Đồ án Phương pháp nội chuyển hóa ester bằng enzyme

GVHD : TS. LẠI MAI HƯƠNG SVTH : NGUYỄN QUỐC DŨNG NỘI DUNG PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG PHẦN 2: ENZYME LIPASE PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP NỘI CHUYỂN HÓA ESTER BẰNG ENZYME LIPASE PHẦN 4: KẾT LUẬN PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CHẤT BÉO Kết tinh phân đoạn Hydro hóa Nội chuyển hóa ester Ưu điểm Nhược điểm PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP NỘI CHUYỂN HÓA ESTER Định nghĩa: là quá trình tái sắp xếp các vị trí của acid béo trên phân tử TAG Xúc tác: hóa học hoặc enzyme Ưu và nhược điểm Enzyme cố định PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP NỘI CHUYỂN HÓA ESTER BẰNG ENZYME Điều kiện thực hiện phản ứng Hàm lượng nước Nhiệt độ pH Dung môi hữu cơ Chất hoạt động bề mặt Tỉ lệ hỗn hợp nguyên liệu Thời gian phản ứng Thiết bị Enzyme Hoạt tính Tính đặc hiệu Tính ổn định Chất mang PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP NỘI CHUYỂN HÓA ESTER BẰNG ENZYME Ứng dụng Điều chỉnh tính chất vật lý chất béo Margarine Modified butters Shortenings Tổng hợp chất béo có cấu trúc xác định Chất béo thay thế bơ ca cao (CBEs) Chất béo trong sữa mẹ – BetapolTM Xu hướng tương lai Nguồn enzyme mới Ứng dụng chất béo cấu trúc xác định PHẦN 2: ENZYME LIPASE Giới thiệu Lipase: triacylglycerol acylhydrolase EC 3.1.1.3 Xúc tác phản ứng thủy phân thuận nghịch TAG Hoạt tính được tăng cường tại bề mặt phân chia pha Nguồn thu nhận Động vật: tuyến tụy Thực vật: hạt có dầu Vi sinh vật Vi khuẩn: Pseudomonas, Achromobacter, Staphylococcus Nấm men: Torulopsis, Candida Nấm mốc: Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Penicillium, Geotrichum PHẦN 2: ENZYME LIPASE Tính chất Cấu trúc: đơn cấu tử, dạng a/b với trung tâm lưới hỗn hợp b, và cấu trúc xoắn “lid” che vùng trung tâm hoạt động Hoạt tính bề mặt: hoạt tính enzyme thể hiện trên bề mặt phân chia pha Sự hoạt hóa: nguyên tố Ca Sự ức chế: muối mật và một số chất khác Tính đặc hiệu Đặc hiệu vị trí Đặc hiệu hình học Đặc hiệu cơ chất PHẦN 2: ENZYME LIPASE Cơ chế phản ứng Bộ ba xúc tác: Asp – His – Ser Các giai đoạn phản ứng PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Enzyme lipase cố định Các phương pháp cố định enzyme Tạo liên kết enzyme với chất mang Hấp phụ Tạo liên kết đồng hóa trị Phương pháp nhốt enzyme Gói enzyme trong khuôn gel PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Các yếu tố ảnh hưởng Hàm lượng nước Hoạt tính enzyme Cơ chế phản ứng PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Các yếu tố ảnh hưởng Nhiệt độ: 30 – 62oC Tốc độ phản ứng Biến tính enzyme Cơ chất PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Các yếu tố ảnh hưởng pH: giá trị tối ưu 7 – 9 Hoạt tính enzyme Enzyme cố định Dung môi hữu cơ Hòa tan cơ chất PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Các yếu tố ảnh hưởng Chất hoạt động bề mặt Tăng hoạt tính enzyme cố định Cố định enzyme kết hợp kỹ thuật Bio - imprinting PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Các yếu tố ảnh hưởng Chất mang cố định enzyme PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Các yếu tố ảnh hưởng Phương pháp cố định enzyme PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Các yếu tố ảnh hưởng Độ bền enzyme cố định PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Thiết bị sử dụng enzyme cố định Thiết bị phản ứng dạng cột (packed – bed reactor) Cấu tạo: cột được nhồi các chất mang đã cố định enzyme Hoạt động: nguyên liệu được gia nhiệt sau đó được bơm qua cột. PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Thiết bị sử dụng enzyme cố định Thiết bị phản ứng dạng cột (packed – bed reactor) Thời gian lưu Độ bền cột PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Thiết bị sử dụng enzyme cố định Thiết bị phản ứng dạng màng (membrane reactor) Cấu tạo: được trang bị một màng bán thấm cho phép các phân tử sản phẩm đi qua Hoạt động PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Sử dụng CO2 siêu tới hạn Nguyên lý tạo thành CO2 siêu tới hạn Áp suất: > 7,37 MPa Nhiệt độ: > 31,1oC Ưu điểm CO2 siêu tới hạn so với dung môi hữu cơ Khả năng hòa tan chất béo cao Không hòa tan enzyme Dễ tách khỏi hỗn hợp phản ứng Giảm hoạt độ nước trong phản ứng PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Sử dụng CO2 siêu tới hạn Phương pháp PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Sử dụng CO2 siêu tới hạn Yếu tố ảnh hưởng Hàm lượng nước PHẦN 4: KẾT LUẬN Enzyme lipase Thiết bị Ứng dụng PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Enzyme lipase cố định Các phương pháp cố định enzyme Hấp phụ Nguyên tắc: cố định enzyme lên chất mang nhờ lực tương tác yếu giữa enzyme và chất mang Phương pháp Khuấy trộn hỗn hợp enzyme và chất mang Tạo kết tủa enzyme lên chất mang Yếu tố ảnh hưởng pH Nhiệt độ Lực ion môi trường Nồng độ enzyme Chất mang Ưu điểm Nhược điểm PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Enzyme lipase cố định Các phương pháp cố định enzyme Tạo liên kết đồng hóa trị Nguyên tắc: dựa trên sự tương tác đồng hóa trị giữa enzyme và chất mang Phương pháp Một giai đoạn Hai giai đoạn Yếu tố ảnh hưởng Ưu điểm Nhược điểm PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP Enzyme lipase cố định Các phương pháp cố định enzyme Gói enzyme trong khuôn gel Nguyên tắc: phân tử enzyme được giữ lại trong mạng lưới không gian của một polymer không tan trong nước Phương pháp: enzyme được hòa tan vào chất mang ở dạng lỏng và sau đó hỗn hợp tạo gel cố định enzyme bên trong Yếu tố ảnh hưởng Chất mang Ưu điểm Nhược điểm