Luận văn thạc sĩ: Cố định enzyme lipase trên chất mang hydrotalcite MgAlacetat làm xúc tác thủy phân dầu thực vật

• Tác giả: Trương Thị Bao Trâm
• Người hướng dẫn: TS. Phan Ngọc Hòa
• Trường học: Đại học Quốc gia TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm - Đồ uống
• Đề tài: Nghiên Cứu Cố Định Enzym Lipase Trên Hydrotalcite MgAlacetat Để Thủy Phân Dầu Thực Vật
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Enzym lipase Porcine Pancreas
• 1.1.1. Định nghĩa enzym lipase
• 1.1.2. Đặc điểm cấu trúc của enzym Porcine Pancreas
• 1.2. Đặc điểm, tính chất của chất mang Hydrotalcite Mg:Al-Acetat
• 1.2.1. Định nghĩa chất mang hydrotalcite
• 1.2.2. Đặc điểm cấu tạo của hydrotalcite
• 1.2.3. Phương pháp chế tạo LDHs
• 1.3. Phương pháp cố định enzym
• 1.3.1. Định nghĩa enzym cố định
• 1.3.2. Đặc tính của enzym cố định
• 1.3.3. Các phương pháp cố định enzym
• 1.4. Tình hình nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị
• 2.1.1. Enzym lipase Porcine pancreas
• 2.1.2. Chất mang
• 2.1.3. Dụng cụ, thiết bị
• 2.2. Bố trí thí nghiệm
• 2.3. Phương pháp phân tích
• 2.3.1. Phương pháp xác định hàm lượng protein
• 2.3.2. Phương pháp xác định pI của enzym
• 2.3.3. Phương pháp cố định và tính hiệu suất cố định
• 2.3.3.1. Phương pháp cố định
• 2.3.3.2. Phương pháp tính hiệu suất cố định theo protein
• 2.3.4. Phương pháp xác định hoạt tính của enzym
• 2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Khảo sát tính chất của enzym và chất mang
• 3.1.1. Khảo sát cấu trúc và tính chất bề mặt của chất mang hydrotalcite
• 3.1.2. Khảo sát tính chất của enzym
• 3.1.2.1. Hàm lượng protein trong sản phẩm enzym lipase
• 3.1.2.2. Xác định phân tử lượng của enzym
• 3.1.2.3. Xác định điểm đăng điện của enzym
• 3.1.2.4. Khảo sát hoạt tính riêng của enzym tự do
• 3.2. Cố định enzym trên chất mang HTIcs
• 3.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cố định enzym PPL trên chất mang
• 3.2.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Mg:Al trong vật liệu hydrotalcite
• 3.2.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• 3.2.1.3. Ảnh hưởng của pH
• 3.2.1.4. Ảnh hưởng của thời gian cố định
• 3.2.1.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzym/chất mang
• 3.2.1.6. Ảnh hưởng của tốc độ lắc
• 3.3. Thử nghiệm khả năng xúc tác phản ứng thủy phân của enzym PPL cố định trong chất mang HTIcs trên cơ chất dầu dừa
• 3.3.1. Khảo sát hoạt tính của enzym PPL tự do trên cơ chất dầu dừa
• 3.3.2. Khảo sát khả năng xúc tác của enzym PPL cố định
• 3.3.3. Khả năng tái sử dụng của enzym PPL cố định
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Tính chất của enzym PPL và chất mang HTIcs
• 4.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cố định enzym lipase chất mang hydrotalcite và hoạt tính của enzym cố định trên cơ chất dầu dừa
• 4.3. Khảo sát khả năng xúc tác của enzym Porcine pancreas trên cơ chất dầu dừa
• 4.4. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào việc cố định enzyme lipase trên chất mang hydrotalcite MgAlacetat để ứng dụng trong quá trình thủy phân dầu thực vật. Enzyme lipase là một loại enzyme quan trọng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, có khả năng xúc tác phản ứng thủy phân lipid. Việc cố định enzyme trên chất mang giúp tăng hiệu suất, dễ dàng tách enzyme khỏi sản phẩm và tái sử dụng. Hydrotalcite là chất mang có cấu trúc lớp, bề mặt xốp, phù hợp để cố định enzyme. Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa quá trình cố định và đánh giá hiệu quả của enzyme cố định trong thủy phân dầu thực vật.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là khảo sát tính chất của enzyme lipase và chất mang hydrotalcite MgAlacetat, tối ưu hóa quá trình cố định enzyme, và đánh giá hiệu quả của enzyme cố định trong thủy phân dầu thực vật. Nghiên cứu cũng nhằm xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cố định như tỷ lệ mol Mg:Al, nhiệt độ, pH, thời gian cố định, và tốc độ lắc.

1.2. Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng enzyme lipase trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là sản xuất các sản phẩm từ dầu thực vật. Việc cố định enzyme giúp giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu suất và thân thiện với môi trường. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trong các quy trình sản xuất công nghiệp, góp phần phát triển công nghệ enzyme bền vững.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp cố định enzyme lipase trên chất mang hydrotalcite MgAlacetat thông qua các bước: chuẩn bị chất mang, cố định enzyme, và đánh giá hiệu suất cố định. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cố định được khảo sát bao gồm tỷ lệ mol Mg:Al, nhiệt độ, pH, thời gian cố định, và tốc độ lắc. Hiệu suất cố định được đánh giá thông qua hoạt tính của enzyme cố định trong quá trình thủy phân dầu thực vật.

2.1. Chuẩn bị chất mang

Chất mang hydrotalcite MgAlacetat được điều chế bằng phương pháp trao đổi ion với tỷ lệ mol Mg:Al khác nhau (2:1, 3:1, 4:1). Cấu trúc và tính chất bề mặt của chất mang được phân tích bằng kỹ thuật XRD và SEM. Kết quả cho thấy chất mang có cấu trúc lớp, bề mặt xốp, phù hợp để cố định enzyme.

2.2. Cố định enzyme

Quá trình cố định enzyme lipase được thực hiện bằng cách hấp phụ enzyme lên chất mang. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cố định được khảo sát, bao gồm tỷ lệ mol Mg:Al, nhiệt độ, pH, thời gian cố định, và tốc độ lắc. Kết quả cho thấy tỷ lệ mol Mg:Al 2:1, nhiệt độ 30°C, pH 7.5, thời gian cố định 6 giờ, và tốc độ lắc 300 vòng/phút là tối ưu.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất cố định enzyme lipase trên chất mang hydrotalcite MgAlacetat đạt 69.72% với hoạt tính chung của enzyme cố định là 1195.46 UI/g. Enzyme cố định có khả năng xúc tác hiệu quả trong quá trình thủy phân dầu thực vật, đặc biệt là dầu dừa. Hoạt tính riêng của enzyme cố định trên dầu dừa là 223.34 UI/mg protein, và hoạt tính chung là 1407.92 UI/g enzyme. Enzyme cố định có thể tái sử dụng 9 lần với hoạt tính còn lại 8.88% so với ban đầu.

3.1. Hiệu suất cố định

Hiệu suất cố định enzyme lipase đạt cao nhất với tỷ lệ mol Mg:Al 2:1, nhiệt độ 30°C, pH 7.5, thời gian cố định 6 giờ, và tốc độ lắc 300 vòng/phút. Hoạt tính chung của enzyme cố định là 1195.46 UI/g, tương đương 64.53% so với enzyme tự do. Kết quả này cho thấy chất mang hydrotalcite MgAlacetat phù hợp để cố định enzyme lipase.

3.2. Ứng dụng trong thủy phân dầu thực vật

Enzyme cố định có khả năng xúc tác hiệu quả trong quá trình thủy phân dầu thực vật, đặc biệt là dầu dừa. Hoạt tính riêng của enzyme cố định trên dầu dừa là 223.34 UI/mg protein, và hoạt tính chung là 1407.92 UI/g enzyme. Enzyme cố định có thể tái sử dụng 9 lần với hoạt tính còn lại 8.88% so với ban đầu, chứng tỏ tính ổn định và hiệu quả của hệ enzyme cố định.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã thành công trong việc cố định enzyme lipase trên chất mang hydrotalcite MgAlacetat và ứng dụng hiệu quả trong quá trình thủy phân dầu thực vật. Kết quả cho thấy hiệu suất cố định cao, enzyme cố định có hoạt tính ổn định và khả năng tái sử dụng. Nghiên cứu này mở ra hướng ứng dụng mới trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, góp phần phát triển công nghệ enzyme bền vững.

4.1. Kết luận

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc cố định enzyme lipase trên chất mang hydrotalcite MgAlacetat trong quá trình thủy phân dầu thực vật. Enzyme cố định có hiệu suất cao, hoạt tính ổn định, và khả năng tái sử dụng, phù hợp để ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

4.2. Kiến nghị

Để phát triển ứng dụng của hệ enzyme cố định, cần tiếp tục nghiên cứu tối ưu hóa quá trình cố định và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác như xử lý môi trường và sản xuất năng lượng sinh học. Ngoài ra, cần nghiên cứu thêm về độ bền và khả năng tái sử dụng của enzyme cố định trong các điều kiện khác nhau.