TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
HI
BÀI BÁO CÁO MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM NGUỒN THU NHẬN VÀ ỨNG
DỤNG PROTEASE
GVBM : Trần Bích Lam
Nhóm thực hiện :
1. Ngô Tú Anh
2. An Thị Thùy Dung
3. Đặng Thị Mỹ Duyên
4. Trần Thị Thu Linh
5. Lưu Hồng Mẫn
6. Võ Nguyệt Minh
7. Phan Trung Thành

PDF by htpp://www.ebook.edu.vn

- Trypsin 13
- Chymotrypsin 15
- Chymosin 18
- Pepsin 20

4. Protease nguồn gốc vi sinh vật 22Tài liệu tham khảo
39
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
2T
T
Ổ
Ổ
N
N
G
GQ
Q
U

I. TÌM HIỂU SƠ BỘ VỀ ENZYM
1. Enzym
- Enzym là một loại protein được sinh vật tổng hợp nên, tham gia
vào các phản ứng sinh học.
2. Đặc tính chung của enzym
- Enzym được tạo ra trong tế bào sinh vật
- 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 ch
ất 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. Bản chất hóa học của enzym
Nhóm enzym đơn cấu tử : Thành phần cấu tạo chỉ có protein.
Nhóm enzym đa cấu tử :
- Gồm 2 phần:
+ Phần I: protein thuần : apoprotein hay apoenzym
+ Phần II: thành phần không phải protein : cofactor – chúng
có thể gắn chặt (prosthetic) hoặc lỏng lẻo với phần protein (coenzym)

(niêm mạc dạ dày, niêm mạc ruột non, tuyến tụy…).
Vd: Pepsin từ niêm mạc dạ dày và dịch vị của động vật bậc cao.
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 vật : 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 m
ạnh
+ 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.
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
4
– 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

làm mềm thịt
- Chế phẩm enzyme để làm mềm thịt thường là papain hay hỗn hợp
của papain với protease của vi sinh vật
- Tùy theo tính chất thịt mà sử dung các chế phẩm thích hợp
- Chất lượng các loại thịt được nâng cao
- Thời gian chin của thịt rút xuống nhiều lần
- Kỹ thuật làm mềm thịt không phức tạp lắm. Có thể :
+ ngâm thịt trong ph
ức hệ enzyme cần thiết ở pH, nhiệt đô,
nồng độ thích hợp
+ rải lên bề mặt thịt chất làm mềm dạng bột có chứa enzyme
và chất phụ gia
+ Tiêm dung dịch enzyme vào mô
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
5
+ Đưa dung dịch enzyme vào máu động vật trước khi giết
thịt

2) Trong công nghiệp sữa
- Protease có khả năng làm đông tụ sữa
- Tính chất này từ lâu được ứng dụng vào công nghiệp thực phẩm
- Ứng dụng chính : sản xuất phomát
- Rennin đóng vai trò quan trọng nhất trong công nghệ này
- Người ta đang cố gắng tìm chủng vi sinh vật có tính chất tương tự
hay thay thế một phần rennin

3) 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.

- 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

7) 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 t
ỉ lệ nhất định.
+ Sử dụng dưới dạng chiết xuất: chiết enzym từ các nguyên
liệu trên thành dạng tinh chế sau đó cho vào trong chượp

8) Trong công nghệ sản xuất chất tẩy rửa
- Công dụng của proteaza là phân hủy vết bẩn dạng protein trên
vải.
- Tên thương mại: Savinase và Relase.
- Proteaza có tác dụng tẩy rửa các vết bẩn như máu, lòng đỏ trứng,
sữa, nước rau, đậu, nước xốt thức ăn, và chỉ có hoạt tính trong dung
dịch giặt.
- Enzyme có những tác dụng như sau khi được sử dụng trong chất
tẩy rửa:
+ Giúp tăng hiệu quả của việc giặt tẩy.

S
S
E
EN
N
G
G
U
U
Ồ
Ồ
N
NG
G
Ố
Ố
C
CT
T
H
H


papain

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.
- Papain có tính đặc hiệu rộng,
- Ở pH = 5 ÷ 7,5, Papain thuỷ phân thành các peptit, amit và este
của aminoaxit.

PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
8
Vùng
pH
Protein LTTC bị thủy phân Casein bị thủy phân (%)
Pepsin Papain Hh
Pep+Pa
Pepsin Papain Hh
Pep+Pa
2 ± 0,5 38,00 - 39,50 40,83 - 39,28
4 ± 1,0 20,50 28,00 47,00 22,17 28,27 38,01
7 ± 0,5 - 43,50 38,50 - 38,04 43,80


ọc 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 hợ
p và sấy khô dưới ánh nắng mặt trời hoặc bằng nhiệt tạo
thành nguyên liệu thô.
3. 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 đ
u 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 toxin và toxanpunin: 18mg papain trong dung dịch 2% trung hòa
được 10mg gricin là chất độc trong hạt thầu dầu (bằng 10 liều độc của
grinsin), 2mg papain trung hòa được 4 liều độc của toxin uốn ván và 10
liều độc của toxin bạch hầu. Papain còn trung hòa được độ độc của
ancaloit như 12,5mg papain trung hòa được một liều độc strychnin bằng
2,5mg
- Cùng vớ

tay để chữa các vết tàn nhang và bệnh eczema 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
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
11

- Được sản xuất từ quả và thân cây dứa
- Toàn bộ cây dứa từ lá, quả… đều có bromelin nhưng tập trung
nhiều trong lõi quả. Tuy nhiên,người ta đã xác định lượng bromelin trong
thân dứa gấp 20 lần quả
3) Ứng dụng
- Ngành công nghiệp thực phẩm dùng bromelin làm mềm thịt. Chỉ
cần một phần bromelin đã có khả năng thủy phân 1.000 phần thịt, tương
tự như papain và pepsin
- thúc đẩy quá trình thủy phân protein trong sản xuất nước chấm.
- bromelin còn có tính tiêu viêm, giảm phù nề và tụ huyết, hỗ trợ
tiêu hóa, giảm triệu chứng sổ mũi, giúp mau lành những vết thương nhỏ,
đặc biệt là căng nhức cơ, bong gân
- bromelin của dứa làm tăng h
ệ miễn dịch, ức chế quá trình viêm,
bôi lên nơi tổn thương (vết thương, vết bỏng, vết mổ) để làm sạch các mô
hoại tử, mau lành sẹo.
- Bromelin làm tăng hiệu quả kháng sinh và thuốc chữa hen. Nó
cũng có tác dụng làm giảm di căn ở các bệnh ung thư
- phối hợp với thuốc ngủ natri pentobarbitar tăng thời gian gây ngủ
- Bromelin trong quả dứa có tác dụng khử mùi rất hiệu quả
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn

U
Ồ
Ồ
N
NG
G
Ố
Ố
C
CĐ
Đ
Ộ
Ộ
N
N
G
GV
V
Ậ
Ậ
T


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.
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
14
+ 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.
+ 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 c
ủa 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
Procacboxypylypeptidase và được hoạt hoá nhờ trypsin


- Trypsin còn được dùng chung với rutin và bromelain để trị sưng
xương khớp (osteoarthritis)

IV. ALPHA CHYMOTRYPSIN
1) Cấu tạo
- (A. chymotrypsin), loại proteinaza xúc tác phản ứng thuỷ phân
liên kết peptit, trong đó có nhóm - CO - của các axit amin thơm và axit
amin kị nước.
- Chymotrypsin là enzim tiêu hoá của dịch tuỵ, góp phần phân giải
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.
- 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 như
ng giữa các
nhóm chức năng của chúng chỉ cách nhau từ 2,8 - 3,0Å. PDF by htpp://www.ebook.edu.vn

- 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 thương cho mắt.
- Dung dịch enzym 1:5.000 thường có tác dụng phân hủy dây
chằng treo thủy tinh thể trong khoảng 2 phút và dung dịch 1: 10.000 trong
khoảng 4 phút.
- Chymotrypsin cũng được sử dụng nhằm giảm viêm và phù mô
mềm do áp xe và loét, hoặc do chấn thương và nhằm giúp làm lỏng các
dịch tiết đường hô hấ
p trên ở người bệnh hen, viêm phế quản, các bệnh
phổi và viêm xoang.
- Chymotrypsin dùng hỗ trợ trong phẫu thuật đục thủy tinh thể để
lấy bỏ nhân mắt dễ dàng. Dùng trong điều trị phù nề sau chấn thương
hoặc sau mổ.
- Giảm đau, hạ sốt, kháng viêm.
- Đẩy nhanh hoạt động tuyến bã và đào thải chất ứ. PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
18
III. CHYMOSIN (RENNIN)
1) Định nghĩa
- Thuộc loại aspartic acid protease


trên khung để lấy hết hơi ẩm, sau đó cuối cùng là xay và trộn với một
dụng dị
ch muối cho đến khi chiết ra được men dịch vị (rennet)
- Phương pháp hiện đai hơn dùng hệ enzyme đặc hiệu để tách
rennin từ bao tử bê

4) Ứng dụng
- dùng chủ yếu cho công nghiệp làm pho mát. Người ta đang cố
gắng tìm chủng vi sinh vật có tính chất tương tự hay thay thế một phần
rennin
- Là xúc tác cho quá trình thuỷ phân một số liên kết peptit nhất
định trong phân tử protein tạo thành những đoạn peptit phân tử thấp.
- Tiền enzim là pepsinogen do dạ dày tiết ra ở dạng không có hoạt
tính xúc tác.
- Dưới tác dụng của axit clohiđric (HCl) (hay ion H+) hoặc chính
của bản thân Pepsin xúc tác, pepsinogen được hoạt hoá thành hoạt động.
- Thuỷ phân mạnh các liên kết peptit nối mạch do các nhóm amin
của các axit amin thơm trong phân tử protein và peptit tạo thành, sản
phẩm được tách ra là các peptit chứa 5 - 8 axit amin và một ít axit amin tự
do.
- Hoạ
t động trong môi trường axit, thích hợp nhất trong khoảng pH
1,5 - 2; ở điều kiện này Pepsin không bền do có sự tiêu enzim ( 1 gam
pepsine của dịch dạ dày có thể thủy phân 50 kg albumine trứng trong
vòng 2 giờ ở những điều kiện thích hợp.)
- Có độ bền tối đa ở pH 4 - 5; ở vùng pH này, hoạt lực của P thấp;
từ pH 5,6 hầu như không có hoạt tính protease.
- Pepsine có thể thủy phân collagen và elastine nhưng không thủy
phân keratin của tóc, lông và các protein đơn giản có nguồn gố
c thực vật

PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
21
3) Nguồn gốc :
- Pepsin được sản xuất nhờ phương pháp chiết suất hoặc tự phân.
- Enzim hoạt động lấy từ dịch vị hoặc từ các dịch tự phân, dịch
chiết được kết tủa bằng dung môi hoặc muối trung tính rồi sấy khô ở
nhiệt độ thấp.

4) Ứng dụng :
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
22
T
T
H
H
U
UN
N
H
H
Ậ
Ậ
N
NE
E
N
N
Z


V
V
I
IS
S
I
I
N
N
H
HV
V
Ậ
Ậ
T
T

I. NGUYÊN NHÂN PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP NÀY:
Sản xuất enzym theo qui mô công nghiệp chủ yếu dựa vào vi sinh
vât.So với động vật và thực vật,VSV có rất nhiều ưu điểm.Những ưu

5. VSV có thể sinh tổng hợp cùng một lúc nhiều loại enzym
khác nhau:
_Đặc điểm này có liên quan đến cơ thể đơn bào. Cơ thể đơn bào phải
thực hiện tất cả mọi chức năng của sự sống, do đó chúng phải tạo ra nhiều
PDF by htpp://www.ebook.edu.vn
23
loại enzym khác nhau để đảm bảo sự sống phát triển tốt. Trong khi đó, cơ
thể đa bào được phân hóa thành các cơ quan riêng, mỗi một cơ quan (hay
mô bào) thực hiện những chức năng riêng. Chính vì thế, ở động vật và
thực vật, việc khai thác enzym có giới hạn ở một vài enzym nhất định.
_Đặc điểm này vừa có lợi và vừa bất lợi cho kỹ thuật tinh chế sau này.
Có lợi vì khi ta s
ử dụng một loạt phản ứng sinh hóa cần có sự chuyển hóa
liên tục theo một chuỗi phản ứng, ta không cần phải sử dụng nhiều nguồn
enzym khác nhau. Nhưng nếu ta chỉ cần thực hiện một phản ứng, đòi hỏi
phải làm tinh sạch enzym này bằng cách loại các enzym không cần thiết
khác. Nhiều trường hợp công việc này rất phức tạp và tốn kém. Do đó,
những enzym sau khi được tinh s
ạch người ta thường ứng dụng trong y
học, trong phân tích và trong kỹ thuật di truyền. Trong công nghệ thực
phẩm, người ta chỉ sử dụng các loại chế phẩm enzym tương đối sạch sẽ
và thế phẩm enzym thô.

II. TỔNG QUÁT:

1. Enzyme protease của vi sinh vật là một protease ngoại bào:
Enzyme này khác với Protease của thực vật(fixin,Papain,Bromelin) và
động vật (Tripxin,Pepxin,Renin) hơn nữa nó còn có tính đặc hiệu rộng rãi

Enzyme là những protein đóng

2. Protease là nhóm enzyme thủy phân: liên kết peptide của
protein, pepetid tạo ra các sản phẩm như peptone, đi-tri-peptide, acid
amin.Protease của VSV có đủ loại, tùy theo pH thích hợp ta chia ra
protease trung tính, kiềm acid.
- Trong côngnghiệp, người ta có thể thu protease từ nguồn
*Nấm mốc : Asp.moryzae,Asp.flavus,Asp.fumigatus, Asp.
Oryzae,…
*Vi khuẩn : Bac. Subtilispha, Bac. Cireulans, Bac.
Sphaericus, Bac.Thermophilus, Bac. Aerothermophilus…
*Xạ khuẩn : Str. Griseus, Str. Rimosus, Str. Fradiae, Str.
faeca is….
- Protease vsv có đặc điểm là hoạt động được trong khoảng pH khá
rộng, chúng tổng hợp được cả 2 loại enzym endo và exo – peptidase, do
vậy thủy phân được tới 80% liên kết peptide
- Protease của vi khuẩn hoạt động trong vùng pH hẹp h
ơn (7-8) so
với vsv (2-11). Chế phẩm protease từ mốc đen (Asp.niger,Asp.awamori)
có pH tối ưu 2.5 – 3
- Còn chế phẩm mốc vàng có pH tối ưu lân cận 6.5
- Chế phẩm enzym từ vi khuẩn Bac.subsilis khả năng thủy phân tốt
protein gọi tên subtilizin, Bacillus mensetericus thủy phân protit đến acid
amin và đông tụ được sữa có thể ứng dụng để thay thế 1 phần rennin
trong sản xuất phomat, một số chế phẩm từ vi khuẩn có elactase có khả
năng làm mềm thịt
- Protease cũng như amilase có ứng dụng khá rộng rãi trong công
nghiệp,đặc biệt là trong công nghiệp thực phẩm
3. Ứng dụng:
Những chế phẩm này đều được sản xuất từ các loại nấm mốc,vi khuẩn.
Protease được ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp nhưng nhiều nhất
là ngành công nghiệp thực phẩm như: