1. NỘI DUNG
Tổng quan về enzyme bromelain
Quá trình tách chiết enzyme bromelain từ
dứa
Ứng dụng của enzyme bromelain

2. II. TỔNG QUAN VỀ ENZYME BROMELAIN
Bromelain của quả
(kí hiệu EC3.4.22.4)
Bromelain của lõi
(kí hiệu EC3.4.22.5)

3. 1. Cấu trúc enzyme bromelain
Enzyme Số thành phần
cấu tạo
Số
axitamin
Khối lượng
phân tử (Dalton)
Bromelain của
quả
Một thành phần
(protein)
281 33.000
Bromelain của
lõi
Hai thành phần
(protein, glucid)
212 23.800

4. 2. Cơ chế tác động
*Hình mô tả cơ chế hoạt động của α-chimotrypsin, một protease serin.

5. Cơ chế tác động
giai đoạn đầu
là sự acyl hóa
tạo hợp chất
acyl trung
gian,
giai đoạn hai
xảy ra sự
deacyl hóa
cùng với sự
thủy phân

6. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme bromelain
a, Nhiệt độ
• Chế phẩm enzyme bromelain có hoạt tính cực đại trong khoảng nhiệt độ 50-
60ºC, độ bền nhiệt kém hơn papain
• Ở nhiệt độ 70ºC, enzyme bromelain bị biến tính nhanh gấp 20 lần enzyme
papain ở nhiệt độ 75ºC
b, pH
• Enzyme bromelain có độ bền tương đối cao trong khoảng pH 4,5-8,3. Enzyme
bromelain bền trong môi trường trung tính và kiềm yếu, nhưng bị biến tính nhanh
trong môi trường axit có pH< 4,5 và môi trường kiềm có pH>12 (Nguyễn Trọng
Cẩn, 1998)
c, Cơ chất
• Khả năng thủy phân của bromelain với các loại protein là khác nhau, sự thủy
phân tốt nhất là casein và azocasein
d, Chất hoạt hóa
• Các chất có chứa nhóm –SH đều là chất hoạt hóa cho bromelain

7. Tên chất ức chế Nồng độ
(M)
Hoạt tính bromelain (%)
Không có chất ức chế 100
N-choloromercuribenzoat 1.10-2 16
HgCl2 1,44.10-2 0
Iodoaxetat 2.10-2 0
e, Chất ức chế
Bảng 2. Ảnh hưởng của một số chất ức chế đến hoạt độ của enzyme bromelain
(Nguyễn Trọng Cẩn, 1998)
Tên chất hoạt hóa Nồng độ
(M)
Hoạt tính của bromelain (%)
L.cystein 1.10-2 100
Dithiothratiol 1.10-2 95,5
KCN 1.10-2 96
Thioglycolicaxit 1.10-2 99
Bảng 1: Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa lên chế phẩm bromelain
(Nguyễn Trọng Cẩn, 1998)

8. f, Điều kiện bảo quản
• Hoạt tính của bromelain phụ thuộc nhiều vào trạng thái và điều kiện bảo
quản nguyên liệu dứa
• Nguyên liệu tươi mặc dù được giữ ở nhiệt độ 4ºC nhưng hoạt tính thủy phân
giảm đi gần 50%,
• Nguyên liệu được sấy khô ở 40ºC thì hoạt tính có thể được ổn định lâu dài
hơn

9. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TÁCH ENZYME
- Là tính chất dung dịch
keo của protein và sự kết
tủa của protein (vì các
phân tử enzyme có bản
chất protein nên có tính
chất này)
- Độ bền của dung dịch
keo protein được đảm bảo
bởi hai yếu tố:
• Sự tích điện cùng dấu của các
phân tử protein
• Lớp vỏ hydrat bao quanh phân
tử protein =>Loại bỏ hai yếu
tố này, protein sẽ bị kết tủa

10. 1. Thu dịch enzyme thô
Nguyên liệu
Xé nhỏ
Nghiền, chà
Lọc thô
Enzyme thô

11. Tinh sạch enzyme
Trong dịch chiết thô thu được ngoài protein enzyme còn có các protein tạp, các
chất cao phân tử khác như polysaccharide và các chất phân tủ nhỏ như đường
monose, muối khoáng,…Để loại bỏ chúng phải sử dụng phối hợp nhiều biện
pháp khác nhau

12. 2. Tách bromelain bằng phương pháp kết tủa enzyme
2.1. Phương pháp kết tủa enzyme bằng muối trung hòa
a. Khái quát
Muối trung hòa vừa làm trung hòa
điện của phân tử protein vừa làm mất
lớp vỏ hydrat của phân tử protein,
loại bỏ hai yếu tố đảm bảo độ bền
của dung dịch keo protein, các phân
tử protein kết tụ lại với nhau và được
tách ra
Các muối trung hòa thường
được sử dụng là amon sulfat,
natri sulfat, magie sulffat,…
song tốt hơn cả là amon sulfat
vì:
Độ hòa tan cao, không phụ
thuộc nhiệt độ
Không làm biến tính ngay cả
các protein kém bèn nhất

13. b. Cách tạo tủa với muối amon sulfat (NH4)2SO4
Thu kết tủa chế phẩm bromelain và sấy khô tủa sau đó tinh sạch enzyme
Ly tâm dung dịch với vận tốc 6.000 vòng/ phút trong 30 phút để thu nhận kết tủa
Để yên ở nhiệt độ phòng trong 20 phút
Cho từ từ (NH4)SO4 vào dung dịch nước dứa ly tâm và khuấy đều

14. Một số lưu ý
Khi sử dụng muối (NH4)2SO4 là
phải bổ sung vào dung dịch
enzyme một cách từ từ, kết hợp
khuấy đều
Hạn chế: mất nhiều thời gian, do
nồng độ muối cao nên tỉ trọng của
dung môi lớn, để kết tủa được các
protein cần phải ly tâm ở tốc độ
cao và nhiệt độ thấp, sau đó cần
loại bỏ muối khỏi chế phẩm khi
chuyển sang bước tinh sạch

15. 2.2. Phương pháp kết tủa enzyme bằng dung môi hữu cơ
a. Khái quát
- Các dung môi hữu cơ ở
nồng độ cao rất háo nước,
phá hủy nhanh chóng lớp
vỏ hydrat của enzyme và
làm kết tủa enzyme
- Các dung môi hữu cơ
thường sử dụng là: aceton,
ethanol, isopropanol

16. b. Cách tiến hành
- Cho ethanol vào phần dịch thô vừa thu được (dịch quả và ethanol đều được
làm lạnh trước ở nhiệt độ 4ºC. Ly tâm ở nhiệt độ 4ºC trong 20 phút với vận tốc
13.500 vòng/phút và thu phần kết
Hiệu quả tách chiết của hai phương pháp
 Xác định được hai nồng độ tối ưu ứng với hai phương pháp thu hồi enzyme
bromelain là 80% v/v cồn và 70% độ bão hòa của (NH4)2SO4
 Phương pháp thu hồi enzyme bằng muối ở nồng độ 70% độ bão hòa cho
hiệu suất thu hồi enzyme cao hơn hẳn so với phương pháp thu hồi bằng
80% v/v cồn

17. 2.3. Phương pháp thẩm tích
a. Cơ chế
Thẩm tích là sự khuếch tán vi phân qua màng vốn không thấm đối với
những chất keo hòa tan (protein, một số các polysaccharid) nhưng thấm đối
với các dạng dịch các tinh thể
b. Cách tiến hành
cho dung dịch protein enzyme
vào cái túi đặc hiệu làm bằng
nguyên liệu bán thấm (túi
cellophane)
đặt cả túi vào bình chứa
lượng lớn nước hoặc
lượng lớn dung dịch
đệm được pha loãng
muối sẽ khuyến tán vào
nước hoặc dung dịch
đêm loãng (di chuyển
theo hướng giảm nồng
độ), còn nước hoặc đệm
loãng sẽ di chuyển từ
dung dịch rửa vào túi
chứa protein enzyme.
Protein enzyme là
những đại phân tử
không thể vượt qua túi
thẩm tích và được giử lại
trong túi

18. 2.4. Phương pháp sắc kí lọc gel
a. Cơ sở
Cơ sở của phương pháp lọc gel là dựa vào sự khác nhau nhau về kích thước, hình
dạng và phân tử lượng của protein enzyme có trong hỗn hợp để tách chúng ra
b. Cách tiến hành
1
• Cho sephadex vào cột thủy tinh dài và cân bằng bằng dung dịch đệm có
pH nhất định
2
• cho dung dịch protein enzyme lên cột
3
• Khi lọc và chiết bằng dung môi thích hợp, các phân tử có trọng lượng
phân tử nhỏ (ở đây là các muối) sẽ khuếch tán chậm chạp qua các lỗ nhỏ
của các hạt Sephadex bị trương phồng, còn chất có trọng lượng phân tử
lớn hơn (ở trường hợp này là protein enzyme) không có khả năng đi vào
mà lách nhanh qua các hạt sephadex và sẽ được chiết nhanh ra khỏi cột

19.  Công nghệ thực phẩm: thủy phân chất đạm
III. Ứng dụng
 Đông tụ sữa
 Làm mềm thịt
 Chế biến thủy sản

20.  Ứng dụng trong y học
 Bromelain giảm thiểu
viêm xoang
 Bromelain làm liền sẹo
 Bromelain giảm đau nhức do
hư khớp
 Bromelain làm tăng hệ
miễn dịch
 Bromelain và bệnh hen
suyễn
 Bromelain và HIV
 Bromelain và thực phẩm
chức năng