Nghiên cứu thu nhận enzyme bromelain thô từ chồi ngọn dứa (Ananas comosus)

Đề tài nghiên cứu thu nhận enzyme bromelain thô từ chồi dứa được thực hiện nhằm mục tiêu nghiên cứu quy trình sản xuất bột bromelain đơn giản và rẻ tiền dựa trên các nghiên cứu: (a) Điều kiện trích ly bromelain từ chồi ngọn dứa; (b) Ảnh hưởng của các tác nhân tủa đến bromelain; (c) Nhiệt độ sấy khô kết tủa bromelain; (d) Thử khả năng thủy phân phụ phẩm cá tra giữa bromelain sản phẩm và bromelain thương mại.

An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 NGHIÊN CỨU THU NHẬN ENZYME BROMELAIN THÔ TỪ CHỒI NGỌN DỨA (ANANAS COMOSUS) Nguyễn Phú Thọ1 Trường Đại học An Giang Thông tin chung: Ngày nhận bài: 31/08/2017 Ngày nhận kết bình duyệt: 07/06/2018 Ngày chấp nhận đăng: 08/2018 Title: A study of the extraction of crude bromelain from the pineapple bud (Ananas comosus) Keywords: Acetone precipitation, bromelain, drying precipitation, pineapple bud (Ananas comosus) Từ khóa: Chồi dứa (Ananas comosus), bromelain, kết tủa acetone, sấy khô kết tủa ABSTRACT This paper presents the study of the extraction of crude bromelain from the pineapple bud The project objectives were the establishment of the simple bromelain production procedure which based on studies of (a) Appropriate extraction conditions of bromelain from pineapple bud; (b) The effects of precipitants on bromelain activity; (c) Appropriate temperature of drying; (d) Applying extracted bromelain to hydrolysis of Tra fish by-product The results showed that the appropriate ratio between pineapple bud and distilled water was 1:3 The best precipitant was acetone with the ratio between pineapple bud and acetone = 1:1 The optimum drying temperature was 45 oC within hours This bromelain product had the hydrolysis property higher than the commercial one (Sigma - Aldrich) TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu thu nhận enzyme bromelain thô từ chồi dứa thực nhằm mục tiêu nghiên cứu quy trình sản xuất bột bromelain đơn giản rẻ tiền dựa nghiên cứu: (a) Điều kiện trích ly bromelain từ chồi dứa; (b) Ảnh hưởng tác nhân tủa đến bromelain; (c) Nhiệt độ sấy khô kết tủa bromelain; (d) Thử khả thủy phân phụ phẩm cá tra bromelain sản phẩm bromelain thương mại Kết nghiên cứu cho thấy, nước dung mơi thích hợp để trích ly bromelain từ chồi dứa với tỷ lệ chồi ngọn:nước 1:3 Acetone cho hiệu tủa bromelain chồi tốt Tỷ lệ dịch trích enzyme:acetone 1:1 Nhiệt độ sấy khô kết tủa tối ưu 45 oC, thời gian sấy Bromelain sản phẩm thu có khả thủy phân phụ phẩm cá tra Khả thủy phân bromelain sản phẩm thí nghiệm cao bromelain thương mại (Sigma - Aldrich) GIỚI THIỆU ứng dụng rộng rãi y học chế biến thực phẩm Bromelain loại enzyme thủy phân đạm (proteinase) tìm thấy tồn dứa phế phụ phẩm dứa (Ananas comosus), enzyme Trong ngành cơng nghệ chế biến dứa có phế phẩm lõi, chồi, vỏ Phần phế phẩm chiếm tỷ lệ lớn lượng dứa nguyên liệu đưa vào chế biến, khoảng 70% 84 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 2.2.2 Ảnh hưởng tác nhân tủa lên hoạt tính bromelain (Nguyễn Bá Mùi, 2005) Tuy nhiên Việt Nam, nước nhiệt đới có sản lượng dứa lớn, việc tách bromelain từ phế phụ phẩm tạo chế phẩm thương mại ứng dụng công nghiệp chưa nhiều Ở nông trường trồng dứa, dứa bị bỏ khơ đất vùi làm phân bón Ở nhà máy chế biến rau quả, phần lớn phụ phẩm dứa đưa bãi rác gây ô nhiễm môi trường Bromelain trích ly từ chồi nước cất với tỷ lệ chồi ngọn:nước thích hợp Sau ly tâm 13.000 vòng/phút, 10 phút, oC Lấy dịch trích enzyme phía đem tủa với tác nhân: acetone (với tỷ lệ dịch trích enzyme:acetone 1/1, 1/2, 1/3 1/4); ethanol 960 (với tỷ lệ dịch trong:ethanol 1/4, 1/5, 1/6 1/7); (NH4)2SO4 (30%, 40%, 50% 60%) Kết thúc trình tủa tiến hành ly tâm 13.000 vòng/phút, 10 phút, oC Thực đo hoạt tính trước sau tủa Xuất phát từ tình hình thực tế đề tài “Nghiên cứu thu nhận enzyme bromelain thô từ chồi dứa (Ananas comosus)” thực nhằm bước đầu xây dựng quy trình thu nhận bromelain thơ từ chồi dứa góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng enzyme; làm tăng giá trị kinh tế dứa Mặt khác, đề tài góp phần giải phần nguồn phụ phẩm từ công nghiệp chế biến dứa 2.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ lên hoạt tính bromelain q trình sấy Bromelain trích ly từ chồi nước cất với tỷ lệ chồi ngọn:nước 10 g:30 ml Dịch trích enzyme tủa acetone với tỷ lệ dịch trích enzyme:acetone 1:1 Kết thúc trình tủa ly tâm 13.000 vòng/phút, 10 phút, oC để thu lấy tủa Trải kết tủa thật mỏng khai nhựa, sấy đối lưu tự nhiên tủ sấy Memmert UNB500 nhiệt độ 45 oC, 55 oC, 65 oC để khơ tự nhiên nhiệt độ phòng 30 oC Cứ sau lấy mẫu lần nhiệt độ sấy tương ứng để xác định hoạt tính PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mẫu nghiên cứu Nguyên liệu: Phụ phẩm chồi dứa chọn chồi thu chợ địa bàn thành phố Long Xuyên Hóa chất: Coomasie Brillant Blue G250 (Merck), L-Cystein (Merck), Casein (Trung Quốc), Tyrosin (Merck), Tricloroacetic acid (Trung Quốc), EDTA, NaH2PO4 Na2HPO4 (Trung Quốc) để pha dung dịch đệm phosphat có pH = 7, H3PO4, … 2.2.4 So sánh khả thủy phân phụ phẩm cá tra sản phẩm bromelain thí nghiệm bromelain thương mại Phụ phẩm cá tra gồm đầu, xương, bụng nghiền nhuyễn tách béo Bổ sung enzyme bromelain nghiên cứu bromelain thương mại với nồng độ 0,1% Tiến hành thủy phân bếp cách thủy nhiệt độ 37 oC Mẫu đối chứng không bổ sung enzyme Khối lượng cho mẫu thủy phân kg phụ phẩm Khi thủy phân xong, chiết lấy dịch thủy phân nâng nhiệt độ lên 100 °C 15 phút để vơ hoạt enzyme Sau dịch thủy phân lọc phân tích hàm lượng đạm amin 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.1 Trích ly bromelain từ chồi dứa Chồi dứa sau loại hết lá, rửa sạch, nghiền nhuyễn ly trích hai loại dung dịch: nước cất; đệm phostphat 50 mM, pH=7 Nước cất đệm cho vào cốc chứa 10 g chồi nghiền nhuyễn với thể tích khác 20 ml, 30 ml, 40 ml 50 ml Khuấy máy khuấy từ 15 phút Sau ly tâm 13.000 vòng/phút, 10 phút, oC Bỏ cặn, lấy dịch enzyme bên để xác định hoạt tính bromelain 2.3 Phương pháp phân tích 2.3.1 Xác định hàm lượng protein Hàm lượng protein xác định theo phương pháp Bradfrod (1996) Nồng độ protein xác định sau cho tác dụng với Coomassie Brilliant Blue (CBB) G250 Chất kết hợp 85 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 với protein điều kiện axít tạo nên phức màu xanh tím hấp thu ánh sáng bước sóng 595 nm Độ hấp thu tỷ lệ thuận với hàm lượng protein dung dịch Dựng đường chuẩn hàm lượng protein, dựa vào đường chuẩn suy nồng độ protein mẫu Protein thu hồi protein sau tủa chia cho protein trước tủa nhân với 100 10 phút Dung dịch đo độ hấp thụ ánh sáng 275 nm Một đơn vị hoạt tính papain (Tyrosin Unit (TU) lượng enzyme cần thiết để thủy phân casein cho µg tyrosine phút 37 oC, pH =7,5 Hoạt tính đặc hiệu số đơn vị hoạt tính enzyme mg protein (U/mg) Hoạt tính thu hồi hoạt tính bromelain sau tủa chia cho hoạt tính bromelain trước tủa nhân với 100 2.3.2 Xác định họat tính papain Hoạt tính enzyme papain xác định dựa theo phương pháp Kunitz (1917) cải tiến, sử dụng casein làm chất thủy phân điều chỉnh để thực ống eppendorf Cho vào ống eppendorf 600 µl 1% (w/v) casein + 40 µl Cystein 20 mM + 140 µl đệm phosphat (pH = 7,5) + 20 µl enzyme Ống đối chứng bất hoạt enzyme TCA 15% Ủ lắc 10 phút, 37 oC Ly tâm 13.000 rpm, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Từ 10 kg chồi sau làm gai thu kg chồi Rửa sạch, nghiền trích ly L dịch chiết enzyme bromelain Hàm lượng protein hoạt tính dịch trích thô xác định Bảng Bảng Thành phần protein hoạt tính bromelain chồi dứa Chồi chưa xử lý (kg) 10 Chồi sau xử lý (kg) Thể tích (lít) Protein (mg/ml) Hoạt tính (U/ml) Hoạt tính đặc hiệu (U/mg) 1,06 4,62 4,36 Kết ảnh hưởng loại dung dịch trích ly tỷ lệ trích ly bromelain chồi dứa đến hàm lượng protein tổng hoạt tính đặc hiệu bromelain trình bày Bảng Kết giống với Lại Thị Ngọc Hà (2009), hoạt lực protease chồi vỏ cao Đặng Thị Thu, Lê Ngọc Tú, Tô Kim Anh, Phạm Thu Thủy Nguyễn Thị Xuân Sâm (2005) khẳng định, bromelain thu nhận chủ yếu từ chồi vỏ dứa Đinh Thị Tình (2007) khảo sát hoạt lực protease phần dứa cho kết tương tự Như vậy, chồi phần phụ phẩm dùng để tách protease Kết Bảng cho thấy, hàm lượng protein khác biệt ý nghĩa nghiệm thức khác Hàm lượng protein thu cao 1,82 mg/ml ly trích nước với tỷ lệ 1/5 hoạt tính đặc hiệu thu thấp (2,04 U/mg) Tương tự, hoạt tính đặc hiệu thấp (2,27 U/mg) ly trích đệm tỷ lệ 1/5 Điều cho thấy hàm lượng nước cao enzyme dễ dàng bị hoạt tính 3.1 Ảnh hưởng dung dịch trích tỷ lệ trích ly đến bromelain chồi dứa 86 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 Bảng Ảnh hưởng dung dịch trích ly tỷ lệ trích ly đến lượng protein hoạt tính đặc hiệu bromelain Dung dịch trích ly Đệm Nước Tỷ lệ Chồi:dung mơi Protein tổng (mg) Hoạt tính đặc hiệu (U/mg) 1/2 1,33ab 3,21a 1/3 1,25ab 3,43a 1/4 1,61ab 2,84abc 1/5 1,52ab 2,27bc 1/2 1,18ab 2,06bc 1/3 1,15b 3,54a 1/4 1,70ab 2,89ab 1/5 1,82a 2,04c Ghi chú: Các giá trị trung bình theo sau ký tự cột khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 5% Hoạt tính đặc hiệu bromelain (Bảng 2) ly trích tỷ lệ 1/3 đệm 3,43 U/mg nước 3,54 U/mg cao so với nghiệm thức lại Như cho thấy, tỷ lệ 1/3 thích hợp cho việc trích ly bromelain từ chồi dứa kết thí nghiệm với kết nghiên cứu ta thấy nước dung mơi rẻ tiền sử dụng để trích ly enzyme nhóm thiol protease 3.2 Kết ảnh hưởng tác nhân tủa đến hoạt tính bromelain Độ hòa tan enzyme phụ thuộc vào tương tác nhóm tích điện phân tử enzyme với phân tử nước Sự tương tác (còn gọi hydrate hóa) bị giảm xuống thêm vào dung dịch protein enzyme dung môi hữu muối trung tính Tóm lại, tỷ lệ ly trích bromelain từ chồi dứa thích hợp 1/3 Theo kết nghiên cứu Nguyễn Phú Thọ Dương Thị Hương Giang (2011) tỷ lệ trích ly papain (enzyme nhóm với bromelain) từ nhựa đu đủ thích hợp nhựa:nước: 0,1:2 g/ml Như so sánh Hình Dịch trích chồi dứa trước sau tủa 87 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 Dung môi hữu thường dùng ethanol, isopropanol, acetone hỗn hợp loại rượu Mỗi loại dung mơi khác có ảnh hưởng khác đến hoạt tính enzyme trình kết tủa Tương tự, loại dung mơi (hay tác nhân tủa) nồng độ dung mơi khác có ảnh hưởng khác đến hoạt lực enzyme Theo Mariela, Bruno, Pardo, Caffini López (2002), tủa bromelain với acetone, protein thu hồi đạt 90%, hoạt tính thu hồi 94% Ngược lại, tủa với ethanol protein thu hồi giảm 75% hoạt tính thu hồi 88% Điều cho thấy, tác nhân tủa khác có ảnh hưởng khác đến hoạt tính enzyme sau tủa Đề tài khảo sát ảnh hưởng ba loại tác nhân tủa ethanol, acetone ammonium sulfate nồng độ khác Kết thí nghiệm trình bày Bảng Bảng Ảnh hưởng tác nhân tủa đến hoạt tính protein thu hồi enzyme bromelain chồi Tỷ lệ tủa Protein thu hồi (%) Hoạt tính thu hồi (%) Hoạt tính đặc hiệu (U/mg) Enzyme:ethanol:1:4 32,58b 36,96de 5,61e Enzyme:ethanol:1:5 38,48a 55,32ab 7,04de Enzyme:ethanol:1:6 38,98a 66,62a 8,38d Enzyme:ethanol:1:7 36,52a 43,08cde 5,78e Enzyme:acetone:1:1 12,40f 50,14bc 19,66a Enzyme:acetone:1:2 15,85ef 33,19e 11,00c Enzyme:acetone:1:3 19,29cde 48,73bcd 12,28bc Enzyme:acetone:1:4 15,85ef 43,55bcde 13,55b Ammonium sulfate (30%) 17,25de 6,97f 1,97f Ammonium sulfate (40%) 19,71cd 10,03f 2,49f Ammonium sulfate (50%) 21,61c 14,36f 3,26f Ammonium sulfate (60%) 19,78cd 12,48f 3,09f Ghi chú: Các giá trị trung bình theo sau ký tự cột khơng khác biệt mặt thống kê mức ý nghĩa 5% Đối với tác nhân tủa ethanol, kết Bảng cho thấy, protein thu hồi thấp tỷ lệ enzyme:ethanol 1/4 (32,58%) Phần trăm protein thu hồi cao 38,48% 38,98% tương ứng với tỷ lệ dịch trích enzyme:ethanol 1/5 1/6 Tuy nhiên, với tỷ lệ enzyme:ethanol 1/7 phần trăm thu hồi protein lại giảm (36,52%) khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê so với tỷ lệ 1/5 1/6 phần trăm hoạt tính thu hồi đạt xấp xỉ 90% (Lopes cs., 2009) Đối với hoạt tính thu hồi, tỷ lệ enzyme:ethanol 1/4 hoạt tính thu hồi thấp (36,96%) Phần trăm hoạt tính thu hồi tăng lên 55,32% tỷ lệ 1/5 Khi tỷ lệ enzyme:ethanol 1/6, hoạt tính thu hồi tăng lên 66,62% Tuy nhiên khơng có khác biệt ý nghĩa 5% hoạt tính thu hồi tỷ lệ 1/5 1/6 Hoạt tính thu hồi lại giảm 43,08% tỷ lệ 1/7 Theo Lại Thị Ngọc Hà (2009), hàm lượng protein hoạt tính thu hồi tăng lên nồng độ ethanol thể tích hỗn hợp tăng Trong chiết xuất enzyme, phần trăm hoạt tính thu hồi thường dùng để đánh giá hiệu phương pháp Ở điều kiện tinh tối ưu 88 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 sau lại giảm nồng độ ethanol tăng vượt sulfate tăng từ 30% đến 50% phần trăm thu hồi protein tăng Ở 30%, lượng protein thu hồi đạt 17,25% 50% ammonium sulfate bão hòa tăng đến 21,61%, sau giảm nồng độ ammonium sulfate bão hòa cao thể qua lượng protein (19,78% thu hồi) Theo Bảng nồng độ 50% ammonium sulfate bão hòa có phần trăm hoạt tính thu hồi đạt cao 14,36% khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức lại Khi nồng độ ammonium sulfate bão hòa tăng lên 60% hoạt tính đặc hiệu hoạt tính thu hồi có xu hướng giảm Như thấy với nồng độ ammonium sulfate 50% bão hòa protein dung dịch kết tủa với hàm lượng hoạt tính thu hồi enzyme cao Kết không khớp với nghiên cứu Nguyễn Văn Thành cs (2013) nồng độ ammonium sulfate 70% hoạt tính thu hồi bromelain thân dứa cao Ở nồng độ muối cao 70% bão hòa, lực điện tích tăng lên, số lượng ion kết hợp với protein nhiều, lực tĩnh điện tạo thành làm cho phân tử protein bị xoáy, vặn dẫn đến biến tính (Nguyễn Đình Hun, Hà Ái Quốc, Lâm Thị Kim Châu, Lê Thị Thanh Mai, 1994) Hoạt tính đặc hiệu thể độ tinh enzyme, hoạt tính đặc hiệu cao enzyme tinh Kết Bảng cho thấy, nồng độ ethanol tăng hoạt tính đặc hiệu thu sau tủa tăng, nồng độ ethanol vượt cao hoạt tính lại giảm Hoạt tính đặc hiệu thấp tỷ lệ enzyme:ethanol 1/4 (5,61 U/mg) cao tỷ lệ 1/6 (8,38 U/mg) Khi nồng độ ethanol tăng lên (tỷ lệ 1/7) hoạt tính đặc hiệu lại giảm (5,78 U/mg) Khi nồng độ ethanol cao lực tương tác tĩnh điện tăng lên, kết làm cho phân tử enzyme bị vặn uốn gây ảnh hưởng đến hoạt tính So sánh nghiệm thức khảo sát thấy tỉ lệ tủa enzyme:ethanol 1:6 tối ưu Tỷ lệ 1/6 tương đương với nồng độ ethanol khoảng 82% Kết trùng khớp với Lại Ngọc Hà (2009) kết tủa bromelain chồi cồn nồng độ 80% tốt Đối với tác nhân tủa acetone, kết thí nghiệm cho thấy, phần trăm protein thu hồi thấp 12,40% tương ứng với tỷ lệ enzyme:acetone 1:1 Ở tỷ lệ enzyme:acetone 1/2 phần trăm protein thu hồi 15,85% tăng lên 19,29% tỷ lệ 1/3 Tuy nhiên, phần trăm thu hồi protein lại giảm xuống 15,85% với tỷ lệ enzyme:acetone 1/4 Ở nồng độ acetone cao, protein bị biến tính khơng thuận nghịch khơng thể hòa tan trở lại nước hay dung dịch đệm sau kết tủa Theo kết Nguyễn Đình Huyên cs (1994), kết tủa bromelain trái ammonium sulfate nồng độ từ 30% đến 100% kết luận nồng độ 70% ammonium sulfate cho hiệu suất thu hồi hoạt tính cao Dương Thị Hương Giang cs (2002) nghiên cứu đánh giá phương pháp trích ly bromelain từ nước khóm thơ acetone ammonium sulfate kết luận rằng, phương pháp trích ly bromelain ammonium sulfate theo tỷ lệ 70% bão hòa thu nhận bromelain thô cho hiệu suất thu hồi cao 92% so với hoạt tính ban đầu Như cho thấy có khác biệt cấu trúc bromelain thân, nước khóm chồi Ở tỷ lệ enzyme:acetone 1/1 kết tủa thu có hoạt tính đặc hiệu cao khác biệt so với mẫu lại Tuy hiệu suất thu hồi protein thấp hoạt tính thu hồi hoạt tính đặc hiệu cao chứng tỏ enzyme Theo kết nghiên cứu Nguyễn Thị Thanh Trúc (2010), tỷ lệ enzyme:acetone 1/1 cho hiệu tủa tốt bromelain thân dứa Tóm lại, so sánh tác nhân tủa hoạt tính đặc hiệu mẫu tủa Đối với tác nhân tủa ammonium sulfate, kết thí nghiệm cho thấy, lượng ammonium 89 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 ammonium sulfate thấp so với tác nhân tủa khác Điều cho thấy, ammonium sulfate không cho hiệu tủa bromelain chồi tốt kết tủa chứa nhiều protein tạp Đối với phương pháp tủa acetone tỷ lệ 1/1 hoạt tính đặc hiệu bromelain thu cao 19,66 U/mg gấp lần so với mẫu tủa ethanol tỷ lệ 1/6 (8,38 U/mg) gấp lần so với mẫu tủa ammonium sulfate 50% (3,26 U/mg) Với ethanol tỉ lệ 1:6, tăng thu hồi protein lần, tăng hoạt tính thu hồi phần trăm cao so với aceton hoạt tính đặc hiệu thấp chứng tỏ thành phần kết tủa ngồi bromelain có nhiều protein tạp Như vậy, acetone dung mơi thích hợp để tinh sơ bromelain chồi, protein thu hồi tương đối thấp (khoảng 12,4%), hoạt tính đặc hiệu cao cho thấy mức độ tinh tốt nhiều so với hai tác nhân tủa lại 3.3 Kết ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt tính bromelain q trình sấy khô kết tủa Nhiệt độ sấy thời gian sấy hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính chế phẩm enzyme Sấy nhiệt độ cao làm hoạt tính enzyme protein bị biến tính Tuy nhiên, sấy nhiệt độ thấp thời gian sấy kéo dài thời gian với diện ẩm độ cao tự phân protease diễn làm enzyme bị hoạt tính Bảng Ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt tính đặc hiệu enzyme bromelain qua q trình sấy Hoạt tính đặc hiệu (U/mg) Nhiệt độ (oC) Phòng (30 oC) Trung bình Thời gian (giờ) 14,48a x 14,15c x 8,08 b y 12,24 45 15,47a x 13,71bc x 10,18b y 13,12 55 15,64a x 11,98b y 8,36b z 12,00 65 14,34a x 3,13a 0,00a z 5,82 Trung bình 14,99 y 10,74 6,65 Ghi chú: Các kí tự từ a – b so sánh trung bình cột, kí tự từ x – z so sánh trung bình hàng Các kí tự giống không khác biệt mặt thống kê mức ý nghĩa 5% Kết ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến hoạt tính bromelain q trình sấy kết tủa thể Bảng Kết Bảng cho thấy, thời gian sấy kéo dài hoạt tính bromelain giảm gian đặc biệt sau sấy, khơng thể làm khơ tủa bromelain chồi nhiệt độ phòng Ở nhiệt độ 45 °C, hoạt tính bromelain sấy 15,47 U/mg giảm 13,71 U/mg sau sấy Tuy nhiên khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê Sau sấy hoạt tính bromelain 10,18 U/mg giảm đáng kể so với thời gian Như vậy, thời gian sấy thích hợp cho bromelain chồi 45 oC Ở nhiệt độ phòng sau kết thực nghiệm cho thấy, độ ẩm chế phẩm bromelain cao 10% Mức ẩm độ chưa đủ để bảo quản chế phẩm lâu độ ẩm cao enzyme dễ dàng bị hoạt tính Đồng thời theo kết thí nghiệm (Bảng 4) nhiệt độ hoạt tính bromelain giảm nhanh theo thời Ở 55 oC 65 °C, kéo dài thời gian sấy hoạt tính bromelain giảm nhanh theo thời gian 90 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 có khác biệt ý nghĩa mốc thời gian sấy hoạt tính lại sau sấy 73,28% So với kết nghiên cứu Nguyễn Văn Thành cs (2013) hoạt tính lại bromelain thân dứa 87,55% thực sấy đông khô Lại Thị Ngọc Hà (2009) so sánh hiệu phương pháp sấy phun sấy đông khô bromelain cho kết hoạt tính giữ lại sau hai trình 96% 73%, tương ứng Khơng có nhiệt độ mà thời gian ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain trình sấy Kết thí nghiệm cho thấy, thời gian sấy kéo dài hoạt tính đặc hiệu bromelain giảm có nhiều phân tử enzyme bị biến tính Ở thời gian giờ, hoạt tính đặc hiệu bromelain khác biệt khơng có ý nghĩa sấy nhiệt độ khác 3.4 So sánh khả thủy phân phụ phẩm cá tra sản phẩm bromelain thí nghiệm với sản phẩm bromelain thương mại Tóm lại, chế phẩm bromelain sấy nhiệt độ 45 °C thích hợp với hoạt tính đặc hiệu 13,71 U/mg So với hoạt tính đặc hiệu ban đầu (18,71 U/mg) phần trăm Hình Bột bromelain chồi dứa sau sấy Sau sấy khơ kết tủa thu chế phẩm bromelain dạng bột màu trắng ngà Tiến hành đo hoạt tính để so sánh với sản phẩm bromelain thương mại (Sigma-Aldrich) Kết Bảng cho thấy, hoạt tính đặc hiệu bromelain sản phẩm thí nghiệm cao so với chế phẩm thương mại Số đơn vị hoạt tính miligam bột sản phẩm bromelain thí nghiệm 1,12 U/mg cao so với bromelain thương mại 0,91 U/mg Như vậy, sử dụng lượng bột enzyme sản phẩm bromelain 91 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 thí nghiệm cho hiệu thủy phân cao Bảng So sánh hoạt tính sản phẩm bromelain thí nghiệm bromelain thương mại Enzyme bromelain Protein (mg/mg bột) Hoạt tính (U/mg bột) Hoạt tính đặc hiệu (U/mg) Bromelain sản phẩm 0,09a 1,12a 13,13a Bromelain thương mại (Sigma - Aldrich) 0,10b 0,91b 9,48b Ghi chú: Các giá trị trung bình theo sau ký tự cột khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 5% Xét hàm lượng protein chế phẩm bromelain thương mại có hàm lượng protein cao hoạt tính đặc hiệu thấp sản phẩm thí nghiệm Như cho thấy, sản phẩm thí nghiệm có độ tinh cao so với sản phẩm thương mại Bảng Hàm lượng đạm amin dịch thủy phân phụ phẩm cá tra thủy phân hai chế phẩm bromelain Loại bột bromelain Đạm amin (g/l)* Bromelain sản phẩm 2,24a Bromelain thương mại (Sigma-Aldrich) 2,01b Không bổ sung enzyme 0,64c Ghi chú: Các giá trị trung bình theo sau ký tự cột khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 5% Từ Bảng nhận thấy với loại chất phụ phẩm cá tra, nồng độ enzyme khả thủy phân sản phẩm bromelain thí nghiệm cao so với sản phẩm bromelain thương mại Hàm lượng đạm amin sinh thủy phân sản phẩm bromelain thí nghiệm 2,24 g/l so với bromelain thương mại 2,01 g/l So với mẫu khơng sử dụng enzyme hàm lượng đạm amin cao 3,5 lần dùng bromelain thí nghiệm cao 3,1 lần dùng chế phẩm thương mại sấy điều kiện không khí đối lưu nhiệt độ 45 oC - 55 oC khoảng Chế phẩm bromelain chồi có khả thủy phân protein phụ phẩm cá tra Trong tương lai cần nghiên cứu thêm việc ứng dụng sản phẩm lĩnh vực khác thực phẩm chức (trợ tiêu hóa cho người già trẻ con), mỹ phẩm (kem tẩy tế bào chết), lên men bia (chống cặn lắng), chế biến thịt thủy hải sản (làm mềm thịt), hay lên men nước mắm ngắn ngày… TÀI LIỆU THAM KHẢO Bradford M.M (1976) A rapid and sensitive method quantification of protein utilizing the principle of protein dye biding Anal Biochem 72, 248 - 254 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Đề tài bước đầu xây dựng quy trình thu nhận bột enzyme bromelain thơ từ chồi dứa Enzyme bromelain thơ trích ly từ chồi dứa đơn giản nước cất với tỉ lệ 30 ml nước 10 g chồi Acetone dung mơi thích hợp cho q trình tủa bromelain chồi Tủa bromelain chồi Dương Thị Hương Giang, Lê Thanh Hùng, Võ Văn Song Toàn, Sonia Beeckmans, Edilbert Van Driessche & Trần Phước Đường (2002) Đánh giá phương pháp trích ly 92 An Giang University Journal of Science – 2018, Vol 21 (3), 84 – 93 bromelin từ nước khóm thơ Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Melissa (2005) Nghiên cứu quy trình tinh enzyme bromelain trích ly từ thân phạm vi pilot Dương Thị Hương Giang (2005) Tinh bromelain từ phụ phẩm dứa phương pháp sắc ký gel mở rộng Viện Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Sinh học Đại học Cần Thơ Mariela A Bruno, M.F Pardo, N.O Caffini & L.M.I López (2002) Purification of a New Endopeptidase Isolated from Fruits of Bromelia hieronymi Mez (Bromeliaceae) Acta Farm Bonaerense, 21, 51 - 56 Đinh Thị Tình (2007) Xác định hoạt lực tách sơ enzyme bromelain từ phụ phẩm dứa Khóa luận tốt nghiệp Đại học Trường Đại học Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Bá Mùi (2005) Nghiên cứu phụ phẩm dứa ủ chua làm thức ăn gia súc (Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp không xuất bản) Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam Đặng Thị Thu, Lê Ngọc Tú, Tô Kim Anh, Phạm Thu Thủy & Nguyễn Thị Xuân Sâm (2005) Công nghệ enzyme NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy, Lê Hà Ny & Lê Trung Hiếu (2013) Trích ly enzyme bromelain từ phụ phẩm dứa Cầu Đúc (Hậu Giang) Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 28, 21 - 27 Kunitz M (1974) Determination of proteolytic activity by the casein digestion method Journal of General Physiology, 30, 291 Nguyễn Phú Thọ & Dương Thị Hương Giang (2011) Nghiên cứu qui trình điều chế bột enzyme papain thơ từ nhựa đu đủ Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 17b, 158 - 166 Lại Thị Ngọc Hà (2009) Nghiên cứu tách tạo chế phẩm bromelain từ phế phụ phẩm dứa Tạp chí Khoa học Phát triển, 2, 203 – 211 Lopes, F.L.G., J.B.S Júnior , R.R de Souza, D.D Ehrhardt, J.C.C Santana & E.B Tambourgi (2009) Concentration by membrane separation processes of a medicinal product obtained from pineapple pulp An international journal, 52, 457 464 Nguyễn Thị Thanh Trúc (2010) Tinh khảo sát nhân tố ảnh hưởng hoạt tính enzyme bromelain trích ly từ thân khóm Đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Trường Viện Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Sinh học Đại học Cần Thơ 93 ... tủa Xuất phát từ tình hình thực tế đề tài Nghiên cứu thu nhận enzyme bromelain thô từ chồi dứa (Ananas comosus) thực nhằm bước đầu xây dựng quy trình thu nhận bromelain thơ từ chồi dứa góp phần... trình thu nhận bột enzyme bromelain thơ từ chồi dứa Enzyme bromelain thơ trích ly từ chồi dứa đơn giản nước cất với tỉ lệ 30 ml nước 10 g chồi Acetone dung mơi thích hợp cho trình tủa bromelain chồi. .. protein thu hồi enzyme bromelain chồi Tỷ lệ tủa Protein thu hồi (%) Hoạt tính thu hồi (%) Hoạt tính đặc hiệu (U/mg) Enzyme: ethanol:1:4 32,58b 36,96de 5,61e Enzyme: ethanol:1:5 38,48a 55,32ab 7,04de Enzyme: ethanol:1:6