BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN BÃ ĐẬU NÀNH
BẰNG BROMELAIN VỎ KHÓM

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
Ths. VÕ VĂN SONG TOÀN TRẦN THANH LIỀN
MSSV: 3102823
LỚP: CNSH K36
Cần Thơ, Tháng 11/2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(ký tên) LỜI CẢM TẠ

Lời nói đầu tiên tôi xin chân thành gửi lời biết ơn sâu sắc đến cha mẹ và gia đình,
những người đã sinh thành, nuôi dưỡng, động viên và hỗ trợ tôi về mọi mặt trong suốt
quá trình học tập, thực hiện và hoàn thành luận văn này. Ngoài ra, tôi cũng đã nhận
được sự giúp đỡ từ rất nhiều phía.
Tôi xin chân thành gửi lời cảm tạ và biết ơn sâu sắc đến:
Ban Giám hiệu trường Đại Học Cần Thơ, lãnh đạo Viện Nghiên cứu và Phát triển
Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong

nhiệt độ, thời gian, pH) thích hợp cho quá trình thủy phân. Kết quả thí nghiệm cho
thấy bromelain vỏ khóm có hoạt tính đặc hiệu là 6,096U.mg
-1
. Qua khảo sát cho thấy
với 6U.mg
-1
của bromelain cho mỗi gram cơ chất là nồng độ thích hợp để thủy phân
protein bã đậu nành. Ở điều kiện nhiệt độ 50
o
C enzyme này đã thủy phân tốt nhất đạt
hàm lượng đạm amin là 0,322 g/l. Ở pH 8,0 bromelain cho hoạt tính cao nhất đạt hàm
lượng đạm amin 0,397 g/l và sau 20 giờ enzyme này cho hàm lượng đạm amin là
0,420 g/l. Quá trình thủy phân ở phạm vi phòng thí nghiệm cho thấy ở 50
o
C trong môi
trường pH 8,0, thời gian 20 giờ bromelain vỏ thủy phân bã đậu nành cho hàm lượng
đạm amin là 0,413 g/l. Kết quả điện di cho thấy các băng xuất hiện trên gel tương ứng
với trọng lượng phân tử protein bã đậu nành trong khoảng từ 14,4 - 66,2 kDa. Sau 20
giờ hầu hết các băng protein chủ đạo có trọng lượng phân tử 23,8; 33,6; 43,9; 58,4 và
62,9 kDa đều bị thủy phân tạo thành acid amin và các đoạn peptid ngắn có trọng
lượng phân tử từ 14,4 - 18,4 kDa.
Từ khóa: bã đậu nành, bromelain vỏ khóm, dịch thủy phân, đạm amin.
2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain 12
2.3. Một số phương pháp phân tích 15
2.3.1. Phương pháp xác định ẩm độ (Wolf et al., 1997) 15
2.3.2. Phương pháp Kjeldahl (Kjeldahl, 1883) 15
2.3.3. Phương pháp chuẩn độ đạm formol (Horwitz, 2000) 16
2.3.4. Phương pháp chuẩn độ amoniac (Peters, 2003) 16
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

iii

2.3.5. Phương pháp Bradford (Bradford, 1976) 16
2.3.6. Phương pháp Kunitz cải tiến (Kunitz, 1947) 17
2.3.7. Phương pháp điện di SDS-PAGE (Laemmli, 1970) 17
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
3.1. Phương tiện nghiên cứu 18
3.1.1. Thời gian, địa điểm 18
3.1.2. Dụng cụ, thiết bị 18
3.1.3. Nguyên vật liệu 18
3.1.4. Hóa chất 18
3.2. Phương pháp nghiên cứu 19
3.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu 19
3.2.2. Khảo sát nguyên liệu 19
3.2.3. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 19
Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình thủy phân 19
Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 20
Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân 20
Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân 21
Thí nghiệm 5: Khảo sát phương pháp trích ly bromelain vỏ để thủy phân bã
đậu nành ở phạm vi phòng thí nghiệm 22
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

v

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1: Hoạt tính thủy phân casein của bromelain 11
Bảng 2: Hoạt tính thủy phân (BAA) của bromelain 11
Bảng 3: Bố trí thí nghiệm 1 19
Bảng 4: Bố trí thí nghiệm 2 20
Bảng 5: Bố trí thí nghiệm 3 21
Bảng 6: Bố trí thí nghiệm 4 21
Bảng 7: Bố trí thí nghiệm 5 22
Bảng 8: Số liệu đo hàm lượng nitơ tổng, protein tổng bã đâu nành phụ lục 2
Bảng 9: Số liệu đo hàm lượng ẩm bã đậu nành phụ lục 2

Hình 4: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng đạm 24
Hình 5: Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng đạm 26
Hình 6: Biểu đồ ảnh hưởng của pH đến hàm lượng đạm 28
Hình 7: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng đạm 30
Hình 8: Điện di đồ của protein bã đậu nành được thủy phân theo thời gian 33
Hình 9: Ảnh hưởng của phương pháp trích bromelain đến quá trình thủy phân bã
đậu nành 35
Hình 10: Điện di đồ thể hiện quá trình thủy phân protein bã đậu nành theo hai
phương pháp trích bromelain vỏ khác nhau 37
Hình 11: Đồ thị đường chuẩn Tyrosin phụ lục 2
Hình 12: Đồ thị đường chuẩn BSA phụ lục 2
Hình 13: Đồ thị đường logM của protein chuẩn (TN4) phụ lục 2
Hình 14: Đồ thị đường logM của protein chuẩn (TN5) phụ lục 2
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

vii


2010 (Sở Công Thương Tỉnh Nam Định, 29/05/2013). Trong đó đồng bằng sông Cửu
Long (ĐBSCL) có diện tích trồng khóm lớn nhất cả nước với 22 200 ha chiếm 54,7%
(Số liệu thống kê của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2011). Theo Medina
và García (2004), với tỉ lệ thành phần phần trăm trọng lượng của một quả khóm điển
hình là: thịt quả (33%), lõi (6%), vỏ (41%) và chóp (20%). Do đó, cùng với sự phát
triển của ngành sản xuất và chế biến khóm thì lượng phế phụ phẩm khổng lồ, trong đó
vỏ khóm chiếm tỉ lệ cao nhất lên đến hàng trăm nghìn tấn và thường được đưa ra bãi
rác gây ô nhiễm môi trường. Bromelain là enzyme có nhiều trong vỏ khóm nên việc
tận dụng biến các phế phụ phẩm thành các sản phẩm có ích một mặt làm tăng hiệu quả
kinh tế của cây khóm, mặt khác góp phần bảo vệ môi trường (Theo Công ty CP truyền
thông Công thương Việt Nam, 29/05/2013).
Bên cạnh đó, với diện tích gieo trồng đậu nành là 120,8 nghìn ha đạt sản lượng là
175,3 nghìn tấn (Số liệu thống kê của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn,
2012). Việc sản xuất các loại thực phẩm từ đậu nành như: sữa đậu nành, đậu hũ, ,
hàng năm thải ra lượng xác bã rất lớn. Chỉ riêng nhà máy của Công ty sữa đậu nành
Việt Nam - Vinasoy tại Bắc Ninh với công suất thiết kế 180 triệu lít/năm tương ứng
với nhu cầu tiêu thụ 15000 tấn đậu nành hạt/năm và tạo ra hơn 20000 tấn bã đậu nành.
Cùng với đó, việc sản xuất các loại thực phẩm từ đậu nành ở hộ gia đình rất phổ biến ở
nước ta, đối với quy trình chế biến sữa đậu nành trung bình cứ 1kg hạt đậu nành thải ra
1,5kg bã tươi nên lượng phụ phẩm trong quá trình chế biến hằng năm cũng rất lớn.
Trong bã đậu nành có isoflavones, lignans, phytosterol, coumestans, saponin và
phytates (Head, 1997). Lượng xác bã này có hàm lượng protein cao chỉ được sử dụng
làm thức ăn chăn nuôi với hiệu quả thấp hoặc được đưa trực tiếp ra bãi rác gây lãng
phí lớn và làm ô nhiễm môi trường. Vì vậy, việc tìm ra phương pháp để thu gom, xử lý
có hiệu quả nguồn phế phẩm là công việc rất quan trọng.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

2


Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

3
CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về nguyên liệu bã đậu nành
2.1.1. Đậu nành
Đậu nành (còn gọi là đậu tương) có tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill là
loại ngũ cốc quan trọng có nguồn gốc Á Đông du nhập sang phương Tây vào thế kỉ 20
(Endres, 2001; Liu, 1999).
Cây đậu nành là loại cây có hiệu quả kinh tế lại rất dễ trồng. Đậu nành giàu chất
dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, vitamin và muối khoáng. Có đặc tính sinh hoc
cao do chứa hầu hết các acid amin không thay thế và có thể hỗ trợ khi thiếu thức ăn
động vật vì thế đậu nành là nguồn thực phẩm quan trọng. Ngoài ra, thân và lá đậu nành
cũng có tác dụng cải tạo đất rất tốt, giúp tăng năng suất của các loại cây trồng khác
(Trần Minh Tâm, 2000).
Quê hương của đậu nành là Đông Nam Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu nành
và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ. Nước Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu
nành năm 2000, trong đó hơn một phần ba được xuất khẩu. Các nước sản xuất đậu
nành lớn khác là Brazil, Argentina, Ấn Độ và Trung Quốc (Công ty Sữa đậu nành Việt
Nam, 2013).
Tại Việt Nam đậu nành được trồng nhiều ở miền núi vùng trung du phía bắc (Cao
Bằng, Sơn La, Bắc Giang) chiếm hơn 40% diện tích cả nước. Theo ông Nguyễn Trí
Ngọc, Cục trưởng Cục trồng trọt, mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu
nành, với sản lượng 300 nghìn tấn/năm. Tuy vậy sản lượng này mới đáp ứng được
25% nhu cầu sử dụng trong nước, và nhu cầu này tăng bình quân 10%/năm. (Sở Khoa
Học & Công Nghệ Tỉnh Lâm Đồng, 2013)
2.1.2. Bã đậu nành
Bã đậu nành (tên tiếng Nhật là okara và “okara” đã trở thành thuật ngữ quốc tế
để gọi bã đậu nành) còn gọi là “soy-pulp” là phần bã và các chất dinh dưỡng khác

Hình 2: Quy trình sản xuất đậu phụ theo công nghệ xay ướt
(*Nguồn: ngày 9/7/2013)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

5
Theo thông tin của công ty sữa Việt Nam (Vinamilk) cung cấp cho Viện Sinh
học Nhiệt đới thì ở nước ngoài, có khi giá của bột bã đậu nành không thấp hơn nhiều
so với giá của đậu nành hạt do hàm lượng dinh dưỡng của nó khá cao. Riêng tại công
ty Sữa Việt Nam, nơi có công nghệ sản xuất sữa đậu nành tận thu bột okara hiện đại
của nước ngoài thì bã đậu nành có thành phần như sau:
Bã đậu nành dạng ướt có hàm ẩm: 17,76%, xơ: 1,75%
Bã đậu nành bột có hàm ẩm: 6,7%, béo: 10,59%, xơ: 7,99% và đạm: 36,43%
Cho tới thời điểm cuối năm 2006, lượng bã đậu nành do Vinamilk sản xuất (có
hàm lượng đạm 39,5% và xơ thô 8,36%) trên dây chuyền thiết bị hiện đại của nước
ngoài (có công suất khoảng 10 tấn/giờ) mới chỉ dùng làm thức ăn thô cho chăn nuôi.
Không chỉ ở Việt Nam, bã đậu nành được xem như là một sản phẩm phụ ít có giá
trị kinh tế. Việc xử lý một lượng lớn bã đậu nành ở các cơ sở sản xuất sữa đậu nành và
đậu phụ ở Mỹ và Nhật Bản từ lâu được xem là một vấn đề nan giải đối với môi trường
vì bã đậu nành rất dễ lên men gây hư hỏng và số lượng khổng lồ của nó. Việc sử dụng
lượng bã đậu nành làm thức ăn cho người cũng bị hạn chế do độ ẩm cao và hàm lượng
chất xơ có trong phụ phẩm này. Mặc dù vậy nếu sử dụng đúng mức, bã đậu nành là
một nguồn giàu protein có chất lượng tốt (Matsuo và Hitomi, 1992).
Điều này cho thấy ngay cả nơi sản xuất bã đậu nành ở quy mô công nghiệp, hiện
đại thì loại phụ phế phẩm đậu nành này vẫn chưa được tận dụng có hiệu quả.
2.1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.1.3.1. Trong nước
Đối với bã đậu nành có rất ít công trình nghiên cứu trong nước được công bố.
Lại Mai Hương (2008) sử dụng các phương pháp xay nghiền chỉ có khả năng phá

độ từ 300 - 400g/con/ngày có tăng trọng và hiệu quả kinh tế cao nhất.
Phạm Đức Hùng và Nguyễn Đình Mão (2013) đã đánh giá những ảnh hưởng của
việc thay thế protein bột cá bằng bã đậu nành trong khẩu phần ăn lên sự sinh trưởng,
thành phần sinh hóa của cá Giò (Rachycentron canadum) giai đoạn giống. Ba nhóm cá
(trọng lượng ban đầu 9,48 g ± 0,34) đã được cho ăn với 7 chế độ (khoảng 45 %
protein, 18% chất béo) trong đó protein bột cá đã được thay thế bằng bã đậu nành là: 0
, 10 , 20, 30 , 40, 50 và 60%. Kết quả cho thấy mức độ thay thế protein bột cá bằng bã
đậu nành có ảnh hưởng đáng kể đến tăng trọng của cá (WG), tỉ lệ tăng trưởng (SGR),
tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR), hiệu quả sử dụng protein (PER), giá trị chuyển đổi
kinh tế (ECR ). Những kết quả này chỉ ra rằng có đến 40% protein bột cá có thể được
thay thế bằng bã đậu nành mà không gây ra giảm tăng trọng của cá. Mức độ tối ưu để
thay thế protein bột cá bằng bã đậu nành là 14,6%, trên cơ sở tăng cân tối đa.
Trương Thị Minh Hạnh và Nguyễn Thị Thanh Tịnh (2013) đã thực hiện nghiên
cứu quá trình thuỷ phân - lên men acid citric từ bã đậu nành bằng Aspergillus oryzae
và Aspergillus niger. Bã đậu nành được sử dụng làm môi trường lên men acid citric.
Trước hết, bã đậu nành được thủy phân nhờ hệ enzyme thủy phân phong phú như
xenlulase, amylase, protease của chủng nấm mốc Aspergillus oryzae. Sau đó, dịch thủy
phân này được lên men citric bằng chủng nấm mốc Aspergillus niger. Kết quả nghiên
cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân và lên men cho thấy, phương
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

7
pháp thủy phân và lên men đồng thời là hiệu quả nhất. Bã đậu nành được bổ sung 3%
methanol và 3ml (NH
4
)
2
SO

tế bào thứ cấp. Thành tế bào thứ cấp được cấu tạo từ acid galacturonic, đường không
khử và protein và được coi là một dạng phức hợp sản phẩm. Nhiều enzyme phân giải
như: proteolytic và celullolytic không thể thủy phân thành tế bào thứ cấp.Tuy nhiên,
kết quả cho thấy sử dụng pectinase có thể thủy phân thành tế bào thứ cấp. Có khoản
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

8
83-85% bã đậu nành đã được thủy phân tạo thành hỗn hợp các sản phẩm so với cùng
lượng bã đậu nành thô.
Rekha và Vijayalakshmi (2011) đã nghiên cứu bổ sung bã đậu nành đã thủy phân
để làm tăng tốc lên men bột bánh mì "Idli", một loại bánh mì đặc trưng ở Ấn Độ. Mục
đích của việc này là để giảm thời gian lên men tự nhiên của "Idli" thông thường từ 10
giờ đến 14 giờ bằng cách cho thêm bã đậu nành vào bột làm bánh mì "Idli". Bột mì
màu đen sẽ được thay thế bằng một lượng bã đậu nành với tỷ lệ 1:1. Sau 14 giờ lên
men tự nhiên, độ pH và độ acid tổng số của bột mì "Idli" là 4,51 và 0,64% và của bã
đậu nành bổ sung cho bột mì "Idli" là 4,53 và 0,43%. Lượng CO
2
sinh ra ở bột mì
"Idli" không bổ sung và có bổ sung bã đậu nành tương ứng là 19,7% và 33,6%. Bã đậu
nành thêm vào có tác dụng làm cho bột mì "Idli" mềm và xốp so với không bổ sung bã
đậu nành.
Lu et al., (2013) đã nghiên cứu ảnh hưởng của sự bổ sung bột bã đậu nành đến
chất lượng của mì gói và bánh mì. Kết quả cho thấy thành phần tối ưu cho việc phối
trộn với tỉ lệ bột mì 75% và bột bã đậu nành là 25% để sản xuất mì gói và tỉ lệ 85% và
15% để sản xuất bánh mì. Sản phẩm từ mì gói và bánh mì được sản xuất từ việc phối
trộn trên có chất lượng gần như tương tự như sản xuất từ 100% bột mì. Kết quả của
nghiên cứu này cho thấy việc thay thế một phần bột mì bằng bột bã đậu nành là một
ứng dụng rất có tiềm năng.

cũng đã được xác lập vào nhóm cysteine protease (Bruno et al., 2003).
Trong quá trình phát triển của cây và trái khóm, dịch chiết thân và trái còn chứa
một số các enzyme khác như: dehydrogenase, synthase, pectin methyl esterase, pectin
galactoronase (Gortner và Singleton, 1965).
2.2.2. Sơ lược về bromelain
Bromelain là enzyme có nhiều trong quả khóm, lần đầu tiên được biết đến nhờ
nhà khoa học Chittenden vào khoảng thế kỷ XIX nhưng được mới được nghiên cứu từ
giữa thế kỉ XX.
Bromelain có trong toàn bộ cây khóm, nhưng nhiều nhất là trong quả. Bromelain
là nhóm endoprotease có khả năng phân cắt các liên kết peptid nội phân tử protein để
chuyển các phân tử protein thành các đoạn nhỏ hơn là các peptid hoặc acid amin.
(Dương Thị Hương Giang, 2004)
Thành phần chủ yếu của bromelain có chứa nhóm sulfurhydryl thủy phân
protein. Khi chiết tách và tinh sạch phân đoạn có chứa nhóm sulfhydryl của bromelain
thì thu được một enzyme thủy phân protein hiệu quả in vitro. Bromelain là một
protease nhưng nó khác với các protease thực vật khác như papain, ficin ở chỗ nó là
một glycoprotein (Nguyễn Đức Lượng, 2004).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

10
Tùy theo nguồn gốc, bromelain được phân làm 2 loại là bromelain thân EC
3.4.22.32 (trích từ dịch thân khóm) và bromelain quả EC 3.4.22.33 (trích từ dịch quả,
vỏ khóm) ( ngày 9/6/2013) .
2.2.3. Bromelain vỏ khóm
Bromelain vỏ khóm cùng nhóm với bromelain quả khóm (EC 3.4.22.33).
+ Tên gọi khác: Bromelain vỏ, bromelain quả, juice bromelain.
+ Bromelain thân và quả dứa có thành phần acid amin thay đổi khác nhau.
+ Bromelain là một protease-thiol có chứa cysteine trong trung tâm hoạt động.

- Khả năng thủy phân các cơ chất tự nhiên của bromelain (bảng 1).
Bảng 1: Hoạt tính thủy phân casein của bromelain
Protein Hoạt tính thủy phân casein ( UI/mg)
Bromelain thân 7,4
Bromelain quả xanh 4,0
Bromelain quả chín 3,0
(*Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 2004)
- Đối với cơ chất là casein, hoạt tính thủy phân của bromelain thân cao hơn trong
quả xanh và quả chín.
- Khả năng thủy phân các cơ chất nhân tạo Benzoyl-L-Arginine amide (BAA) của
bromelain (bảng 2).
Bảng 2: Hoạt tính thủy phân (BAA) của bromelain
Protein Hoạt tính thủy phân BAA ( UI/mg)
Bromelain thân 3,7
Bromelain quả xanh 9,1
Bromelain quả chín 7,2
(*Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 2004)
- Qua bảng trên ta thấy bromelain quả xanh có hoạt tính thủy phân BAA cao hơn
bromelain thân và quả chín.
2.2.5. Cơ chế tác động
Hầu hết các tác giả đều thừa nhận vai trò của nhóm –SH của cystein, nhóm
imidazole của histidine và nhóm disulfur trong hoạt động thủy phân của bromelain.
Nhóm –SH tham gia tạo thành acyl-thioester trung gian với nhóm carboxyl của cơ chất
(nơi các liên kết peptide bị cắt).
Nhóm imidazole làm chất trung gian nhận gốc acid và chuyển cho nhóm anion
của chất nhận khác. Cầu nối S-S có vai trò duy trì cấu trúc không gian của bromelain.
Casein và hemoglobin là 2 cơ chất tự nhiên được dùng nhiều nhất.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

enzyme mất hoạt tính ở nhiệt độ trên 70
o
C.
Nhiệt độ của phản ứng xúc tác chịu ảnh hưởng bởi: thời gian tác dụng càng dài
thì nhiệt độ ít nhiều ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme, nồng độ cơ chất, dạng tồn tại
của enzyme. Ví dụ: Ở dịch chiết quả khóm (pH = 3,5) khi tăng nhiệt độ lên đến 60
º
C
thì bromelain vẫn còn hoạt tính nhưng nếu tăng cao quá thì bromelain sẽ mất hoạt tính.
 Ở 5
º
C, pH = 4 - 10 thì enzyme giữ hoạt tính tối đa trên casein trong 24h.
 Ở 55
º
C, pH = 6,1 thì enzyme mất 50% hoạt tính trong vòng 20 phút.
(Nguyễn Đức Lượng, 2004).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

13
 Ảnh hưởng của pH:
pH là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme, pH tối
thích của bromelain không ổn định mà tuỳ thuộc vào nhiệt độ, thời gian phản ứng, bản
chất và nồng độ cơ chất, độ tinh sạch enzyme. Bromelain có biên độ pH rộng (3 -10),
tốt nhất là pH = 5 – 8 tuỳ thuộc vào cơ chất (Nguyễn Đức Lượng, 2004).
+ Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Khi cơ chất đầy đủ thì vận tốc của phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ enzyme.
V = k × [E]
Trong đó:

m




K
3
K
1
K
2
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công Nghệ Sinh học

14
Trong đó:
v: vận tốc phản ứng
K
m
: hằng số Michaelis - Menten
V
max
: vận tốc phản ứng cực đại
[S] : nồng độ cơ chất
V là hàm số của [S], đồ thị có dạng nhánh hyperbol vuông góc:

Hình 3: Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến tốc độ phản ứng
K
m