TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG




DƯƠNG Ý THƠ


NGHIÊN CỨU TRÍCH LY LIPASE
TỪ NỘI TẠNG CÁ LÓC



Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM







Cần Thơ, 2013



TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TRÍCH LY LIPASE
TỪ NỘI TẠNG CÁ LÓC




Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Ts. Trần Thanh Trúc Dương Ý Thơ
MSSV: 2101960
Lớp Công nghệ thực phẩm khóa 36
Cần Thơ, 2013
LỜI CAM ĐOAN

Đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu trích ly lipase từ nội tạng cá lóc” là công
trình nghiên cứu của sinh viên Dương Ý Thơ với sự hướng dẫn của Ts. Trần Thanh
Trúc. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và do chính tác giả
thực hiện.
Cần Thơ, ngày 08 tháng 12 năm 2013
Giáo viên hướng dẫn Người cam đoan


Dương Ý Thơ





Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng
Trang i
LỜI CM TẠ

Nhờ sự tận tình giúp đỡ của thầy cô và các bạn, đề tài tốt nghiệp của em đã hoàn
thành. Có được kết quả này, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến:
Cô Trần Thanh Trúc và Thầy Nguyễn Văn Mười, những người đã trực tiếp hướng dẫn
và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Mặc dù bận rộn với công việc
giảng dạy nhưng thầy cô vẫn thường xuyên theo dõi, hướng dẫn và giúp đỡ em rất tận
tình.
Thầy cô Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng,
Trường Đại học Cần Thơ đã cho em những kiến thức quý báu trong thời gian học tập
tại trường. Những kiến thức tích lũy được từ sự giảng dạy tận tình của quý thầy cô đã
giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này.
Cán bộ phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh
học ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành
tốt đề tài của mình.
Anh Trần Thế Hiển – học viên Cao học ngành Công nghệ thực phẩm khóa 20, anh đã
truyền đạt cho em nhiều kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ em tận tình về kiến thức cũng
như phương pháp học tập, nghiên cứu.
Các anh chị Cao học Công nghệ thực phẩm khóa 18, khóa 19, các bạn sinh viên lớp
Công nghệ thực phẩm khoá 36 đã nhiệt tình đóng góp ý kiến và động viên giúp đỡ
trong suốt thời gian thực hiện đề tài tại phòng thí nghiệm.
Cuối lời em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô trường Đại học

Cần Thơ đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt những năm học tập tại
trường.
Kính chúc quý thầy cô và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công.
Em xin chân thành cảm ơn.
Cần Thơ, ngày 08 tháng 12 năm 2013
Sinh viên thực hiện


Dương Ý Thơ

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng
Trang ii
TÓM TẮT

Đề tài được thực hiện nhằm mục đích xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình
trích ly enzyme lipase từ nội tạng cá lóc. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài đã khảo
sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi trích ly, giá trị pH, thời gian và nhiệt
độ trích ly đến quá trình thu nhận enzyme lipase. Hoạt tính enzyme được xác định
theo phương pháp chuẩn độ bằng NaOH 0,05 N với phenolphtalein là chất chỉ thị.
Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu quả trích ly lipase đạt tốt nhất với hoạt tính lipase
thu được là 5,94 ± 0,16 U/g CKNL khi sử dụng đệm phosphate với pH = 6 để trích ly
ở tỷ lệ nguyên liệu và dung môi trích ly là 1: 4, thời gian trích ly là 3 giờ ở nhiệt độ
trích ly 50

C.
Từ khoá: đệm phosphate, lipase, nhiệt độ trích ly, nội tạng cá lóc, thời gian trích ly










Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng
Trang iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ii
LỜI CM TẠ i
TÓM TẮT ii
MỤC LỤC iii
DANH SÁCH HÌNH v
DANH SÁCH BNG vi
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.1 TỔNG QUAN 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHO TÀI LIỆU 3
2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 3
2.1.1 Cá lóc 3
2.1.2 Tình hình nuôi trồng cá lóc 4
2.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME LIPASE 5
2.1.1 Giới thiệu 5
2.1.2 Đặc điểm cấu trúc của lipase 6
2.2.3 Cơ chế phản ứng 9
2.2.4 Tính đặc hiệu của enzyme lipase 11

2.2.5 Phân loại enzyme lipase 11
2.2.6 Một số tính chất của lipase 12
2.2.7 Các nguồn thu nhận 14
2.2.8 Cơ chế sinh tổng hợp lipase từ vi sinh vật 15
2.2.9 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp lipase 17
2.2.10 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme lipase 18
2.2.11 Các phương pháp xác định hoạt tính enzyme lipase 20
2.2.12 Ứng dụng 21
2.3 QUÁ TRÌNH TRÍCH LY LIPASE TỪ NỘI TẠNG 23
2.3.1 Định nghĩa 23
2.3.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình trích ly enzyme 24
2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly của enzyme 24
2.4 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN 25
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 27
3.1.1 Địa điểm, thời gian 27
3.1.2 Dụng cụ, thiết bị 27
3.1.3 Hóa chất dùng trong thí nghiệm 27
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu 28
3.2.2 Phương pháp phân tích và đo đạc kết quả 28
3.2.3 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả 29
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng
Trang iv
3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 29
3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 29
3.3.2 Phân tích thành phần cơ bản của nguyên liệu 30
3.3.3 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và nước cất đến hoạt tính

enzyme lipase được trích ly từ nội tạng cá lóc 31
3.3.4 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi trích ly và pH đến hoạt tính
enzyme lipase được trích ly từ nội tạng cá lóc 32
3.3.5 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hoạt tính enzyme lipase
được trích ly từ nội tạng cá lóc 33
3.3.6 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hoạt tính enzyme lipase
được trích ly từ nội tạng cá lóc 35
CHƯƠNG 4 KẾT QU THO LUẬN 36
4.1 Thành phần hoá lý cơ bản của nội tạng cá lóc 36
4.2 nh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và nước cất đến hoạt tính enzyme lipase trích ly từ nội
tạng cá lóc 36
4.3 nh hưởng của việc điều chỉnh pH ban đầu của dung môi trích ly đến hoạt tính enzyme
lipase trích ly từ nội tạng cá lóc 38
4.4 nh hưởng của thời gian trích ly đến hoạt tính enzyme lipase từ nội tạng cá lóc 39
4.5 nh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hiệu quả thu nhận lipase từ nội tạng cá lóc 40
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43
5.1 KẾT LUẬN 43
5.2 KIẾN NGHỊ 43
TÀI LIỆU THAM KHO 44
PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH vii
PHỤ LỤC 2 KẾT QU THỐNG KÊ xiv
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng
Trang v
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Cá lóc (Channa argus) 3
Hình 2.2: Cấu trúc tinh thể lipase Thermomyces lanuginose 7
Hình 2.3: Hoạt tính bề mặt của lipase 8
Hình 2.4: Trung tâm hoạt động lipase Thermomyces lanuginose 9

Hình 2.5: Phản ứng thủy phân triacylglycerol của enzyme lipase 9
Hình 2.6: Phản ứng thủy phân triacylglycerol theo từng bậc của enzyme lipase 10
Hình 2.7: Cơ chế phản ứng thuỷ phân của lipase 10
Hình 3.1: Nguyên liệu trước và sau xử lý 28
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 29
Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 32
Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 33
Hình 3.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 34
Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 35







Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng
Trang vi
DANH SÁCH BNG
Bảng 2.1: Ba nhóm phương pháp xác định hoạt tính enzyme lipase 20
Bảng 2.2: Ứng dụng của lipase trong công nghiệp 21
Bảng 3.1: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 28
Bảng 4.1: Thành phần hoá lý cơ bản của nội tạng cá lóc 36
Bảng 4.2: nh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và nước cất đến hoạt tính enzyme lipase thu nhận
từ nội tạng cá lóc 37
Bảng 4.3: nh hưởng của pH đến hoạt tính enzyme lipase thu nhận từ nội tạng cá lóc 39
Bảng 4.4: nh hưởng của thời gian trích ly đến hoạt tính lipase thu nhận từ nội tạng cá lóc. 40
Bảng 4.5: nh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hoạt tính enzyme lipase từ nội tạng cá lóc 41



Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 1
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN
Trong những năm gần đây, việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát
triển mạnh mẽ trên quy mô công nghiệp. Thực tế đã có hàng nghìn chế phẩm enzyme
bán trên thị trường thế giới, các chế phẩm này được khai thác và tinh chế có mức độ
tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp và ứng dụng. Các chế phẩm enzyme phổ biến
như amylase, protease, catalase, cellulase, lipase, glucoseoxydase,… Chế phẩm
enzyme không chỉ được ứng dụng trong y học mà còn được ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực công nghiệp khác nhau, trong nông nghiệp, trong hóa học,… Có thể nói ý
nghĩa của việc sử dụng enzyme trong các lĩnh vực thực tế không kém so với ý nghĩa
của việc sử dụng năng lượng nguyên tử (Ngô Tiến Hiển, 2010).
Trong 20 năm cuối thế kỷ XX và các năm đầu của thế kỷ XXI có rất nhiều enzyme
khác nhau đã được thương mại hóa và ứng dụng trong thực tiễn ở hầu hết các lĩnh
vực của đời sống, Ở Việt Nam bước đầu đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng các
enzyme trong chế biến nông sản, thực phẩm, nhất là trong lĩnh vực sản xuất bia,
rượu, chế biến tinh bột (Ngô Tiến Hiển, 2010).
Lipase (glycerol ester hydrolase, EC 3.1.1.3) là enzyme được ứng dụng trong nhiều
ngành như công nghiệp thực phẩm, công nghiệp hóa học, mỹ phẩm, da, trong y dược
và trong các ngành công nghiệp khác do có khả năng xúc tác thủy phân triglyceride
thành di, mono glyceride hoặc glycerol và các acid béo nhờ hoạt động trên bề mặt
phân pha dầu nước. Trong công nghiệp dầu và chất béo, việc sử dụng lipase rất phổ
biến. Có khoảng hơn 100 lipase khác nhau được dùng để chuyển đổi lipid thành các
chất khác (Marae và Hammond, 1985).
Hiện nay, Việt Nam sử dụng một lượng lớn lipase trong công nghiệp thực phẩm,

công nghiệp tẩy rửa, hóa học và y học… song các chế phẩm enzyme được sử dụng
phần lớn là do nhập khẩu với giá thành cao. Vì thế, việc nghiên cứu, sản xuất ra các
chế phẩm enzyme có nguồn gốc tự nhiên đang là một đòi hỏi cấp thiết đối với nhiều
quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam. Do vậy, mục đích của đề tài tập trung
nghiên cứu thu nhận enzyme lipase từ nột tạng cá lóc bằng phương pháp trích ly
nhằm thu được enzyme có hoạt tính cao nhất.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Xác định các thông số cơ bản của quá trình trích ly lipase có hiệu suất cao từ nội tạng
cá lóc.

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 2
Trên cơ sở mục tiêu nghiên cứu đã được đặt ra, đề tài tiến hành các nội dung nghiên
cứu chủ yếu sau:
 Xác định tỷ lệ nguyên liệu và dung môi (nước cất) sử dụng thích hợp cho quá
trình trích ly đến hiệu quả thu nhận lipase
 nh hưởng của loại dung dịch đệm và pH sử dụng đến độ ổn định của lipase
thu nhận
 Sự thay đổi hoạt tính lipase thu nhận do tác động tương tác của nhiệt độ và
thời gian trích ly.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 3
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHO TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1.1 Cá lóc

Cá lóc hay còn gọi là cá quả, cá chuối, cá sộp, cá xộp, cá tràu, cá đô tùy theo từng
vùng, là loài cá thuộc họ Channidae. Họ này có hai chi là Channa có 26 loài ở châu
Á, và Parachanna (Teugels và Daget, 1984) có 3 loài ở châu Phi. Ở Việt Nam chủ
yếu là Channa maculata (có tài liệu gọi là Ophiocephalus maculatus/ Bostrychus
maculatus) và Channa argus (hay còn gọi là Ophiocephalus argus, tức cá quả Trung
Quốc) (Walter et al., 2004).
Hệ thống phân loại cá lóc:
Giới: Animalia
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Phân lớp: Neopterygii
Bộ: Perciformes
Phân bộ: Channoidei
Họ: Channidae
(Nelson, 1994; trích dẫn bởi Walter et al., 2004)
Theo truyển thống, cá lóc được xếp trong bộ Perciformes (Nelson, 1994), tuy nhiên
gần đây người ta đã xem xét lại phát sinh chủng loài của cá và đề xuất tách họ này
sang bộ Anabantiformes (Ricardo Betancur-R, 2013).

Hình 2.1: Cá lóc (Channa argus)
(Walter et al., 2004)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 4
Cá lóc có thể sống trong các môi trường nước thiếu oxy, là loài cá nước ngọt. Chúng
phân bố ở khu vực nhiệt đới như châu Á và châu Phi, đặc biệt là Trung Quốc, Triều
Tiên, Sri Lanka, Việt Nam,… Ở những nơi này, cá lóc được coi là loài cá đặc sản.
Cá sống chủ yếu ở độ sâu từ 0 đến 30 m trong các sông, suối, ao, hồ và trong các ao
nuôi nhân tạo. Chúng sinh sống ở tầng nước giữa và thấp, hay tìm thấy trong các ao

hồ có nhiều rong cỏ và nước đục. Cá lóc thường sinh sống ở những khu vực có nhiệt
độ 7 ÷ 35C.
Cá lóc có 40 ÷ 46 tia vây lưng, 28 ÷ 30 tia vây hậu môn, 41 ÷ 55 vảy đường bên. Đầu
cá lóc Channa maculata có đường vân giống như chữ “nhất” và hai chữ “bát”, còn
đầu cá Channa argus tương đối nhọn và dài giống như đầu rắn. Đầu của chúng bẹt so
với thân, vảy tạo vân màu nâu xám xen lẫn với những chỗ màu xám nhạt. Lưng có
màu đen ánh nâu.
Cá lóc lớn tương đối nhanh. Con lớn nhất có thể dài đến 1 m, nặng đến 20 kg. Cá một
tuổi thân dài khoảng 19 ÷ 39 cm, nặng 95 ÷ 760 g; cá hai tuổi thân dài 38,5 ÷ 40 cm,
nặng 625 ÷ 1.395 g; cá ba tuổi thân dài 45 ÷ 59 cm, nặng 1,5 ÷ 2,0 kg (con đực và cái
có sự chênh lệch lớn). Khi nhiệt độ trên 20C, cá lóc sinh trưởng khá nhanh, tuy
nhiên, khi nhiệt độ xuống dưới 15C, chúng bắt đầu sinh trưởng chậm lại. Cá từ một
năm tuổi trở lên đã có khả năng sinh sản. Mùa sinh sản thường là tháng 4 ÷ 7 hàng
năm.
Cá mới nở sử dụng dinh dưỡng từ noãn hoàng, khi noãn hoàng hết cá ăn các loài thức
ăn bên ngoài như: luân trùng, trứng nước, động vật phù du… Khi trọng lượng nặng
0,5 kg chúng có thể ăn tới 20% trọng lượng cơ thể mỗi ngày. Trong điều kiện nuôi
nhân tạo, chúng cũng ăn thức ăn chế biến (Trần Đắc Định và cộng sự, 2013).
2.1.2 Tình hình nuôi trồng cá lóc
Chuyển đổi cơ cấu cây trồng vật nuôi là một trong những vấn đề trọng tâm đã và
đang được chính quyền các cấp quan tâm. Trong những năm qua, với các trở ngại về
việc xuất nhập khẩu cá tra ở Đồng bằng sông Cửu Long cùng với việc không kiểm
soát được cung cầu đối với nguồn nguyên liệu này, giải pháp thay thế cá tra bằng cá
lóc đã được áp dụng. Mặc dù vậy, với việc thả nuôi và mở rộng ào ạt cá lóc ở các tỉnh
đã dẫn đến sự ứ đọng nguồn nguyên liệu này, cũng là nguyên nhân làm tăng nguy cơ
tồn ứ đầu ra của cá lóc. Chuyên mục phóng sự của Đài truyền hình Trà Vinh ngày
26/11/2013 cũng đã cho thấy thực trạng của việc sụt giảm giá cá và sự ô nhiễm
nguồn nước sinh hoạt từ việc mở rộng không kểm soát việc nuôi cá lóc. Nếu như năm
2012, toàn tỉnh Trà Vinh có 660 hộ thả nuôi cá lóc, thì hiện tại, theo thống kê sơ bộ,
toàn tỉnh hiện có hơn 1.000 hộ thả nuôi, tăng gần gấp đôi so với cùng kỳ năm

ngoái. Số hộ nuôi cá lóc tăng một cách nhanh chóng như vậy là do người dân thấy chỉ
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 5
sau 5 tháng nuôi trên diện tích 1.000 m
2
, người nuôi đã thu lợi nhuận hơn 100 triệu
đồng với giá liên tục giữ ở mức 35.000 – 36.000 đồng/kg, trong khi trồng mía cả năm
chỉ thu được khoảng 2 triệu đồng. Vì thế, nhiều hộ dân rủ nhau bỏ cây mía, lấy đất
đào ao nuôi cá lóc. Điều này đang xảy ra rộng khắp ở các tỉnh trong khu vực đồng
bằng sông Cửu Long, đặc biệt là Vĩnh Long, Đồng Tháp. Tuy nhiên, vì loại thuỷ sản
này hiện chỉ tiêu thụ nội địa, nếu mở rộng diện tích tự phát như hiện nay thì cung sẽ
vượt cầu; hơn nữa, hệ thống thuỷ lợi ở vùng nuôi cá lóc hiện chưa đáp ứng nổi diện
tích nuôi ngày càng lớn, môi trường nước đang có dấu hiệu bị ô nhiễm nặng, khả
năng bị nhiễm bệnh là rất lớn.
(Hoàng Xuân, 2013; />ca-loc-tren-dat-lua.htm).
Chính vì thế, nghiên cứu giải pháp sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu này là vấn đề
có tính cấp thiết, giúp giải quyết chủ động đầu ra cho cá lóc, đảm bảo giá cả và bình
ổn đời sống cho người dân. Việc sử dụng nguyên liệu này trong chế biến khô cá lóc
là một giải pháp phổ biến nhất được thực hiện ( />Tuc/51_28448/Dong-Thap-Che-bien-kho-ca-loc-bang-he-thong-say.htm).
Điều này kéo theo tỷ lệ phụ phẩm từ cá lóc gia tăng. Chính vì vậy, việc nghiên cứu
tận dụng nguồn phụ phẩm này trong chế biến các chế phẩm sinh học, thực phẩm chức
năng có ý nghĩa rất quan trọng.
Nội tạng cá lóc cũng như các loài cá là nguồn nguyên liệu thuận tiện cho vi sinh vật
phát triển, nhưng cũng là nguồn cung cấp nhiều enzyme quan trọng, điển hình là
protease, lipase và cellulase (Trần Quốc Hiền và Lê Văn Việt Mẫn, 2006). Việc sử
dụng nội tạng cá lóc trong ly trích enzyme là hướng tích cực giúp tăng giá trị kinh tế
của nguồn nguyên liệu này và giúp hạn chế chất thải vào môi trường.
2.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME LIPASE

2.1.1 Giới thiệu
Lipase (glycerol ester hydrolase hay triacylglycerol acylhydrolase – EC 3.1.1.3),
thuộc nhóm phụ enzyme thủy phân có Serine của họ enzyme thủy phân α/β, xúc tác
thủy phân các nối ester của triacylglycerol tạo thành acylglycerol và acid béo tương
ứng (Litthauer et al., 2002). Lipase hiện diện rộng rãi và tham gia vào sự chuyển hóa
sinh học của lipid trong tự nhiên. Nét đặc trưng chuyên biệt giúp phân biệt lipase với
các enzyme esterase khác là khả năng hoạt động tại bề mặt phân cách giữa pha nước
với các pha không hòa tan chứa cơ chất. Bên cạnh hoạt tính thủy phân lipid, enzyme
lipase còn có hoạt tính thủy phân và tổng hợp ester.
Lipase được tổng hợp bởi nhiều vi sinh vật và các sinh vật nhân chuẩn. Vi sinh vật
sinh tổng hợp lipase bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc và xạ khuẩn được tìm
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 6
thấy rộng rãi trong các môi trường như: nước thải công nghiệp, nhà máy chế biến dầu
thực vật, sữa, đất lẫn dầu, hạt có dầu, thực phẩm thối rữa, than đá, suối nước nóng,
Hầu hết lipase thương mại có nguồn gốc từ vi khuẩn, được ứng dụng trong nhiều
ngành công nghiệp quan trọng (Kamini et al., 2000). Trong thị phần enzyme thế giới,
lipase chiếm 5% và chỉ xếp sau protease và carbohydrase (Ghosh et al., 1996).
Lipase có nhiều ứng dụng triển vọng trong các quy trình hóa hữu cơ, sản xuất chất
tẩy, tổng hợp chất hoạt động bề mặt, công nghiệp hóa dầu ăn, công nghiệp sữa, công
nghiệp nông hóa, sản xuất giấy, chất dinh dưỡng, mỹ phẩm, dược phẩm, (Kamini et
al., 2000). Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn thiếu những enzyme lipase có tính chất đặc
hiệu cần thiết.
2.1.2 Đặc điểm cấu trúc của lipase
2.2.2.1 Cấu trúc phân tử
Lipase thu nhận từ vi sinh vật là nguồn enzyme đầy tiềm năng và được nghiên cứu
một cách sâu rộng. Nhìn chung, lipase có cấu trúc / với vị trí trung tâm là lưới hỗn
hợp  chứa bộ ba xúc tác và có cấu trúc xoắn ngăn cản cơ chất tiếp xúc trung tâm

hoạt động.
Cấu trúc không gian (3D) của lipase từ nấm Rhizomucor miehei và lipase từ tuyến
tụy của người đã được xác định vào năm 1990 (Zygmunt và Urszula, 1992; Winkler
et al., 1990), từ đó đến nay có hơn 11 cấu trúc lipase nữa được xác định. Ngoại trừ
lipase từ tuyến tụy của người, tất cả các lipase còn lại đều từ vi sinh vật (Zygmunt và
Urszula, 1992).
Rhizomucor miehei (Mucor miehei) sản xuất lipase ngoại bào có khả năng thuỷ phân
rất nhiều cơ chất khác nhau. Trong quá trình sinh tổng hợp, cấu trúc phân tử của
enzyme được gắn thêm một đoạn peptide tín hiệu (signal peptide) và một đoạn
propeptide bên cạnh mạch enzyme chính bao gồm 269 amino acid có phân tử lượng
là 29.472 Dalton. Có hai dạng đồng phân của enzyme là dạng A (pI = 3,9) và dạng B
(pI = 4,3) phụ thuộc mức độ deglycosylation trong quá trình sau dịch mã. Cấu trúc
của lipase Rhizomucor miehei là cấu trúc dạng / gồm vùng lưới  trung tâm có tám
dải  liên kết song song cuộn lên trên vùng xoắn lưỡng cực (N-terminal). Tất cả các
cấu trúc xoắn đều nằm một bên lưới . Ba liên kết disulfide trong phân tử lipase,
Cys29-Cys268; Cys40-Cys43 và Cys235-Cys244 có tác dụng làm cho toàn bộ cấu
trúc của enzyme được ổn định. Vùng trung tâm hoạt động của enzyme có chứa bộ ba
xúc tác Ser144, His257 và Asp203 nhưng lại bị che phủ bởi phần không phân cực của
cấu trúc xoắn lưỡng cực “lid”. “Lid” là một đoạn oligopeptide kỵ nước mà enzyme
esterase không có. Chính vì điều này đã giúp lipase hấp phụ được trên bề mặt phân
chia pha dầu-nước và sau đó diễn ra sự tái sắp xếp cấu trúc enzyme, đoạn phân tử
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 7
“lid” sẽ cuộn vào trong để lộ vùng trung tâm hoạt động xúc tác thuỷ phân cơ chất. Vì
thế, ta có thể nhận thấy rằng hoạt tính bề mặt của lipase chính là việc tạo thành cấu
trúc bền vững trên bề mặt phân chia giữa hai pha dầu và nước (Zygmunt và Urszula,
1992).
Lipase từ Geotrichum candidum cũng tồn tại dưới hai dạng đồng phân: dạng I (pI =

4,56) và dạng II (pI = 4,46) có cùng chiều dài mạch là 544 amino acid, phân tử lượng
59.085 Dalton và có từ hai đến ba vị trí N-glycosylation tương ứng với từng dạng
đồng phân. Tuy nhiên, lipase I và II được mã hoá bởi hai đoạn gen khác nhau. Cấu
trúc của enzyme cũng có dạng / với lưới hỗn hợp  hình thành bởi 11 dải trong đó
có 7 dải song song với nhau. Những cấu trúc cuộn xoắn liên kết với các dải đều nằm
ở hai bên vùng lưới . Hai liên kết disulfide được tìm thấy là Cys61-Cys105 và
Cys276-Cys288. Bộ ba xúc tác là Ser217, His463 và Glu354 nằm trong vùng trung
tâm hoạt động bị che khuất bởi hai cấu trúc xoắn  gần như song song với nhau.
Một số cấu trúc phân tử của lipase thu nhận từ Candida rugosa, C. antarctica,
Rhizopus delmar, Pseudomonas glumae và Ps. aeruginosa cũng được nghiên cứu.
Song, sự khác biệt quan trọng về cấu trúc giữa lipase tuyến tuỵ và vi sinh vật chính là
phần enzyme chứa đầu Carbon (C-terminal domain) được dùng để liên kết với
colipase không có trong cấu trúc enzyme của vi sinh vật. Một điều cần phải lưu ý là
không phải tất cả lipase đều có hoạt tính bề mặt. Ví dụ như lipase từ Pseudomonas
aeruginosa thiếu cấu trúc xoắn “lid” bao phủ trung tâm hoạt động, do đó enzyme này
không có hoạt tính bề mặt (Wong, 1995).

Hình 2.2: Cấu trúc tinh thể lipase Thermomyces lanuginose
Lưới

, cấu trúc xoắn

, trung tâm hoạt động và đoạn phân tử “lid” được thể hiện tương ứng trong màu xanh,
vàng, đỏ (sticks) và đỏ.
(Wong, 1995)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 8
2.2.2.2 Hoạt tính bề mặt

Nhờ vào kỹ thuật X quang mà cấu trúc tinh thể của một số lipase đã được xác định.
Trong cấu trúc đó có một phân đoạn xoắn , được gọi là “lid”, đã che lấp trung tâm
hoạt động làm cho enzyme không thể có hoạt tính xúc tác trong dung dịch nước hoặc
trong dung môi hữu cơ. Nhưng nếu trong dung dịch xuất hiện bề mặt phân chia pha
giữa dầu và nước thì sự hấp phụ enzyme này lên bề mặt đó sẽ làm thay đổi hình dạng
enzyme dẫn đến việc mở rộng cửa rào “lid” tạo điều kiện cho sự tiếp xúc cơ chất với
trung tâm hoạt động (Wong, 1995).

Hình 2.3: Hoạt tính bề mặt của lipase
E, enzyme trong pha nước; E
a
, enzyme hấp phụ trên bề mặt; E
a
*
, enzyme được hoạt hoá; S, cơ chất; E
a
*
S, phức
enzyme cơ chất; E
a
*
Ac, acylenzyme; P
1
, P
2
, sản phẩm thuỷ phân
(Wong, 1995)
2.2.2.3 Trung tâm hoạt động
Trung tâm hoạt động của lipase là những phân tử acid amin có vị trí xác định trên
toàn bộ cấu trúc phân tử enzyme, bao gồm bộ ba xúc tác Serine, Histidine và

Aspartate (có thể thay thế bằng Glutamate) (Wong, 1995). Phía trên trung tâm hoạt
động có vùng kỵ nước được hình thành sau khi lipase được hoạt hóa. Ngoại trừ các
điểm chung về khả năng xúc tác thông dụng thì lipase từ những nguồn khác nhau có
rất ít điểm chung ở cấp độ amino acid. Do đó, sự hiện diện của Serine ở tâm hoạt
động được xem là có tính bảo tồn cao và thường xuất hiện trong chuỗi pentapeptide
Gly – Xaa – Ser – Xaa – Gly (Lohse et al., 1997).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 9

Hình 2.4: Trung tâm hoạt động lipase Thermomyces lanuginose
Nguyên tử C màu xanh lá, O màu đỏ, N màu xanh dương, H màu trắng
(Wong, 1995)
2.2.3 Cơ chế phản ứng
Lipase xúc tác cho nhiều phản ứng khác nhau bao gồm: phản ứng thủy phân, phản
ứng tổng hợp ester, phản ứng chuyển ester (gồm có phản ứng rượu hóa (alcoholysis)
và thủy phân glicogen (glycolysis)), phản ứng trao đổi ester (gồm có phản ứng acid
hóa (acidolysis) và trao đổi ester) và phản ứng amin hóa (aminolysis).
Các phản ứng do lipase xúc tác đều là các phản ứng thuận nghịch và chiều hướng của
phản ứng phụ thuộc vào lượng nước tham gia vào phản ứng.

Hình 2.5: Phản ứng thủy phân triacylglycerol của enzyme lipase
(
Khi cung cấp đầy đủ nước, phản ứng thủy phân xảy ra (theo chiều thuận). Ngược lại,
trong điều kiện thiếu nước, phản ứng ester hóa xảy ra và tổng hợp lại glyceride từ
acid béo tự do và glycerol (theo chiều nghịch). Các phản ứng này xảy ra tại bề mặt
phân cách giữa cơ chất và pha nước nên gây khó khăn cho việc phân tích động học và
khảo sát hoạt tính của lipase. Lipase thủy phân triacylglycerols (TAG) theo từng bậc,
tạo ra diacylglycerols (DAG), monoacylglycerols (MAG) và acid béo (FA), rồi cuối

cùng thủy phân hoàn toàn tạo ra glycerol và acid béo tự do (Girousse, 2012).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 10

Hình 2.6: Phản ứng thủy phân triacylglycerol theo từng bậc của enzyme lipase
(Girousse, 2012)
Phản ứng thuỷ phân được thực hiện nhờ bộ ba xúc tác Serine, Histidine và Aspartate
trải qua năm giai đoạn sau:
 Enzyme kết hợp với cơ chất hình thành phức chất hoạt động
 Nhóm chức hoạt động –OH của Serine tấn công vào gốc acyl của cơ chất tạo
liên kết đồng hoá trị hình thành hợp chất trung gian. Giai đoạn này được hỗ trợ
bởi hoạt tính xúc tác base của Histidine trong bộ ba xúc tác
 Tạo thành acyl enzyme và tách khỏi phản ứng oxy của liên kết ester (R
1
OH)
 Tách gốc acyl còn lại ra khỏi trung tâm hoạt động bởi nhóm chức hoạt động
của Histidine, có sự tham gia của phân tử nước và hình thành hợp chất trung
gian có cấu trúc tứ diện
 Giải phóng acid carboxylic (R
2
COOH).

Hình 2.7: Cơ chế phản ứng thuỷ phân của lipase
(Wong, 1995)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 11

Trong số các phản ứng trên, được quan tâm nhiều nhất là phản ứng chuyển ester hóa,
acid hóa (acidolysis) và rượu hóa (alcoholysis). Sự chuyển ester hóa là sự chuyển
nhóm acyl giữa 2 ester, có thể là giữa hai triglyceride hoặc giữa một triglyceride và
một acid béo. Acid hóa là sự chuyển nhóm acyl giữa một acid và một ester. Rượu hóa
là phản ứng giữa rượu và ester.
Do lipase chỉ hoạt động ở bề mặt phân cách giữa hai pha dầu – nước, nên lượng dầu
tồn tại ở mặt phân cách sẽ quyết định hoạt tính của lipase (Sharma, 2001). Điều này
có thể khắc phục theo hướng tăng diện tích ở bề mặt tiếp xúc giữa hai pha bằng cách
tạo thể nhũ tương dầu bởi sự khuấy động mạnh với tác nhân nhũ hóa. Do đó, cần áp
dụng phương pháp nhũ hóa thích hợp để làm tăng diện tích tiếp xúc của các tế bào
nhũ hóa.
Lipase có ứng dụng thương mại thường là enzyme ngoại bào, được thu từ nhiều vi
sinh vật khác nhau. Nhiều lipase hoạt động trong dung môi hữu cơ, xúc tác một số
phản ứng có lợi gồm tạo ester, chuyển ester, gắn acyl chọn lọc vị trí của glycol và
menthol, tổng hợp peptide và các hóa chất khác. Triển vọng là lipase sẽ trở thành một
enzyme công nghiệp quan trọng như protease và carbohydrase hiện nay.
2.2.4 Tính đặc hiệu của enzyme lipase
Trong tự nhiên, lipase có từ nhiều nguồn gốc khác nhau. Chính sự đa dạng này đã
ảnh hưởng đến tính đặc hiệu trong các phản ứng chúng xúc tác. Dựa vào tính đặc
hiệu đối với các acid béo trong phân tử triglyceride, lipase vi sinh vật có thể được
phân thành ba nhóm (John, 2000).
Nhóm đầu tiên bao gồm những enzyme không đặc hiệu với vị trí hoặc cấu trúc gốc
acyl trên mạch triglyceride, ví dụ như lipase từ Candida cylindracea và
Staphylococcus aureus.
Nhóm thứ hai được xem là quan trọng nhất bao gồm những enzyme xúc tác đặc hiệu
vị trí 1, 3 trên phân tử triacylglycerol, trong đó thông dụng là lipase từ Aspergillus
niger, Rhizopus delemar, Mucor miehei và Pseudomonas fragi.
Nhóm thứ ba gồm những enzyme chỉ xúc tác đặc hiệu một số acid béo nhất định, ví
dụ lipase từ Geotrichum candidum chỉ thuỷ phân acid béo mạch dài hoặc acid béo
không no dạng cis-9.

2.2.5 Phân loại enzyme lipase
Theo Arpigny và Jaeger (1999), enzyme thủy phân lipid có nguồn gốc từ vi sinh vật
được xếp làm 8 họ:
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 12
 Họ I, được chia làm 6 họ phụ, gọi là lipase “thật”: lipase từ Pseudomonas, từ các
vi khuẩn Gram dương như Bacillus, Staphylococcus và lipase khác như lipase từ
Propionibacterium và Streptomyces.
 Họ II, gồm các enzyme lipase thiếu chuỗi pentapeptide kinh điển Gly – Xaa –
Ser – Xaa – Gly nhưng lại có chuỗi Gly – Asp – Ser – Leu thay thế. Trong họ
này có các enzyme esterasre của Streptomyces scabies, Pseudomonas
aeruginosa, Salmonella typhimurium, Photorhabdus luminescens và Aeromonas
hydrophila
 Họ III, gồm các lipase ngoại bào của Streptomyces và Moraxella.
 Họ IV, gồm các enzyme tương tự như các lipase nhạy cảm hormone ở động vật
có vú.
 Họ V, gồm các enzyme có nguồn gốc từ các vi khuẩn chịu nhiệt trung bình (như
Pseudomonas oleovorans, Haemophilus influenza, Acetobacter pasteurianus), từ
vi sinh vật chịu lạnh (như Moraxella sp., Psychrobacter immobilis) và những vi
sinh vật chịu nóng (Sulfolobus acidocaldarius).
 Họ VI, gồm những esterase nhỏ nhất có khối lượng phân tử 23 ÷ 26 kDa.
 Họ VII, gồm những esterase vi khuẩn lớn có khối lượng phân tử khoảng 55 kDa.
 Họ VIII, gồm những enzyme tương tự như các β-lactamase nhóm C.
Các enzyme thủy phân lipid hiện nay đang thu hút được nhiều sự quan tâm vì chúng
có tiềm năng trong nhiều ứng dụng. Phần lớn lipase sử dụng trong công nghiệp là
enzyme từ vi khuẩn hoặc từ nấm.
2.2.6 Một số tính chất của lipase
2.2.6.1 Các tính chất động học

Trong nhiều trường hợp, lipase tuân theo động học Michaelis – Menten (Guit et al.,
1991; Malcata et al., 1992). Động học Michaelis – Menten được xác định qua hai
thông số K
m
và V
max
với V
max
là tốc độ tối đa của phản ứng và K
m
là chỉ số đo ái lực
của enzyme đối với cơ chất đặc hiệu. Giá trị K
m
thấp thể hiện ái lực cao, nghĩa là vận
tốc của phản ứng càng lớn. Giá trị K
m
trải rộng nhưng đối với hầu hết các enzyme
công nghiệp liên quan Km trải từ 10
-1
đến 10
-5
M (Fullbrook, 1996). Các thông số K
m

và V
max
của lipase tinh sạch từ chủng P. cepacia là 12 mM và 30 µmol/phút, đối với
cơ chất pNPP (Pencreac’h và Baratti, 1996). Bên cạnh đó, Pabai et al. (1995) cũng đề
xuất các thông số K
m

và V
max
của P. fragi CRDA 323 lipase là 0,7 mg/mL và 0,97.10
-
3
U/min.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 13
2.2.6.2 Độ bền nhiệt
Tốc độ phản ứng tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng lên 10C, nếu enzyme bền ở nhiệt độ
cao thì hiệu suất phản ứng có thể tăng lên rất nhiều khi thực hiện ở một nhiệt độ
tương đối cao. Do đó, độ bền với nhiệt là một tính chất mong muốn của lipase
(Janssen et al., 1994).
Lipase bền nhiệt được tách chiết từ nhiều nguồn như: Bacillus sp. (Wang et al., 1995;
Sidhu et al., 1998), B. coagulans và B. cereus (El-Shafei và Rezkallah, 1997), B.
stearothermophilus (Kim et al., 1998), Geotrichum sp. và Aeromonas sobria
(Lotrakul và Dharmsthiti, 1997; Macedo et al.,1997), P. flourescens (Kojima et al.,
1994) và P. aeruginosa (Sharon et al., 1998). Một trong những enzyme bền với nhiệt
đáng chú ý là được tách từ chủng Bacillus, enzyme này có hoạt tính tối đa ở 60C và
giữ 100% hoạt tính ban đầu khi ủ 30 phút ở 75C. Thời gian bán hoạt động của
enzyme là 8 giờ ở 75C, enzyme giữ ít nhất 90% hoạt tính ban đầu sau khi ủ 15 giờ ở
60C (Wang et al., 1995). Ngoài ra còn nhiều lipase bền nhiệt khác cũng được công
bố (Izumi et al., 1990; Janssen et al., 1994; Gao và Breuil, 1995; Kim et al., 1998;
Lee et al., 1999).
Độ bền nhiệt của lipase có liên quan tới cấu trúc của nó. Độ bền nhiệt bị ảnh hưởng
bởi các yếu tố môi trường như pH, sự có mặt của ion kim loại, do đó đã có nhiều thí
nghiệm được thực hiện gây đột biến lipase để cải thiện độ bền nhiệt. So với enzyme
tự nhiên, độ bền nhiệt và hoạt động của nhiều lipase tái tổ hợp có thể được nâng cao

đáng kể (Zhu et al., 2001).
2.2.6.3 Độ bền pH
Giá trị pH tối ưu của lipase tái tổ hợp LipA chủng Ralstonia sp. M1 là 10,75 và
enzyme có độ bền ở dải pH kiềm (8,0 ÷ 10,5). Lipase tự nhiên chủng Ralstonia sp.
M1 có pH tối ưu tương tự pH 10 và bền ở dải pH rộng hơn (7,5 ÷ 11) (Quyền Đình
Thi và cộng sự, 2004). Lipase được sinh tổng hợp chủng Acinetobacter sp. RAG-1
bền ở dải pH (5,8 ÷ 9,0) với hoạt tính tối đa ở pH 9,0 (Snellman et al., 2002).
Acinetobacter sp. SY-01 lipase có hoạt tính tối đa ở pH 10 và bền ở dải pH (9 ÷ 11)
(Han et al., 2003). B. thermocatenulatus lipase BTL2 cho thấy hoạt tính tối đa ở pH
(7,5 ÷ 9,0) và độ bền ở dải pH (7 ÷ 11), có được hoạt tính tối đa và độ bền ở dải pH
kiềm là điều kiện quan trọng cho lipase để làm phụ gia bột giặt và chất xúc tác
(Abramic et al., 1999).
2.2.6.4 Ảnh hưởng của ion kim loại
Lipase ngoại bào chủng P. aeruginisa MB5001 bị ức chế mạnh bởi 1 mM ZnSO
4
(ức
chế 94%) nhưng được tăng hoạt bởi 10 mM CaCl
2
(tăng 1,24 lần) và 200 mM acid
taurocholic (tăng 1,6 lần) (Chartrain et al., 1993) hay lipase từ chủng P. aeruginosa
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 14
KKA-5 giữ nguyên hoạt tính với sự có mặt của Ca
2+
và Mg
2+
nhưng bị ức chế nhẹ
bởi Mn

2+
, Cd
2+
và Cu
2+
(Sharma, 2001). Muối ion kim loại nặng (Fe
2+
, Zn
2+
, Hg
2+
,
Fe
3+
) ức chế mạnh lipase, gợi ra rằng chúng có thể thay đổi cấu hình enzyme
(Kanchana, 2007).
Trong một nghiên cứu tương tự khác với ion kim loại (1 mM) và chất tạo gọng kìm,
hoạt tính lipase từ chủng P. pseudoalcaligenes F-111 bị ức chế 60% bởi Fe
3+
nhưng
không bị ức chế bởi Ca
2+
, Hg
2+
, Zn
2+
, Mn
2+
, Cu
2+

, Mg
2+
, Co
2+
, Cd
2+
và Pb
2+
, chất tạo
gọng kìm kim loại (EDTA, o-phenanthrolin) không ảnh hưởng quan trọng tới hoạt
tính lipase kiềm hay lipase tinh sạch từ chủng Pe. roqueforti IAM7268 không bị ảnh
hưởng bởi Ca
2+
, Mg
2+
, Mn
2+
, Na
+
, K
+
, Cu
2+
, EDTA, acid p- chloro mercuribenzoic và
iodoacetate, ngược lại, enzyme bị ức chế bởi Ag
+
, Fe
2+
, Hg
2+

và isopropyl
fluorophosphates (Sharma, 2001).
2.2.6.5 Ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc giữa hai pha
Các phản ứng do lipase xúc tác xảy ra tại bề mặt tiếp xúc giữa hai pha hay tại giao
diện, do đó sức căng bề mặt có ảnh hưởng quan trọng lên tốc độ phản ứng có thể
quan sát được. Lắc cơ học mạnh và đánh huyền phù trong cốc phản ứng sẽ tạo đủ bề
mặt tiếp xúc cần thiết (Sharma et al., 2001).
2.2.7 Các nguồn thu nhận
Lipase có thể được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau, điển hình như lipase từ thực
vật, lipase từ động vật và lipase từ vi sinh vật, đặc biệt là từ vi khuẩn và nấm. Đã có
một vài lipase thu nhận từ vi sinh vật có giá trị thương mại.
2.2.7.1 Lipase từ vi sinh vật
Đây là nguồn enzyme được quan tâm và sản xuất nhiều nhất theo quy mô công
nghiệp. Khác với động vật và thực vật, vi sinh vật được cấu tạo từ một tế bào, chính
vì vậy mà nó có những ưu điểm hơn hẳn động vật và thực vật. Vi sinh vật có khả
năng tổng hợp một lượng enzyme rất lớn trong một khoảng thời gian ngắn; hoạt tính
của enzyme cao hơn hẳn hoạt tính của enzyme được tổng hợp từ động vật và thực
vật; đồng thời có thể điều khiển tốc độ sinh tổng hợp enzyme trong khi sản xuất
(Sharma et al., 2001).
Lipase được thu nhận từ vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm men và nấm mốc là
những enzyme ngoại bào có tính chất gần giống lipase tuyến tuỵ. Các loài nấm mốc
có khả năng sinh tổng hợp lipase như: Aspergillus sp., Mucor sp., Rhizopus sp.,
Penicillium sp., Geotrichum sp… Đối với nấm men gồm những loài: Torulopsis sp.,
Candida sp… Và vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp lipase bao gồm: Pseudomonas
sp., Achromobacter sp., Staphylococcus sp… (Sharma et al., 2001).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 15
2.2.7.2 Lipase từ thực vật

Lipase từ thực vật không được chú ý nhiều so với những nguồn thu nhận khác. Tuy
nhiên, gần đây loại enzyme này đã bắt đầu được quan tâm và nghiên cứu khá phổ
biến. Trong đó, lipase từ những hạt có dầu là được quan tâm nhất. Những enzyme có
nguồn gốc khác nhau thì tính đặc hiệu về cơ chất, pH tối ưu, khả năng phản ứng với
sulfuhydryl, tính kỵ nước cũng khác nhau. Những enzyme này có quan hệ mật thiết
với triacylglycerol có trong bản thân hạt dầu đó và chỉ được tổng hợp trong quá trình
nảy mầm của hạt (Mukherjee và Mills, 1994).
2.2.7.3 Lipase từ động vật
Lipase thu nhận từ những cơ quan, mô của một số loài động vật hữu nhũ đã được
nghiên cứu rất nhiều, nhưng toàn diện hơn cả là lipase có nguồn gốc từ con người và
một số lipase từ tuyến tuỵ (Hjorth et al., 1993). Những enzyme tuyến tuỵ này được
tiết ra ở tá tràng xúc tác cho sự thuỷ phân triacylglycerol. Lipase tuyến tuỵ có thể
thuỷ phân hoàn toàn triacylglycerol thành glycerol và acid béo. Bản chất của chúng là
những glycoprotein, phân tử lượng 50 kDa, không có hoặc ít hoạt tính đối với
phospholipid và được hoạt hoá ở bề mặt phân chia pha dầu nước, nhưng lại bị ức chế
ở muối mật (Dugi et al., 1992).
Lipase của động vật hữu nhũ bền ở pH thấp, được hoạt hoá bởi muối mật và đặc hiệu
tại vị trí sn-3 của cơ chất. Lipoprotein lipase người có chức năng thuỷ phân
triacylglycerol trong chylomicron. Để có hoạt tính thì enzyme này kết hợp với
apolipoprotein C-II để tạo thành dimer và được hoạt hoá bởi heparin (Clark et al.,
1991). Tuy nhiên, lipase trong gan thực hiện chức năng chuyển hoá lipoprotein
nhưng không liên kết với apoC-II. Lipase có trong sữa mẹ được hoạt hoá bởi muối
mật để giúp trẻ sơ sinh tiêu hoá chất béo có trong sữa (Baba et al., 1991).
Nguồn lipase từ động vật quan trọng nhất là từ tụy tạng của bò, cừu và lợn. Lipase từ
tụy tạng lợn là một trong những lipase được biết đến sớm nhất và khá thông dụng.
Hạn chế của lipase từ tụy tạng là chúng chứa những hợp chất có mùi và vị khó chịu
như trypsine, tạo vị đắng nên không được ưa chuộng. Bên cạnh đó, nguồn lipase này
còn có khả năng lây truyền virus từ động vật sang người nên hiện nay xu hướng sử
dụng lipase từ vi sinh vật đang được ưa chuộng do đặc tính đa dạng, dễ tách chiết và
nguyên liệu vô hạn.

2.2.8 Cơ chế sinh tổng hợp lipase từ vi sinh vật
Giống như sự tổng hợp protein, lipase sẽ được hình thành khi trải qua các quá trình
phiên mã, dịch mã và sau dịch mã. Tất cả các quá trình được thực hiện bên trong tế
bào chất của vi sinh vật.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 16
Đầu tiên là sự phiên mã. Quá trình chỉ xảy ra khi đoạn gen tổng hợp nên lipase phải
được hoạt hoá trước bằng chất cảm ứng. Chất này sẽ giúp giải phóng enzyme RNA
polymerase thoát khỏi sự kiềm hãm của chất ức chế bằng cách kết hợp với chính chất
ức chế đó. Bản chất của chất cảm ứng chính là cơ chất chịu sự xúc tác của lipase
(Wickner et al., 1999).
Kết thúc quá trình phiên mã diễn ra trong nhân tế bào sản phẩm sẽ là phân tử mRNA,
nhưng phân tử này rất dễ bị thuỷ phân trong môi trường tế bào chất. Bên cạnh đó,
những kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy phân tử siRNA (short interference RNA)
được hình thành trong quá trình phiên mã có tác động kiềm hãm sự dịch mã hoặc
thúc đẩy sự phân huỷ những phân tử mRNA. Vì vậy số lượng enzyme được tổng hợp
sẽ giảm đi đáng kể.
Tiếp theo, quá trình dịch mã sẽ sử dụng tài liệu mã chứa trong phân tử mRNA để tạo
thành mạch protein có thứ tự acid amin chính xác. Tuy nhiên, chuỗi polypeptide này
rất dễ bị thuỷ phân bởi enzyme peptidase. Quá trình này cần một loại protein “chuyển
giao” để tái sử dụng các acid amin của protein có cấu trúc gấp khúc (folded protein)
mà không còn sử dụng được nữa.
Khi những chuỗi polypeptide enzyme đã được tổng hợp khá nhiều thì những
polypeptide ở gần nhau sẽ tương tác với nhau tạo thành cấu trúc gấp khúc làm cho
khối enzyme trở nên không tan. Điều này đã làm cho enzyme mất đi hoạt tính sinh
học. Quá trình này được điều khiển bởi chaperone, là một đoạn polypeptide có chức
năng làm gấp khúc các enzyme trong nội bào trước khi những enzyme này được vận
chuyển qua màng membrane. Đối với pre-pro-enzyme ngoại bào, là enzyme tổng hợp

trong tế bào chất nhưng chưa có cấu trúc hoàn thiện, cấu trúc phân tử không được
gấp khúc trong suốt quá trình vận chuyển qua màng membrane. Do đó, một số
protein khác đã hỗ trợ enzyme ngoại bào này chống lại sự gấp khúc trong tế bào chất
để không hình thành khối protein không tan và chống lại sự thuỷ phân nội bào.
Hoạt tính của enzyme còn phụ thuộc vào cofactor là những ion kim loại. Sự cung cấp
không đủ những ion này trong tế bào chất sẽ làm giảm đi hoạt tính của enzyme. Vì
vậy phải đảm bảo nồng độ bão hoà các ion đối với enzyme phải thấp hơn nồng độ các
ion đó trong tế bào chất.
Đối với dạng tiền enzyme (pre-pro-enzyme), khi không đủ cofactor để đảm bảo hoạt
tính cũng như sự vận chuyển qua màng thì một lượng enzyme này bị giữ lại trong tế
bào chất làm ảnh hưởng hiệu suất sinh tổng hợp enzyme.
Sau khi được vận chuyển qua màng, enzyme ngoại bào vẫn có thể bị phân huỷ bởi
enzyme peptidase trong không gian chu chất. Trong giai đoạn này pro-enzyme, là