Thành Phần Hóa Học Của Bã Đậu Phộng Đã Loại Béo

e. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của papain[8, 6, 38]

Nhiệt độ: Papain là enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao. Ở dạng nhựa khô papain không bị biến tính trong 3 giờ ở 100oC. Còn ở dạng dung dịch papain bị mất hoạt tính sau 30 phút ở 82.5oC và nếu nhiệt độ tăng cao hơn (>100oC) thì nó sẽ bị mất hoàn toàn hoạt tính kể cả khi thêm lượng lớn chất hoạt hóa vào dung dịch. Điều này là do ở dạng dung dịch khi tăng lên đến nhiệt độ lớn hơn 100oC thì cấu trúc tâm hoạt động của papain bị phá hủy hoàn toàn.

Điều đáng lưu ý là sau khi đã được tinh sạch và ở trạng thái tinh thể thì papain có độ bền nhiệt thấp hơn papain ở trong nhựa, do trong nhựa còn chứa các protein khác có tác dụng bảo vệ papain.

Papain trong dung dịch NaCl giữ ở 4oC bền trong nhiều tháng. Trong dung

dịch dẫn xuất thủy ngân, papain cũng không mất hoạt tính trong nhiều tháng. Trong khi đó hầu hết các enzyme mất hoạt tính mỗi ngày 1-2% do sự phân hủy hoặc oxy hóa.

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 37oC. Papain dạng ổn định ở trạng thái khô có thể chịu nhiệt độ sấy ở 115oC trong thời gian 2 giờ mà hoạt tính vẫn duy trì được 90%.

pH:Papain hoạt động trong khoảng pH tương đối rộng từ 4.5-8.5 nhưng lại dễ biến tính trong môi trường acid có pH < 4.5 hoặc trong môi trường kiềm mạnh có pH > 12.

Khi phản ứng với cơ chất thì tùy thuộc vào bản chất của cơ chất mà pH tối ưu sẽ khác nhau. Chẳng hạn, papain phản ứng với casein ở pH tối ưu là 7-7.5.

Papain dạng ổn định tức là dạng mà cấu trúc không gian của enzyme được ổn định, có thể chịu được các pH = 1.5 và pH = 8.5 trong 90 phút.

Dung môi:Papain không thay đổi độ quay quang học trong dung môi là methanol 70% và không thay đổi độ nhớt trong dung môi methanol 50%. Trong dung dịch dimethylsulfoxide chứa 20% dung môi hữu cơ và urea 8M không làm giảm hoạt tính cũng như thay đổi cấu hình của papain. Các chất gây biến tính mạnh

như TCA 10%, guanidine hydrochloride 6M làm biến đổi bất thuận nghịch về độ quay quang học và hoạt tính của papain.

1.1.2.3 Ứng dụng của enzyme papain[7, 8, 25, 29, 46]

1.1.2.3.1 Trong y học:

Papain được dùng làm thuốc chống giun sán, ăn không tiêu, chống biếng ăn,… papain còn dùng làm thuốc rửa ráy tai, dùng trong phẫu thuật.

Papain có tác dụng lên hệ mạch dùng trị bệnh bạch cầu, viêm họng…

1.1.2.3.2 Trong công nghiệp thực phẩm:

Papain được dùng để làm mềm thịt, dùng để thủy phân gan cá ngừ làm thuốc bổ. Papain còn được dùng trong sản xuất bia vì nó giúp tiêu hóa các protein còn hòa tan trong bia.

1.1.2.3.3 Trong các ngành công nghiệp khác:

Papain được dùng làm mềm da trong ngành công nghiệp thuộc da, dùng tẩy các vết máu trên quần áo. Trong công nghiệp mỹ phẩm, papain được dùng để tẩy các vết nám, tàn nhang trên da.

1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA BÁNH DẦU ĐẬU PHỘNG

Đậu phộng có hàm lượng lipid cao nên thường được dùng để ép dầu. Đậu phộng sau khi ép lấy dầu được gọi là bánh dầu phộng.

Theo tài liệu công bố, trung bình trong hạt đậu phộng có thành phần như bảng 1.2:

Thành phần	Hàm lượng (%)
Protein	20 – 34
Lipid	40 – 60
Hydrat carbon	6.0 – 22
Xenlulo	2.0 – 4.5
Tro	1.8 – 4.6

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 96 trang tài liệu này.

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu phộng

Trong protein của đậu phộng thì glubumin có hàm lượng cao nhất chiếm khoảng 97%, ngoài ra còn có một số hàm lượng không đáng kể albumin, prolamin, glutein.

Trong lipid của đậu phộng có hai loại acid béo no và không no với hàm lượng tính theo phần trăm như bảng 1.3:

Bảng 1.3. Thành phần acid béo trong bánh dầu đậu phộng

Tên acid béo

Không no (%)	No (%)
Oleic	50 – 70	6 - 11
Linoleic	13 – 26	2 – 6
Linolenoic	13 – 26	5 – 7

Bánh đậu phộng đã tách dầu có thành phần theo bảng 1.4:

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của bã đậu phộng đã loại béo

Thành phần

Hàm lượng (%)
Protein	48
Acid amin	12.7
Hydrat carbon	26.5
Lipid	8.0
Tro	4.8

Hàm lượng acid amin bao gồm các acid amin cơ bản theo bảng 1.5 :

Bảng 1.5. Thành phần acid amin trong đậu phộng

Tên cấu tử

Hàm lượng (%)
Tryptophan	0.5
Leucin	3.5
Isoleucin	1.5
Valin	1.65
Threonin	0.75
Lysin	1.5
Methionin	0.6
Phenylalanin	2.7

1.3 PHẢN ỨNG THỦY PHÂN BÁNH DẦU ĐẬU PHỘNG

1.3.1 Khái niệm phản ứng thủy phân[13, 14, 15]

Phản ứng thủy phân là phản ứng phân hủy các chất có sự tham gia của nước. Phản ứng thủy phân là phản ứng quan trọng trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp thực phẩm. Người ta ứng dụng phản ứng thủy phân trong công nghiệp thực phẩm để sản xuất ra hàng loạt sản phẩm mới khác xa với tính chất của nguyên liệu ban đầu về tính cảm quan, về tính dinh dưỡng của sản phẩm. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp phản ứng thủy phân có hại cho các sản phẩm thực phẩm trong quá trình bảo quản.

Phương trình tổng quát của phản ứng thủy phân

Enzym

R R + H O

R OH + R2H

1 2 2

(H+, HO-)

Các tác nhân làm xúc tác cho phản ứng thủy phân thường là các acid, base hay các enzyme hydrolase trong đó đặc biệt được ứng dụng rộng rãi là các enzyme có nguồn gốc vi sinh vật và thực vật.

Trong phản ứng thủy phân có sự tham gia của một lượng nước rất lớn do đó tốc độ của phản ứng thủy phân chỉ tùy 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.

1.3.2 Quy trình thực hiện phản ứng thủy phân

Hình 1.8. Sơ đồ phản ứng thủy phân

Quá trình chuyển từ protein bánh đậu phộng thành acid amin là một quá trình khá phức tạp. Dưới điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân, enzyme sẽ tham gia phản ứng theo sơ đồ sau:

E + S ---> ES --> S + P

Người ta cho rằng ban đầu enzyme sẽ liên kết với cơ chất (bánh dầu đậu phộng), sau đó mới diễn ra sự thủy giải và tạo ra các sản phẩm là các acid amin và các đoạn peptid ngắn.

Ở đây E là enzyme papain và S là protein đậu phộng, ES là phức hợp trung gian giữa enzyme và cơ chất, P là sản phẩm (chủ yếu là các acid amin và các peptid cấp thấp).

Sự tạo thành và chuyển biến của hợp chất trung gian ES xảy ra qua 3 bước: Bước 1: Enzyme kết hợp với protein tạo thành phức enzyme – protein (ES).

Bước 2: Có sự thay đổi mật độ điện tử và sự biến dạng hình học của các mối liên kết đồng hóa trị trong phân tử cơ chất S cũng như trung tâm hoạt động của E.

Bước 3: Giai đoạn tạo thành acid amin hay peptid cấp thấp và giải phóng enzyme.

1.3.3 Các thay đổi hóa sinh trong quá trình thủy phân:

Những nghiên cứu về sự liên kết enzyme và cơ chất đề ra giả thuyết: phần lớn các enzyme trở nên hấp thụ với bề mặt ngoài của protein đậu phộng theo một tiến trình tương đối nhanh, sau đó sự khuếch tán những phân tử enzyme vào trong những thành phần này xảy ra chậm hơn. Sự thủy phân những nối peptid của protein đậu phộng có thể chia làm hai pha:

Pha nhanh (pha động): xảy ra ở giai đoạn đầu. Trong suốt pha này, một số lớp peptid bị phá hủy trong một đơn vị thời gian và một phần chất hòa tan được phóng thích vào trong dung dịch.

Pha chậm (pha tĩnh): tốc độ thủy phân càng về sau càng giảm, tiến trình hầu như ít có sự thay đổi cho đến khi phản ứng thủy phân kết thúc.

1.3.4 Tính chất của sản phẩm sau thủy phân[16]

Tính chất quan trọng nhất của sản phẩm là tính dinh dưỡng. Chiều dài chuỗi peptid của sản phẩm thủy phân có tầm quan trọng đặc biệt. Khả năng hòa tan, khả năng nhũ tương, vị đắng …đều phụ thuộc ít nhiều vào kích thước và trọng lượng phân tử của các loại proteint có trong sản phẩm. Tất cả các sản phẩm thủy phân đều có vị đắng ở những mức độ khác nhau làm hạn chế rất nhiều tính cảm quan của sản phẩm. Vị đắng là nhược điểm chung của các sản phẩm thủy phân với xúc tác enzyme và được cho là có liên quan đến những peptid có trọng lượng phân tử thấp (khoảng 6,000 Da). Ta không thể khử được vị đắng nhưng có thể giảm bớt được

bằng cách kiểm soát mức độ thủy phân để cho những peptid có phân tử lượng lớn chiếm ưu thế.

Việc sử dụng enzyme làm xúc tác có nhược điểm là thủy phân không triệt để, sau thủy phân còn khoảng 20% nitơ tổng số vẫn không tan, do đó người ta thường phối hợp thủy phân bằng hóa chất để nâng cao hiệu suất thủy phân.

1.3.5 Ưu và nhược điểm của phản ứng thủy phân:

1.3.5.1 Ưu điểm:

Do enzyme hydrolase có tính đặc hiệu cao nên ít hoặc hầu như không tạo thành sản phẩm phụ. Dịch thủy phân thu được có độ thuần khiết cao.

Sử dụng enzyme xúc tác phản ứng có thể định hướng được phản ứng xảy ra và sản phẩm tạo thành.

Có thể điều chỉnh được phản ứng nhằm tạo ra sản phẩm mong muốn.

Hiệu suất thủy phân của enzyme khá cao, chỉ cần một lượng nhỏ enzyme cũng có thể thủy phân được một lượng rất lớn cơ chất.

Trong phản ứng xúc tác bởi enzyme thì yêu cầu về độ thuần khiết của cơ chất không cao.

Không như một số phản ứng hóa học khác, phản ứng thủy phân với xúc tác enzyme xảy ra ở những điều kiện ít khắc nghiệt hơn.

Phản ứng thủy phân bằng enzyme có biệt tính chọn lọc lập thể cao.

1.3.5.2 Nhược điểm:

Thời gian thủy phân với xúc tác enzyme thường kéo dài hơn so với thủy phân với xúc tác acid.

Dịch sau thủy phân thường khó lọc.

1.4 ỨNG DỤNG ENZYME PAPAIN LÀM XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG THỦY PHÂN PROTEIN TRONG BÁNH DẦU ĐẬU PHỘNG

Trong luận văn này, chúng tôi điều chế enzyme papain để thủy phân protein trong bánh dầu đậu phộng với các nội dung sau:

1. Thu nhận enzyme papain từ nhựa trái đu đủ

 Khảo sát các điều kiện thu nhận enzyme papain

 Định lượng và hoạt tính của enzyme papain sau mỗi giai đoạn tinh chế.

 Khảo sát sự biến đổi lượng và hoạt tính enzyme papain theo thời gian.

 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme papain.

2. Khảo sát phản ứng thủy phân bánh dầu đậu phộng

 Xác định hàm lượng đạm formol và đạm amoniac theo thời gian phản ứng

 Khảo sát sự thay đổi hàm lượng xúc tác, pH và nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng thủy phân.