QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME BROMELIN TỪ DỨA

QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME BROMELIN TỪ DỨABromelin là nhóm protease thực vật có mã số EC3.4.22.33 được thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc biệt từ thân và trái dứa. Bromelin thân là một protease nhưng nó khác với các protease thực vật khác như papain, ficin ở chỗ nó là một glycoprotein, mỗi phân tử có glycan gồm 3 manose, 2 glucosamine, 1 xylose, và 1 fructose.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME BROMELIN TỪ DỨA

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Ộ Ụ Ạ

TR ƯỜ NG CAO Đ NG KINH T -CÔNG NGH TPHCM Ẳ Ế Ệ

KHOA CÔNG NGH SINH H C Ệ Ọ

2.1 Đặc điểm nguồn thu nguyên liệu

Hình 2.1 Hình ảnh quả dứa. 

2.2 Khái niệm enzyme

 Enzyme là một chất xúc tác sinh học, bản chất là protein. Nguồn gốc từ các tế bào sống sản xuất 

ra. Tác dụng của enzyme: tăng tốc độ và hiệu suất của phản ứng. Sau khi xúc tác enzyme giữ nguyên khả năng xúc tác

 Cơ chế xúc tác tổng quát của enzyme:

      E   +  S  =  ES      E  +  P

Ở đây: E - enzyme;  S – cơ chất;  P – sản phẩm

2.3.Enzyme bromelin

2.3.1 Enzyme bromelin

 Bromelin là nhóm protease thực vật có mã số EC-3.4.22.33 được thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc biệt từ thân và trái dứa. Bromelin thân là một protease nhưng nó khác với các protease thực vật khác như papain, ficin ở chỗ nó là một glycoprotein, mỗi phân tử có glycan gồm 3 manose, 2 glucosamine, 1 xylose, và 1 fructose

2.3.3 Nghiên cứu trong nước và ngoài nước

2.3.3.1 Trong nước

 Năm 1997, Đặng Thị Thu và cộng sự, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đề tài thí nghiệm hóa sinh công nghiệp - Xác định hoạt lưc protease bằng phương pháp Anson cải tiến

 Năm 2005, Lê Thanh Mai, Nguyễn Kiêu Hùng, trường Đại học Mở Tp. Hồ Chí Minh. Khảo sát khả năng làm mềm thịt của enzyme bromelin thu được từ phần phế liệu dứa- chồi ngọn

 Năm 2009, Lại Thị Ngọc Hà, Trường Đại học Nôg nghiệp Hà Nội. Đề tài nghiên cứu tách và tạo chế phẩm bromelain 

từ phế phụ phẩm dứa

 Năm 2010, Th.S Trần Công Hòa, trường Đại học Đà Nẵng. Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme Bromelin và nồng độ muối đến quá trình sản xuất nước mắm

2.3.3.2 Ngoài nước

- Ngày 24/6/2005, Phó giáo sư R.E. Ryan khoa tai mũi họng Đại học Y khoa Louis, Mỹ đã công bố một đề tài nghiên cứu “Đánh giá lâm sàng mù đôi có đối chứng về tác dụng của Bromelain trong điều trị viêm xoang cấp”. Nghiên cứu được thực hiện trên 50 người bị viêm xoang cấp tính cho thấy nhóm điều trị bằng Bromelain, phản ứng viêm đã giảm đi tới 83%

- Tháng 6/2014, tiến sĩ Majid OW và đồng sự Al-Mashhadani BA, Đại học Mosul, Mosul, Iraq, đã công bố một nghiên cứu chứng minh tác dụng chống viêm của Bromelain tương đương với một thuốc tân dược nhưng không để lại tác dụng phụ trên đường tiêu hóa

2.3.4 Các sản phẩm hiện nay

Hình 2.2 S n ph m thu c Yucca TD ả ẩ ố Hình 2.3 S n ph m thu c Xoang Vi t ả ẩ ố ệ

Hình 2.4 S n ph m thu c Pedonaseả ẩ ố

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME

BROMELIN TỪ DỨA

3.1 Phương pháp thu nhận bromelin

 Phương pháp thu nhận

Việc thu nhận và tinh sạch bromelin có thể thực hiện theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng quát thu nhận và tinh sạch enzyme bromelin.

3.2.3 Lọc

 Mục đích: Tách một phần hoặc toàn bộ các cặn còn lại trong dịch ép, quá trình này hao hụt cỡ 15%  khối lượ ng dịch ép.

 Tốc độ lọc phụ thuộc chênh lệch áp suất và bề dày lớp cặn.

3.2.4 Ly tâm

 Mục đích: thu được dịch chiết có chứa enzyme bromelin.

 Li tâm dịch lọc với tốc độ 6000 vòng/phút trong10 phút để loại bỏ chất xơ sẽ thu được dịch chiết có  chứa bromelin.

3.2.5 Thu chế phẩm bromelin thô

Có ba phương pháp tách enzyme bromelin ra khỏi dịch chiết như sau: phương pháp kết tủa enzyme,  phương pháp hấp phụ và phương pháp siêu lọc.

 Phương pháp kết tủa:

Các dung môi thừơng đươc sử dụng để kết tủa bromelin là acetone và ethanol, còn các hóa chất khác  như các muối trung tính ở nồng độ cao cũng có thể kết tủa được enzyme. Ammonium sulfate là loại  muối trung tính có độ hòa tan rất tốt do đó ở dung dịch bão hòa của muối này thì tất cả protein đều kết  tủa.

 Phương pháp hấp phụ

 Có nhiều chất được sử dụng để làm chất hấp phụ enzyme. Có thể sử dụng kaolin hay  betonite để hấp phụ bromelin. Trình tự thực hiện tương tự nhau.

 Cách làm: cho kaolin khô (hoặc đã ngâm cho trương nở) vào dung dịch nước dứa sau ly  tâm với tỷ lệ 25mg kaolin/ml dung dịch nước dứa. Khuấy đều bằng máy khuấy từ, sau đó 

ly tâm để thu tủa. Tủa được gọi là bromelin-kaolin.

 Phương pháp siêu lọc:

 phương pháp lọc để loại trừ các chất bẩn      phương pháp siêu lọc thì sẽ loại bỏ được các chất có trọng lượng phân tử thấp hơn các protein enzyme và đồng thời cô đặc được enzyme. 

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình siêu lọc:

  Ưu điểm của phương pháp siêu lọc:

  Cách làm: 

Dịch cô đặc

Dịch thấm qua (làm siro, rượu thu citric 

acid)PHƯƠNG PHÁP SIÊU LỌC

3.2.7 Phương pháp tinh sạch enzyme bromelin

3.2.7.1 Tinh sạch bằng phương pháp thẩm tích

 Cân 1g enzyme thô, pha trong 10ml dung dịch đệm sodium phosphate 0,03M có pH 7,2

 Cho hỗn hợp vào túi cellophane rồi đặt túi vào cốc có chứa 1l dung dịch đệm sodium phosphate 0,03M, pH 7,2. 

 Tiến hành thẩm tích trong 6 giờ và cứ sau 2 giờ thay dung dịch đệm bên ngoài một lần

 Dung dịch đệm phía ngoài túi được khuấy liên tục bằng một máy khuấy từ

3.2.7.2 Tinh sạch bằng cách lọc qua sephadex

3.2.7.2.1 Tinh sạch bằng cách lọc qua sephadex G-50

3.2.7.2.2 Tinh sạch bằng cách lọc qua sephadex G-100

 Sephadex G-100 được đun cách thủy ở 100oC trong 5 giờ, sau đó nhồi vào cột kích thước 28×1cm

 Cho dung dịch đệm sodium phosphate 0,03M, pH 7,2 chảy qua cột khoảng 3-4 giờ để cân bằng cột

 Cân 100mg enzyme thô hòa vào 1ml dung dịch đệm như trên rồi cho vào cột. chỉnh cho tốc độ của dung môi phân ly enzyme là 1ml/5 phút. 

 Thu từng phân đoạn enzyme (mỗi phân đoạn là 3ml) và do OD ở bước sóng 280nm

3.2.7.2.3.Tinh sạch bromelin bằng phương pháp sắc ký

 Bromelin thân được cho chạy sắc ký trên Duolite CS101 ở pH 6,05 cho hai phân đoạn khác nhau về điện tích với hoạt tính xúc tác phân giải BAEE, casein và glucagon

 Bromelin thân: khi dùng sắc ký gel trên sephadex G-50 và sắc ký trao đổi ion trên DEAE-cellulose thì thấy có một thành phần chính và 5 thành phần phụ

 Bromelin quả: khi sắc ký trên DEAE-cellulose và sulfo ethyl sephadex thì thấy có một thành phần chính và hai thành phần phụ

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

4.1 Kết luận:

 Bromelin mang lại những ứng dụng to lớn cho đời sống con người. Nâng cao giá trị  thương phẩm của nguyên liệu. Có tác dụng chữa bệnh và hỗ trợ chữa bệnh, góp phần  trong quá trình sản xuất một số sản phẩm như nước mắm, sữa…

4.2 Đề nghị:

 Sử dụng bromelin một cách hợp lý và hiệu quả.

 Cần mở rộng quy mô sản xuất enzyme bromelin.