- Proteinase Thiol (Cystein protease) (EC.3.4.22): là các proteinase có nhóm thio (SH) của acid amin cystein trong trung tâm hoạt động Nhóm (SH) này có vị
a/ Bromelin (E.C.3.4.4.24) thu nhận từ cây dứa (Ananas comusus):[12]
Bromelin là tên gọi chung của nhóm enzym thực vật chứa nhóm sulfhydryl, có khả năng phân giải protein được thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc biệt là ở cây dứa (thân và trái).
Cây dứa (Ananas comusus) thuộc lớp đơn tử diệp, họ Bromeliaceae có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Hiện nay, ở nước ta loại dứa được trồng nhiều nhất là Ananas
comusus được sử dụng như nguồn thực phẩm tươi, đóng hộp, nguồn thu enzym và
ngoài ra còn được sử dụng trong một số lĩnh vực khác như dược, mỹ phẩm,… Phần thân và lá sau thu hoạch có thể được sử dụng làm giấy, lấy sợi hoặc làm phân bón.
Trước đây, cây dứa được sử dụng như một loại cây làm thuốc. Năm 1957, Heinicke nhận thấy trong cây dứa có một lượng lớn bromelin và người ta bắt đầu tìm cách chiết tách nó và sản xuất dưới dạng thuốc để chữa bệnh. Tuỳ theo các bộ phận của cây dứa thu bromelin mà người ta phân biệt bromelin thân hay bromelin quả và bromelin thân là nhóm enzym có giá trị kinh tế.
Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu Trang 21 Bromelin chiếm 50% protein trong quả. Thịt quả dứa chỉ có hoạt tính enzym bromelin kể từ ba tháng trước khi chín, trong đó hoạt tính bromelin cao nhất là khoảng 20 ngày trước khi chín. Khi trái chín, hoạt tính bromelin giảm xuống nhưng không mất hẳn. Bromelin còn có thể thu được từ thân dứa (trung bình có thể thu được 3,6kg bromelin từ 378 lít nước rút ra từ thân cây dứa). Bromelin được chiết tách từ các phần khác nhau trên cây dứa và bromelin từ những nguồn khác nhau sẽ có hoạt động sinh lý khác nhau nhưng hoạt tính thủy phân protein thì giống nhau.
Bromelin có thể được thu nhận từ thân, từ phần thịt quả và trong chồi quả. Việc thu nhận và tinh sạch bromelin được thực hiện theo sơ đồ sau:
Sơ đồ 1.2. Quy trình tổng quát thu nhận và tinh sạch enzym bromelin
Bromelin có khả năng thủy phân khá mạnh và hoạt động tốt ở pH=6-8. Nó không ổn định với nhiệt độ do đó hoạt động sinh lý của nó giảm đi nếu như quá trình tách chiết hay điều kiện bảo quản ở nhiệt độ cao.
Chế phẩm thương mại bromelin thường có hoạt độ vào khoảng 5.000- 10.000UI/g (cơ chất là hemoglobin). Tuy nhiên, chế phẩm bromelin thường không ổn định hoạt tính bằng papain.
b/ Papain (E.C.3.4.4.10) thu nhận từ nhựa của lá, thân, quả đu đủ (Carica papaya) [12] papaya) [12]
Papain được tách từ nhựa trái đu đủ xanh, thuộc nhóm enzym thủy phân có nguồn gốc thực vật được nghiên cứu nhiều nhất về tính chất và cơ chế hoạt động. Papain là một sulfhydyl protease đầu tiên được tách chiết bởi Bals và cộng sự của ông, sau đó Kimmel và Smith tách papain từ nhựa khô.
Quả/ thân/ chồi dứa xay nhuyễn lọc Dịch lọc ly tâm Bã Dịch ly tâm Chế phẩm bromelin thô Kết tủa Sấy khô Tinh sạch Sản phẩm enzym tinh khiết
Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu Trang 22 G.C.Roy là người đầu tiên phát hiện ra nhựa cây đu đủ là một nguồn enzym. Đến năm 1879, Wrutz và Bouhchet là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ “papain” để diễn tả tính chất thủy phân protein của enzym này trong nhựa cây đu đủ. Ngày nay, thuật ngữ “papain” tiếp tục được sử dụng để miêu tả mủ đu đủ khô được dùng rộng rãi trong công nghiệp và cả trong chế phẩm enzym thủy phân dạng kết tinh từ mủ.
Nhựa đu đủ nằm trong ống dẫn nhựa trải rộng khắp toàn bộ cây, ngoại trừ rễ. Quả xanh vào khoảng 10 tuần chứa nhiều nhựa nhất. Nhựa là hỗn hợp enzym chứa các protease sau: papain, chymopapain A, chymopapain B, protease III, protease IV, thiol protease. Trong đó, papain là protease có hàm lượng cao nhất tới 95% và là enzym có ý nghĩa quan trọng nhất. Tính chất vật lý papain gần giống với chymopapain nhưng papain có hoạt tính mạnh hơn gấp nhiều lần chymopapain.
Papain được thu nhận từ nhựa đu đủ. Điều kiện để lấy nhựa: cây đang sinh trưởng tốt, không bị sâu bệnh, thân cây mập mạp cho nhiều nhựa, quả đang còn xanh, vỏ quả mịn có trọng lượng từ 0,3-1kg là tốt nhất. Thời gian lấy nhựa từ sáng sớm đến giữa buổi sáng. Tùy vào điều kiện thu nhựa mà thu được chế phẩm enzym có hoạt tính khác nhau.
Papain là enzym chịu nhiệt tương đối cao. Khi đã được tinh sạch và ở trạng thái tinh thể thì papain có độ bền nhiệt độ thấp hơn papain ở trong mủ nhựa, bởi lẻ trong nhựa còn chứa các protein khác có tác dụng bảo vệ nó. Papain hoạt động trong khoảng pH tương đối rộng từ 4,5-8,5, dễ bị biến tính trong môi trường acid có pH<4.5 hoặc trong môi trường kiềm mạnh có pH>12. Khi phản ứng với cơ chất thì tùy thuộc vào bản chất của cơ chất mà pH tối ưu sẽ khác nhau; ví dụ: papain thủy phân casein ở pH tối ưu là 7-7,5, với albumin ỏ pH tối ưu 4,5-7,1, với gelatin lại có pH tối ưu 5,2-6 và 6,4.