TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGUỒN THU NHẬN VÀ ỨNG
DỤNG ENZYME PROTEASE
GVHD : TS. Trần Bích Lam
SV thực hiện : Lớp: HC07TP
Thời gian thực hiện: tuần thứ 10, HKI, 2008-2009
MỤC LỤC
Tài liệu tham khảo 2
A. Khái quát enzyme protease
i. Khái quát enzyme 3
ii. Protease 3
iii. Nguồn cung cấp protease 4
iv. Ứng dụng protease 5
B. Proteae có nguồn gốc thực vật
i. Papain 8
ii. Bromelin 11

C. Protease có nguồn gốc động vật
i. Trypsin 13
ii. Chymotrypsin 15 iii.
Chymosin (Rennin) 17
iv. Pepsin 19
D. Protease có nguồn gốc vi sinh vật
i. Nguyên nhân phát triển 21
ii. Giới thiệu tổng quan 22
iii. Nguồn thu nhận protease vsv 24
iv. Đặc điểm và tính chất của protease vsv 25
v. Một số loài vsv tổng hợp enzyme protease 27
vi. Trung tâm hoạt động 37

- Các website:
www.google.com.vn
www.yahoo.com
www.vnexpress.net
www.sinhhocvietnam.com
http://en.wikipedia.org/wiki/Protease
www.bachkhoatoanthu.gov.vn
3
ENZYME PROTEASE
ENZYME PROTEASE
I. KHÁI QUÁT VỀ ENZYME
1. Enzym
- Enzym có bản chất là protein được sinh vật tổng hợp nên, tham gia vào
các phản ứng hóa sinh học.
2. Đặc tính chung của enzym
- Enzym được tạo ra trong tế bào sinh vật, không độc hại, thân thiện với
môi trường.
- Enzym tham gia phản ứng cả trong tế bào sống và cả khi được tách khỏi
tế bào sống.
- Enzym có thể tham gia xúc tác các phản ứng trong và ngoài cơ thể từ
giai đoạn đầu đến giai đoạn cuối giải phóng hoàn toàn năng lượng dự trữ trong
các hợp chất hóa học. Trong chuỗi chuyển hóa hở hay chuỗi chuyển hóa khép
kín, sản phẩm của phản ứng trước là cơ chất cho phản ứng sau.
- Enzym có thể được thực hiện một phản ứng: xảy ra ngoài tế bào (như
trong ống nghiệm)
- Phản ứng enzym tiêu hao năng lượng rất ít, hiệu suất và tốc độ cao
- Enzyme tính chọn lọc cao
- Enzym chịu sự điều khiển bởi gen và các điều kiện phản ứng.
3. Cấu tạo của enzym
Nhóm enzym đơn cấu tử : Thành phần cấu tạo chỉ có protein.

Chymosin “rennin” có trong ngăn thứ tư dạ cỏ bê non dưới 5 tháng tuổi
Tuy nhiên, để sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, protease động vật ít
thuận lợi do sản xuất chúng bị hạn chế và nguồn nguyên liệu thu nhận enzyme
không lớn lắm
- Thực vậ t : Từ các thực vật bậc cao người ta cũng thu được một số chế
phẩm enzyme quan trọng
Vd : + Papain thu từ mủ đu đủ xanh
+ Bromelin từ than cây dứa
+ Ficin tách từ dịch ép thân cây sung
Lượng enzyme thu được từ các nguyên liệu thực vật không lớn lắm so
với lượng nhiên liệu tiêu hao
- Vi sinh vật :Hai nguồn nguyên liệu trên không thể dùng dùng nguyên
liệu trong sản xuất công nghiệp qui mô lớn do những hạn chế về nguyên liệu và
công nghệ. Vì vậy, dùng enzyme từ vi sinh vật sẽ khắc phục được các hạn chế
trên.
+ Nguồn nguyên liệu vô hạn
+ Hệ enzyme phong phú
+ Hoạt tính mạnh
+ Có khả năng tăng cường sinh tổng hợp enzyme nhờ chọn giống
+ Vi sinh vật sinh sản với tốc độ cực nhanh
+ Thức ăn nuôi dễ kiếm, rẻ riền
Các protease từ vi sinh vật được ứng dụng nhiều :
Thường sử dụng protease của vi khuẩn và nấm sợi.
– Protease kiềm (EC.3.4.21.14) : Còn có tên thương mại là SUBTILISIN.
Có khoảng pH hoạt động là 7 – 11. Trong trung tâm hoạt động có serine. Chế
phẩm dạng bột và dạng hạt có hoạt tính 1 – 6 đơn vị Anson/gram. Dạng kết tinh
có hoạt tính khoảng 25-30 đơn vị Anson/ Gram. Ứng dụng nhiều trong sản xuất
chất tẩy rửa.
– Protease trung tính ( EC.3.4.24.4) : Protease trung tính là
metalloenzym có pH hoạt động từ 6-9. Được sản xuất từ Bacillus subtilic, B.

c. Trong công nghệ sản xuất nước chấm
- Sử dụng enzym từ các nguồn tự nhiên:
+ Động vật: trong nội tạng của gia súc có hiện diện nhiều enzym
thủy phân protease như: pepsin, tripsin, cathepsin.
+ Thực vật: có một vài loại thực vật cũng có enzym protease như trong đu
đủ có enzym papain, khóm có enzym bromelin
+ Vi sinh vật: trong quá trình hoạt động sống nhiều hệ enzym sinh ra từ
nấm mốc Aspergillus oryzae, Asp. niger.
- Phương pháp sử dụng
+ Sử dụng dưới dạng thô: cho các nguyên liệu có enzym đó vào
chượp với tỉ lệ nhất định.
6
+ Sử dụng dưới dạng chiết xuất: chiết enzym từ các nguyên liệu
trên thành dạng tinh chế sau đó cho vào trong chượp
d. Trong công nghiệp sản xuất bia rượu
- Tăng tỉ lệ nguyên liệu thay thế
- Giảm thời gian lên men
- Hiệu suất thu hồi tăng
- Bia, rượu thành phẩm đạt các chỉ tiêu quy định tốt hơn khoảng 30%
- Nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm chi phí sản xuấT
2) Trong công nghiệp thuộc da
- Chất quan trọng nhất của da là collagen, dưới tác dụng của protease, các
chất nhờn tách ra, một số liên kết sơi collagen bị phá hủy. Kết quả là da thu
được có độ mềm nhất định.
- Trước đây, thường dùng các protease thu từ đường tiêu hóa động vật,
ngày nay hiệu quả hơn cả là các enzyme thu từ vi khuẩn và nấm mốc
- Rút ngắn thời gian làm mềm, tách long xuống nhiều lần, chất lượng tốt
hơn, số lượng lông thu được nhiều hơn, không cần xử lý them
- Người ta có thể ngâm nguyên liệu da trong dung dịch enzyme hoặc phết
hồ enzyme lên bề mặt

vi sinh vật khác
- Dùng các chế phẩm protease để cô đặc và tinh chế các huyết thanh
kháng độc, vì peotease sẽ tiêu hủy các protein đệm mà không gây ảnh hưởng
đến chất kháng độc
- Ứng dụng chữa một số bệnh về đường tiêu hóa

8
PROTEASE NGUỒN GỐC
PROTEASE NGUỒN GỐC
THỰC VẬT
THỰC VẬT
I. PAPAIN
1.Định nghĩa – Cấu tạo:
- Papain là một enzym thuộc loại proteaza thực vật có nguồn gốc từ cây
đu đủ, là chuỗi polipeptit gồm 187 gốc aminoaxit.
- Papain gồm có nhiều amin acid, theo thứ tự nhiều ít (từ 11,35-12,43
xuống 2,14-3,57 g/100g) : tyrosin, glutamic acid, aspartic acid, glycin, valin,
arginin, leucin, isoleucin, lysin, serin, alanin, prolin, tryptophan, threonin,
phenylalanin, cystin, histidin
- Papain là chất bột màu trắng hoặc xám nhạt; dễ hút nước; tan trong
nước và glixerin; không tan trong các dung môi hữu cơ khác.
2. Tính chất
- Papain có khả nǎng thủy phân protein thành các tiểu phân nhỏ như acid
amin và các peptid ngắn. Khả nǎng thủy phân của chúng rất khác nhau tùy
thuộc vào điều kiện phản ứng.
- Khi chưa được hoạt hoá, Papain có hoạt lực rất yếu; dưới tác dụng của
các chất có tính khử, nhất là kèm theo sự có mặt của các chất kết hợp với kim
loại, Papain được hoạt hoá thành dạng hoạt động.
- Điểm đẳng điện của Papain vào khoảng pH 9; khối lượng phân tử
khoảng 20.700.

đạm) trong đó chất chủ yếu là papain.
Một cây đu đủ trong 1 năm cho khoảng
100g nhựa mủ. Lấy nhựa khi quả còn
non trên cây.
Một số phương pháp lấy enzyme Papain từ cây đu đủ
- Có thể sản xuất Papain thô bằng cách sấy khô nhựa trực tiếp lấy từ quả
đu đủ. Sản phẩm thô này có hoạt lực thấp. Dạng sản phẩm sạch hơn thu được
10
nhờ sự kết tủa phân đoạn bằng dung môi hoặc muối trung tính enzim đã được
hoạt hoá, sau đó sấy khô ở nhiệt độ thấp.
- Để lấy nhựa mủ (papain thô) dùng dao bén sắc rạch dọc quả đu đủ xanh,
cho mủ chảy vào bát, sau đó phơi nắng hoặc sấy khô ở 40-60ºC. Tinh chế
papain bằng cách hòa tan papain thô vào nước thành dung dịch, sau đó rót vào
cồn 90º, papain kết tủa, lọc, sấy.
- Ngoài ra ta cũng có thể thu thập và chế biến enzym phân giải papain từ
trái đu đủ với số lượng lớn bằng cách cắt quả đu đủ xanh còn nguyên vỏ hoặc
phần vỏ xanh bên ngoài thành các miếng nhỏ có kích thước thích hợp và sấy
khô dưới ánh nắng mặt trời hoặc bằng nhiệt tạo thành nguyên liệu thô.
4. Công dụng của papain:
a) Tác dụng dược lý
- Làm vi trùng gram dương, gram âm chậm phát triển, những vi trùng như
tụ cầu, thương hàn rất nhạy cảm đối với tác dụng của papain.
- Papain có tác dụng đồng vận với những muối Mg và Al của aspirin để
chống viêm và hạ sốt.
- Với nhựa papain thô và papain tinh chế được sử dụng thay thế pepsin và
pancreatin trong điều trị rối loạn tiêu hóa, do thiếu men tiêu hóa giúp tiêu hóa
tốt chất đạm trong thức ăn.
- Papain có trong nhựa và hạt đu đủ còn là thuốc tẩy giun tốt cho nhiều
loại giun, trừ giun móc (ankylostome)
- Papain còn có tác dụng làm đông sữa và tác dụng làm giảm độc đối với

b) Trong công nghiệp
- xử lý len và lụa trước khi nhuộm;
- là phụ gia trong công nghệ chế biến cao su
c) Trong công nhệ thực phẩm
- Trong công nghiệp papain được dùng để tinh chế bia
- khi tinh chế dầu gan cá tuna, người ta tiêm papain vào gan trước khi
chiết xuất, làm cho thành phẩm giàu Vit A và D hơn. Khoảng 1500 quả đu đủ
xanh cỡ vừa cho được khoảng 650 gram papain.
- Lá đu đủ xanh chứa papain có tác dụng làm mềm thịt do đó lá đu đủ
được dùng để gói thịt trong chế biến để thịt nhanh chóng mềm
II. BROMELIN
1) Định nghĩa – Cấu tạo
- Bromelin là một enzym có tác dụng thủy phân
protein thành các acid amin .
- Bromelin thủy phân protid rất mạnh.
- Bromelin được chiết xuất từ dứa.
- Dạng độc lập của enzyme này lần đầu tiên được
tách ra năm 1891 bởi Vicente Marcano; năm 1892 được
trích ly dạng đầy đủ.
- Bromelin là một protease bền với nhiệt độ, sau
khi đun 1 giờ có thể còn hoạt tính, hoạt động trong giải
pH rộng từ 3-6, một số nghiên cứu cho thấy bromelin hoạt động tốt trong dịch
tiêu hóa có pH thấp khoảng 3,3-3,5
12
- Ở pH 3,3, chất này có tác dụng như men pepsin của dịch vị; còn ở pH 6,
nó có tác dụng như men trypsin của dịch tụy
- Có hoạt độ vào khoảng 5000 – 10000 UI/g (cơ chất Hb).
- Chế phẩm bromelin thường không bền nhiệt bằng papain
2) Nguồn cung cấp
- Được sản xuất từ quả và thân cây dứa

- Là một loại serine protease
- Hoạt động tối ưu ở khoảng pH 8 và nhiệt độ 37
0
C
- Sau khi được enterokinaza hoạt hóa, trypsin sinh ra tiếp tục tự động hoạt
hóa trypsinogen
2) Hoạt động
- Trypsin là một enzim có chức năng phân cắt các protein ta ăn vào thành
mảnh nhỏ (nhân của sự phân cắt) đồng thời tự phân cắt nó ra mảnh nhỏ (quả của
sự phân cắt).
- Đối với cá không có dạ dày (cá chép, mè trắng, rôhu...) thì trypsin là
men chủ yếu phân giải protein.
- Trong dịch tụy và dịch ruột
+ Trypsin khi mới tiết ra ở dạng chưa hoạt động là trypsinogen.
+ Dưới tác động của enzyme enterokinase, trypsinogen biến thành
trypsin hoạt động, sau đó quá trình này có thể xảy ra theo phương thức tự hoạt
hóa, nghĩa là chịu tác động ngay của enzyme trypsine.
14
+ Trypsine hoạt động tốt nhất trong môi trường pH 7 - 8.
+ Dưới tác dụng của trypsin, các protein còn sót, các peptide lớn sẽ
bị thủy phân đến dạng peptide có phân tử trọng thấp hơn và một phần thành
amino acid.
+ Trypsin thể hiện hoạt lực cao nhất đối với các liên kết peptide có
chứa nhóm carboxyl của amino acid diamin (lysine, arginine).
+ Trypsin còn hoạt hoá các enzyme khác cùng nhóm tiêu hoá của
dịch tuỵ :
● Kymotrypsin cũng được tiết dưới dạng kymotrypsinogen
và được hoạt hoá bởi trypsin, cắt liên kết peptid mà nhóm –CO thuộc aa có nhân
thơm
● Cacboxypolypeptidase được bài tiết dưới dạng

protein trong ruột non.
- Ở tuyến tuỵ, chymotrypsin được tổng hợp ở dạng không hoạt động là
chymotrypsinogen, sau đó chuyển thành dạng hoạt động dưới tác dụng của
chymotrypsin hoặc tripxin.
16
- Trung tâm hoạt động của a-chymotrypsin bao gồm nhóm hydroxyl của
Ser - 195, imidazol của His-57 và nhóm carboxyl của Asp-102. Các gốc này ở
khá xa nhau trong chuỗi polypetid nhưng giữa các nhóm chức năng của chúng
chỉ cách nhau từ 2,8 - 3,0Å.
2) Hoạt động
- Alpha - chymotrypsin là enzym thủy phân protein có tác dụng xúc tác
chọn lọc đối với các liên kết peptid ở liền kề các acid amin có nhân thơm.
- Chymotripsin chứa trong dịch tụy ở dạng chưa hoạt động là
chymotripsinogen. Dưới tác động của enzyme trypsin và chymotrypsin,
chymotrypsinogen biến thành dạng hoạt động. Enzyme này hoạt động tối ưu ở
pH = 8,0, chúng thủy phân liên kết peptid có nhóm -CO- thuộc amino acid nhân
thơm (Phe, Tyr và Trp).
17
3) Nguồn cung cấp
- Alpha chymotrypsin là enzym được điều chế bằng cách hoạt hóa
chymotrypsinogen, chiết xuất từ tụy bò.
- Tìm thấy ở cơ thể động vật có xương sống bậc thấp và côn trùng.
- Trích từ tuyến tụy của heo.
- Enzym từ cây cỏ thực vật có nguồn gốc từ trái cây nhiệt đới như trái
thơm.
- Từ phế phụ liệu lò mổ động vật để sử dụng trong công nghệ thực phẩm
4) Ứng dụng
- Enzym thủy phân protein trợ giúp phẫu thuật.
- Enzym này được dùng trong nhãn khoa để làm tan dây chằng mảnh dẻ
treo thủy tinh thể, giúp loại bỏ dễ dàng nhân mắt đục trong bao và giảm chấn