Phytase, enzyme phân giải phytate và tiềm năng ứng dụng công nghệ sinh học

Phytate là một dạng phospho hữu cơ chiếm từ 1 đến 5% (w/w) của đậu hạt, ngũ cốc, hột chứa dầu, phấn hoa và hạnh nhân (Cheryan, 1980); hầu hết thực phẩm có nguồn gốc thực vật chứa từ 50% đến 80% phospho tổng là phytate (Harland và Morris, 1995) và dĩ nhiên phytate chứa khoáng liên kết với acid amin và protein.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phytase, enzyme phân giải phytate và tiềm năng ứng dụng công nghệ sinh họcPhytase, enzyme phân gi i phytate và ti m năng ng d ng công ngh sinh h cA. Gi i thi u v phytatePhytate là m t d ng phospho h u cơ chi m t 1 n 5% (w/w) c a u h t, ngũc c, h t ch a d u, ph n hoa và h nh nhân (Cheryan, 1980); h u h t th c ph m cóngu n g c th c v t ch a t 50% n 80% phospho t ng là phytate (Harland vàMorris, 1995) và dĩ nhiên phytate ch a khoáng liên k t v i acid amin và protein.Theo Posternak (1902) là ngư i u tiên phát hi n ra phytin. Ông dùng phytinch m t ch t phospho trong các lo i h t mà ông khám phá ra và xem nó như s nph m trung gian trong quá trình t ng h p di p l c t nhưng Pfeffer tìm ra acidphytic t năm 1872.Trong t nhiên, acid phytic t n t i ch y u trong các d ng mu i phytate dư i d ngph c h p v i các cation quan tr ng cho dinh dư ng như Ca2+, Zn2+ và Fe2+ vàphytate ch a 14-25% phospho, 1,2-2% Canxi, 1-2% k m và s t. Lư ng phytatecao nh t trong các lo i ngũ c c, b p (0,83-2,22%) và trong các lo i h t u (5,92-9,15%) (Reddy, et al., 1989).Phytate làm gi m kh năng tiêu hóa protein, tinh b t và lipit vì phytate t o ph cv i protein làm protein kém tan và kháng l i ư c s phân gi i protein. Acidphytic có th nh hư ng n s tiêu hóa tinh b t thông qua s tương tác v ienzyme amylase (Kerovuo, et al., 2000). pH th p [acid], acid phytic có i n tíchâm m nh vì các nhóm phosphate phân ly không hoàn toàn. Dư i i u ki n này,acid phytic có nh hư ng x u n kh năng hòa tan protein vì liên k t ion c a cácnhóm phosphate c a acid phytic và các g c acid amin b ion hóa (lysyl, histidyl,arginyl). Trong pH acid, acid phytic có th g n ch t v i các protein th c v t, vì im ng i n c a protein này n m trong pH 4,0-5,0. pH 6,0-8,0, acid phytic vàprotein th c v t u có i n tích âm, ph c h p acid phytic và protein v n ư chình thành. Vi c g n k t này làm gi m giá tr dinh dư ng c a protein th c v t(Vohra, et al., 2003).B. Thành ph n Phytase trong t nhiên* Phytase t th c v tPhytase có nhi u trong các lo i ngũ c c như lúa mì, b p, lúa m ch, g o, và t cáclo i u như u nành, u tr ng,… Phytase cũng ư c tìm th y trong mù t t,khoai tây, c c i, rau di p, rau bina, và ph n hoa hu tây (Dvorakova, 1998). Trongh t ang n y m m ho c trong h t ph n, phytase có vai trò phân gi i phytin(Greene, et al., 1975). Suzuki et al., (1907) là nh ng ngư i u tiên s n xu t chph m phytase t cám g o và lúa mì.* Phytase t ng v tCollum và Hart (1908) ã phát hi n th y phytase t th n và máu dê, phytase cũngphát hi n trong máu các ng v t có xương s ng b c th p hơn như chim, bò sát, cá,rùa bi n (Rapoport et al, 1914). Vì phytate ho t ng như m t nguyên t khángdư ng trong cơ th ng v t nên các nhà khoa h c ã quan tâm và kh o sát ho t ng c a phytase trong ư ng tiêu hóa c a nhi u loài ng v t. Phytase ư c tìmth y trong ư ng ru t (Patwaradha, 1937) c a heo, c u, bò (Spitzer và Phillip,1972). Tuy nhiên, phytase trong h ng v t không óng vai trò quan tr ng trongvi c tiêu hóa phytate (Williams và Taylor, 1985).Phytase ru t ngư i cũng có ho t tính th p 30 l n so v i phytase t ru t chu t vàcũng không có ý nghĩa trong vi c tiêu hóa phytate, phytate ư c tiêu hóa trong htiêu hóa ngư i nh lư ng phytase trong th c ph m (Frolich, 1990). ng v t nhail i tiêu hóa ư c phytate nh ho t ng c a phytase ư c s n xu t b i h vi sinhv t trong d c . Lư ng phosphate vô cơ gi i phóng ra nh ho t ng c a phytaselên phytate ư c c h vi sinh v t ư ng ru t và v t ch s d ng (Kerovuo et al.,2000).* Phytase t vi sinh v tNh ng vi sinh v t s n xu t phytase có t nhi u ngu n khác nhau như t(Cosgrove et al., 1970; Richardson và Hadobas, 1997), ng v t d c (Lan etal.,2002), b t u (Choi et al., 2001), nư c bi n (Kim et al., 2003), h t th c v t(Nakano et al., 2000; Greiner, 2004; Greiner và Egki, 2003), i u này cho th y khnăng th y phân c a phytase có th ư c óng góp m t cách r ng rãi trong h sinhthái. ư c bi t là nh ng vi sinh v t s n xu t phytase bao g m c nh ng vi khu nhi u khí như Pseudomonas spp (Richardson và Hadobas, 1997; Kim et al., 2002),Bacillus subtilis (Shimizu, 1992) và Klebsiella spp (Greiner et al., 19993), vikhu n k khí như Escherichia coli (Greiner et al., 1993) và Mitsuokella spp (Lan etal., 2002), n m như Aspergillus spp (Ullah, 1998; Shimizu, 1992) và Penicillumspp (Tseng et al., 2002). Nh ng vi khu n hi u khí như Pseudomonas, Arthrobacter,Staphylococcus và Bacillus thì ư c xác nh n là có phytase có ho t tính.+ Vi khu n s n xu t phytasePhytase có m t r ng rãi trong th c v t, mô ng v t và vi sinh v t k c con ngư i.Tuy nhiên, nh ng nghiên c u ã ch ra r ng phytase vi sinh v t có ng d ngnhi u nh t trong k thu t sinh h c. M c dù vi c s n xu t phytase thương m i uch y u t p trung n m Aspergillus, nh ng nghiên c u ã ngh r ng phytasec a vi khu n có th thay ...