Xem mẫu
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
Bài thảo luận:
VI SINH ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ MÔI
TRƯỜNG
NHÓM 4
Đề tài:
Trình bày quá trình phân giải
pectin trong môi trường để
tạo thành CO2 và H2O
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 1
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
MỤC LỤC
1.2. Cấu tạo của pectin ..............................................................3
2.2. Quá trình chuyển hóa acid galacturonic, pentoza,
galactoza thành acid pyruvic .....................................................5
Acid galacturonic: .....................................................................5
2.3. Oxi hóa hoàn toàn acid pyruvic .........................................8
a) Chuyển hoá pyruvate thành acetyl-CoA. ..............................8
* Ý NGHĨA CỦA CHU TRÌNH KREBS :..............................9
Phân giải CH3OH và CH3COOH.............................................9
1. GIỚI THIỆU CHUNG
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 2
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
1.1. Nguồn gốc
Pectin chứa nhiều trong các loại quả của trái cây: Táo, mận, cam, chanh,
cà rốt, sơn trà, lê, cà chua…
Trong quá trình phát triển và già chín của rau quả, hàm lượng pectin luôn
biến đổi. Thường cao nhất khi chín tới sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa
và depolymer hóa. Khi bị thối rửa thì hàm lượng pectin bị phân hủy.
Với chủng loại khác nhau thì hàm lượng pectin cũng khác nhau:
Ví dụ:
- Khoai tây 0,7 %
- Cải bắp 0,3 %
- cà rốt 0,1 % …
Pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật.
Pectin là hợp chất gluxit cao phân tử.
Các chất pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất khi
chuyển hóa các chất và trong quá trình chín của rau quả.
Pectin trong rau quả tồn tại hai dạng: pectin hòa tan và pectin không hòa
tan.
1.2. Cấu tạo của pectin
- Polysaccaride dị thể, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic.
Acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic, liên kết với nhau bằng liên
kết 1-4 glucoside. Mỗi chuỗi gồm khoảng 10000 phân tử Galacturonic tạo
thành một phân tử pectin M = 10000 -100000.
- Công thức cấu tạo của một chuỗi pectin:
1.3. Tính chất của pectin
- Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu.
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 3
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
- Có khả năng tạo gel bền.
- Pectin hòa tan: methoxyn polygalacturonic.
- Pectin không hòa tan: Protopectin-là dạng kết hợp của pectin-araban.
- Trong cồn và dung dịch muối thì pectin bị kết tụ.
- Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính
đông của sản phẩm khi cô đặc.
- Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao. Keo pectin
có độ nhớt và độ bền rất lớn nên gây khó khăn trong quá trình làm trong khi cô
đặc nước quả.
- Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzim pectinaza hoặc với sự
tham gia của acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan
cường lực liên kết giữa các tế bào giảm.
- Khi quả chín pectin hòa tan thành acid pectic.
- Các dạng pectin trong trái cây tồn tại cùng một lúc.
Hiểu rõ được quy luật thay đổi của pectin là điều rất quan trọng để xử lý
và khống chế nó trong quá trình chế biến.
- Pectin không tan trong dung dịch ethanol.
- Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp(1-
1,5%) khi có mặt đường 60-70% và acid 1%. Khả năng tạo đông phụ thuộc
vào nguồn pectin, mức độ metoxin hóa và phân tử lượng của pectin.
- Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thi khả năng tạo gel khác nhau.
1.4. Ứng dụng của pectin
- Pectin là một loại phụ gia quý và vô hại.
- Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel
cho thực phẩm. Khả năng tạo gel của nó được sử dụng trong những thực
phẩm cần có sự ổn định của nhiều pha. Tác dụng tạo gel của pectin được sử
dụng chủ yếu trong các sản phẩm mứt trái cây và mứt đông.
- Tác dụng của pectin là tạo ra cấu trúc mứt đông và mứt trái cây không bị
thay đổi trong quá trình vận chuyển, tạo ra mùi vị thơm ngon cho sản phẩm và
giảm sự phá vở cấu trúc.
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 4
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
2.SỰ PHÂN GIẢI CỦA PECTIN TRONG MÔI TRƯỜNG
2.1. Cơ chế chuyển hóa:
Pectin tồn tại ở hai dạng:
- Tan: Hydratpectin;
- Và không tan: protopectin (do các gốc COOH bị metyl hoá > 75%).
Pectin có thể phân giải yếm khí hoặc hiếu khí tạo thành sợi xelulose
Cơ chế chuyển hoá:
Araban (35%) (Pentoza)
Protopectin pectinaza
pectine Hydratpectin
Protopectina
Thủy phân
4 galacturonic
Hydratpectin
2 Pentoza(Arabinoza và
xyloza)
1 Galactoaza
2 CH3 COOH
2CH3 OH
2CO2
2.2. Quá trình chuyển hóa acid galacturonic, pentoza, galactoza
thành acid pyruvic
Acid galacturonic:
Acid Galacturonic là một acid đường, COOH
một dạng oxy hóa của galactose. Nó là
thành phần chính của pectin , trong đó nó
tồn tại như là các polymer acid
polygalacturonic. Nó có một nhóm aldehyde
tại C1 và một nhóm axit cacboxylic ở C6.
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 5
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
OH
COOH
Decacboxylaza
+ CO2 + H2
H 2O
Acid galacturonic galactoza
Quá trình phân giải pentoza, galactoza thực chất là phân giải glucoza:
- Quá trình đường phân:
Quá trình phân cắt glucose yếm khí để tạo ra pyruvate gọi là đường
phân (glycolysis)
Ðường phân là giai đoạn đầu của hô hấp yếm khí và nó xảy ra ở các tế
bào sống và không cần sự hiện diện của O2.
- Đường phân trải qua 3 giai đoạn(10 phản ứng):
+ Giai đoạn 1: Hoạt hóa Glucô:
O
HO P
OH
OH O
OH
H H
H H
O O
isomeraza P* O* OH
O
G.P kinaza
HH HH
H H OH
OH ATP ADP OH
OH OH
Fructoza.6.P
OH OH OH OH
ATP
Fructaza.P.Kinaza
Glucoza G. 6.P
OH
ADP
OH P* O
P* O* O
O
OH
Fructoza.1.6.P
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 6
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
+ Giai đoạn 2: Đứt mạch:
P O CH2 O CH2 OP H2C O P
H2C O P
Tri.P isomeraza
Lipaza CO
CH OH
CH2OH
CHO
Dioxiaxetol.P
3.P.andehitglyxeric
Fructoza.1.6.P
+ Giai đoạn 3: Oxi hoá khử:
ATP CH2 - O ~ P
ADP
CH2 - O ~ CH2 – OH
P ADP ATP
COO ~ P
CH2 – OH
CHO Axit1.3.di.P
NAD H2O NADH2
CH2 – O ~ P CH2 - OH
Glyxeric Enolaza
P
CH2 – OH P.Glyxeric mutaza CHO ~
COOH COOH
H2O
3.P.Glyxeric A.2.P.glyxeric
CH2 CH2
ADP ATP
P
C- O ~ C – OH
COOH COOH
P. pyruvat kinaza
A.2.P.enolpyruvat A.Enolpyruvat
CH3
Pyruvat isomeraza
C= O
COOH
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
A. pyruvate
SVTH: NHÓM 4 – 44X 7
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
2.3. Oxi hóa hoàn toàn acid pyruvic
a) Chuy n hoá pyruvate thành acetylCoA.
CoA-SH CH3CO-S-CoA + CO2
CH3CO COOH
Acetyl CoA
NADH
NAD+
b) Oxy hóa acetyl- coA thông qua chu trình Krebs (chu trình citric acid) gồm 8
phản ứng:
* CHU TRÌNH KREBS:
citrate synthase
(1) Acetyl – CoA gắn với oxaloaxetate citrate.
H2O CoA-SH
aconitate
(2) citrate isocitrat.
isocetrate dehydrogenase
(3) isocitrat α - cetoglutarate + CO2
NAD(P+) NAD(P)H2+
α cetoglutarate dehydrogenaza
sucinyl - CoA + CO2 NAD+
(4) α - cetoglutarate
CoA-SH NAD+ NADH+
Sucinyl - CoA synthase
(5) sucinyl CoA sucinate
GDP+Pi GTP
sucinate dehydrogenaza
(6) sucinate fumarate
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
FAD FADH2
SVTH: NHÓM 4 – 44X 8
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
fumarase
(7) fumarate malate.
malate dehydrogenases
(8) malate oxaloaxetate.
NAD+ NADH2+
* Ý NGHĨA C A CHU TRÌNH KREBS :
- Chu trình krebs là giai đoạn cuối cùng của con đường ôxy hóa - khử
glucid. Acid pyruvic khi đưa vào chu trình krebs sẽ bị ô xy hóa hoàn toàn như
sau:
CH3COCOOH + 3H2O → 3CO2 + 5H2
5H2 + 4NAD → 4NADH2 + FADH2
Cứ 1 phân tử NADH2 tổng hợp được 3ATP, 1FADH2 tổng hợp được
2ATP . Vì vậy khi ôxy hóa hoàn toàn 1 phân tử pyruvic thì sẽ thu được 15
ATP.
Nếu tính từ glucose thì được 2 pyruvic + 8ATP. Tức là khi ô xy hóa hoàn
toàn 1 phân tử glucose trong điều kiện đủ ôxy thì glucose bị ô xy hóa hoàn
toàn thành CO2 và H2O. Đồng thời cơ thể sẽ giữ lại được năng lượng tương
đương 38 ATP.
Nếu tính mỗi ATP cho ta 31 KJ/mol thì ta sẽ nhận được 1178 KJ/mol.
Vì vậy chu trinh krebs là con đường trao đổi và tích lũy năng lượng ở
sinh vật chung cho cả động vật và thực vật.
Phân giải CH3OH và CH3COOH
O2,
* CH3OH, CH3COOH CO2 + H2O + NL
vsv
* CH3OH → HCHO → HCOOH
HCOOH, CH3COOH → Phân hủy theo acid béo ( oxi hóa
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 9
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
2. VI SINH VẬT PHÂN GIẢI PECTIN
- Tổng hợp pectinaza, và lên men.
- Clostridium pectinovomen: có bào tử, ưa nóng, nhiệt độ từ 55-600C sử dụng
trong xử lý chất thải hữu cơ và trong sản xuất đay bằng ngâm nước.
- Bacillus masecrans: phân giải pectin ở 35-370C.
- Vi khuẩn dạng cơ pansen bacterium ( phân giải pectin và xenlulo).
- Nấm mốc Aspergillusniger.
4. KẾT LUẬN
Như vậy ta có thể tóm tắt toàn bộ quá trình như sau:
Hydratpectin(tan)
Pectin
Propectin(không tan)Thủy phân Araban (35%) (Pentoza)
Hydratpectin(tan)
Thủy phân
4 galacturonic
Hydratpectin
2 Pentoza(Arabinoza và
xyloza)
1 Galactoaza
2 CH3 COOH
2CH3 OH
2CO2
4.1. Phân giải Galaturonic,Pentoza,Galactoza:
Galaturonic,
Đường phân Oxi hóa
Pentoza, Pyruvate CO2 + H2O + NL
Galactoza
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 10
- Bài thảo luận – Vi sinh ứng dụng trong CNMT - Quá trình phân giải pectin trong môi trường để tạo thành CO2 và H2O
4.2. Oxi hóa CH3OH, CH3COOH:
VSV
* CH3OH, CH3COOH CO2 + H2O + NL
O2
GVGD: Phạm Hương Quỳnh
SVTH: NHÓM 4 – 44X 11
nguon tai.lieu . vn
