Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Các tác nhân xúc tác phản ứng thủy phân protein

Các tác nhân xúc tác phản ứng thủy phân protein

Tải bản đầy đủ - 0trang

Một số protein thực vật sau khi thủy phân sẽ tạo thành các sắc tố và các dẫn

xuất có mùi thơm của thịt. Một số dịch thủy phân của protein này được trung

hòa bằng dung dịch NaOH, lọc và được sử dụng làm tác nhân tạo hương.

Khi đun nóng protein thực vật trong HCl có nồng độ 1 -3M, ở 100 0C trong

thời gian 10 – 15h có thể tăng lượng nitơ phi protein lên ba lần, có thể làm

tăng độ hòa tan lên rất nhiều và do đó làm tăng tính chất bề mặt của gluten

lên.

 Thủy phân hồn toàn protein

Dưới tác dụng của acid và nhiệt độ cao (HCl 6N, 100 - 107 0C, 20 – 72h)

protein bị thủy phân, khơng xảy ra hiện tượng racemic hóa.

2.2. Thủy phân bằng kiềm

 Thủy phân hạn chế

Đun nóng protẹin, trong NaOH có pH = 11 -12.5 ở 70 – 95 0C trong vòng 20

phút đến vài giờ.

Tạo ra những peptide lưỡng cực có các mạch bên kỵ nước và có một nhóm

carboxyl có cực ở đầu tận cùng.

Dùng để hòan tan và trích ly cac protein ít hòa tan của thực vật, của vi sinh

vật và của cá.

 Thủy phân hoàn toàn

Dưới tác dụng của kiềm NaOH 4 – 8N, Ba(OH)2 14%, đun sôi trong 18 –

29 h, protein bị thủy phân, acid amine bị racemic hóa, các oxy acid bị

deamin hóa, một phần cystein và cystin bị phá hỏng, arginin phân hủy

thành ornithin và ure. Vậy tác dụng của kiềm sẽ mất giá trị dinh dưỡng

của acid amine khi chuyển từ dạng L sang dạng D.



8



2.3. Thủy phân bằng enzyme

Sử dụng các protease ( peptide – hydrolase 3.4) như bromelain, tripsin,

pepsin,…

2.3.1. Đặc điểm của enzyme protease

Protease là tên gọi chung cho nhóm enzyme xúc tác q trình thủy phân liên

kết peptide (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptide đến sản phẩm

cuối cùng là acid amine, peptone hoặc di-tripeptone. Ngoài ra, nhiều

protease cũng có khả năng thủy phân liên kết ester và vận chuyển acid

amine.

Protease được phân loại dựa trên các đc điểm riêng của chúng cũng như cấu

tạo trung tâm hoạt động enzyme, hiện tại được chia thành 6 nhóm chính:

- Serine protease

- Threonine protease

- Cysteine protease

- Aspartic acid protease

- Metalloprotease

- Glutamic acid protease

Hiện sử dụng 3 nguồn sinh học cơ bản để thu nhận protease là: các mô và cơ

động vật, mô và cơ quan thực vật, tế bào vi sinh vật.

Protease là enzyme sử dụng phổ biến trong một số nghành sản xuất như:

chế biến thực phẩm (đông tụ sữa làm phomat, làm mềm thịt, bổ sung để làm

tăng chất lượng sản phẩm trong sản xuất bia, xử lý phế phụ phẩm trong chế

biến thực phẩm….); sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da, y tế, nông nghiệp,…

Việc sử dụng trong chế biến làm mềm thịt là ứng dụng có tính truyền thống.

Nhân dân ta từ rất lâu đã dùng thơm để nấu canh thịt bò; dùng rau sống là

chuối chát, trái và kết hợp thức ăn nhiều thịt,.. Thực chất là dùng các enzyme

9



có sẵn trong nguyên liệu là papain có trong đu đủ, bromelain ( có trong thơm

), ficin để làm mềm thịt. Ngoài khả năng phân giải để làm mềm thịt, tạo thức

ăn dễ tiêu hóa thì cơng nghệ sản xuất các loại dịch thủy phân giàu protein đã

được áp dụng một cách có hịêu quả tính năng của protease.

2.3.2. Đặc điểm của enyme papain

Cysteine proteases là nhóm các protein có trọng lượng phân tử trong khoảng

21-30 kDa, các protein này có khả năng xúc tác để thủy phân các loại liên

kết: peptide, amide, ester thiol. Đây cũng là những enzyme có nhóm –SH

trong tâm hoạt động.

Papain là cysteine protease được biết đến nhiều nhất và được phân lập lần

đầu tiên vào năm 1879 từ nhựa trái đu đủ.

Papain thủy phân protein thành các polypeptide và các acid amin, nó đóng

vai trò vừa như endopeptidase vừa như exopeptidase. Khi thủy phân các

protein khác nhau, thì tùy thuộc vào cơ chất mà nhiệt độ thích hợp cho

papain cũng khác nhau chẳng hạn đối với cơ chất là casein thì nhiệt độ tối ưu

cho phản ứng là 370C. Papain dạng ổn định ở trạng thái khơ có thể chịu nhiệt

độ sấy ở 1150C trong thời gian 2 giờ mà hoạt tính vẫn duy trì được 90%.

Cơng dụng: trong công nghệ chế biến thịt, cá đồ hộp, ngăn chặn hiện tượng

vẫn đục bia, rút ngắn thời gian lên men nước mắm,…



10



Cấu trúc bậc 3 của papain

2.3.3. Đặc điểm của Enzyme bromelain

Bromealin là enzyme protease có nhiều trong thân và quả dứa và có một ít

trong quả chuối, được phát hiện từ giữa thế kỷ 19 đến giữa thế kỷ 20 mới

được nghiên cứu. Nước ta nghiên cứu bromelain bắt đầu từ những năm 1968

– 1970.

Bromelain là nhóm endoprotease có khả năng phân cắt các liên kết peptide

nội phân tử protein để chuyển phân tử protein thành các đoạn nhỏ gọi là các

peptide.

Thành phần chủ yếu của bromelain có chứa sulfurhydryl thủy giải protein.

Khi chiếc tách và tinh sạch phân đoạn có chứa nhóm sulfurhydryl của

bromelain thì thu được một enzyme thủy phân protein hiệu quả in vitro

Công dụng:

+Làm mềm thịt: Có tác dụng phân cắt protein thành các acid amine dễ tiêu

hóa. Để cho thịt bò, thịt trâu,… trở nên mềm thường phải nấu sôi hàng giờ.

Nhưng nếu trước khi nấu ta ướp (trộn) thịt với thơm bằm (hay đu đủ) độ 20

– 30 phút thì chỉ cần nấu lửa riu riu cho đến sôi là thịt mềm ngay rất dễ tiêu

11



hóa hấp thu…

+ Trong chế biến thủy sản: Trong sản xuất nước mắm thì thời gian chế biến

thường dài và hiệu suất không cao. Người ta sẽ bổ sung Bromelain vào sẽ

giúp thời gian giảm bớt và cải thiện hương vị cho nước mắm.

Trong sản xuất thực phẩm, người ta thường dùng phương pháp thủy phân

bằng acid, enzyme hay kết hợp acid với chứ không dùng kiềm. Bởi vì, khi sử

dụng kiềm sẽ xảy ra hiện tượng racemic hóa làm giảm giá trị dinh dưỡng của

các acid amine. Hiện nay, quá trình thủy phân được ứng dụng để sản xuất ra

hàng loạt sản phẩm mới khác xa với tính chất của nguyên liệu ban đầu về

tính chất cảm quan, về dinh dưỡng của sản phẩm như nước tương, các sản

phẩm lên men,... Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp phản ứng thủy phân lại

có hại cho các sản phẩm thực phẩm trong quá trình bảo quản vì thủy phân

protein bằng enzyme bên cạnh tạo ra acid amine còn tạo ra các sản phẩm cấp

thấp gây thối như NH3, indol,…

Phương trình tổng quát của phản ứng thủy phân:

Enzyme



R1R2 + H2O



R1OH + R2H

H+; OH-



Trong phản ứng thủy phân cần có một lượng nước tham gia rất lớn nên tốc

độ của phản ứng chỉ phụ thuộc vào nồng độ của cơ chất. Như vậy, phản ứng

thủy phân xúc tác bởi enzyme là phản ứng đơn phân có thứ bậc 1.

3. Các phản ứng cơ bản của quá trình thủy phân protein

3.1. Phân giải protein

Quá trình thủy phân xảy ra hai giai đoạn:

- Nhờ peptide-peptido hydrolase, protein bị thủy phân thành các đoạn



12



peptide ngắn.

- Nhờ peptide-hydrolase thủy phân tiếp các peptide thành amino acid.

Kết quả chung là protein được phân giải hoàn toàn thành các amino acid tự

do.

protease



Protein



n amino acid



+ (n-1)H2O



 Acid amin được tạo ra hoàn toàn là điều mong muốn trong sản xuất thực

phẩm, vừa làm cho sản phẩm có mùi vị đặc trưng vừa làm tăng các tính chất

cảm quan của thực phẩm.

3.2. Phân giải amino acid

 Desamine hóa

Bằng nhiều con đường khác nhau, các amino acid bị khử nhóm amine tạo ra

các sản phẩm tương ứng.

 Khử amine bằng enzyme khử: Nhờ enzyme khử xúc tác, amino acid bị

dehydrogenase

khử thành acid tương ứng và giải

phóng ra NH3.



R – CH – COOH

NH2



NADH+H



R – CH2 – COOH + NH3

+



NAD+



Nhờ enzyme oxydase, amino acid bị oxy hóa để tạo ceto acid tương ứng và

NH3.



oxydase



R – CH – COOH + O2



R – CO – COOH + NH3



NH2

 Khử amine bằng con đường thủy phân

Nhờ tác dụng của enyme thủy phân hydrolase, amino acid bị thủy phân tạo

thành oxiacid tương ứng và NH3. hydrolase

R – CH – COOH + O2



RCHOHCOOH + NH3

13



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Các tác nhân xúc tác phản ứng thủy phân protein

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×