Luận văn: Tìm hiểu về enzym Mannanase và Ứng dụng trong ngành công nghiệp giấy

Mannanases là hydrolases glycoside làm suy giảm mannans và heteromannans. Hydrolases glycoside là một nhóm phổ biến rộng rãi của các enzym thủy phân polysaccharides. Enzym endo- beta-1,4-mannanase là một thành viên trong gia đình mannase đã có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và đồ uống, công nghiệp sản xuất thức ăn gia súc, công nghiệp khai thác dầu mỏ và khí đốt, trong xử lý ô nhiễm môi trường. Ngoài ra enzyme này còn được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn: Tìm hiểu về enzym Mannanase và Ứng dụng trong ngành công nghiệp giấy TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN KHOA CNSH-CNTP --------------------o0o--------------------- Bài tiểu luận Tìm hiểu về enzym Mannanase và Ứng dụng trong ngành công nghiệp giấy Giảng viên: TS.Nguyễn Văn Duy Lớp: K42- CNTP Nhóm thực hiện: 6 Chuyên đề: 7 Thái Nguyên, 10/2012 1 Danh sách thành viên nhóm: 1.Trần Huy Hoàng 2.Nguyễn Thị Hồng (DTN1053170024) 3.Nguyễn Thị Hồng (DTN1053170060) 4.Nông Thị Huệ 5.Trương Mạnh Hùng 2 Mục lục: I. Đặt vấn đề II. Nội dung A. Enzym mannanase 1. Tổng quát về enzym 2. Enzym mannanase (enzym endo- beta-1,4-mannanase) 2.1 Nguồn gốc thu nhận 2.2 Cấu tạo 2.3 Cơ chế tác dụng 2.4 Một số đặc tính 2.5 Tách và tinh chế B. Ứng dụng của enzyme mannanase trong ngành công nghiệp sản xuất giấy 1. Giới thiệu chung về ngành công nghiệp giấy 2. Vai trò của enzyme mannanase trong sản xuất giấy III. Kết luận IV. Tài liệu tham khảo 3 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ Mannanases là hydrolases glycoside làm suy giảm mannans và heteromannans. Hydrolases glycoside là một nhóm phổ biến rộng rãi của các enzym thủy phân polysaccharides. Enzym endo- beta-1,4-mannanase là một thành viên trong gia đình mannase đã có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và đồ uống, công nghiệp sản xuất thức ăn gia súc, công nghiệp khai thác dầu mỏ và khí đốt, trong xử lý ô nhiễm môi trường. Ngoài ra enzyme này còn được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy. Công nghiêp giấy là một ngành kinh tế quan trọng cần được ưu tiên phát triển phù hợp với đường lối đổi mới của nền kinh tế, với tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước. Bên cạnh đó, với thực trạng hiện nay và trước tình hình mới, vấn đề đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường của công nghiệp giấy đang hết sức cấp bách. Vì vậy song song với áp dụng các biện pháp kịp thời về sử lý chất thải, việc cải tiến công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường cần được quan tâm đúng mức. Để hiểu thêm về mannanase và khả năng ứng dụng của nó trong ngành công nghiệp sản xuất giấy. Chúng em xin được làm bài tiểu luận “ enzym mannanase và ứng dụng của enzym trong ngành công nghiệp giấy”. 4 PHẦN II. NỘI DUNG A. Enzym và enzym mananase 1. Giới thiệu chung về enzym Enzym: + Là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein + Hòa tan trong nước và dung dịch muối loãng + Khối lượng phân tử lớn: từ 20000-1000000 Da Enzym là những yếu tố quyết định xúc tác quá trình trao đổi chất và là trung tâm của nghiên cứu trên toàn thế giới tập trung. Sự ra đời của enzymology đại diện cho một bước đột phá quan trọng trong ngành công nghiệp công nghệ sinh học, với sự gia tăng trên toàn thế giới trong việc sử dụng các enzyme. Nửa sau của thế kỷ XX đã chứng kiến một sự mở rộng chưa từng có trong kiến thức của chúng ta về việc sử dụng các vi sinh vật, các sản phẩm trao đổi chất của họ, và các enzym trong một khu vực rộng lớn của nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng tiềm năng công nghiệp của họ. Các hydrolases như: protease, amylases, amidases, esterase và carbohydrolases như: cellulase, hemicellulases và pectinase chiếm phần lớn của thị trường enzyme công nghiệp. Cellulase và hemicellulases có rất nhiều ứng dụng và tiềm năng của công nghệ sinh học. Người ta ước tính rằng khoảng 20% của hơn một tỷ đô la Mỹ bán các enzyme công nghiệp của thế giới bao gồm cellulases, hemicellulases và pectinase. 2. Enzym mannanase Mannanases vi sinh vật đã trở nên quan trọng kể từ khi con người nhắm mục tiêu quá trình thủy phân các polysaccharides phức tạp trong mô thực vật thành các phân tử đơn giản như: Manno-oligosaccharides và mannoses. 5 Endo-beta-1,4- mannanase là enzyme thủy phân liên kết 1,4-beta- manopyranozit trong mạch chính của mannan và heteropolysaccharide có chứa đường mannanose, galactomanna, glucomanna. Sự thủy phân manna có chứa các polysaccharide bằng beta-mannanase tạo ra các mano-oligosaccharide và một chuỗi các oligosaccharide chứa D-manose, D-glucose và D-galactose. 2.1 Nguồn gốc Nguồn thu mannanase rất phong phú: từ vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, tảo nước ngọt, tảo biển, hạt nảy mầm và cả động vật. Trên thế giới mannanase được sản xuất trên quy mô công nghiệp nhằm phục vụ cho nhiều ngành như: công nghiệp giấy, thức ăn chăn nuôi, dược phẩm.. Ngoài ra, còn có cả sản xuất cà phê hòa tan. Mặc dù một số mannanase sản xuất từ nguồn vi khuẩn có sẵn, chỉ có một ít được khai thác thương mại để làm giống tự nhiên hoặc tái tổ hợp, trong số này, những cái quan trọng là: Bacillus sp, Streptomyces, Caldibacillus cellulovorans, Caldicellulosiruptor Rt8B, Caldocellum saccharolyticum. Tuy nhiên, việc sử dụng mannanase trong các ngành công nghiệp còn hạn chế do hiệu suất sinh tổng hợp enzym này của vi sinh vật tự nhiên còn thấp, chi phí sản xuất enzym còn cao. Mặt khác, các chủng sinh tổng hợp mannanase trong tự nhiên thường đồng thơi sinh tổng hợp nhiều loại enzym khác làm ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng enzym. Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học, đặc biệt là sự phát triển của các kĩ thuật sinh học phân tử tạo ra tiềm năng lớn để sản xuất mannanase từ vi sinh vật. Công nghệ gen cung cấp khả ...