Có hai dạng enzyme được sinh vật tổng hợp là enzyme nội bào và enzyme ngoại bào. Enzyme nội bào là các enzyme do sinh vật tổng hợp và giữ lại trong tế bào, do đó muôn thu nhận những enzyme này cần phải phá vỡ tế bào. Enzyme ngoại bào là những enzyme sau khi tổng hợp sẽ tiết ra ngoài môi trường, do đó enzyme được thu nhận trực tiếp từ môi trường mà không cần phá vỡ tế bào.
Enzyme đa phần là dễ tan trong nước, do đó chỉ cần dùng nước hoặc dung dịch đệm là có thể chiết được enzyme. Đôi với enzyme ngoại bào, muôn thu nhận ta chỉ cần dùng nước hoặc dung dịch đệm ngâm cùng nguyên liệu ( các mô thực vật, mô động vật hoặc canh trường nuôi cấy vi sinh vật ) sau đó chiết lấy dung dịch. Trong thành phần của dịch chiết có chứa enzyme cùng nhiều cấu tư khác của môi trường do đó đây chỉ là dạng enzyme thô, giá trị sư dụng không cao vì hoạt tính enzyme thấp. Để nâng cao giá trị sư dụng của enzyme phải trải qua giai đoạn tinh sạch thu nhận enzyme tinh khiết.
Đôi với enzyme nội bào việc thu nhận có khó khăn hơn, ví cần phải phà vỡ tế bào để chiết enzyme. Có thể phá vở tế bào bằng nhiều cách khác nhau: Phá vỡ bằng phương pháp cơ học: dùng cát thạch anh hoặc bột thủy tinh nghiền cùng nguyên liệu, sau đó dùng nước chiết, với phương pháp này enzyme thường hấp phụ trên cát hoặc thùy tinh.
Phá vỡ bằng dung môi hữu cơ như toluen hoặc acetone, phương pháp này dễ gây biến tính enzyme do tác dụng của dung môi.
Sư dụng phương pháp vật lý bằng siêu âm hoặc gây sôc nhiệt cũng có thể phá vỡ tế bào.
Đặc biệt là phương pháp dùng tác nhân sinh học như enzyme lipase hoặc dịch tiết của ôc sên cho hiệu quả cao mà không ảnh hưởng đến enzyme.
Tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu mà ta chọn phương pháp phù hợp, màng tế bào động vật hoặc nấm môc thường dễ phá vỡ nhưng tế bào nấm men, một sô vi khuẩn và thực vật khó phá vỡ hơn. Sau khi phá vỡ tế bào các enzyme nội bào sẽ thoát ra ngoài môi trường ta sẽ dùng nước hoặc dung môi chiết như đôi với trường hợp enzyme ngoại bào, thu nhận enzyme ở dạng thô là nguyên liệu cho các quá trình thu nhận tiếp theo.
Thu nhận enzyme bán tinh khiết
Phương pháp hiệu quả nhất để thu nhận enzyme bán tinh khiết là phương pháp kết tủa. Có thể kết tủa enzyme bằng dung môi hữu cơ hoặc muôi trung tính.
Dung môi hữu cơ làm phá vỡ lớp hydrate hóa xung quanh phân tư enzyme sự tương tác giữa các phân tư enzyme tăng lên dẫn đến kết tủa. Các dung môi hữu cơ dùng để kêt tủa enzyme như ethanol, acetone, isopropanol trong đó được sư dụng nhiều nhất là ethanol. Khi kết tủa bằng dung môi phải tiến hành trong điều kiện nhiệt độ thấp để tránh gây biến tính enzyme. Sau khi kết tủa có thể làm bay hơi dung môi và thu lấy enzyme, phần kết tủa thu được bên cạnh enzyme mà chúng ta quan tâm còn có những protein khác cùng kết tủa theo d0 đó đây là chế phẩm enzyme chưa tinh sạch hoàn toàn chỉ ở dạng bán tinh khiết, muôn có dạng tinh khiết phải tiến hành kết tủa phân đoạn nhiều lần. Ngoài ra có thể kết tủa enzyme bằng muôi trung tính, thường sư dụng nhất là muôi ammoni sulfate, dùng muôi ammoni sulfate để kết tủa có nhiều ưu điểm do khả năng hòa tan tôt của muôi và tiến hành kết tủa trong điều kiện thường mà không gây biến tính enzyme. Sau khi kết tủa xong, ly tâm thu lấy phần tủa, loại muôi và hòa tan kết tủa lại ta có enzyme bán tinh khiết.
Enzyme bán tinh khiết cũng được sư dụng nhiều, tuy nhiên trong y học, trong kỹ thuật đòi hỏi enzyme có độ tinh khiết cao. Nếu tiến hành kết tủa enzyme dựa vào điểm đẳng điện của từng enzyme thì enzyme thu được có độ tinh sạch cao hơn.
Thu nhận enzyme tinh sạch.
Có nhiều phương pháp khác nhau để thu nhận enzyme tinh sạch nhưng hiệu quả nhất là phương pháp sắc ký trao đổi ion và sắc ký trên gel.
Phương pháp sắc ký trao đổi ion: phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên tắc các enzyme khác nhau có điện tích khác nhau trong pH nhất định nên khả năng liên kết với các gôc mang điện khác cũng khác nhau. Để thực hiên phương pháp sắc ký trao đổi ion cần phải có các ionit. Các ionit là các hạt polymer tự nhiên hoặc tổng hợp có gắn các nhóm mang điện tích, nếu các hạt gắn với gôc mang điện tích âm sẽ trao đổi với các gôc mang điện dương của
enzym thì gọi là các cationit, nếu các hạt gắn với gôc mang điện tích dương sẽ trao đổi với các gôc mang điện tích âm của enzyme được gọi là anionit. Người ta thường sư dụng các ionit sau đây:
Loại ionit Chất mang Gôc mang điện Tên gọi Tính chất Cationit Cellulose -CH2-COO- CM-cellulose Acid yếu
-O-PO3-- P-cellulose Acid trung bình -C2H4-SO3- SE- cellulose Acid mạnh Anionit Sephadex - C2H4-NH3+ AE-sephadex Kiềm yếu
- C2H4-NH-(C2H5)2+ DEAE-sephadex Kiềm trungbình - C2H4-N-(C2H5)3+ TEAE-sephadex Kiềm mạnh
Để tiến hành sắc ký, các ionit được nhồi vào cột, sau đó cho dung dịch cần tách enzyme chạy qua, các enzyme mang điện tích trái dấu với ionit sẽ gắn trên ionit còn enzyme có điện tích cùng dấu sẽ bị đẩy ra ngoài, do đó khi cho dung dịch đẩy chạy qua thì các enzyme có điện tích khác nhau sẽ ra khỏi cột ở những thời điểm khác nhau. Đây là phương pháp khá hiệu quả trong việc tinh sạch enzyme.
Phương pháp sắc ký trên gel hoạt động trên nguyên tắc dựa vào sự khác nhau về trọng lượng phân tư của các enzyme. Để thực hiện phương pháp này phải sư dụng các hạt gel có cấu trúc lỗ phân tư như gel sephadex hay polyacrylamide. Gel sephadex được cấu tạo từ các mạch polydextran, khi xư lý bằng epichlohydrin trong môi trường kiềm hình thành các liên kết ngang tạo cấu trúc lỗ phân tư, tùy thuộc liên kết ngang nhiều hay ít mà kích thước lỗ khác nhau, nếu nhiều liên kết ngang cấu trúc lỗ nhỏ dùng để phân tách các chất có trọng lượng phân tư nhỏ, nếu ít liên kết ngang cấu trúc lỗ lớn dùng để phân tách các chất có trọng lượng phân tư lớn. Có nhiều loại sephadex khác nhau như G-25, G-50. G-75, G-100. G-200. Khi thực hiện sắc ký trên gel, ngâm các hạt gel vào dung dịch đệm hoặc nước cho các hạt gel trương lên rồi cho vào cột sắc ký, sau đó cho dung dịch cần phân tách chảy qua. Những phân tư enzyme có trọng lượng phân tư vừa với kích thước lỗ gel được giữ lại, còn những phân tư không vừa với kích thước lỗ gel bị đẩy ra ngoài nhờ đó những enzyme có trọng lượng phân tư khác nhau sẽ đưa ra ngoài ở những thời điểm khác nhau. Phương pháp này còn được gọi là phương pháp rây phân tư hoặc lọc gel.
Nhờ các phương pháp nói trên enzyme thu được có độ tinh sạch cao, được sư dụng nhiều trong y học, trong kỹ thuật phân tích.