Luận văn thạc sĩ về enzyme lactase thu nhận từ vi khuẩn Lactobacillus acidophilus trong công nghệ thực phẩm

Enzyme lactase, hay còn gọi là β-galactosidase, có vai trò quan trọng trong việc xúc tác phản ứng thủy phân lactose thành glucose và galactose. Đặc biệt, enzyme này rất cần thiết cho những người không dung nạp lactose, giúp cải thiện khả năng tiêu hóa và giảm thiểu các triệu chứng khó chịu. Việc sản xuất enzyme lactase từ vi khuẩn Lactobacillus acidophilus không chỉ mang lại lợi ích cho sức khỏe mà còn có ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất sữa. Lactobacillus acidophilus được ưa chuộng vì tính ổn định và khả năng hoạt động trong điều kiện nhiệt độ và pH phù hợp, đồng thời an toàn cho sức khỏe con người. Việc sử dụng enzyme lactase từ nguồn vi sinh vật, đặc biệt là từ nhóm vi khuẩn lactic, đã được chứng minh là có hiệu quả cao trong việc cải thiện giá trị dinh dưỡng và chức năng của sản phẩm thực phẩm.

Phương pháp cố định enzyme lactase từ Lactobacillus acidophilus đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và ổn định hoạt tính của enzyme. Có ba phương pháp chính được khảo sát: cố định trên silica bằng liên kết cộng hóa trị, cố định trên chitosan bằng glutaradehyde, và cố định nhốt trong gel Ca-alginate. Kết quả cho thấy phương pháp nhốt trong gel Ca-alginate mang lại hiệu quả cao nhất với hiệu suất cố định đạt 63.81% và hoạt tính enzyme còn lại 62% so với enzyme tự do. Việc cố định enzyme không chỉ giúp bảo vệ enzyme khỏi các yếu tố môi trường bất lợi mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái sử dụng enzyme trong các quy trình sản xuất liên tục.

Tính chất động học của enzyme lactase cố định được xác định với các thông số như tốc độ phản ứng cực đại (Vm) và hằng số Michaelis-Menten (Km). Kết quả cho thấy enzyme cố định có Vm là 1.68µmol/phút và Km là 1.09mM, cho thấy enzyme cố định có hiệu suất hoạt động cao hơn so với enzyme tự do. Đặc biệt, enzyme cố định có khả năng tái sử dụng lên đến 85.87% hoạt tính sau 10 lần sử dụng, cho thấy tính kinh tế và hiệu quả trong ứng dụng công nghiệp. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao giá trị của sản phẩm từ sữa.

Chế phẩm enzyme lactase cố định đã được thử nghiệm để thủy phân lactose trong sữa và dịch whey. Kết quả cho thấy enzyme cố định có khả năng thủy phân 57.40% lactose trong 10ml sữa và 82.42% lactose trong 10ml dịch whey, điều này chứng tỏ khả năng ứng dụng thực tiễn của enzyme trong công nghệ thực phẩm. Việc sử dụng enzyme lactase cố định không chỉ giúp cải thiện khả năng tiêu hóa cho những người không dung nạp lactose mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm từ sữa. Đây là một ứng dụng quan trọng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng cao.