzym töø naám moác Aspergillus Oryzae……………………………………………………………………………………………………………………23 II.1 Phöông phaùp thu nhaän cheá phaåm enzym thoâ töø canh tröôøng nấm mốc vôùi taùc nhaân tuûa laø coàn 96o…………………………………………………………………….2 Phöông phaùp thu nhaän cheá phaåm enzym thoâ töø canh tröôøng nấm mốc vôùi taùc nhaân tuûa laø Aceton.3 Phöông phaùp thu nhaän cheá phaåm enzym thoâ töø canh tröôøng nấm mốc vôùi taùc nhaân tuûa laø muoái amoni sulfat…………………………………………………24 II.4 Phöông phaùp thu nhaän cheá phaåm enzym thoâ töø canh tröôøng nấm mốc vôùi taùc nhaân tuûa laø PEG………………………………………………………………………….2 Phöông phaùp xaùc ñònh haøm löôïng protein theo Lowry…………25 II.1 Nguyeân taéc………………………………………………………………………………………25 II.3 Caùch tieán haønh………………………………………………………………………………26 II.4 Döïng ñöôøng chuaån……………………………………………………………………….5 Tính keát quaû……………………………………………………………………………………26 II.3 Phöông phaùp xaùc ñònh hoaït ñoä Amylase theo Smith & Ross.1 Nguyeân taéc………………………………………………………………………………………27 II.2 Hoùa chaát……………………………………………………………………………………………27 II.3 Caùch tieán haønh……………………………………………………………………………….4 Tính keát quaû……………………………………………………………………………………28 II.4 Phöông phaùp khaûo saùt aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä leân hoaït ñoä cuûa enzym Amylase……………………………………………………………………………………………………………………………28 II.5 Phöông phaùp khaûo saùt aûnh höôûng cuûa pH leân hoaït ñoä cuûa enzym Amylase……………………………………………………………………………………………………………………………28 II.6 Phöông phaùp khaûo saùt quaù trình thuûy phaân cô chaát bôûi enzym Amylase…………………………………………………………………………………………………………………………………………29 II.1 Nguyeân taéc………………………………………………………………………………………29 II.2 Hoaù chaát……………………………………………………………………………………………29 II.3 Caùch tieán haønh……………………………………………………………………………….4 Tính keát quaû……………………………………………………………………………………30 Phaàn III: KEÁT QUAÛ & BIEÄN LUAÄN………………………………………………31 III.1 Xaùc ñònh hieäu suaát thu nhaän cheá phaåm enzym töø canh tröôøng Aspergillus Oryzae vôùi caùc loaïi taùc nhaân tuûa khaùc nhau……………………………………32 III.1 Taùc nhaân tuûa laø coàn 96o…………………………………………………………………… 32 III.2 Taùc nhaân tuûa laø Aceton…………………………………………………………………… 32 III.3 Taùc nhaân tuûa laø muoái amoni sulfat……………………………………………… 33 III.4 Taùc nhaân tuûa laø PEG………………………………………………………………………… 34 III.2 Xaùc ñònh haøm löôïng protein theo phöông phaùp Lowry……….1 Döïng ñöôøng chuaån Albumin………………………………………………………… 34 III.2 Xaùc ñònh haøm löôïng protein trong canh tröôøng………………………35 III.3 Xaùc ñònh haøm löôïng protein trong cheá phaåm enzym (tuûa baèng coàn)……………………………………………………………………………………………………………………………………… 35 III.4 Xaùc ñònh haøm löôïng protein trong cheá phaåm enzym (tuûa baèng Aceton)……………………………………………………………………………………………………………………………… 36 III.5 Xaùc ñònh haøm löôïng protein trong cheá phaåm enzym (tuûa baèng muoái amoni sulfat)………………………………………………………………………………………………………… 37 III.6 Xaùc ñònh haøm löôïng protein trong cheá phaåm enzym (tuûa baèng PEG)…………………………………………………………………………………………………………………………………… 38 III.7 So saùnh haøm löôïng protein cuûa caùc loaïi cheá phaåm enzym…39 III.3 Xaùc ñònh hoaït ñoä Amylase theo Smith & Ross……………………….1 Xaùc ñònh hoaït ñoä Amylase trong canh tröôøng naám moác………41 III.2 Xaùc ñònh hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzym tuûa baèng coàn 96o…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 42 III.3 Xaùc ñònh hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzym tuûa baèng Aceton…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 42 III.4 Xaùc ñònh hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzymtuûa baèng muoái amoni sulfat……………………………………………………………………………………………………………………… 43 III.5 Xaùc ñònh hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzym tuûa baèng PEG………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 44 III.6 So saùnh hoaït ñoä Amylase cuûa caùc loaïi cheá phaåm enzym…… 46 III.4 Xaùc ñònh hoaït ñoä rieâng cuûa cheá phaåm enzym Amylase……… 47 III.5 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä leân hoaït ñoä cuûa cheá phaåm enzym Amylase……………………………………………………………………………………………………………….6 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa pH leân hoaït ñoä cuûa cheá phaåm enzym Amylase……………………………………………………………………………………………………………………………….7 Khaûo saùt quaù trình thuûy phaân cô chaát cuûa cheá phaåm enzym Amylase………………………………………………………………………………………………………………………………50 Phaàn IV: KEÁT LUAÄN & ÑEÀ NGHÒ…………………………………………………54 IV.2 Ñeà nghò……………………………………………………………………………………………………56 DANH MUÏC Trang I. Danh muïc caùc Baûng Baûng 2.1: Trình töï tieán haønh xaây döïng ñöôøng chuaån Albumin………………….1: Hieäu suaát thu nhaän cheá phaåm enzym vôùi taùc nhaân tuûa laø coàn 96o…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 32 Baûng 3.2: Hieäu suaát thu nhaän cheá phaåm enzym vôùi taùc nhaân tuûa laø Aceton…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 33 Baûng 3.3: Hieäu suaát thu nhaän cheá phaåm enzym vôùi taùc nhaân tuûa laø muoái amoni sulfat………………………………………………………………………………………………………………………………….4: Hieäu suaát thu nhaän cheá phaåm enzym vôùi taùc nhaân tuûa laø PEG………………………………………………………………………………………………………………………………………………….5: Söï bieán thieân maät ñoä quang theo noàng ñoä Albumin.6: Haøm löôïng protein cuûa canh tröôøng naám moác Aspergillus Oryzae………………………………………………………………………………………………………………………………………………35 Baûng 3.7: Haøm löôïng protein cuûa cheá phaåm enzym tuûa baèng coàn………….8: Haøm löôïng protein cuûa cheá phaåm enzym tuûa baèng Aceton……37 Baûng 3.9: Haøm löôïng protein cuûa cheá phaåm enzym tuûa baèng muoái amoni sulfat…………………………………………………………………………………………………………………………………………………38 Baûng 3.10: Haøm löôïng protein cuûa cheá phaåm enzym tuûa baèng PEG………39 Baûng 3.11: So saùnh haøm löôïng protein cuûa caùc loaïi cheá phaåm enzym ñöôïc tuûa baèng caùc taùc nhaân khaùc nhau…………………………………………………………………………………40 Baûng 3.12: Hoaït ñoä Amylase cuûa canh tröôøng naám moác…………………………….13: Hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzym ñöôïc tuûa baèng coàn 96o…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….14: Hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzym ñöôïc tuûa baèng Aceton………………………………………………………………………………………………………………………………………………43 Baûng 3.15: Hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzym ñöôïc tuûa baèng muoái amoni sulfat……………………………………………………………………………………………………………………………………44 Baûng 3.16: Hoaït ñoä Amylase cuûa cheá phaåm enzym ñöôïc tuûa baèng PEG……………………………………………………………………………………………………………………………………………….17: So saùnh hoaït ñoä Amylase cuûa caùc loaïi cheá phaåm enzym.18: So saùnh hoaït ñoä rieâng Amylase cuûa caùc loaïi cheá phaåm enzym……………………………………………………………………………………………………………………………………………….19: Khaûo saùt söï phuï thuoäc hoaït ñoä Amylase vaøo nhieät ñoä……………48 Baûng 3.20: Khaûo saùt söï phuï thuoäc hoaït ñoä Amylase vaøo pH……………………49 Baûng 3.21: Söï bieán ñoåi haøm löôïng ñöôûng khöû theo thôøi gian thuûy phaân…………………………………………………………………………………………………………………………………………………50 II. Danh muïc caùc Hình veõ Hình 3.1: Ñoà thò chuaån Albumin……………………………………………………………………………35 Hình 3.2: Söï phuï thuoäc hoaït ñoä enzym Amylase vaøo nhieät ñoä…… ……………48 Hình 3.3: Söï phuï thuoäc hoaït ñoä enzym Amylase vaøo giaù trò pH……………….4: Quaù trình thuûy phaân cuûa enzym Amylase treâncaùc cô chaát khaùc nhau………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 53 GVHD: PGS-TS Ñoàng Thò Thanh Thu Toång Quan Taøi Lieäu PHAÀN I TOÅNG QUAN TAØI LIEÄU SVTT: Kieàu Myõ Haïnh Trang 1 GVHD: PGS-TS Ñoàng Thò Thanh Thu Toång Quan Taøi Lieäu I.1 KHAÙI QUAÙT CHUNG VEÀ ENZYM: I.1 Lòch söû [11] - Töø theá kæ 19 ñaõ coù nhöõng nghieân cöùu ghi nhaän söï hieän dieän cuûa chaát xuùc taùc sinh hoïc – enzym trong quaù trình tieâu hoaù ôû nöôùc boït, daï daøy vaø ruoät. - 1850, Pasteur ñaõ ñöa ra nhaän ñònh laø quaù trình leân men ñöôøng thaønh röôïu bôûi naám men ñöôïc yeáu toá xuùc taùc sinh hoïc goïi laø ferment ( töø chöõ fermentation – söï leân men ) xuùc taùc.
Sau naøy yeáu toá treân ñöôïc goïi laø enzym. - 1897, Buchner ñaõ chöùng minh chính dòch chieát naám men coù khaû naêng leân men ñöôøng thaønh röôïu. - 1926, laàn ñaàu tieân Sammer ñaõ nhaän ñöôïc tinh theå enzym urease. - 1930, Northrop nhaän ñöôïc tinh theå pepsin vaø trypsin ñaõ chöùng minh baûn chaát cuûa enzym laø protein vaø ñaët neàn moùng cho nhöõng nghieân cöùu cô baûn veà enzym.
- Cuoái theá kæ 20, caùc nghieân cöùu ñöôïc taäp trung vaøo vai troø xuùc taùc cuûa enzym trong caùc quaù trình chuyeån hoaù trao ñoåi chaát cuûa teá baøo. Ñaõ tinh saïch ñöôïc haøng nghìn enzym vaø nhôø vaäy ñaõ laøm saùng toû caáu truùc khoâng gian & chöùc naêng xuùc taùc cuûa haøng traêm enzym khaùc nhau.2 Ñònh nghóa [13] Enzym hay coøn goïi laø Men laø chaát xuùc taùc sinh hoïc coù baûn chaát laø protein. Enzym coù trong teá baøo cuûa moïi cô theå sinh vaät. Enzym khoâng nhöõng laøm nhieäm vuï xuùc taùc ñaëc hieäu cho caùc phaûn öùng hoaù hoïc nhaát ñònh trong cô theå sinh vaät (phaûn öùng cuûa caùc quaù trình trao ñoåi chaát trong teá baøo trao ñoåi chaát: goïi laø “invivo” maø coøn xuùc taùc cho caùc phaûn öùng ngoaøi teá baøo “invitro”).
Vì coù nguoàn goác töø sinh vaät do ñoù enzym thöôøng ñöôïc goïi laø xuùc taùc sinh hoïc ( biocatalisateur) nhaèm phaân bieät vôùi caùc chaát xuùc taùc hoaù hoïc khaùc. SVTT: Kieàu Myõ Haïnh Trang 2 GVHD: PGS-TS Ñoàng Thò Thanh Thu Toång Quan Taøi Lieäu Cô theå thieáu enzym thì moïi quaù trình chuyeån hoaù seõ ñình chæ, sinh vaät khoâng theå soáng, sinh saûn, phaùt trieån bình thöôøng ñöôïc, söï soáng cuûa sinh vaät seõ khoâng toàn taïi. Hieän nay ngöôøi ta ñaõ khaùm phaù hôn 2000 enzym trong ñoù hôn 200 enzym thu ñöôïc ôû daïng tinh theå. Enzym ngaøy nay ñöôïc öùng duïng ngaøy caøng roäng raõi vaø coù hieäu quaû trong moïi lónh vöïc nhö y döôïc, chaên nuoâi, thuù y, moät soá ngaønh coâng nghieäp, ñaëc bieät laø coâng nghieäp cheá bieán thöïc phaåm : bia, röôïu, baùnh mì, töông, chao, nöôùc chaám, nöôùc maém, v.