Báo Cáo Cố định amylase trên vật liệu phối hợp silica gel

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN . .i
TÓM TẮT ĐỀ TÀI . . ii
MỤC LỤC . iv
DANH MỤC HÌNH . .v i
DANH MỤC BẢNG . . viii
Chương 1: MỞ ĐẦU . .1
1.1. Lý do chọn đề tài . .1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu . 1
1.3. Giới hạn của đề tài . .2
Chương 2: TỔNG QUAN . .3
2.1. Khái niệm về cố định enzyme . .3
2.1.1. Lịch sử phát triển và tình hình nghiên cứu enzyme cố định trong và
ngoài nước . .3
2.1.2. Đặc điểm của enzyme cố định . 4
2.1.3. Ưu, nhược điểm của enzyme cố định . .5
2.2. Vật liệu cố định . .6
2.2.1. Silica gel . .8
2.2.2. Chitosan . 10
2.2.3. Alginate . . 12
2.3. Hoạt hóa vật liệu bằng glutaraldehyde . . 15
2.4. Enzyme amylase . . 16
2.4.1. α-amylase . . 16
2.4.2. Glucoamylase . . 18
2.5. Điều kiện phản ứng khi tiến hành xác định hoạt độ enzyme . . 20
2.5.1. Các phương pháp xác định hoạt độ enzyme . . 20
2.5.2. Một số lưu ý khi xác định hoạt độ enzyme . 21
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP . . 22
3.1. Nguyên vật liệu . . 22
3.2. Thiết bị . 23
3.3. Các phương pháp phân tích . 23
iv

Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Amylase xúc tác thủy phân các cơ chất lớn, nhỏ tại các liên kết α-1,4 glucoside
(α-amylase), liên kết α-1,4 và liên kết α-1,6 glucoside (glucoamylase) và tạo sản
phẩm đa dạng như: các oligosaccharide có gốc khử, các di-, tri- và tetrasaccharide,
glucose và isomaltose Tuy nhiên, việc sử dụng enzyme tự do gây nhiều khó khăn
trong việc ứng dụng lẫn việc tái sử dụng (sự rửa trôi, bị biến tính bởi nhiệt, pH )
enzyme. Kết quả là làm tăng chi phí giá thành sản phẩm. Để tăng tính bền và ổn
định trong hoạt tính của enzyme khỏi những tác nhân lý hóa giúp việc ứng dụng
enzyme được thuận tiện và tiết kiệm được chi phí. Từ đó, ý tưởng cố định enzyme
trong chất mang đã được ra đời.
Hiệu quả cố định enzyme bằng cách sử dụng một số phương pháp, một trong
số đó là phương pháp bẫy trong gel, liên kết cộng hóa trị. Enzyme sẽ được cố định
vào mạng lưới các vi lỗ trong hạt chất mang (alginate) hoặc trên bề mặt các hạt
(silica gel, chitosan). Phương pháp bẫy trong alginate và phương pháp cố định
amylase trên bề mặt nhờ liên kết cộng hóa trị với chitosan, hấp phụ trên silica gel rất
dễ thực hiện, chi phí thấp và dễ sử dụng. Hơn nữa, bằng cách thay đổi điều kiện tạo
gel, nó có thể dễ dàng kiểm soát một số đặc tính, chẳng hạn như độ dày hoặc độ
thẩm thấu các chất nền khác nhau của hạt gel.
Ở những nghiên cứu trước đây, chất mang chitosan và alginate được dùng cố
định amylase đã được nghiên cứu và cho kết quả tốt [3, 4, 19, 20]. Tuy nhiên, đó chỉ
là vật liệu hữu cơ, không bền dưới các tác nhân lý hóa, trong khi đó, vật liệu vô cơ
(silica gel) có thể khắc phục được nhược điểm này. Từ yêu cầu trên, chúng tôi đã
tiến hành nghiên cứu thử nghiệm đề tài: “Khảo sát điều kiện cố định amylase trên
silica-chitosan và silica-alginate”.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Khảo sát điều kiện cố định Termamyl lên hạt silica-chitosan bằng liên kết
cộng hóa trị.

- Khảo sát điều kiện cố định Termamyl bằng phương pháp bẫy, nhốt trong gel
silica-alginate.
- Khảo sát nhiệt độ và pH tối ưu.
- Khảo sát khả năng tái sử dụng của enzyme cố định.
1.3. Giới hạn của đề tài
Vì thời gian có hạn nên đề tài chỉ dừng ở bước khảo sát khả năng tái sử dụng
của enzyme cố định, chưa khảo sát khả năng bảo quản của enzyme cố định theo thời
gian, cũng như thực hiện tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến enzyme cố định (theo
phần mềm tối ưu Design Expert 8.0).









3.4. Phương pháp nghiên cứu . 23
3.4.1. Tạo bột silica gel . 23
3.4.2. Chuẩn bị hạt chitosan . 24
3.4.3. Chuẩn bị hạt silica-chitosan . 24
3.4.4. Hoạt hóa hạt silica-chitosan với glutaraldehyde . 24
3.4.5. Cố định Termamyl lên các chất mang . 24
3.4.7. Khảo sát nhiệt độ và pH tối ưu . 25
3.4.8. Sự tái sử dụng . 26
Chương 4: KẾT QUẢ và BÀN LUẬN . 27
4.1. Enzyme tự do . 27
4.2. Termamyl cố định trên silica gel . 27
4.2.1. Hiệu suất cố định Termamyl trên silica gel . 27
4.2.3. Khảo sát pH tối ưu của Termamyl cố định trên silica gel . 28
4.2.4. Tái sử dụng Termamyl cố định trên silica gel . 29
4.3. Termamyl cố định trên silica-chitosan và silica-alginate . 30
4.3.1. Điều kiện cố định . 30
4.3.2. Điều kiện phản ứng . 35
4.3.3. Khảo sát khả năng tái sử dụng của α-amylase cố định . 38
4.4. Đồng cố định glucoamylase và Termamyl trên silica-alginate . 44
4.4.1. Khảo sát nhiệt độ tối ưu . 44
4.4.2. Khảo sát pH tối ưu . 45
4.4.3. Tái sử dụng hai enzyme đồng cố định trên silica-alginate . 46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 51
PHỤ LỤC A: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH . 54
PHỤ LỤC B: BẢNG TÍNH TOÁN . 57