CÔNG NGHỆ ENZYME
THU NHẬN ENZYM TỪ
NGUỒN THỰC VẬT
Hồ Nguyễn Thùy Dương
Nguyễn Ngọc Thảo Trân

MỤC LỤC
1. Đặc điểm, tính chất và phương pháp thu nhận enzyme amylase
2. Đặc điểm, tính chất và phương pháp thu nhận enzyme bromelin
3. Đặc điểm, tính chất và phương pháp thu nhận enzyme papain
4. Đặc điểm, tính chất và phương pháp thu nhận enzyme ficin

ENZYM AMYLASE
Enzym này có ở cả thực vật lẫn động vật.
Amylase được tinh sạch từ malt.
Amylase thuộc nhóm enzym thủy phân, xúc
tác sự phân giải các liên kết glucoside nội
phân tử trong các polysaccharide với sự tham
gia của nước. Amylase thủy phân tinh bột,
glycogen và dextrin thành glucose, maltose và
dextrin hạn chế.

TÍNH CHẤT CỦA
ENZYME AMYLASE
Tinh bột bị thủy phân trong suốt quá trình nảy mầm
của hạt ngũ cốc nhờ vào hoạt động của các loại
enzym thủy phân mà quan trọng nhất là enzym
amylase.
Cơ chất tác dụng của amylase là tinh bột và glycogen.

CÁC LOẠI ENZYME
AMYLASE
Amylase này được phân loại ra thành 2 nhóm chính là nhóm enzyme
nội bào (EndoAmylase) và nhóm enzyme ngoại bào (ExoAmylase).
Các enzyme amylase nội bào bao gồm: α-amylase và nhóm enzyme
khử nhánh. Nhóm enzyme khử nhánh lại được chia thành 2 loại là:
Nhóm enzyme khử gián tiếp bao gồm: transglucosylase (oligo – 1,6 –
glucosidase) và amylo – 1,6 – glucosidase.
Enzyme khử trực tiếp: pullulanase (α-dextrin 6-glucanohydrolase)
Còn enzyme amylase ngoại bào bao gồm: β-amylase (glycogenase
hay saccharogen amylase) và γ-amylase (glucoamylase hay
amyloglucosidase)

ENZYM BROMELIN
Bromelin là tên gọi chung cho nhóm enzym thực vật
chứa nhóm sulfhydryl, có khả năng phân giải protein
được thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc biệt là ở cây dứa
(thân và trái).
Bromelin là enzym thủy phân protein, nó phân cắt
protein trong cơ thể sinh vật. Bromelin có thể thay thế
được cho cả những enzym tiêu hóa khác như pepsin và
trypsin

TÍNH CHẤT
CỦA ENZYME
BROMELIN
Thành phần chủ yếu của bromelin có chứa nhóm
sulfhydryl thủy giải protein. Trong dịch chiết bromelin còn
có chứa một ít peroxydase, phosphatase acid và chất cản
protease. Khi chiết tách và tinh sạch phân đoạn có chứa
nhóm sulfhydryl của bromelin thì thu được một enzym
thủy phân protein hiệu quả in vitro, nhưng lại bị bất hoạt
sinh lý in vitro ở một số điểu kiện mà bromelin có hiệu
quả.

CÁC YẾU
TỐ ẢNH
HƯỞNG
ĐẾN HOẠT
TÍNH
ENZYM
BROMELIN
Bromelin có ba hoạt tính khác nhau: peptidase,
amidase và esterase. Bromelin thân có nhiều cơ chất
tự nhiên và có thể thủy phân cả cơ chất tự nhiên lẫn
cơ chất tổng hợp.
Giống như các cấu trúc xúc tác sinh học khác,
bromelin chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như: cơ chất,
nồng độ cơ chất, nồng độ enzym, nhiệt độ, pH, ion
kim loại, một số nhóm chức, phương pháp ly trích,
phương pháp tinh khiết....

QUÁ TRÌNH
THU NHẬN
BROMELIN

ENZYME PAPAIN
Được tách từ nhựa trái đu đủ
xanh, papain thuộc nhóm
enzym thủy phân có nguồn gốc
thực vật được nghiên cứu nhiều
nhất về tính chất và cơ chế hoạt
động. Papain là một sulfhydryl
protease, đầu tiên được tách ra
bởi Bals và cộng sự của ông,
sau đó bởi Kimmel và Smith từ
nhựa khô.

TÍNH CHẤT
ENZYME
PAPAIN
Papain thủy phân protein thành các
polypeptide và các amino acid, nó đóng vai trò
vừa như endopeptidase vừa như exopeptidase.
Tính đặc hiệu cơ chất của papain rất rộng,
papain có khả năng phân hủy hầu hết các liên
kết peptide trừ các liên kết với prolinevà với
các glutamic acid có nhóm carboxyl tự do.
Khả năng thủy phân cơ chất của papain còn
tùy thuộc vào trạng thái của cơ chất, tức là cơ
chất có bị biến tính hay không. Nếu cơ chất bị
biến tính thì papain có khả năng thủy phân sâu
hơn.

TÍNH CHẤT ENZYME PAPAIN
Hoạt hóa
Papain cẩn nhóm sulfhydryl tự do để thể hiện hoạt tính xúc tác. Chất hoạt hóa có ảnh
hưởng rất lớn đến hoạt tính của protease thực vật nói chung hay papain nói riêng.
Để thu được hoạt tính cao nhất, thích hợp nhất là dùng hỗn hợp cysteine và EDTA, trong
đó cysteine đóng vai trò chất hoạt hóa papain còn EDTA đóng vai trò chất liên kết tạo
phức với ion kim loại nặng có trong nhựa đu đủ.

TÍNH CHẤT ENZYME PAPAIN
Bất hoạt
Papain bị kìm hãm (ức chế bất thuận nghịch) bởi các chất oxy hóa như: O₂, ozon,
hydroperoxide, iodur acetate, iodur acetamide, thủy ngân chlobenzoate, cystine và các
hoạt chất disulfur khác. Đặc biệt papain rất dễ bị mất hoạt tính khi có mặt hydrogen
peroxide. Các chất này ức chế hoạt tính của papain bằng phản ứng với nhóm –SH ở
trung tâm hoạt động của papain và do vậy mà phá vỡ cấu trúc tâm hoạt động của nó.

CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG
ĐẾN HOẠT
TÍNH
ENZYME
PAPAIN
Nhiệt độ: Papain là enzym chịu được nhiệt độ tương đối cao. Nếu
nhiệt độ vượt quá mức cho phép thì nó sẽ bị mất hoàn toàn hoạt
tính kể cả khi thêm lượng lớn chất hoạt hóa vào dung dịch.
pH: Papain hoạt động trong khoảng pH tương đối rộng từ 4,5- 8,5
nhưng lại dễ biến tính trong môi trường acid có pH<4,5 hoặc
trong môi trường kiềm mạnh có pH>12.
Khi phản ứng với cơ chất thì tùy thuộc vào bản chất của cơ chất
mà pH tối ưu sẽ khác nhau.
Dung môi: Papain không thay đổi độ quay quang học trong
methanol 70% và cũng không thay đổi độ nhớt trong methanol
50%. Trong dung dịch dimethylsulfoxide chứa 20% dung môi
hữu cơ và urea 8M không làm giảm hoạt tính cũng như thay đổi
cấu hình của papain. Các chất gây biến tính mạnh như TCA 10%,
guanidine hydrochloride 6M làm biến đổi bất thuận nghịch về độ
quay quang học và hoạt tính của papain.

QUÁ TRÌNH THU NHẬN ENZYME PAPAIN
Phương pháp thu nhận papain tinh khiết gồm các giai đoạn:
1. Chuẩn Bị
2. Loại Bỏ Các Chất Không Tan Ở Ph 9,
3. Quá Trình Phân Đoạn Bằng Ammonium Sulfate,
4. Quá Trình Phân Đoạn Bằng Nacl,
5. Kết Tinh,
6. Tái Kết Tinh,
7. Sấy Chân Không

ENZYME FICIN
Ficin là một protease được tìm thấy trong nhựa
của cây thuộc họ Ficus (sung, vả), thuộc họ
Moraceae, bộ Urticales.
Cách đây hàng chục thế kỷ, con người đã biết
sử dụng nhựa của các cây thuộc họ sung để
làm đông tụ sữa và sản xuất phomai, thuốc để
trị các loại bệnh gây ra bởi ký sinh trùng
đường ruột.
Ở dạng nhựa tươi, ficin dễ bị oxy hóa bởi
không khí làm cho dịch nhựa chuyển sang
màu hồng nâu hoặc hồng và đồng thời hoạt
tính xúc tác bị giảm xuống.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
HOẠT TÍNH ENZYME FICIN
a- Các yếu tố hoạt hóa
Khi có mặt của kim loại kiềm, hoạt tính thủy
giải protein của ficin tăng lên.
b- Các yếu tố kìm hãm
Cũng như các loại enzym thủy giải protein
khác, nhóm -SH tham gia trực tiếp vào các hoạt
động xúc tác của ficin.
c- Tính chuyên biệt
Ficin còn có thể thủy giải các liên kết peptide,
ester, các liên kết amide của cơ chất nhân tạo.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
HOẠT TÍNH ENZYME FICIN
d- Tính bền vững
Bền vững với nhiệt độ: Khi khảo sát tính bền vững
của enzym ficin dạng tinh thể, Cohen nhận thấy
chúng có thể giữ nguyên hoạt tính trong hai giờ ở
50°C.
Bền vững với pH: trong một vùng pH khá rộng (4,5-
9,5) độ bền vững của enzym ficin đạt đến mức cực
đại nhưng trong một vùng pH hẹp dao động quanh
pH 8 thì nó lại có tính bền vững ở mức tối thiểu.
Cơ chế xúc tác của enzym: các loại enzym protease
thu từ đu đủ, sung, vả, dứa có tên gọi là thiol-
protease, cystein protease hay sulfhydryl-protease có
khả năng bền với nhiệt trong khoảng 60-80°C ở pH tự
nhiên. Tâm hoạt động của các enzym này gồm có hai
amino acid là cysteine và histidine.

QUÁ TRÌNH
THU NHẬN
ENZYME FICIN

THANK YOU FOR LISTENING