Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thu nhận và làm sạch lactase từ Lactobacillus acidophilus

Lactase, hay còn gọi là β-D-galactosidase, là enzyme có khả năng thủy phân lactose thành glucose và galactose. Enzyme này đóng vai trò quan trọng trong tiêu hóa lactose, một loại đường có trong sữa. Lactobacillus acidophilus, một loại vi khuẩn lactic, được biết đến là nguồn sản xuất lactase tự nhiên. Việc nghiên cứu thu nhận và làm sạch lactase từ Lactobacillus acidophilus không chỉ giúp cải thiện khả năng tiêu hóa lactose cho những người không dung nạp lactose mà còn có thể ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa. "Lactase có khả năng xúc tác phản ứng transglycosyl, tạo ra galacto-oligosaccharides, một loại carbohydrate có lợi cho sức khỏe con người."

Phương pháp thu nhận lactase từ Lactobacillus acidophilus bao gồm nhiều bước như nuôi cấy vi khuẩn, thu dịch bào, và kết tủa enzyme. Kết tủa enzyme có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các tác nhân như muối trung tính hoặc dung môi hữu cơ. Trong nghiên cứu, isopropanol đã được chứng minh là tác nhân kết tủa hiệu quả nhất với hiệu suất thu hồi lên tới 89,93%. "Việc sử dụng phương pháp kết tủa này giúp tăng độ tinh sạch của lactase lên 4,46 lần, tạo ra chế phẩm lactase thô có hoạt tính riêng đạt 14,005 ± 0,384 U/mg protein."

Sau khi thu nhận enzyme thô, bước tiếp theo là tinh chế lactase bằng hệ thống sắc ký loại trừ kích thước – sắc ký thẩm thấu gel. Kết quả cho thấy chế phẩm lactase tinh chế đạt hoạt tính riêng 44,928 U/mg protein và hiệu suất thu hồi 58,57%. "Kết quả điện di SDS-PAGE xác định trọng lượng phân tử của lactase tinh chế là 40kDa, cho thấy sự thành công trong quá trình tinh chế." Việc tinh chế lactase không chỉ tăng cường hoạt tính của enzyme mà còn giúp loại bỏ các tạp chất không mong muốn.

Chế phẩm lactase tinh chế được khảo sát về các tính chất như nhiệt độ và pH tối ưu. Kết quả cho thấy nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của lactase là khoảng 40°C và pH tối ưu là 7,5. "Đặc biệt, khi khảo sát độ bền nhiệt, hoạt tính của lactase vẫn còn 50% sau 3 giờ ở 40°C, cho thấy khả năng ổn định của enzyme trong điều kiện nhiệt độ cao." Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng lactase trong công nghiệp thực phẩm, nơi mà nhiệt độ thường xuyên thay đổi.

Khảo sát khả năng thủy phân lactose trong sữa tươi cho thấy chế phẩm lactase có khả năng thủy phân khoảng 68% lactose trong 10ml sữa với tỷ lệ chế phẩm 5ml trong thời gian 3 giờ. "Kết quả này cho thấy lactase tinh chế từ Lactobacillus acidophilus có tiềm năng lớn trong việc cải thiện khả năng tiêu hóa lactose cho những người không dung nạp lactose." Sự phát triển của chế phẩm lactase có thể mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp thực phẩm, giúp sản xuất các sản phẩm sữa không chứa lactose.