Với hàm mục tiêu trong thử nghiệm này là
lượng β-CD tạo ra cao nhất. Điều kiện này
được xác định trong phần dự đoán điểm của
phần mềm như sau: Nồng độ dịch tinh bột xử
lý là 25,86%, thời gian phản ứng là 60,76 h,
lượng enzym 2,91 KU/l. Với các giá trị tối ưu
này, lượng β-CD được dự đoán là 18,29 g.
Công thức dự đoán tối ưu này được đánh giá
bằng cách lặp lại 3 lần thu được kết quả lượng
β-CD là 18,17 g. Như vậy mô hình đáp ứng có
tính tương thích với thực nghiệm cao (99,34%).
Phương pháp sản xuất β-CD với từ tinh
bột xử lý với Termamyl rút ngắn thời gian sản
xuất hai lần và hiệu suất chuyển đổi cơ chất
cao hơn 51%, nồng độ cơ chất sử dụng nhiều
hơn 40% so phương pháp sản xuất β-CD từ
tinh bột là 120 h và 39,95%, 8% theo thứ tự(2).
Vậy sản xuất β-CD từ tinh bột tiền xử lý với
Termamyl sẽ rút ngắn thời gian sản xuất hơn,
tiết kiệm được chi phí sản xuất đem lại hiệu
quả kinh tế cao hơn. So sánh với các nghiên
cứu khác với quy trình có sử dụng dung môi
cho thấy hiệu suất tạo thành CD trong nghiên
cứu này thấp hơn trong nghiên cứu của
Zhekova (2009)(11) với hiệu suất là 65% với
dung môi là toluen 1%, tuy nhiên nồng độ cơ
chất trong nghiên cứu của Zhehova là tinh bột
bắp 5%, thấp hơn trong nghiên cứu này (tinh
bột sắn 40%); kết quả trong nghiên cứu này
cao hơn kết quả tạo CD trong nghiên cứu của
Shieh (1994)(9) là 15,5% với nồng độ cơ chất là
tinh bột tan 30%, và dung môi sử dụng là
cyclohexan 5%. Như vậy hiệu suất chuyển đổi
của quy trình tạo CD phụ thuộc nhiều vào loại
dung môi sử dụng và cơ chất ban đầu.
6 trang |
Chia sẻ: hachi492 | Ngày: 09/02/2022 | Lượt xem: 39 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu tạo β-Cyclodextrin từ dịch xử lý tinh bột với cgtase cố định, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Dược Học 289
NGHIÊN CỨU TẠO Β-CYCLODEXTRIN
TỪ DỊCH XỬ LÝ TINH BỘT VỚI CGTASE CỐ ĐỊNH
Vương Văn Sơn*, Vũ Thanh Thảo*, Trần Hồng Ngân*, Trần Thành Đạo*, Trần Cát Đông*
Mở đầu: Cyclodextrin (CD) là các oligosaccharide dạng vòng chứa 6, 7, 8 đơn vị glucose liên kết với nhau
bằng liên kết α-1-4 glycosid, trong đó β-cyclodextrin (β-CD) được sử dụng nhiều nhất. CD được sản xuất nhờ
xúc tác của enzym cyclodextrin glucanotransferase. Enzym này có tác dụng vòng hóa tạo CD từ các cơ chất có
liên kết α-1,4-glycosid như tinh bột, amylose, amylopectin, dextrin, maltodextrin, hoặc glycogen.
Mục tiêu: Trong nghiên cứu này chúng tôi nghiên cứu việc tạo β-CD từ dịch tinh bột xử lý với enzym cố
định trên alginat.
Phương pháp: Khảo sát các điều kiện tạo β-CD từ enzym cố định bao gồm: nồng độ dịch tinh bột xử lý,
lượng CGTase, thời gian phản ứng. Sản xuất β-CD theo qui trình sử dụng dung môi là cyclohexan. Số lần tái sử
dụng enzym sau cố định được xác định bằng số lần sử dụng enzym cho đến khi hoạt tính hay hiệu suất chuyển
đổi tinh bột thành β-CD còn khoảng 50% so với ban đầu.
Kết quả: Xác định được điều kiện tối ưu của phản ứng tạo β-CD từ dịch xử lý tinh bột với enzym cố định là:
nồng độ dịch tinh bột xử lý 26%, thời gian phản ứng 61 h, lượng enzym CGTase là 2,91 KU/L. Hiệu suất chuyển
đổi từ tinh bột thành β-CD là 51%. Và enzym CGTase có khả năng tái sử dụng 5 lần trong quy trình tạo β-CD.
Kết luận: Xác định được điều kiện tối ưu của phản ứng vòng hóa từ dịch xử lý tinh bột bằng enzym cố định
trên alginat với lượng β-CD tạo thành là 181,7 g/L.
Từ khóa: β-CD; CGTase; enzym cố định; alginat, dịch tinh bột xử lý.
ABTRACT
INVESTIGATION ON Β-CYCLODEXTRIN PRODUCTION
FROM HYDROLYZED STARCH BY IMMOBILIZED CGTASE
Vuong Van Son, Vu Thanh Thao, Tran Hong Ngan,Tran Thanh Dao, Tran Cat Dong
* Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 289 - 294
Background: Cyclodextrins are cyclic oligosaccharides composed of 6, 7, or 8 α-1,4-linked glucose units,
respectively classified as α, β and γ. in which β-cyclodextrin (β-CD) is used most. They are produced by the
catalytic action of cyclodextrin glucanotransferase. The enzyme displays its cyclic action on substrates with α-1,4-
glycosyl chain, such as starch, amylose, amylopectin, dextrins, matodextrins, or glycogen
Objectives: In this study, we investigated the producing of β-CD from hydrolyzed starch with immobilized
CGTase on alginate.
Methods: Surveying of conditions to product β-CD with immobilizated GTase including hydrolyzed starch
concentration, concentration of CGTase and reaction time. β-CD was produced by solvent process with
cyclohexan. Recycling of immobilized enzyme was determined until enzymatic activity or the conversion
efficiency of starch into β-CD was about 50% from baseline.
Results: The result showed that the optimal conditions of β-CD production on hydrolyzed starch with
immobilizated CGTase were hyrolyzed starch 26%, reaction time 61h, enzym CGTase concentration 2,91 KU/L.
Convertion yield to β-CD from starch was 51%. And immobilized CGTase was re-used 5 times in β-CD
∗ Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh
Tác giả liên lạc: ThS Vương Văn Sơn ĐT: 0908747086 Email: vuongvanson@gmail.com
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014
Chuyên Đề Dược Học 290
production.
Conclutions: Optimum conditions of cylic reaction from hydrolyzed starch with immobilized CGTase on
alginate were indentified with the yield of β-CD was 181,7 g/L.
Keywords: β-CD; CGTase; immobilizated enzyme; alginate, hydrolyzed starch.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Cyclodextrin (CD) là các oligosaccharide
dạng vòng, không khử, chúng có nhiều ứng
dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm
và hóa học. Trên thế giới, CD đã được ứng dụng
từ rất lâu và trong nhiều lĩnh vực do cấu trúc đặc
biệt của chúng. Trong công nghiệp thực phẩm
CD được dùng để che giấu mùi, vị khó chịu, để
ổn định và bảo vệ các thành phần chức năng
như acid amin, vitamin trong thực phẩm, làm
phụ gia độn, tạo độ nhớt,Đối với ngành dược
CD là một tá dược quan trọng giúp tăng độ tan
của các dược chất không tan trong nước, giúp
tăng độ hấp thu và sinh khả dụng hoặc kiểm
soát tốc độ phóng thích thuốc, ngoài ra nó còn
giúp che dấu mùi, vị khó chịu của nhiều hoạt
chất (3,10). Tuy nhiên, tá dược này hiện nay phải
nhập ngoại hoàn toàn. Việc sản xuất được β-
cyclodextrin trong nước sẽ giúp tự chủ được
nguồn nguyên liệu làm thuốc và tạo điều kiện để
công nghiệp dược phẩm trong nước ứng dụng
bào chế các chế phẩm có chất lượng cao, cạnh
tranh được với các sản phẩm ngoại nhập. Mặt
khác nguyên liệu để sản xuất β-cyclodextrin từ
tinh bột giúp tạo ra giá trị gia tăng mới cho tinh
bột, qua đó thúc đẩy sự phát triển ngành công
nghiệp chế biến nông sản.
Sản xuất CD chỉ có một con đường duy nhất
là bằng công nghệ enzym sử dụng
cyclomaltodextrin glucanotransferase (CGTase)
với nguyên liệu là tinh bột hoặc dextrin (1,6).
Nhưng enzym CGTase có hoạt tính cắt mạch
tinh bột yếu hơn so với hoạt tính chuyển nhóm
glucan và phản ứng tạo vòng, nếu sử dụng nồng
độ tinh bột cao, độ nhớt của dung dịch tăng làm
giảm hoạt tính của enzym CGTase, cũng như
khả năng tăng nồng độ tinh bột ban đầu nhằm
thu dược lượng β-CD nhiều hơn(1). Do đó trong
nghiên cứu này chúng tôi khảo sát việc cắt mạch
tinh bột với Termamyl để thu các dextrin ngắn
giúp cho quá trình thực hiện vòng hóa thu sản
phẩm β-CD nhanh hơn và điều kiện của phản
ứng tạo β-CD với enzym cố định trên alginat từ
dịch xử lý tinh bột.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Vật liệu
Enzym Toruzyme ® 3.0L (Novozymes, Đan
Mạch) với hàm lượng protein là 5,03 mg/ml và
hoạt tính là 45,25 U/mg protein; chất mang natri
alginat (Xilong, Trung Quốc); enzym Termamyl
120L (Novozymes, Đan Mạch), tinh bột sắn mì
(Thiêm Ký, Việt Nam); dung môi cyclohexan
(Xilong, Trung Quốc).
Xác định hàm lượng protein và hoạt tính
enzym
Hàm lượng protein được xác định bằng
phương pháp Bradford.
Hoạt tính enzym CGTase xác định bằng
phương pháp Kaneko trong đó một đơn vị hoạt
tính của enzym được định nghĩa là số μmol β-
CD được tạo ra trong 1 phút ở điều kiện thí
nghiệm(2).
Cố định enzym trên alginat
Enzym CGTase cố định lên alginat theo
phương pháp bắt giữ. Quy trình cố định như
sau: chuẩn bị dung dịch alginat 4% trong đệm
Tris-HCl 50 mM pH 7, thêm CGTase với lượng
300 U/10ml alginat; dùng bơm nhu động nhỏ
hỗn hợp trên vào dung dịch CaCl2 0,2 M để
được hạt alginat; để hạt ổn định khoảng 1 giờ
cho việc trao đổi ion Ca2+ xảy ra hoàn toàn. Lọc
hạt qua phễu Büchner, rửa cho hết protein với
nước cất. Bảo quản CGTase cố định trên
alginat ở 4oC. Hoạt tính của enzym cố định xác
định theo phương pháp Kaneko là 33,16 U/g
chất mang(2).
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Dược Học 291
Khảo sát việc tiền xử lý tinh bột với
Termamyl 120L thu dịch xử lý có DE 14-15
Khảo sát tiền xử lý với Termamyl tinh bột có
nồng độ: 30, 40, 50, 60% với lượng enzym là
2,4KU/L nhiệt độ 90oC, pH7 vì theo các nghiên
cứu nồng độ tinh bột thường sử dụng để thu
nhận maltodextrin thường từ 30% trở lên. Sau
khi chọn được nồng độ tinh bột thích hợp chúng
tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của lượng
enzym Termamyl 120L sử dụng, thời gian dịch
hóa ở pH 7, nhiệt độ 90oC; Với thời gian phản
ứng khảo sát trong khoảng từ 30, 60, 90 và 120
phút; lượng enzym sử dụng là 14,4 KU/L, 19,2
KU/L và 24 KU/L tương ứng với lượng
Termamyl khoảng 0,03% đến 0,05% so với lượng
tinh bột sử dụng. Enzym Termamyl sau khi xử
lý tinh bột sẽ được bất hoạt ở pH 3,5 bằng HCl
1N, trong 30 phút. Sau 30 phút, thêm NaOH để
điều chỉnh pH của dịch tinh bột về pH 7. Tinh
bột sau khi xử lý sẽ được lọc để thu dịch(7,8).
Trong đó, DE của dịch xử lý tinh bột xác
định bằng phương pháp Miller và hiệu suất
chuyển đổi tinh bột thành maltodextrin được xác
định thông qua độ Brix của dung dịch.
Tối ưu hóa quy trình tạo β-CD thô từ dịch
xử lý tinh bột
Sau khi thu được dịch xử lý tinh bột, tiến
hành tối ưu hóa các thông số của phản ứng tạo
β-CD theo phương pháp bề mặt đáp ứng với
phần mềm Design Expert V 7.1 (DX 7.1). Các yếu
tố khảo sát gồm nồng độ dịch xử lý tinh bột,
lượng enzym sử dụng và thời gian phản ứng với
thể tích phản ứng 100 ml, các thông số phản ứng
lựa chọn dựa trên tỉ lệ enzym cơ chất quy trình
sản xuất từ tinh bột và theo nghiên cứu của
Karube về quá trình sản xuất β-CD từ
maltodextrin(4,6).
Hình 1: Phản ứng tạo β-CD từ tinh bột với quy trình
sử dụng dung môi
Khảo sát khả năng tái sử dụng enzym cố
định trên alginat để sản xuất β-CD từ dịch
xử lý tinh bột
Tiến hành sản xuất β-CD bằng enzym cố
định trên alginat với 100 ml dịch xử lý tinh bột
DE 14-15 với các điều kiện tối ưu đã khảo sát.
Sau phản ứng lấy một lượng enzym đã cố định
để xác định hoạt tính enzym theo phương pháp
Kaneko. Enzym cố định được lọc và rửa nhiều
lần với dung dịch đệm, tiếp tục sử dụng cho
những phản ứng tiếp theo cho đến khi hoạt tính
riêng còn 50% so với ban đầu.
KẾT QUẢ
Tiền xử lý tinh bột với Termamyl 120L
Khảo sát nồng độ tinh bột để tiền xử lý với
Termamyl với lượng enzym là 24 KU/L, thời
gian phản ứng 120 phút.
Bảng 3: Khảo sát nồng độ tinh bột của quá trình tiền
xử lý
Nồng độ
tinh bột (%)
Đương lượng
Dextrose (DE)
Độ Brix
dung dịch
Đăc điểm dịch
tinh bột sau xử lý
30 41 25,6 Dịch tinh bột trong
40 32 34,5 Dịch tinh bột trong
50 18 30,4 Dịch đục, còn tinh
bột
60 17 29,7 Dịch đục, còn tinh
bột
Dựa vết quả khảo sát nồng độ tinh bột ban
đầu từ 50 đến 60%, chúng tôi thấy dịch tinh bột
sau xử lý rất đục, chứng tỏ trong mẫu vẫn cón
tinh bột chưa xử lý. Mặt khác ở nồng độ tinh bột
quá cao sẽ làm tăng độ nhớt của dung dịch do đó
enzym khó tác động lên cơ chất làm giảm hoạt
tính của enzym. So sánh giữa nồng độ tinh bột
30% và 40%, có cùng hiệu suất xử lý tinh bột như
nhau, do đó chúng tôi chọn nồng độ tinh bột
40% để tiền xử lý tinh bột (tạo ra 34,5g tinh bột
xử lý so với 25,6 g ở nồng độ tinh bột 30%). Sau
đó tiếp tục khảo sát lượng enzym và thời gian
phản ứng để thu được dịch tinh bột sau xử lý có
DE từ 14-15) và thời gian phản ứng (30 đến 120
phút) đến việc tiền xử lý tinh bột, với nồng độ
tinh bột là 40%, pH 7, nhiệt độ 90 oC.
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014
Chuyên Đề Dược Học 292
Bảng 4: Đương lượng Dextrose của dịch tinh bột sau
khi xử lý
Lượng enzym Termamyl
120L (KU/L)
Thời gian phản ứng (phút)
30 60 90 120
14,4 9 11 15 23
19,2 12 14 20 25
24 17 21 26 32
Bảng 5: Độ Brix của dịch tinh bột sau khi xử lý
Lượng enzym
Termamyl 120L (KU/L)
Thời gian phản ứng (phút)
30 60 90 120
14,4 17,45 21,42 28,95 31,25
19,2 20,33 28,96 31,36 33,64
24 25,14 29,96 32,63 34,47
Khi tăng nồng độ Termamyl và thời gian
phản ứng thì DE của dịch phản ứng tăng lên.
Với nồng độ enzym Termamyl là 14,4 KU/L, thời
gian phản ứng 90 phút và enzyme 19,2 KU/L,
thời gian phản ứng 60 phút cho DE của dịch
phản ứng là 15; với lượng enzym là 24 KU/L sau
thời gian 30 phút, DE của dịch phản ứng là 17,
do vậy cần giảm thời gian phản ứng để đạt DE
15. Bên cạnh đó so sánh hiệu quả của quá trình
chuyển đổi thì thời gian phản ứng kéo dài có thể
gia tăng khả năng chuyển tinh bột thành
maltodextrin. Vì vậy trong nghiên cứu này
chúng tôi chọn điều kiện tiền xử lý tinh bột là
nồng độ enzym sử dụng là 19,2 KU/L với thời
gian phản ứng là 60 phút cho hiệu suất chuyển
đổi tinh bột là 72,4%.
Tối ưu hóa quy trình sản xuất β-CD từ tinh
bột tiền xử lý
Sau quá trình xử lý tinh bột với Termamyl
thu được dịch xử lý tinh bột DE 14 có nồng độ
29%, bên cạnh đó theo nghiên cứu của Isao
Karube(4), lượng β-CD có thể tạo ra tối đa với
nồng độ maltodextrin là 40% (kl/tt), tuy nhiên ở
nồng độ 40% hiệu suất phản ứng giảm gần 1,5 so
với nồng độ maltodextrin từ 20 đến 30%. Do đó
chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dịch
tinh bột xử lý với các nồng độ 23%, 26% và 29%.
Đối với lượng enzym CGTase tự do phản ứng sử
dụng tỉ lệ enzym tương tự kết quả khảo sát trên
cơ chất tinh bột, với lượng enzym khảo sát là:
1400, 2800 và 4200 U/L với thời gian phản ứng là
48, 60 và 72 giờ. Các thông số phản ứng được tối
ưu theo phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM-
Response surface methodology) bằng phần mềm
qui hoạch thực nghiệm Design Expert V7.1 (DX
V7.1) để tìm ra mô hình thực nghiệm thích hợp.
Phản ứng được thực hiện ở 25oC, tốc độ lắc 150
vòng/phút, lượng cyclohexan là 30% (tt/tt) với
thể tích phản ứng 100 ml, gồm 15 thí nghiệm với
3 thí nghiệm trung tâm(5).
Bảng 6: Thiết kế thí nghiệm đáp ứng bề mặt (RSM)
của dịch xử lý tinh bột
Số TN
Nồng độ
dịch tinh bột
xử lý (%)
Nồng độ
enzym
(KU/l)
Thời gian
phản ứng
(giờ)
Lượng β-
CD (g)
1 23 1,400 60 8,02
2 29 1,400 60 8,68
3 23 4,200 60 7,24
4 29 4,200 60 9,32
5 23 2,800 48 15,71
6 29 2,800 48 9,52
7 23 2,800 72 12,04
8 29 2,800 72 11,44
9 26 1,400 48 8,38
10 26 4,200 48 10,72
11 26 1,400 72 8,86
12 26 4,200 72 14,02
13 26 2,800 60 18,10
14 26 2,800 60 18,46
15 26 2,800 60 18,16
Dựa vào phần mềm cho thấy các dữ liệu về
hiệu suất của phản ứng tạo β-CD phù hợp với
mô hình bậc hai (Quadratic model) với hệ số R2
của mô hình là 0,90. Ý nghĩa của mô hình sẽ
được phần mềm phân tích thống kê ANOVA với
giá trị P (p-value) của mô hình là 0,0468 < 0,05.
Như vậy, mô hình trên có ý nghĩa thống kê.
Hình 2: Tương tác thời gian và nồng độ dịch xử lý
tinh bột của phản ứng tạo β-CD
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Dược Học 293
Phương trình hồi qui của đáp ứng như sau:
Lượng CD (g) = - 288,26 + 21,09X1 + 12,52X2 +
0,51X3 - 0,458X12 – 2,96X22 -0,013X32.
Với X1, X2, X3 là các biến số đại diện lần lượt cho các
yếu tố nồng độ dịch tinh bột xử lý, lượng enzym, thời
gian phản ứng.
Với hàm mục tiêu trong thử nghiệm này là
lượng β-CD tạo ra cao nhất. Điều kiện này
được xác định trong phần dự đoán điểm của
phần mềm như sau: Nồng độ dịch tinh bột xử
lý là 25,86%, thời gian phản ứng là 60,76 h,
lượng enzym 2,91 KU/l. Với các giá trị tối ưu
này, lượng β-CD được dự đoán là 18,29 g.
Công thức dự đoán tối ưu này được đánh giá
bằng cách lặp lại 3 lần thu được kết quả lượng
β-CD là 18,17 g. Như vậy mô hình đáp ứng có
tính tương thích với thực nghiệm cao (99,34%).
Phương pháp sản xuất β-CD với từ tinh
bột xử lý với Termamyl rút ngắn thời gian sản
xuất hai lần và hiệu suất chuyển đổi cơ chất
cao hơn 51%, nồng độ cơ chất sử dụng nhiều
hơn 40% so phương pháp sản xuất β-CD từ
tinh bột là 120 h và 39,95%, 8% theo thứ tự(2).
Vậy sản xuất β-CD từ tinh bột tiền xử lý với
Termamyl sẽ rút ngắn thời gian sản xuất hơn,
tiết kiệm được chi phí sản xuất đem lại hiệu
quả kinh tế cao hơn. So sánh với các nghiên
cứu khác với quy trình có sử dụng dung môi
cho thấy hiệu suất tạo thành CD trong nghiên
cứu này thấp hơn trong nghiên cứu của
Zhekova (2009)(11) với hiệu suất là 65% với
dung môi là toluen 1%, tuy nhiên nồng độ cơ
chất trong nghiên cứu của Zhehova là tinh bột
bắp 5%, thấp hơn trong nghiên cứu này (tinh
bột sắn 40%); kết quả trong nghiên cứu này
cao hơn kết quả tạo CD trong nghiên cứu của
Shieh (1994)(9) là 15,5% với nồng độ cơ chất là
tinh bột tan 30%, và dung môi sử dụng là
cyclohexan 5%. Như vậy hiệu suất chuyển đổi
của quy trình tạo CD phụ thuộc nhiều vào loại
dung môi sử dụng và cơ chất ban đầu.
Khả năng tái sử dụng enzym cố định trên
alginat để sản xuất β-CD từ dịch xử lý tinh
bột
Bảng 7: Sản xuất β-CD từ dịch tinh bột xử lý với
enzym cố định trên alginat
Số lần tái sử
dụng
0 1 2 3 4 5 6
Lượng β-CD (g) 103,5
4
100,3
0
97,68 96,38 81,52 63,44 40,22
Hiệu suất chuyển
đổi (%)
51,77 50,15 48,84 48,19 46,76 31,72 20,11
Do tinh bột đã được cắt mạch tạo dịch tinh
bột xử lý với Termamyl nên hiệu quả tác động
của enzym cố định cao hơn so với trên cơ chất là
tinh bột. Mặt khác thời gian thực hiện phản ứng
rút ngắn 2 lần so với sản xuất từ tinh bột nên
thời gian sử dụng enzym cố định giảm, vì vậy
enzym cố định trên alginat có số lần tái sử dụng
cao hơn so với sử dụng cơ chất là tinh bột. Sau 3
lần sử dụng, hiệu suất chuyển đổi giảm 10% so
với lần sử dụng đầu tiên, và sau 5 lần tái sử dụng
hoạt tính còn 61,27% so với lần đầu. Sau đó hoạt
tính của enzym cố định giảm nhanh, chỉ còn 39%
so với ban đầu. Vậy enzym cố định trên alginat
có khả năng tái sử dụng 5 lần. So sánh về hiệu
quả giữa việc sử dụng CGTase cố định và
CGTase tự do để tạo β-CD cho thấy sử dụng
enzym cố định có thể tiết kiệm 50% chi phí về
enzym so với việc sử dụng enzym tự do và có
thể dễ dàng tách ra khỏi sản phẩm khi kết thúc
phản ứng. Bên cạnh đó, sản phẩm β-CD
(C6H10O5)7 tạo thành từ phản ứng sau khi được
tinh chế đạt độ tinh khiết trên 98% và đạt tiêu
chuẩn dược dụng.
KẾT LUẬN
Xác định được điều kiện tối ưu của phản
ứng vòng hóa từ dịch xử lý tinh bột bằng enzym
cố định trên alginat với lượng β-CD tạo thành là
181,7 g/L. Như vậy, việc ứng dụng enzym cố
định trên alginat cho sản xuất β-CD từ dịch xử lý
tinh bột là khả thi.
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014
Chuyên Đề Dược Học 294
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Biwer A, Antranikian G et al. (2002). Enzymatic production of
cyclodextrins. Applied Microbiology and Biotechnology,
59(6):609-617.
2. Brewster ME, Loftsson T (2007). Cyclodextrins as
pharmaceutical solubilizers. Adv Drug Deliv Rev, 59:645–666.
3. Cao X, Jin Z et al. (2005). A novel cyclodextrin
glycosyltransferase from an alkalophilic Bacillus species:
purification and characterization. Food Res Int, 38:309-314.
4. Charoenlap N, Dharmsthiti S et al. (2004). Optimization of
cyclodextrin production from sago starch. Bioresour Technol.,
92(1):49-54.
5. Karube I, Yoshida N. Method of producing β-cyclodextrin.
1996, Akebono Brake Industry Co.: USA.
6. Moore GRP, Rodrigues L (2005). Cassava and corn starch in
maltodextrin production. Quim. Nova, 28:596-600.
7. Rendleman JA (1997). Enhancement of cyclodextrin
production through use of debranching enzymes.
Biotechnology and Applied Biochemistry, 26:51-61.
8. Shieh W, Hedges A. Process for producing a-cyclodextrin
using cyclodextrin glucanotransferase in presence of
cyclohexane. 1994.
9. Szejtli J (2004). Past, present, and future of cyclodextrin
research. Pure Appl. Chem., 76:1825–1845.
10. Vương Văn Sơn, Vũ Thanh Thảo và cs. (2012). Cố định
cyclomaltodextrin glucanotransferase lên alginat để sản xuất
beta- cyclodextrin. Tạp Chí Y Học TP.HCM, 16:166-172.
11. Zhekova B, Dobrev G et al. (2009). Approaches for yield
increase of b-cyclodextrin formed by cyclodextrin
glucanotransferase from Bacillus megaterium. World J
Microbiol Biotechnol., 25:1043-1049.
Ngày nhận bài báo: 12.12.2012
Ngày phản biện nhận xét bài báo: 24.12.2012
Ngày bài báo được đăng: 10.03.2014
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nghien_cuu_tao_cyclodextrin_tu_dich_xu_ly_tinh_bot_voi_cgtas.pdf