Enzyme amylase, enzyme protease và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÀI TIỂU LUẬN
Đề tài: Enzyme amylase, enzyme protease và ứng
dụng trong công nghệ thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang
Nhóm 4, TKB: Thứ 7, tiết 1;2
1
TPHCM, Ngày 16 tháng 3 năm 2014
DANH SÁCH NHÓM
Họ và Tên
1. Lê Minh Cứ 2006120041
2. Nguyễn Hoàng Trinh 2006120073
3. Trần Nhựt Thạnh 2006120059
4. Lê Thị Thủy 2006120030
5. Lương Phước Nhân 2006120048
2
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ sinh
học, các chế phẩm enzyme được sản xuất càng nhiều và được sử dụng
hầu hết trong các lĩnh vực như: chế biến thực phẩm, nông nghiệp, chăn
nuôi, y tế Hàng năm lượng enzyme được sản xuất trên thế giới đạt
khoảng trên 300.000 tấn với giá trị trên 500 triệu USD, được phân phối
trong các lĩnh vực khác nhau.
Phần lớn enzyme được sản xuất ở các quy mô công nghiệp đều thuộc
loại enzyme đơn cấu tử, xác tác cho phản ứng phân hủy. Khoảng 75%
chế phẩm là enzyme thủy phân được sử dụng cho việc thủy phân cơ chất
tự nhiên.

Enzyme amylase hay còn được gọi với tên khác là Diatase là một
enzyme không những có ý nghĩa về mặt sinh lý, thương mại và còn có ý
nghĩa khá quan trọng trong công nghiệp nói chung và công nghiệp thực
phẩm nói riêng.
Protease là enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong một số
ngành sản xuất như: chế biến thực phẩm ( đông tụ sữa làm pho mát, làm
mềm thịt, bổ sung để làm tăng chất lượng sản phẩm trong sản xuất bia,
xử lý phế phụ phẩm trong chế biến thực phẩm ) , sản xuất chất tẩy rửa,
thuộc da, y tế, nông nghiệp,
Tóm lại, cả hai enzyme amylase và enzyme protease có nhiều ứng dụng
quan trọng trong đời sống con người và chúng đóng một vai trò hết sức
to lớn trong công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì, rượu, bia, mì
chính,
3
PHẦN 1: ENZYME AMYLASE VÀ ỨNG DỤNG CỦA
ENZYME AMYLASE TRONG
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM.
I. Enzyme amylase
Enzyme amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật, các
enzyme thuộc nhóm enzyme thủy phân xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong
nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước.
R-R’ + H-OH = R-H + R’-OH
Hình 1: Enzyme amylase
1.Phân loại:
Có 6 loại được xếp vào 2 nhóm:
 endoamylase: gồm có α-amylase và nhóm enzyme khử nhánh.
Nhóm enzyme khử nhánh gồm:
• Khử trực tiếp: Pullulanase hay α-dextrin 6-glucosidase
• Khử gián tiếp: Transglucosylase hay olygo-1,6-glucosidase và maylo-
1,6-glucosidase.

 exoamylase: Gồm có beeta amylase và gama amylase. Đây là
những enzyme thủy phân tinh bột.
2.Đ ặc tính của enzyme amylase:
4
Hình 1 Enzyme amylase
Tính chất vật lý:
- Trọng lượng phân tử của α- amylase nấm mốc : 45.000-50.000D
- Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng.
- Protein của các α-amylase có tính acid yếu và có tính chất của
globuline.
- Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH=4,2-5,7.
Cấu tạo:
- Mỗi loại α-amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng.
α- amylase là một protein giàu trytosine, tryptophan, acid glutamic và
aspartic. Các glutamic acid và aspartic acid chiếm khoảng ¼ tổng lượng
amino acid cấu thành nên phân tử enzyme.
- α amylase có ít methionine và có khoảng 7-10 gốc cysteine.
- α amylase là một metaloenzyme. Mỗi phân tử α -amylase đều có chứa
từ 1 đến 30 nguyên tử gam Ca/ 1 mol, nhưng không ít hơn 1-6 nguyên tử
gam/ mol Ca tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của
enzyme, duy trì hoạt động của enzyme. Do đó Ca có vai trò duy trì sự tồn tại
của enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và các enzyme
phân giải protein. Nếu phân tử amylase bị loại bỏ hết Ca thì nó hoàn toàn
mất hết khả năng cơ chất.
- Do có hàm lượng Ca trong phân tử và nồng độ Mg
2+
cao nên α-
amylase bền với nhiệt độ hơn các enzyme khác.
- Tất cả các amylase đều bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng như: Cu
2+

,
Ag
+
, Hg
2+
. Một số kim loại như Li
+
, Na
+
, Cr
3+
, Mn
2+
, Zn
2+
, Co
2+
, Sn
2+
, không
có ảnh hưởng mấy đến enzyme α- amylase.
- Riêng α-amylase của Asp.Oryzae ( thuộc chủng nấm mốc Aspergillu
Oryzae) có chứa phần phi protein là polysaccharide nhưng nó không tham
gia vào thành phần của trung tâm hoạt động và nằm trong phân tử enzyme .
- α-amylase của nấm mốc hầu như chỉ tấn công vào những hạt tinh bột
bị tổn thương. Sản phẩm cuối cùng của thủy phân α-amylase nấm mốc là
glucose và maltose.
- α- amylase của nấm sợi không tấn công vào liên kết 1,6 glucoside của
amylopectin nên khi thủy phân thành các dextrin tới hạn phân nhánh. Đây là
một cấu trúc phân tử tinh bột do enzyme α-amylase phân cắt tạo thành các

dextrin tới hạn phân nhánh. Sản phâm thủy phân cuối cùng của thủy phân α-
amylase nấm sợi là maltose và maltotriose.
3.Cơ chế tác dụng của enzyme α-amylase
α- amylase (1,4 –glucan-glucanhydrolase )
α- amylase có khả năng phân cách các liên kết α-1,4 glusoside nằm ở
phía bên trong phân tử cơ chất (tinh bột hay glycogen) một cách ngẫu nhiên
5
không theo một trật tự nào cả. Quá trình thủy phân tinh bột bởi α- amylase là
một quá trình đa giai đoạn:
Ở giai đoạn đầu ( giai đoạn dextrin hóa) :chỉ một số phân tử cơ chất bị
thủy phân tạo ra một lượng lớn phân tử α-dextrin. Độ nhớt của hồ tinh bột
giảm nhanh chóng.
Sang giai đoạn thứ hai ( giai đoạn đường hóa ): các phân tử α dextrin
tiếp tục bị thủy phân tạo ra các tetra-trimaltose không màu với thuốc thử
iodine các chất này bị thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho đến khi tạo
thành các disaccharide và cuối cùng là monosaccharide.
Tóm lại dưới tác dụng của α- amylase tinh bột có thể chuyển thành
glucose, maltose, maltotetrose, dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên thông
thường α-amylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử
thấp, và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao là một đặc trưng cơ bản
của α- amylase do vậy người ta gọi α-amylase là amylase dextrin hóa hay
amylase dịch hóa.
β-amylase ( anpha-1,4glucan-mantohydrolase 3.2.1.2)
Amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết α-1,4glucan trong tinh bột
glucogen và các polisaccharit đồng loại phân cắt tuần tự gốc maltose một từ
đầu không khử của mạch. Maltose tạo thành có cấu hình β, vì thế amylase
này được gọi là β-amylase. Tác dụng của β- amylase lên tinh bột có thể biểu
diễn theo sơ đồ sau.
Tinh bột =>54-58%maltose +42-46% dextrin
(glycogen)

Nếu cho cả β- amylase và α- amylase cùng đồng thời tác dụng lên tinh
bột thì tinh bột bị phân hủy tới 95%.
Glucoamylase (α-1,4glucan-glucohydrolase3.2.1.3)
Glucoamylase thủy phân liên kết α-1,4 glucan trong polisaccharit tách
tuần tự gốc glucose một khỏi đầu không khử của mạch. Glucoamylase có
khả năng xúc tác liên kết α-1,4 lẫn α-1,6 glucan. Glucoamylase là
6
exoenzyme nó thủy phân polisaccharide từ đầu không khử để tạo glucose.
Khi thủy phân tinh bột cùng với glucose còn có thể tạo thành các
oligosaccharide. Ngoài các liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside glucoamylase
còn có khả năng thủy phân các liên kết α- 1,2 và α-1,3 glucoside .
Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột , glycogen,
amylopectin, dextrin, isomaltose, và maltose tới glucose. Các cơ chất cấu tạo
phân nhánh ( amylopectin, glycogen, β-dextrin) bị glucoamylase tấn công
với vận tốc khá lớn. So với tốc độ thủy phân các cơ chất khác nhau bằng
glucoamylase tinh thể cho thấy rằng các polisaccharit phân tử lớn hơn thì bị
thủy phân nhanh hơn là các phân tử thấp.
II. Một số ứng dụng của enzyme amylase trong công nghệ thực phẩm
Hiện nay việc chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triển mạnh
mẽ trên qui mô công nghiệp. Chế phẩm enzyme không chỉ được ứng dụng
trong y học, đời sống,… mà còn ứng dụng rộng rãi trên các lĩnh vực khác ,
trong nông nghiệp, trong hóa học, trong công nghiệp thực phẩm…
Theo thời gian, enzyme càng ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ
biến mà phải kể đến là protease, cellulose, ligase, amylase,… Và enzyme
đươc ứng dụng phổ biến đó là amylase, có rất nhiều ứng dụng của enzyme
amylase trong nhiều lĩnh vực khác nhau mà đáng kể nhất là trong công
nghiệp thực phẩm:
- Trong y học và dược phẩm: thuốc, hóa chất chứa hoạt tính enzyme amylase
và amylase được sử dụng để chuẩn đoán viêm tụy cấp.
- trong công nghiệp: amylase được ứng dụng trong sản xuất chất tẩy rửa và

còn được ứng dụng trong công nghiệp dệt.
- Trong công nghiệp thực phẩm: amylase được ứng dụng trong sản xuất nhiều
sản phẩm khá quen thuộc như mì chính, bia, cồn, siro, bánh mi, bánh kẹo…
1. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất mì chính
7
Hình 2 Mì Chính
- Amylase được sử dụng trong giai đoạn thủy phân tinh bột.
- Mục đích: tạo điều kiện để thực hiện các phản ứng thủy phân tinh bột thành
đường lên men được chủ yếu là đường glucose
- Enzyme thường dung: enzyme α- amylase, – amylase
2. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất bia
Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống, các nước phương Tây chủ
Chủ yếu sử dụng enzyme zmylase của malt để thủy phân tinh bột trong malt,
sau đó đến giai đoạn rượu hóa bởi nấm men Saccharomyces sp. Cơ sở khoa
học của việc sử dụng malt là khi đại mạch chuyển từ trạng thái nảy mầm
(malt), enzyme amylase sẽ được tổng hợp và enzyme này sẽ thủy phân tinh
bột có trong hạt tạo ra năng lượng và vật chất cho sự nảy mầm. Như vậy
việc đường hóa tinh bột nhờ enzyme của chính nó. Như thế rất cần nhiều
mầm đại mạch để sản xuất bia ở quy mô lớn.
2.1 Nguồn enzyme thường sử dụng:
- Trong công nghệ sản xuất bia, người ta thường dùng amylase có trong mầm
đại mạch. Ngoài ra, còn sử dụng enzyme khác có trong mầm đại mạch để
8
Hình 3 Enzyme amylase để sản xuất bia
thủy phân và chuyển hóa chất không tan khác sang trạng thái tan như
protein, cellulose … sang amino acid và glucose. Người ta sử dụng chế
phẩm enzyme cellulose có tác dụng phá vỡ thành tế bào, tạo điều kiện để các
thành phần có trong tế bào hạt thoát ra ngoài nhờ đó chất lượng bia được
nâng cao hơn. Một loại enzyme khác cũng được sử dụng đó là glucose
amylase được sử dụng để loại trừ O

2
có trong bia, giúp quá trình bảo quản
bia kéo dài hơn rất nhiều.
- So với enzyme amylase từ các nguồn khác thì enzyme từ thóc đại mạch đã
được nảy mầm được sử dụng với số lượng nhiều nhất hiện nay.
- Quá trình hạt nảy mầm là quá trình sinh enzyme amylase và nhiều enzyme
hóa.
II.2 Sự tham gia của enzyme amylase trong công nghệ sản xuất bia:
- Enzyme amylase tác động vào giai đoạn đường hóa : biến đổi tinh bột thành
các dextrin và maltose.
- Quá trình nảy mầm xảy ra trong giai đoạn nấu bia. Trong quá trình này, malt
sau khi được nghiền sẽ hòa tan chung với nước theo một tỷ lệ thích hợp dưới
tác dụng của các enzyme ở nhiệt độ nhất định sẽ được đường hóa trong nồi
nấu malt.
- Trong giai đoạn lên men tiếp theo, các chất đường, dextrin có phân tử thấp
sẽ được chuyển hóa thành rượu etylic,CO
2
và một số sản phẩm phụ khác tạo
thành bia theo yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm.
3. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất cồn
3.1
Nguyên liệu:
9
Hình 4 : Cồn
- Nguyên liệu sản xuất cồn là nguồn tinh bột. Tuy nhiên, ở mỗi nước sử dụng
nguồn nguyên liệu khác nhau : ở Mỹ người ta sử dụng từ bột ngô để sản xuất
cồn, ở Brazil sử dụng khoai mì, các nước khác sử dụng gạo hoặc tấm từ gạo.
Nguyên liệu chủ yếu mà nhà máy rượu nước ta thường sử dụng đó là sắn,
sau đó là ngô và một phần gạo hoặc tấm.
3.1 Sự tham gia của enzyme amylase trong sản xuất cồn:

- Enzyme sử dụng: α –amylase và β- amylase.
- Trước đây người ta dùng enzyme amyase của malt, nhưng ngày nay đã thay
thế bằng Enzyme amylase của nấm sợi.
- Trong sản xuất cồn từ nguyên liệu chứa tinh bột, Enzyme amylase được sử
dụng ở các giai đoạn đường hóa:
- Chuyển hóa tinh bột bằng α- amylase để tạo thành dextrin.
- Chuyển hóa dextrin bằng β – amylase hay amyloglucosidase để tạo ra đường
có khả năng lên men.
- Quá trình đường hóa đóng vai trò quyết định đến khả năng lên men và hiệu
suất cồn thu được. Các chế phẩm enzyme được sử dụng trong sản xuất cồn
là những chế phẩm thô, các chế phẩm đậm đặc và tinh khiết. Chủ yếu là sử
dụng chế phẩm dạng thô vì tính chất kinh tế.
- Vì sử dụng chế phẩm dạng thô nên trước khi đường hóa phải xác định hoạt
tính Enzyme của từng loại Enzyme từ đó điều chỉnh hoạt động của chúng.
- Trong giai đoạn đường hóa dịch đường hóa nấm men, enzyme amylase tham
gia thực hiện các phản ứng sinh hóa cần thiết và quyết định đến hiệu suất sản
xuất cồn. Còn enzyme β – amylase tham gia những biền đổi cơ bản cơ chất
để tăng cường quá trình chuyển hóa cơ bản.
- Khi thủy phân tinh bột enzyme α- amylase tác động vào liên kết α-1,4
glucoside và sản phẩm tạo ra là maltose và dextrin mà mạch của chúng gần
bằng C
6
.
- Enzyme α- amylase của vi khuẩn thủy phân tinh bột tạo ra lượng glucose và
maltose theo 1:3,79. Enzyme α- amylase của vi khuẩn và nấm sợi đều không
có khả năng phân giải α- 1,6 glucoside của cơ chất.
 Như vậy, vai trò cơ bản của α-amylase trong sản xuất rượu, cồn là làm dịch
hóa nhanh ở giai đoạn nấu và cả ở giai đoạn đầu của sự đường hóa, dextrin
hóa và tích tụ đường.
4. Ứng dụng trong sản xuất siro

10
Hình 5: Siro
4.1 Nguyên liệu:
Ngoài tinh bột bắp người ta còn sử dụng tinh bột khoai tây, tinh bột mì, tinh
bột sắn. Tùy theo nguồn nguyên liệu mà người ta áp dụng kĩ thuật khác nhau
cho phù hợp.
4.2 Sự tham gia của enzyme amylase:
Enzyme amylase chỉ được sử dụng sau khi tinh bột hòa vào nước.
Theo công nghệ trên, dung dịch bắp được điều chỉnh pH=6 và được hồ hóa ở
nhiệt độ cao và được thực hiện theo phương pháp liên tục.Ở giai đoạn này
người ta cho một lượng nhỏ α- amylase để dịch tinh bột có độ nhớt thấp,
tránh hiện tượng cháy khét.
Tiếp theo người ta cho lượng enzyme còn lại vào.
Enzyme được sử dụng trong công nghệ sản xuất siro fructose phải là những
enzyme chịu nhiệt.
Đặc điểm quan trọng nhất của enzyme amylase là chúng hoạt động ở pH gần
trung tính (pH=6).Đặc điểm này giúp ta thực hiện quá trình đường hóa dễ
dàng.
5. Ứng dụng enzyme amylase trong sản xuất bánh mì
11
Hình 6: Bánh mì
5.1 Nguyên liệu:
Các loại hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa nước, bắp, khoai mì là nguồn nguyên
liệu chính để làm bánh mì. Trong đó chỉ có bột từ lúa mì mới là nguyên liệu
để sản xuất bánh mì.
5.2 .Quá trình tham gia của enzyme amylase:
Người ta sử dụng enzyme nhằm làm tăng nhanh thể tích bánh mì, làm màu
sắc của bánh đẹp hơn, làm tăng mùi thơm cho bánh.
Người ta sử dụng cả hai loại Enzyme α- amylase và β- amylase, các loại
enzyme này tham gia thủy phân tinh bột để tạo thành đường.

Nguồn amylase thường được sử dụng từ malt, tuy nhiên những năm gần đây
dần dần được thay thế từ nấm sợi.
Trong quá trình sử dụng enzyme amylase người ta cho sulfat amon vào bột
như một chất đệm cho amylase hoạt động.
Mặt khác chất lượng của bánh mì không chỉ phụ thuộc vào lượng CO
2
tạo ra
nhiều hay ít, mà phụ thuộc vào động thái của quá trình tạo ra nó.
Khi trong bột có β- amylase hoạt động thì tạo thành CO
2
trong quá trình
nhào bột xảy ra theo chiều hướng tăng và đạt cực đại ở giờ thứ tư của quá
trình lên men.Như vậy sự tạo thành lượng khí liên tục là nhờ hoạt động của
amyase đưa vào trong quá trình nhào bột.
Ngoài những ứng dụng trên Enzyme amelase còn được ứng dụng trong sản
xuất bánh kẹo, trong sản xuất glucose và mật ong….
PHẦN 2: ENZYME PROTEASE VÀ ỨNG DỤNG CỦA
ENZYME PROTEASE TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Trong những năm gần đây, giá trị thương mại của các enzyme công nghiệp
trên toàn thế giới đạt khoảng 1 tỷ USD, trong đó chủ yếu là các enzyme thủy
phân ( 75%), và protease là một trong ba nhóm enzyme lớn nhất sử dụng
trong công nghiệp (60%).
12
1 Khái niệm
Protease(peptit-hidrolase) là tên gọi chung của nhóm enzyme xúc tác
quá trình thủy phân liên kết peptit (CO-NH)
n
trong phân tử protein,
polypeptit đến các sản phẩm cuối cùng của các axit amin, pepton hoặc di-
tripepton. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết ester

và vận chuyển axit amin. Protease ( peptidase) thuộc phân lớp 4 của lớp thứ
3 (E.C.3.4).
Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ
tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rộng rãi trên nhiều đối tượng từ
vi sinh vật ( vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật ( đu đủ, dứa) và động vật
(gan, dạ dày bê, )
13
Hình 7: Enzyme protease
Phân loại
Protease được chia thành hai loại: endopeptidase và exopeptidase.
• Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide exopeptidase được phân chia
thành hai loại:
+ Aminopeptidase xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của
chuỗi polypeptide để giải phóng ra một acid amin, một dipeptide hoặc
tripeptide.
+ Cacboxypeptide: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi
polypeptide và giải phóng một acid amin hoặc dipeptide.
• Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành 4
nhóm:
+ Serine proteinase: là những protein chứa nhóm –OH của gốc serine trong
trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc
tác của enzyme. Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrypsin và
subtilisin. Nhóm chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như
14
chymotrypsin, trypsin, elastase. Nhóm subtilisin bao gồm hai bao gồm hai
loại enzyme vi khuẩn như subtilisin carsberg subtilisin BPN. Các serine
proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính và thể hiện tính đặc
hiệu cơ chất tương đối rộng.
+ Cyctein proteinase: các nhóm proteasechwas nhóm –OH trong trung tâm
hoạt động. cyctein proteinase bao gồm các proteinase thực vât như: papayin,

bromelin, một và protein động vật và protein kí sinh trùng. Các cyctein
proteinase thường hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất
rộng.
+ Aspartic protease: hầu hết thuộc nhóm pesin. Nhóm pesin bao gồm các
enzyme tiêu hóa như:pesin, chymosin, cathepsin, renin. Các aspartic
protease chứa nhóm cacboxyl ở trung tâm hoạt động và thường hoạt động
mạnh ở pH trung tính.
+ Metallo proteinase: là nhóm proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm
mốc cũng như các sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase thường hoạt
động ở pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA.
Protease được phân loại dựa trên các đặc điểm riêng của chúng cũng như
cấu tạo trung tâm hoạt động enzyme, hiện tại được chia làm 6 nhóm chính:
- Serine proteases
- Threonine proteases
- Cysteine proteases
- Aspartic acid proteases
- Metalloproteases
- Glutamic acid proteases
Ngoài ra, protease được phân loại môt cách đơn giản hơn thành 3 nhóm:
+ protease acid: pH 2-4
+ protease trung tính: pH 7-8
+ protease kiềm: pH 9-1
2 Nguồn cung cấp
15
Hiện sử dụng 3 nguồn nguyên liệu sinh học cơ bản để thu nhận
protease: các mô và cơ động vật, mô và cơ quan thực vật, tế bào vi sinh vật.
2.1 Nguồn động vật
Tụy tạng: Đây là nguồn enzyme sớm nhất , lâu dài nhất và có chứa
nhiều enzyme nhất. Trypsin là men phân giải các protein hỗn hợp, men này
do tuyến tụy tiết ra, tiền thân của nó là trypsinogen, được hoạt hóa bởi

Enterokinaza của ruột. Trypsin là một enzyme có chức năng phân cắt các
protein ta ăn vào thành mãnh nhỏ đồng thời tự phân cắt nó ra thành mãnh
nhỏ.
Ngoài ra, tuyến tụy còn tiết raenzyme Chymotrypsin, enzyme này góp
phần phân giải protein trong ruột non và được chiết xuất từ tụy bò.
protease tên là renin. Enzyme này đã từ lâu được sử dụng phổ biến trong
công nghệ pho mát. Renin làm biếnsưa đổi cazein thành paracazein có khả
năng kết tủa trong môi trường sữa có nồng độ Ca
2+
. Đây lafquas trình đông
tụ sữa rất điển hình, được ứng dụng và nghiên cứu đầy đủ nhất.
Vd: pepsin từ niêm mạc dạ dày và dịch vị của động vật bậc cao.
Chymosin “rennin” có trong ngăn thứ tư dạ dày của bê non dưới 5 tháng
tuổi.Tuy nhiên, để sử dụng rộng rải trong công nghiệp, protease động vật ít
thuận lợi do sản xuất chúng bị hạn chế và nguồn thu nhận không lớn lắm.
2.2 Nguồn thực vật
16
hình 8 Tuyến tụy của bò
Hình 9 : Papain trong đu đủ
Có 3 loại prorease thực vật như bromelain, papain và ficin. Papain thu được
từ nhựa của lá, thân, quả đu đủ còn bromelain thu từ quả chồi dứa, quả dứa. Các
enzyme này được sử dụng để chống lại hiện tượng tủa trắng của bia khi làm lạnh
do kết tủa protein. Những ứng dụng khác của protease thực vật này là trong công
nghệ làm mềm thịt và trong mục tiêu hóa. Ficin thu được từ nhựa cậy cọ. Enzyme
được sử dụng thủy phân protein tự nhiên.
Ví dụ:+ Papain thu từ mủ đu đủ xanh.
+ Baromalin thu từ thân cây dứa.
+ Ficin thu từ dịch ép thân cây sung.
Lượng enzyme thu được từ các nguyên liệu thực vật không lớn lắm
so với lượng nguyên liệu tiêu hao.

2.3 Nguồn vi sinh vật
17
Enzyme protease phân bó chủ yếu vi khuẩn, nám mốc và xạ khuẩn gồm
nhiều loài thuộc Aspergillus, Bacillus, Penicillium, Streptomyces và một số
loại nấm men.
Vi khuẩn:
Lượng protease sản xuất từ vi khuẩn được ước tính vào khoảng 500
tấn, chiếm 59% lượng enzyme được sử dụng.
Protease của động vật hay thực vật chỉ chứ một trong hai loại
endopeptidase hoặc exopeptidase, riêng vi khuẩn có khả năng sinh ra cả hai
loại trên, do đó protease của vi khuẩn có tính đặc hiệu cơ chất cao. Chúng có
khả năng phân hủy tới 80% các liên kết peptide trong phân tử protein.
Trong các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp protease là Bacillus
subtilis, B. Mesenterivus, B. Thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chi
Clostridium. Trong đó, B. Subtilis có khả năng tổng hợp protease mạnh nhất
( Nguyễn Trọng Cẩn 1998). Các vi khuẩn thường tổng hợp các protease hoạt
động thích hợp ở cùng Ph trung tính và kiềm yếu.
Các protease trung tính của vi khuẩn hoạt động ở khoảng pH hẹp (Ph
5-8) và có khả năng chịu nhiệt thấp. Các protease trung tính tạo ra dịch thủy
phân protein thực phẩm ít đắng hơn so với protease động vật và tăng giá trị
dinh dưỡng.
Xạ khuẩn
Về phương diện tổng hợp protease, xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn
vi khuẩn và nấm mốc. Tuy nhiên người ta cũng đã tìm được một số chủng có
18
Hình 10 : Vi khuẩn Bacillius có chứa
enzyme protease
khả năng tổng hợp protease cao như: Streptomyces grieus, S. Fracdiae,
S.trerimosus,
Từ S. Fradiae cũng có thể tách chiết được keratinase thủy phân

karetin. Protease từ S. Fradiae cũng có hoạt tính elastase cao, do đó chúng
được dùng trong công nghiệp chế biến thịt.
Có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất để sản xuất
enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghệ và đời sống. Dùng nguồn vi
sinh vật có những lợi ích chính như sau:
Chủ động về nguyên liệu nuôi cấy vi sinh vật và giống vi sinh vật.
Chu kỳ sinh trưởng của vi sinh vật ngắn 16-100 giờ nên có thể thu
hoạch được nhiều lần trong năm.
Có thể điều khiển sinh tổng hợp enzyme dễ dàng theo hướng có lợi.
Giá thành tương đối thấp vì mội trường tương đối rẻ, đơn giản, dễ tổ
chức sản xuất.
Hai nguồn nguyên liệu trên không thể dùng làm 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 từ những hạn chế trên.
+ Nguồn nguyên liệu vô hạn.
+ Hệ enzyme phong phú.
+ Hoạt tính mạnh.
+ Có khả năng tăng cường sinh tổng hợp enzyme nhờ chọn giống.
+ Vi sinh vật sinh sản vớ tốc độ thật nhanh.
+ Thức ăn nuôi dễ kiếm, rẻ tiền.
Các protease từ vi sinh vật được ứng dụng nhiều:
Thường sử dụng protease của vi khuẩn và nấm sợi.
- Protease kiềm (EC.3.4.21.14) còn có tên thương mại là SUBTILISIN. Có
khoảng pH hoạt động từ 7-11. Trong trung tâm hoạt động có serine. Chế
phẩm dạng bột và dạng hạt có hoạt tính là 1-6 đơn vị Ason/gram. Dạng kết
tinh có hoạt tính khoảng 25-30 đơn vị Anson/gram. Ứng dụng nhiều trong
sản xuất tẩy rửa.
- Protease trung tính (EC.3.4.24.4): Là metalloenzym có pH hoạt động từ 6-9
được sản xuất từ Bacilus subtilic, thermoproteolycus và streptomycesgriceus
chế phẩm thương mại là dạng bột có khoảng hoạt tính từ 0.5-2 đơn vị

Ason/l.gram. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bia và protein thủy phân.
19
- Protease từ nấm sợi: Thuộc protease acid, kiềm và cả trung tính. Ứng dụng
trong công nghiệp bánh kẹo, sản xuất bia và thuộc da.
- Protease phân bố ở thực vật, động vật, vi sinh vật. Tuy nhiên, nguồn enzyme
ở vi sinh vật phong phú nhất, có ở hầu hết các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm
mốc và xạ khuẩn Có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp
nhất để sản xuất enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghệ và đời sống.
3 Ứng dụng enzyme protease trong công nghệ thực phẩm
Trong công nghiệp sữa
Pho mát là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa,
hiện nay trên thế giới có hàng trăm loại phomat. Các loại phomat khác nhau
về cấu trúc mùi vị, màu sắc và các chỉ tiêu hóa sinh. Quy trình công nghệ
cũng rất khác nhau nhưng vẫn dựa trên nguyên tắc chính đó là đông tụ
casein trong sữa tươi.
Trong công nghiệp sữa, protease được dùng trong sản xuất phomat
nhờ hoạt tính làm đông tụ sữa của chúng. Người ta chỉ sử dụng các protease
của vi sinh vật có tính chất tương tự renin hoặc thay thế 25-50% renin.
Protease từ một số vi sinh vật như A. Candidus, P. Roquerti, B.
Mesentericus, được dùng trong sản xuất phomat. Trong công ngiệp sản
xuất bánh mì, bánh quy protease làm giảm thời gian trộn, tăng độ dẻo và
làm nhuyễn bột, tạo độ xốp và nở tốt hơn.
Ngoài ra có thể sử dụng protease để thu casin kỷ thuật ( từ sữa) để sản
xuất chất màu, keo dán, hương liệu.
20
Hình 11 : Pho mát
Trong chế biến thủy sản
Nước mắm là sản phẩm được lên men từ các loại cá là sản phẩm
truyền thống của dân tộc Việt nam. Nước mắm là hỗn hợp các acid amin.
Các acid amin nay được tạo thành do sự thủy phân của protease, các

protease này do các vi sinh vật tổng hợp nên.
Khi sản xuất nước mắm thời gian chế biến thường là dài nhất, hiệu
suất thủy phân ( độ đạm) lại phụ thuộc rất nhiều vào địa phương, phương
pháp gài nén, nguyên liệu cá. Nên hiện nay quy trình sản xuất nước mắm
ngắn ngày này đã được hoàn thiện trong đó sử dụng chế phẩm enzyme thực
vật ( bromelaine và papain) và vi sinh vật để rút ngắn thời gian làm và cải
thiện hương vị của nước mắm. Tuy nhiên vẫn còn một số tồn tại cần phải
hoàn thiện thêm về công nghệ.
21
Hình 12 : Nước mắm
Trong công nghiệp chế biến thịt
Enzyme protease được dùng làm mềm thịt nhờ sự thủy phân tinh bột
một phần protein trong thịt, kết quả làm cho thịt có một độ mềm thích hợp
và có vị tốt hơn. Pprotease được sử dụng để làm mềm thịt và tăng hương vị
thịt.
Để làm mềm thịt, người ta hay sử dụng papain, bromelin, fixcin có
điều các enzyme này chỉ phân giải được các liên kết peptit ở vùng không
xoắn của collagen do đó hoặc có thể không mấy hiệu quả đối với thịt chứa
nhiều collagen hoặc thủy phân thịt quá mức làm cho thịt có chất lượng cảm
quan xấu.
Trong sản xuất bia
Trong sản xuất bia, chế phẩm protease có ý nghĩa quan trọng trong
việc làm tăng độ bền của bia và rút ngắn thời gian lọc. Protease cả A. Oryzae
được dùng để thủy phân protein trong hạt ngũ cốc, tạo điều kiện xử lý bia tốt
hơn.
Vai trò của protease
Giai đoạn đạm hóa: hệ enzyme protease được cho vào sau khi cho
malt vào thùng đạm hóa nhiệt độ nâng từ 30
0
C lên khoảng 52

0
C, luc này hệ
enzyme protease bắt đầu hoạt động, giữa nhiệt độ trong khoảng 1 giờ. Đây là
nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của protease để tạo ra sản phẩm polypeptide
và acid amin.
22
Hình 13 : Enzyme protease làm mềm thịt
Làm trong bia và ổn định chất lượng sản phẩm: Nhiều nghiên cứu cho thấy
pepsin, ficin, chế phẩm protease nấm sợi và papain đều có tác dụng rất tốt
trong quá trình ổn định chất lượng bia. Trong đó papain được ứng dụng
nhiều hơn cả.
23