Công nghệ enzyme T.s Nguyễn Hoài Hương
MỤC LỤC
CHƯƠNG I : LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................. 3
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ ENZYME PAPAIN............................................................................4
2.1 Giới thiệu về cây đu đủ..............................................................................................4
2.1.1. Giới thiệu..........................................................................................................4
2.1.2. Phân bố sinh thái của cây đu đủ......................................................................5
2.1.3.Hoạt tính sinh học và công dụng của một số chất có trong cây đu đủ...........5
2.2 Giới thiệu về enzyme papain.....................................................................................5
2.2.1 Cysteine protease...............................................................................................5
2.2.2 Nguồn gốc...........................................................................................................5
2.2.3 Tính chất của papain.........................................................................................5
2.2.3.1 Tính chất vật lý......................................................................................6
2.2.3.2 Tính chất hóa học..................................................................................7
a) Cấu tạo hóa học:..........................................................................................................7
b) Cấu trúc không gian....................................................................................................8
c) Cấu trúc tâm hoạt động của papain...........................................................................9
d) Phản ứng của papain................................................................................................11
e) Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của papain........................................13
CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN VÀ TINH SẠCH PAPAIN ............14
3.1 Phương pháp thu nhận papain...............................................................................14
3.1.1 Thu nhận nhựa đu đủ.....................................................................................14
3.1.2 Thu nhận papain.............................................................................................14
3.2 Phương pháp tinh sạch papain...............................................................................15
. . 3.2.1. Điện di..................................................................................................15
3.2.2 Lọc qua Sephadex G-75..................................................................................15
CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG ENZYM PAPAIN THỦY PHÂN BÁNH DẦU ĐẬU
PHỘNG..........................................................................................................................17
4.1 Ứng dụng của enzyme papain trong thủy phân bánh dầu đậu phộng.................17
4.1.1 Sơ đồ thực hiện phản ứng thủy phân.............................................................17
a/ Nguyên lý chung:.......................................................................................................17

quả trong vòng 3 - 4 năm tuy vòng đời của một cây đu đủ khoảng 20 năm.
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ sinh học , các chế phẩm
enzyme được sản xuất ngày càng nhiều và được sử dụng hầu hết trong các lĩnh vực như:
chế biến thực phẩm, nông nghiệp, chăn nuôi, y tế… Khoảng 75% chế phẩm là enzyme
thủy phân được sử dụng cho việc thủy phân cơ chất tự nhiên. Với những lợi ích và giá trị
mà enzyme papain đem lại , nó được ứng dụng rộng rãi và thường được dùng trong lĩnh
vực chế biến mỹ phẩm. Ngoài ra, Papain rất cần cho nhiều lĩnh vực công nghiệp: dược
phẩm, hóa chất, kỹ nghệ tơ sợi dệt may, thuộc da, thực phẩm....
Vì tầm quan trọng của enzyme papain trong nhiều lĩnh vực nên nhóm chúng tôi thực
hiện đề tài: Ứng dụng enzyme papain trong thủy phân bánh dầu đậu phộng nhằm tạo sản
phẩm có giá trị dinh dưỡng cao ứng dụng trong chăn nuôi.
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ ENZYME PAPAIN
Nhóm _08DSH2 - 3 -
Công nghệ enzyme T.s Nguyễn Hoài Hương
2.1 Giới thiệu về cây đu đủ
2.1.1 Giới thiệu
Tên khoa học: Carica papaya L., thuộc họ đu đủ - Caricac
Cây đu đủ còn được gọi thù đủ ở Huế, phiên mộc, cà lào, phiên qua, phan qua thụ, lô
hong phlê (Campuchia), mắc hung (Lào), má hống (Thái). Đu đủ thường là cây đồng chu,
nhưng đu đủ có thể xếp thành 3 loại trên phương diện giới tính: cây đực, cây lưỡng tính và
cây cái. Vài cây đu đủ cũng có thể trổ cả ba loại hoa nói trên. Ngoài ra cũng có cây ra hoa
không hẳn hoàn toàn đực, cái hay lưỡng tính mà lại pha lẫn nhiều ít đặc tính của ba loại
hoa. Khuynh hướng thay đổi giới tính phần lớn do thời tiết gây ra tỉ như khô hạn và thay
đổi nhiệt độ.
2.1.2 Phân bố sinh thái của cây đu đủ.
Chi Carica L. có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới châu Mỹ. Ở vùng núi cao (1500-3000m),
từ Panama đến Bolivia, cây đu đủ trồng hiện nay rất có thể là giống lai tự nhiên của loài C.
peltata Hook & Ann. Vào khoảng thế kỷ 16, người Tây Ban Nha đã đưa đu đủ vào trồng ở
vùng Caribê và một số nước Đông Nam Á. Từ các địa điểm này, cây tiếp tục được trồng
rộng rãi ở Ấn Độ, Srilanca, châu Đại Dương và châu Phi.

công nghiệp.
- Có 2 loại cysteine proteases là exopeptidase ( cathepsin X, carboxypeptidase B) và
endopeptidases ( bromelain, ficain, cathepsin…). Exopeptidase thủy phân liên kết peptide ở
Nhóm _08DSH2 - 5 -
Công nghệ enzyme T.s Nguyễn Hoài Hương
đầu N hoặc đầu C tự do trong khi đó endopepetidase cắt đứt các liên kết peptide ở giữa
chuỗi polypeptide.
2.2.2 Nguồn gốc
Papain (EC 3.4.22.3) là cysteine protease được biết đến nhiều nhất và được phân lập
lần đầu tiên vào năm 1879 từ nhựa trái đu đủ (Carica papaya). Đây cũng là enzyme đầu
tiên được xác định cấu trúc tinh thể (Drenth et al., 1968; Kamphuis et al., 1894). Trong
nhựa đu đủ ngoài enzyme papain còn có các loại protease khác như chymopapain, caricain,
glycyl endopeptidase và một số enzyme khác (Baines and Brock-lehurst, 1979). Nhựa đu
đủ có hàm lượng và hoạt tính papain cao nhất tập trung ở vùng có nắng nóng và độ ẩm ổn
định quanh năm.
2.2.3 Tính chất của papain
2.2.3.1 Tính chất vật lý
Bảng 2.1: Tính chất vật lý của papain
Tính chất vật lý Giá trị
Điểm đẳng điện pI = 8.75
Hằng số sa lắng S20 2.42 ± 0.04
Hằng số phân tán D20 (10-7giây.cm2) 10.27 ± 0.13
Phân tử lượng 20,700
Độ triền quang [α]D -66.7
0
Độ xoắn 17%
Vòng hiệu ứng cotton 290nm
Thể tích riêng phần V(mL/g) 0.724
Trị số ma sát f/fo 1.16
Bột màu vàng hay màu nâu nhạt, tùy thuộc phương pháp sấy, không tan trong hầu hết các

Nhóm _08DSH2 - 7 -
Công nghệ enzyme T.s Nguyễn Hoài Hương
Hoạt tính của papain dựa trên hai tâm hoạt động là Cys25 và His159. Khoảng pH hoạt
động của papain khá rộng (3.5 – 8.0) tùy thuộc vào cơ chất. Khi cơ chất là casein thì hoạt
tính tối ưu của papain trong vùng pH từ 5.7 – 7.0 và nhiệt độ thích hợp là 50 – 57
0
C.
c) Cấu trúc tâm hoạt động của papain
- Tâm hoạt động của papain gồm có nhóm –SH của cysteine 25 và nitrogen bậc 3 của
histidine 159. Bên cạnh đó nhóm imidazole của His 159 cũng liên kết với Asp 175 bởi liên
kết hydrogen.
- Vùng tâm hoạt động của papain chứa mạch polypeptide với các amino acid là:
Lys-Asp-Glu-Gly-Ser-Cys-Gly-Ser-Cys.
- Theo các nghiên cứu của Lowe, chuỗi polypeptide trong trung tâm hoạt động của
papain gần giống như của ficin hay trypsin, mặc dù chúng có nguồn gốc khác nhau.
Ficin: Arg-Glu-Glu-Gly-Glu-Cys-Gly-Ser-Cys.
Trypsin: Lys-Asp-Ser-Cys-Glu-Gly-Gly-Asp-Ser.
Nhóm _08DSH2 - 8 -
Công nghệ enzyme T.s Nguyễn Hoài Hương
 Hoạt tính enzyme và cơ chất tác dụng:
- Papain thủy phân peotein thành các polypeptide và các polypeptide và các amino acid,
đóng vai trò vừa như endopeptidase vừa như exopeptidase.
- Các endopeptidase thủy phân protein chủ yếu thành các peptid:
(-NH-CH(R)-CO-NH-CH(R)-CO-)n + HOH  (-NH-CH(R)-COOH)I + (H2N- CH(R)-
CO-)k
i+k=n
- Các exopeptidase thủy phân các peptide thành các amino acid
(H2N-CH(R )-CO-NH-CH(R )-CO-)n + HOH  (H2N-CH(R)-COOH)n
`
+ (H2N-CH(R)-

papain lại rất bền với các tác nhân biến tính là dung môi hữu cơ ( độ quay cực của papain
hầu như không biến đổi trong ethanol 70% hay urea 6-8m).
d) Phản ứng của papain
Papain thủy phân protein thành các polypeptide và các acid amin, nó đóng vai trò vừa
như endopeptidase vừa như exopeptidase.
Nhóm _08DSH2 - 10 -
Công nghệ enzyme T.s Nguyễn Hoài Hương
Nhóm _08DSH2 - 11 -
Công nghệ enzyme T.s Nguyễn Hoài Hương
Nhóm _08DSH2 - 12 -

Trích đoạn Một số ứng dụng của enzyme papain

---