Thu nhận và khảo sát đặc tính của một số enzyme hydrolase ứng dụng trong dược phẩm

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ tận tình, chu đáo
với tinh thần trách nhiệm của các Thầy Cô, Cha Mẹ, bạn bè cũng như các đồng
nghiệp. Tác giả xin phép được bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình tới:
PGS.TS Đồng Thị Thanh Thu – Cô đã hướng dẫn tôi lựa chọn đề tài, động
viên và truyền đạt những ý kiến, những kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa
học.
TS. Lê Phi Nga – Trưởng bộ môn Sinh hóa – Khoa Sinh học, Cô đã luôn hỗ
trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tại
bộ môn và phòng thí nghiệm tại cơ sở Linh Trung, Thủ Đức.
Quý Thầy, Cô trong Bộ môn Sinh hóa - Khoa Sinh học – Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên Tp.HCM đã truyền đạt cho tôi các kiến thức chuyên ngành, giúp
tôi thêm hiểu biết, yêu quý và trân trọng ngành học mà mình đã lựa chọn.
Th.S Trần Quốc Tuấn, Th.S Vòng Bính Long, các bạn học viên cao học K17
và các em sinh viên đã hỗ trợ nhiệt tình trong quá trình làm thí nghiệm ở bộ môn.
Cha mẹ, các anh chị em, bạn bè và các đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ, động
viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Kính gởi đến Quý Thầy Cô, các đồng nghiệp, bạn bè lời chúc sức khỏe và
thành công trong lĩnh vực công tác của mình.
Trân trọng!
Tác giả
Nguyễn Ngọc Sương Mai
MỞ ĐẦU

Enzyme đã được ứng dụng từ rất lâu trong nhiều ngành nghề truyền thống
như: làm bánh mì, bánh kẹo, chế biến thức uống như rượu, bia, nước ép trái cây,
dầu ăn, phômai, mỹ phẩm, các ứng dụng khác trong ngành công nghiệp giấy, dệt
may Trong những thập niên gần đây, enzyme còn được sử dụng hiệu quả trong
lĩnh vực y dược để điều trị bệnh và điều chế dược phẩm.
Ở Việt Nam, trong lĩnh vực y dược, việc nghiên cứu sâu về cơ chế tác dụng
của một số enzyme nhằm mục đích chế tạo thuốc điều trị bệnh cũng đã được tiến

hành. Tuy nhiên, việc thu nhận và sử dụng enzyme làm nguồn nguyên liệu trong
sản xuất một số dược phẩm vẫn còn khá hạn chế; mặc dù sự phát triển mạnh mẽ của
nhiều ngành công nghiệp đã và đang tạo nên một lượng lớn các phế phụ liệu, đây
chính là nguồn nguyên liệu dồi dào cho việc sản xuất các enzyme có giá trị.
Theo thông tin từ Hội nghị trực tuyến ngành Dược toàn quốc ngày
23/6/2009, 90% nguyên liệu sản xuất thuốc trong nước phải nhập khẩu từ nước
ngoài trong khi thuốc sản xuất trong nước chủ yếu là các thuốc điều trị thông
thường, bào chế ở dạng đơn giản và hiệu quả kinh tế chưa cao. Như vậy, việc nhanh
chóng tìm được nguồn nguyên liệu ổn định với giá cả hợp lý đang trở thành vấn đề
thách thức đối với ngành Dược phẩm Việt Nam nói chung.
Hơn thế nữa, việc tận dụng được các phế phụ phẩm của một số ngành công
nghiệp chế biến để sản xuất enzyme ứng dụng trong dược phẩm sẽ mang lại nhiều
hiệu quả kinh tế và xã hội cho nước ta trong giai đoạn hiện nay.
Xuất phát từ một số thực tiễn nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài “Thu nhận
và khảo sát đặc tích của một số enzyme hydrolase ứng dụng trong dược phẩm”
với mục tiêu: - Thu nhận một số enzyme hydrolase có ứng dụng trong Dược phẩm, -
Khảo sát đặc tính enzyme của các chế phẩm thu nhận và so sánh với các enzyme có
trong thành phần của một số Dược phẩm đang lưu hành trên thị trường.
Trên cơ sở các kết quả đạt được và so sánh với tiêu chuẩn quy định của
Dược điển Việt Nam, đề tài có thể làm tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn về một
số nguyên liệu (enzyme) phục vụ cho lĩnh vực dược phẩm tại Việt Nam.
Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi chỉ đi sâu hướng thu nhận và khảo sát đặc
tính của các enzyme sau: pancreatin, pepsin và papain.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng Trang
Bảng 1.1: Tỷ lệ hấp thu một số enzyme trong cơ thể 9
Bảng 1.2: Sản lượng đu đủ theo vùng địa lý 11
Bảng 1.3: Thành phần dinh dưỡng của trái đu đủ chín 13

Bảng 1.4: Thành phần amino acid của papain 16
Bảng 1.5: Thành phần amino acid của pepsin 22
Bảng 1.6: Lượng enzyme của tuyến tụy 29
Bảng 3.1: Mối tương quan giữa nồng độ albumin và giá trị ∆OD 750nm 62
Bảng 3.2: Hàm lượng protein trong chế phẩm papain thu nhận và Dược phẩm 63
Bảng 3.3: Mối tương quan giữa nồng độ tyrosin và giá trị ∆OD 660nm . 63
Bảng 3.4: Hoạt độ enzyme papain của chế phẩm thu nhận và Dược phẩm 64
Bảng 3.5: Hoạt độ riêng của enzyme papain từ chế phẩm và Dược phẩm 66
Bảng 3.6: Hoạt độ của chế phẩm papain ở nhiệt độ 30 – 40
o
C 67
Bảng 3.7: Hoạt độ của chế phẩm papain ở các giá trị pH khảo sát 68
Bảng 3.8: Hiệu suất thu nhận chế phẩm pepsin từ dạ dày heo 69
Bảng 3.9: Hàm lượng protein hòa tan trong CP enzyme thu nhận và trong Dược phẩm
70
Bảng 3.10 : Hoạt độ của chế phẩm pepsin thu nhận và pepsin Dược phẩm 71
Bảng 3.11 : Hoạt độ riêng của chế phẩm pepsin thu nhận và Dược phẩm 72
Bảng 3.12: Hoạt độ của chế phẩm pepsin ở nhiệt độ 30 – 40
o
C 73

Bảng 3.13: Hoạt độ của chế phẩm pepsin ở pH 1,5 – 4,0 74
Bảng 3.14: Hiệu suất thu nhận chế phẩm pancreatin từ tụy heo 75
Bảng 3.15: Mối tương quan giữa nồng độ tinh bột và giá trị ∆OD 560nm 77
Bảng 3.16: Hàm lượng protein hòa tan của CP pancreatin thu nhận và các Dược phẩm
78
Bảng 3.17: Hoạt độ trung bình các enzyme của chế phẩm pancreatin thu nhận và Dược
phẩm 79
Bảng 3.18: Hoạt độ riêng của chế phẩm pancreatin thu nhận và Dược phẩm 80
Bảng 3.19: Hoạt độ của các enzyme các enzyme của CP pancreatin ở pH 7,0 – 8,5…81

Bảng 3.20: Hoạt độ các enzyme của CP pancreatin ở nhiệt độ 30 – 40
o
C 81
Bảng 3.21: Khả năng tiêu đạm của các chế phẩm protease 83
Bảng 3.22: Hàm lượng Nitơ tổng số (g/100g) của các nguyên liệu dùng thủy phân 84
Bảng 3.23 : Lượng N
F
(g/100g) tạo thành và hiệu suất quá trình thủy phân bởi papain
85
Bảng 3.24: Lượng N
F
(g/100g) tạo thành và hiệu suất quá trình thủy phân bởi pepsin
87
Bảng 3.25: Lượng N
F
(g/100g) tạo thành và hiệu suất quá trình thủy phân bởi
pancreatin 88
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Vườn đu đủ sai trái ở Bắc Giang 12
Hình 1.2: Giải phẫu tuyến tụy 28
Hình 1.3: Cấu trúc của chuỗi glucose liên kết α-1,4 và 1,6 35

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1: Đường chuẩn albumin 62
Đồ thị 3.2: Đường chuẩn tyrosin 64
Đồ thị 3.3: Hoạt độ của CP papain tại nhiệt độ và pH khảo sát 68
Đồ thị 3.4: Hoạt độ của chế phẩm pepsin ở pH và nhiệt độ khảo sát 74
Đồ thị 3.5: Đường chuẩn tinh bột 77
Đồ thị 3.6: Hoạt độ các enzyme của chế phẩm pancreatin tại pH và nhiệt độ khảo sát
82

Đồ thị 3.7: Hiệu suất quá trình thủy phân các protein khác nhau bởi CP papain 86
Đồ thị 3.8: Hiệu suất quá trình thủy phân các protein khác nhau bởi CP pepsin 87
Đồ thị 3.9: Hiệu suất quá trình thủy phân các protein khác nhau bởi CP pancreatin 89
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1: Tóm tắt quy trình tách chiết và khảo sát đặc tính các enzyme 40
Sơ đồ 2.2: Quy trình trích ly enzyme từ Dược phẩm 41
Sơ đồ 2.3: Quy trình thu chế phẩm papain 43
Sơ đồ 2.4: Quy trình thu chế phẩm pepsin 45
Sơ đồ 2.5: Quy trình thu chế phẩm pancreatin 46
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1: Hoạt độ của enzyme papain từ mủ đu đủ và Dược phẩm 65
Biểu đồ 3.2: Hoạt độ của chế phẩm pepsin thu nhận và Dược phẩm 71
Biểu đồ 3.3: Hoạt độ của các enzyme trong chế phẩm pancreatin thu nhận và Dược
phẩm 79
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

CP Chế phẩm
E Enzyme
CPE Chế phẩm enzyme
Hđ Hoạt độ
HđR Hoạt độ riêng
N
F
Nitơ formol
N
T
Nitơ tổng số
Pr Protein
SD Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)
TB Trung bình

∆OD Hiệu số giữa mật độ quang của mẫu thí nghiệm và mẫu đối chứng
UI Đơn vị hoạt độ enzyme

-1-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Giới thiệu chung về ứng dụng của enzyme:
Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triển
mạnh mẽ trên quy mô công nghiệp. Thực tế đã có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán
trên thị trường thế giới, các chế phẩm này đã được khai thác và tinh chế có mức độ
tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp và ứng dụng. Các chế phẩm enzyme phổ
biến như amylase, protease, catalase, cellulase, lipase, gluco-oxydase… được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau, trong nông nghiệp, trong hóa
học… "ý nghĩa của việc sử dụng enzyme trong các lĩnh vực thực tế không kém so
với ý nghĩa của việc sử dụng năng lượng nguyên tử". [5]
1.1.1. Ứng dụng trong y dược:
Enzyme có một vị trí quan trọng trong y học. Đặc biệt là các phương pháp
định lượng và định tính enzyme trong hóa học lâm sàng và phòng thí nghiệm chẩn
đoán. Do đó, hiện nay trong y học đã xuất hiện lĩnh vực mới gọi là chẩn đoán
enzyme, có nhiệm vụ: [5]
• Phân tích xác định nồng độ cơ chất như glucose, ure, cholesterol… với sự
hỗ trợ của enzyme.
• Xác định hoạt tính xúc tác của enzyme trong mẫu sinh vật.
• Xác định nồng độ cơ chất với sự hỗ trợ của thuốc thử enzyme đánh dấu.
Dùng enzyme làm thuốc, ví dụ protease làm thuốc chống tắc nghẽn tim
mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, làm thuốc hỗ trợ
tiêu hóa protein và một số loại thuốc dùng trong da liễu và mỹ phẩm…

-2-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
1.1.2. Ứng dụng trong hóa học:
Một trong những ứng dụng chế phẩm enzyme đáng được chú ý nhất trong
thời gian gần đây là dùng chất mang để gắn cố định enzyme nhằm xúc tác cho phản
ứng nhiều giai đoạn và tái sử dụng, ví dụ tổng hợp glutathion, acid béo, alcaloid,
sản xuất hormone…Cũng bằng cách tạo phức, người ta gắn cố định vi sinh vật lên
chất mang để sử dụng trong công nghệ xử lý nước thải, sản xuất alcohol, amino
acid…Trong nghiên cứu cấu trúc hóa học, người ta cũng sử dụng enzyme, ví dụ
dùng protease để nghiên cứu cấu trúc protein, dùng endonuclease để nghiên cứu cấu
trúc nucleic acid … Dùng làm thuốc thử trong hóa phân tích. [5]
1.1.3. Ứng dụng trong công nghiệp:
Việc sử dụng enzyme trong công nghiệp rất đa dạng, phong phú và đã đạt
được nhiều kết quả to lớn. Các lĩnh vực sử dụng enzyme protease có thể kể đến:
công nghiệp thịt, công nghiệp chế biến cá, công nghiệp chế biến sữa, công nghiệp
bánh mì, bánh kẹo, công nghiệp bia, công nghiệp sản xuất sữa khô và bột trứng,
công nghiệp hương phẩm và mỹ phẩm, công nghiệp dệt, công nghiệp da, công
nghiệp phim ảnh, công nghiệp y học…Enzyme amylase đã được dùng trong sản
xuất bánh mì, công nghiệp bánh kẹo, công nghiệp rượu, sản xuất bia, sản xuất mật,
glucose, sản xuất các sản phẩm rau, chế biến thức ăn cho trẻ em, sản xuất các mặt
hàng từ quả, sản xuất nước ngọt, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy… [5]
1.1.3.1. Công nghiệp thực phẩm:
Protease với công nghiệp thực phẩm: Việc sử dụng protease trong chế biến
làm mềm thịt là ứng dụng có tính truyền thống. Nhân dân ta từ rất lâu đã dùng thơm
để chế biến thịt bò, nấu chân giò với đu đủ xanh, kết hợp thức ăn nhiều thịt với đu
đủ để trị chứng khó tiêu hóa và táo bón…mà thực chất là sử dụng các enzyme
papain, bromelain, ficin. Người Nga còn dùng protease từ hạt đậu tương nẩy mầm
để làm mềm thịt. [5]

-3-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
Ngoài khả năng phân giải để làm mềm thịt, tạo thức ăn dễ tiêu hóa, công
nghệ sản xuất các loại dịch thủy phân giàu protein đã được áp dụng một cách có
hiệu quả bởi tính năng của protease.
Enzyme là một công cụ để chế biến các phế liệu của công nghiệp thực phẩm
thành thức ăn cho người và vật nuôi. Người ta còn khai thác tính đông tụ sữa của
renin, pepsin vào công nghiệp sản xuất phomat.
Enzyme pectinase đã được dùng trong một số ngành công nghiệp thực phẩm
sau: sản xuất rượu vang, sản xuất nước quả và nước uống không có rượu, sản xuất
các mặt hàng từ quả: quả cô đặc, mứt, sản xuất nước giải khát, sản xuất cà phê.
Cellulase với công nghiệp thực phẩm:
Ứng dụng trước tiên của cellulase đối với chế biến thực phẩm là dùng nó để
tăng độ hấp thu, nâng cao phẩm chất về vị và làm mềm nhiều loại thực phẩm thực
vật, đặc biệt là đối với thức ăn cho trẻ em và nói chung làm cho chất lượng thực
phẩm được tăng lên. Một số nước đã dùng cellulase để xử lý các loại rau quả như
bắp cải, hành, cà rốt, khoai tây, táo và lương thực như gạo. Người ta còn xử lý cả
chè, các loại tảo biển…[5]
Trong sản xuất bia, dưới tác dụng của cellulase hay phức hệ citase trong đó
có cellulase, thành tế bào của hạt đại mạch bị phá hủy tạo điều kiện tốt cho tác động
của protease và đường hóa. Trong sản xuất agar-agar, tác dụng của chế phẩm
cellulase sẽ làm tăng chất lượng agar-agar hơn so với phương pháp dùng acid để
phá vỡ thành tế bào. Đặt biệt là việc sử dụng chế phẩm cellulase để tận thu các phế
liệu thực vật đem thủy phân, dùng làm thức ăn gia súc và công nghệ lên men.
Amylase với công nghiệp thực phẩm: Chế phẩm amylase đã được dùng phổ
biến trong một số lĩnh vực của công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì,
glucose, rượu , bia Trong sản xuất bánh mì, chế phẩm amylase đã làm thay đổi
hoàn toàn chất lượng của bánh mì cả hương vị, màu sắc, độ xốp sử dụng chế

-4-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
phẩm amylase sạch cho chất lượng bánh mì tốt hơn ở dạng phức hợp với
protease. [5]
1.1.3.2. Công nghiệp dệt:
Trong công nghiệp dệt, chế phẩm amylase được dùng để rũ hồ vải trước khi
tẩy trắng và nhuộm. Amylase có tác dụng làm vải mềm, để tăng khả năng nhúng
ướt, tẩy trắng và bắt màu tốt. Rũ hồ bằng enzyme không những nhanh, không hại
vải, độ mao dẫn tốt mà còn đảm bảo vệ sinh, do đó tăng được năng suất lao động.
Trong sản xuất tơ tằm, người ta dùng protease để làm sạch và tách rời các sợi tơ.
Với công đoạn xử lý bằng enzyme sau khi xử lý bằng dung dịch xà phòng sẽ giúp
lụa có tính đàn hồi tốt, bắt màu đồng đều và dễ trang trí trên lụa. [5]
1.1.3.3. Công nghiệp thuộc da:
Trong công nghiệp da, enzyme protease được dùng để làm mềm da, làm sạch
lông và da, rút ngắn thời gian, tránh ô nhiễm môi trường. Việc xử lý đã được tiến
hành bằng cách ngâm da trong dung dịch enzyme, hay phết dịch enzyme lên bề mặt
da. Enzyme sẽ tách các chất nhờn và làm đứt một số liên kết trong phân tử collagen
làm cho da mềm hơn. Thực tế cho thấy khi xử lý da bằng chế phẩm protease từ vi
sinh vật có thể rút ngắn thời gian làm mềm và tách lông xuống nhiều lần. Điều quan
trọng là chất lượng lông tốt hơn sau khi xử lý. So với phương pháp hóa học thì việc
xử lý bằng enzyme có số lượng lông tăng 20-30%. Lông không cần xử lý thêm sau
khi ngâm trong dịch enzyme. [5]
1.1.4. Ứng dụng trong nông nghiệp:
Có thể sử dụng các loại chế phẩm enzyme khác nhau để chuyển hóa các phế
liệu, đặc biệt là các phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nông nghiệp. Ở Nhật
hàng năm đã sản xuất hàng vạn tấn chế phẩm cellulase các loại để dùng trong nông
nghiệp. Công nghệ này khá phổ biến ở nhiều quốc gia. Ở nước ta việc dùng enzyme

-5-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
vi sinh vật trong sản xuất phân hữu cơ đang được khai thác để thay thế cho phân
hóa học. [5]
1.2. Enzyme trong công nghiệp Dược phẩm:
Nguồn enzyme ứng dụng trong công nghiệp Dược phẩm có thể thu nhận từ
rất nhiều nguồn khác nhau, bao gồm động vật (thường là heo, bê), thực vật (dứa, đu
đủ), vi sinh vật (vi khuẩn, vi nấm)… [14]
1.2.1. Nguồn thu nhận:
1.2.1.1. Enyzme động vật:
Cơ thể người có nhiều loại enzyme, trong đó, một số loại cũng được tìm thấy
ở các động vật khác; ví dụ như enzyme trypsin, do tuyến tụy tiết ra, cũng tìm thấy ở
nhiều loài có xương sống khác như côn trùng, tôm và một số vi sinh vật khác như
Streptomyces griseus. Dù khác nhau từ nguồn thu nhận, nhưng các trypsin này đều
là enzyme hydrolase và cùng cơ chế tác dụng. Enzyme nguồn gốc động vật thường
được trích ly từ gan, tuyến tụy hoặc dạ dày bò, heo; bao gồm protease, amylase,
lipase. Các enzyme được biết đến nhiều nhất là trypsin, chymotrypsin, rennin,
pepsin, pancreatin (gồm nhiều enzyme: protease, lipase, amylase). [14]
1.2.1.2. Enzyme thực vật:
Bên cạnh các enzyme có nguồn gốc động vật, nguồn enzyme bổ sung còn
được thu nhận từ thực vật, có thể kể đến một số loại như dứa (bromelain), đu đủ
(papain), sung (ficin), lúa mạch (malt diastase)…Các enzyme thường có giá trị ở
dạng tinh khiết, nhưng phần lớn enzyme thực vật cũng được tìm thấy trong dịch
trích ly của thực phẩm chức năng. [14]
1.2.1.3. Enzyme vi sinh vật
Enzyme có nguồn gốc vi sinh vật thường là từ vi khuẩn hoặc vi nấm. Trong
những năm gần đây, vi sinh vật trở thành nguồn cung cấp enzyme chủ yếu, do đáp

-6-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
ứng những yêu cầu trong sản xuất công nghiệp, đó là chi phí thấp và sản lượng dồi
dào. Theo công bố của Tony Godfrey và Stuart West trong tác phẩm “Enzyme công
nghiệp”, xuất bản lần thứ 2 năm 1996, enzyme nguồn gốc vi sinh vật chiếm khoảng
90% tổng sản lượng enzyme thương mại.
Các vi sinh vật thường được sử dụng nhiều trong lên men sản xuất enzyme
bổ sung được biết đến nhiều nhất là Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Rhizopus
niveus, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis và một số chủng nấm men
Saccharomyces. [14]
1.2.2. Vai trò của enzyme trong công nghiệp dược phẩm:
Enzyme có nhiều công dụng kỳ diệu trong việc duy trì, cải thiện sức khỏe
con người, trong điều trị bệnh và chữa lành các vết thương. Đó là kết quả nghiên
cứu từ nhiều công trình trên enzyme thực vật, động vật và vi sinh vật trong những
thập niên gần đây. Với vai trò là một chất xúc tác sinh học, enzyme được đề cập đến
nhiều nhất như là chất trợ tiêu hóa và điều trị các bệnh liên quan đến hệ thống tiêu
hóa. Trong trị liệu, đôi khi enzyme cần phải được hấp thu vào máu, phương pháp
này gọi là liệu pháp enzyme hệ thống (systemic enzyme therapy). [14]
1.2.2.1. Chất trợ tiêu hóa
Enzyme bổ sung thường được sử dụng làm chất trợ tiêu hóa. Trên thực tế, đu
đủ đã được sử dụng làm chất trợ tiêu hóa từ nhiều thế kỷ do chứa enzyme papain.
Vai trò chủ yếu của enzyme tiêu hóa là phân cắt thực phẩm thành những tiểu phần
nhỏ hơn, giúp cơ thể dễ hấp thu. Quá trình này được hoàn tất chủ yếu ở dạ dày, và
sau đó là ruột non.[14]
Các enzyme được sử dụng để hỗ trợ tiêu hóa phần nhiều là protease,
amylase, lipase. Mỗi enzyme hoạt động chuyên biệt trên mỗi loại cơ chất của mình.
Enzyme tiêu hóa carbohydrate sẽ không tác động đến protein hay chất béo trong
thức ăn. Nếu thức ăn của bạn nhiều chất béo, việc bổ sung enzyme lipase sẽ thúc

-7-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
đẩy tiêu hóa nhanh hơn, trong khi đó, enzyme protease giúp quá trình tiêu hóa
protein (bò, heo, gà…) tốt hơn, amylase phân cắt carbohydrate (bánh mì, rau, khoai
tây, đường…) nên có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa nhóm thực phẩm này….
Tuy nhiên, ngoài vai trò hỗ trợ tiêu hóa, các enzyme còn thực hiện những
chức năng khác trong cơ thể. Do có khả năng phân cắt protein, carbohydrate, chất
béo, các enzyme trợ tiêu hóa còn giúp kích thích sự phát triển của các vi khuẩn có
lợi trong ruột, giải độc và làm sạch ruột kết, vì thế, góp phần cải thiện một số điều
kiện tiêu hóa như dị ứng thức ăn, thải loại chất độc ra khỏi cơ thể. Quá trình này xảy
ra ở mức tế bào, trong các bào quan và nhiều hệ thống khác nhau của cơ thể. [14]
1.2.2.2. Liệu pháp enzyme hệ thống (Systemic enzyme therapy):
Enzyme cần thiết cho mọi quá trình sống. Khi thiếu enzyme, cơ thể sẽ mắc
bệnh. Liệu pháp enzyme hệ thống là phương pháp điều trị các rối loạn bằng việc sử
dụng enzyme. Hàng trăm loại rối loạn trong cơ thể, bao gồm ung thư, các bệnh liên
quan đến tim mạch, viêm nhiễm có thể được điều trị bằng liệu pháp này. [14]
Không như các enzyem trợ tiêu hóa, enzyme sử dụng cho liệu pháp này cần
được hấp thu vào máu để đảm bảo hiệu quả điều trị. Vì thế, các enzyme nguồn gốc
động – thực vật cần được bao áo hoặc được bảo vệ theo cách nào đó nhằm kháng lại
acid khi tiếp xúc với dạ dày. Enzyme vi sinh vật có thể được thiết kế và sản xuất với
đặc tính kháng acid để có thể chịu được điều kiện acid của dạ dày trước khi đi vào
ruột non. [14]
1.2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme:
pH
Thông thường, pH ở miệng là trung tính, trong khi ở dạ dày là acid và ở ruột
là kiềm. Về đặc tính, mỗi enzyme có khoảng pH tối ưu khác nhau, có thể rộng hoặc
hẹp. Đối với enzyme nguồn gốc vi sinh vật, pH của một enzyme cũng có thể thay
đổi tùy vào phương pháp thu nhận, đối tượng thu nhận là vi khuẩn hay vi nấm. Ví

-8-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
dụ, lipase từ Aspergillus oryzae có pH tối ưu trong khoảng 6.0 - 6.5; pH tối ưu của
lipase Candida Cylindracea là 7.0 - 7.5; lipase Rhizobus arrhizus và Aspergillus
niger có pH tối ưu là 5.6 trong khi lipase từ Geotrichum candidum có pH gần
khoảng 6.0. [14]
Sự hấp thụ enzyme trong cơ thể
Enzyme dùng cho mục đích trợ tiêu hóa không cần phải hấp thu vào máu,
chúng chỉ hoạt động trong dạ dày hoặc ruột non; nhưng các enzyme sử dụng trong
liệu pháp hệ thống cần được hấp thu vào máu và không bị phân hủy trong đường
tiêu hóa. [14]
Có ít nhất ba cơ chế để enzyme được hấp thụ vào ruột non. Cơ chế thứ nhất
gọi là sự thẩm bào (pinocytosis). Trong cơ chế này, màng tế bào ruột non phát triển
thành những túi nhỏ, bao lấy enzyme cũng như một số phân tử lớn khác và hướng
chúng đi vào máu. Cơ chế thứ hai là persoption, các phân tử dinh dưỡng lớn được
đẩy vào trong tế bào ruột non nhờ sự co bóp nhu động, sau đó chúng tiếp tục được
đẩy vào mạch máu. Enzyme cũng có thể được đưa vào máu qua hệ bạch huyết. Lớp
biểu mô của ruột non chứa các tế bào M, những tế bào này sẽ vận chuyển enzyme
tới hệ bạch huyết, tại đây, lympho bào kết dính với chúng, vận chuyển chúng qua
mạch bạch huyết và đi vào máu. [14]
Những cơ chế hấp thu này áp dụng cho tất cả các phân tử lớn, không phải chỉ
riêng với enzyme. Vì thế, có một vấn đề hạn chế trong hấp thu enzyme, đó là khả
năng các phân tử lớn khác được hấp thu vào máu trước và enzyme bị bỏ lại. Vì lý
do này, cần đảm bảo có đủ enzyme ở vị trí hấp thu để hiệu quả hấp thu enzyme đạt
cực đại. Đây cũng là lý do vì sao enzyme dùng theo đường uống luôn phải sử dụng
ở liều cao và enzyme trong liệu pháp hệ thống cần được uống giữa các bữa ăn,
không phải trong bữa ăn, để hạn chế enzyme đi vào hệ thống tiêu hóa. [14]
Tuy nhiên, trước khi đi vào ruột non, enzyme phải trải qua những điều kiệu
khá khắc nghiệt như môi trường acid ở dạ dày, môi trường kiềm ở ruột non. Rất

-9-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
nhiều enzyme bị giảm hoạt tính hay bị phân hủy trong điều kiện acid. Vì thế, các
enzyme sử dụng trong liệu pháp enzyme hệ thống cần được bảo vệ khi đi qua các
điều kiện môi trường này. Thông thường, người ta sử dụng một số kỹ thuật như bao
áo, vi bao hoặc thiết lập công thức đặc biệt cho enzyme với tá dược đi kèm. Theo
cách này, enzyme được bảo vệ an toàn cho tới khi đi vào ruột non. Tại đây, lớp áo
bao thuốc bị phân giải và enzyme được hấp thu vào máu. [14]
Theo GS. J. Seifert và cộng sự (Trường Đại học Christian Albrechts, Kiel,
Đức), tỷ lệ hấp thu một số loại enzyme trong cơ thể có thể đạt 44% với amylase,
nhưng chỉ khoảng 7% với papain (xem bảng 1.1).
Bảng 1.1: Tỷ lệ hấp thụ một số enzyme trong cơ thể [14]
Enzyme
Hàm lượng
(mg/viên)
Hàm lượng
hấp thụ (mg)
Tỷ lệ hấp
thụ, %
Amylase 10 4,49 44
Bromelain 45 17,86 39
Chymotrypsin 1 0,16 16
Pancreatin 100 19,03 19
Papain 24 6,90 7
Trypsin 24 6,90 28

Nhiệt độ
Ngoài yếu tố pH và các điều kiện về lớp vỏ bao áo, khả năng tồn tại của
nguồn enzyme bổ sung trong cơ thể còn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Enzyme sử

dụng cho trị liệu hoạt động tốt nhất ở điều kiện nhiệt độ cơ thể và mất hoạt tính
trong những điều kiện khắc nghiệt. Vì vậy, không nên uống enzyme với thức uống
nóng hoặc dùng chung với đồ ăn nóng. Ngoài ra, nếu cơ thể đang bị sốt, enzyme sẽ

-10-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
phải hoạt động tích cực hơn cho tới khi suy yếu và bị phân giải. Điều đó có nghĩa
rằng, cần bổ sung enzyme đúng thời điểm nhằm mang lại hiệu quả tốt nhất. Nếu
nhiệt độ cơ thể tăng nhẹ, sẽ làm tăng hoạt tính của một số enzyme có vai trò quan
trọng trong việc chống lại bệnh tật. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tăng quá cao, enzyme bị
phân giải, dẫn đến sự mất cân bằng enzyme trong cơ thể và gây nên những hậu quả
nghiêm trọng. [14]
Các yếu tố khác
Enzyme cần các cofactor và coenzyme cho hoạt động của mình, chúng là các
vitamin, khoáng chất (ví dụ như các vitamin nhóm B, kẽm, đồng, selen). Tuy nhiên,
cơ thể người không thể tự sản xuất các coenzyme, nên cần bổ sung chúng từ nguồn
thức ăn hàng ngày. [14]
Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme là các chất kìm hãm.
Nếu khẩu phần ăn có các chất ức chế enzyme như cồn, chất phụ gia, chất bảo
quản,… hoặc một số loại thực phẩm có chứa các chất ức chế enzyme như các loại
đậu: đậu hà lan, đậu phộng, đậu nành,…cần bổ sung thêm nhiều enzyme cho cơ thể.
1.3. Một số enzyme hydrolase có ứng dụng trong công nghiệp Dược phẩm:
1.3.1. Enzyme papain:
1.3.1.1. Nguồn thu nhận:
a) Phân bố của cây đu đủ:
Đu đủ, Carica papaya L., là một trong những loại trái cây phổ biến của vùng
nhiệt đới và cận nhiệt đới. Sản lượng thế giới năm 2004 đạt 6,8 triệu tấn trên
389.990 hecta (FAO 2004), trong đó 47% sản lượng có nguồn gốc từ khu vực
Trung và Nam Mỹ (chủ yếu ở Brazin), 30% từ Châu Á và 20% thuộc về Châu Phi.

Mặc dù được trồng (>90%) và tiêu thụ chủ yếu tại các nước đang phát triển, nhưng

-11-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
đu đủ đã nhanh chóng trở thành một loại trái cây quan trọng của thế giới, ngang tầm
với nhiều loại trái cây và sản phẩm nông sản khác. [24]
Bảng 1.2: Sản lượng đu đủ theo vùng địa lý [24]
Vùng
Diện tích thu hoạch
(ha)
Sản lượng (tấn)
Châu Phi 128.807 1.344.230
Châu Á và Thái
Bình Dương
157.203 2.063.352
Úc 403 5.027
Caribê 9.179 179.060
Trung Mỹ 28.966 1.057.024
Bắc Mỹ 500 16.240
Nam Mỹ 65.546 2.120.370
Nguồn: FAOSTAT, 2006

Đu đủ có xuất xứ từ vùng bờ biển Caribbean thuộc Trung Mỹ, trải dài từ
Argentina và Chile tới nam Mehicô (Manshardt 1992) thông qua lai tạo tự nhiên
giữa Carica peltata và một số loài hoang dại khác (Purseglove 1968). [24]
Lịch sử phát hiện đu đủ được ghi nhận lần đầu tiên bởi Oviedo, Giám đốc
vùng mỏ Hispaniola (Antilles) từ năm 1513 tới 1525. Ông đã mô tả cách thức
Alphonso de Val verde thu nhận hạt đu đủ từ bờ biển Panama tới Darien, sau đó tới
San Domingo và các hòn đảo khác của miền tây Ấn Độ cũng như các vùng lân cận.

Người Tây Ban Nha đặt tên cho nó là “papaya” và mang tới trồng ở Philipine, sau
đó lan rộng ra khắp Malaya và cuối cùng là Ấn Độ vào năm 1598 (Schery 1952).
Năm 1874, cây đu đủ đã nhanh chóng được phân bố rộng khắp các quốc gia nhiệt
đới và cận nhiệt đới. [24]

-12-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
Cây đu đủ ở Việt Nam
Hiện nay, vùng Daklak Việt Nam đã được công ty BPI.SA (Vương quốc Bỉ)
tài trợ dự án phát triển cây đu đủ. Toàn bộ mủ đu đủ được xuất sang Bỉ ở dạng thô
để dùng làm thuốc và chất xúc tác trong ngành hóa thực phẩm. Một đời cây đu đủ
giống solo (lai giữa đu đủ Châu Phi và Thái Lan) trong điều kiện chăm sóc tốt có
thể cho 1-1,5 kg mủ khô. Hiện nay, BPI đã xây dựng nhà máy chế biến mủ đu đủ
ngay tại địa phương. [8]
b) Hình thái và sinh lý cây đu đủ
Đu đủ là một loại cây nhiệt đới, thân thảo to, mọc thẳng, thường ít hoặc
không phân nhánh. Lá to, phân thùy hình chân vịt. Quả đu đủ có hình oval hoặc gần
tròn, dài 15 - 50 cm, bề dày 10 - 20 cm và trọng lượng có thể đạt 9 kg (Morton
1987). Khi còn xanh, quả đu đủ chứa rất nhiều mủ, vỏ màu xanh và cứng. Khi chín,
vỏ quả chuyển thành màu vàng nhạt - vàng đậm đến cam. Trái đu đủ già chứa rất
nhiều hạt hình trứng, màu xám đen, bám nhẹ vào lớp thịt quả nhờ lớp mô sợi mềm.
Cây đu đủ phát triển tốt
ở pH 5.5 - 6.7 (Morton 1987).
với nhiệt độ ưa thích là 22 -
26
o
C, lượng mưa phân bố đều
100 - 150 cm. Samson (1986)
đã công bố rằng, trái đu đủ cần

4-5 ngày chiếu sáng để chín
hoàn toàn trên cây. [19]
Đu đủ thường được trồng
từ hạt. Sau 2 - 4 tuần gieo, hạt
bắt đầu nảy mầm. Đây là loại
cây phát triển nhanh và cho nhiều quả. Khoảng 10 - 12 tháng từ lúc nảy mầm, cây
bắt đầu ra hoa, kết trái; trái chín sau khoảng 5 tháng. [24]
Hình 1.1: vườn đu đủ sai trái ở Bắc Giang [27]

-13-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
c) Công dụng, đặc tính dược lý của đu đủ
Ở đu đủ, cả cây cái lẫn cây lưỡng tính đều cho quả, nhưng hình dáng của
chúng khác nhau. Trái đu đủ từ cây cái thường tròn, trong khi ở cây lưỡng tính là
dài. Đu đủ gồm chủ yếu là nước và carbohydrate trong thành phần, ít năng lượng
nhưng giàu vitamin và khoáng chất, đặc biệt là vitamin A, C và Kali (Chan and
Tang 1979, xem bảng 1.3). [24]
Bảng 1.3: Thành phần dinh dưỡng của trái đu đủ chín (tính trên 100g) [24]
Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng
Nước 89% Calcium 24 mg Natri 3 mg
Năng lượng 55 cal Sắt 0,1 mg Niacin 0,34 mg
Protein 0,61 g Phosphor 5 mg Panto acid 0,22 mg
Chất béo 0,14 g Kali 257 mg Vitamin A 1094 IU
Carbohydrate

9,8 g Magie 10 mg Vitamin E 0,73 mg
Nguồn: USDA Nutrient Database for Standard Reference, Release 18 (2005)

Đu đủ thường được làm mứt, đồ chua, món tráng miệng. Quả đu đủ xanh

được dùng phổ biến ở Thái Lan và Việt Nam như một loại rau, lên men làm dưa
chưa hoặc ngâm đường (Sankat, Maharaj 1997). Ngoài ra, dịch trích từ trái và hạt
đu đủ có hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh, có thể kháng Staphylococcus aureus,
Bacillus cereus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa và Shigella flexneri
(Emeruwa 1982). Flath và Forrey (1977) đã xác định được 106 hợp chất dễ bay hơi
ở đu đủ. Chinoy và cộng sự (1994) thí nghiệm trên chuột, đã chứng minh dịch trích
từ hạt đu đủ có thể được dùng như thuốc tránh thai, đáng chú ý nhất là 2 loại hợp
chất chính MCP I và ECP I (tên mã hóa của 2 hợp chất methanol và ethyl acetate có

-14-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
trong phân đoạn benzen từ dịch trích ly hạt đu đủ, Lohiya et al. 2005, 2006; N. K.
Lohiya pers. comm.). [24]
Mủ đu đủ còn chứa papain và chymopapain, hai enzyme phân giải protein
quan trọng của ngành công nghiệp. Nhìn chung, mủ đu đủ từ quả của cây cái chứa
nhiều papain hơn quả từ cây lưỡng tính (Madrigal et al. 1980). Mủ đu đủ xanh là
chất làm mềm thịt kỳ diệu, sử dụng trong điều trị vết bỏng, vết thương bị hoại tử
(Starley 1999; Hewitt et al 2000), ngoài ra, còn được dùng trong sản xuất mỹ phẩm
(Singh và Sirohi 1977; Knight 1980), công nghệ thực phẩm. [24]
Mủ đu đủ có hoạt tính kháng khuẩn, ức chế sự tăng trưởng của nấm, đặc biệt
là nấm Candida albicans (Giordani và Siepai 1991), vì thế thường được sử dụng trị
bệnh eczema trên da do nấm gây ra. Ở Mauritius, khói từ lá đu đủ khô có tác dụng
cắt các cơn hen suyễn, trong khi ở Úc, người ta cho rằng một số bệnh ung thư có thể
được cải thiện sau khi uống dịch trích lá đu đủ.
Đu đủ thường được dùng làm thuốc trong y học cổ truyền. Theo Reed
(1976), mủ đu đủ rất công dụng cho việc điều trị chứng khó tiêu, đắp vết bỏng
ngoài da. Okeniyi và cộng sự (2007) cho rằng trái và hạt đu đủ có thể tẩy giun sán
và amip. Ở Ấn Độ, trái đu đủ xanh hoặc chín vừa được ăn hoặc đưa vào tử cung để
phá thai. Gần đây, một công trình nghiên cứu trên chuột cho thấy ở các giai đoạn

phát triển của bào thai, việc tiêu thụ đu đủ xanh hay gần chín có thể không an toàn
cho sự phát triển của thai, nhưng đu đủ chín lại không gây nên nguy cơ nào
(Adebiyi et al. 2002). Ngoài ra, quả, mủ, phấn hoa đu đủ cũng gây dị ứng tùy vào sự
nhạy cảm của mỗi người (Blanco et al. 1998). Mủ đu đủ dùng ngoài da có thể gây
kích ứng, làm giộp da, nhưng khi vào cơ thể, nó lại có tác dụng trị viêm loét dạ dày.
[24]
d) Tính chất hóa học, sinh hóa và sinh lý:
Đu đủ chứa rất nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học. Hai hợp chất quan trọng
nhất là chymopapain và papain, được sử dụng nhiều trong điều trị các chứng bệnh

-15-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
rối loạn tiêu hóa và dạ dày. Huet cùng cộng sự (2006) đã chứng minh rằng papain,
chymopapain, glycine endopeptidase trích từ đu đủ vẫn có thể tồn tại được dưới
những điều kiện pH acid và tác dụng phân giải của pepsin. Tuy nhiên, ở pH thấp, có
sự biến đổi hình thể dẫn đến mất ổn định và nhanh chóng bị phân giải bởi pepsin.
Vì vậy, chúng cần được bảo vệ để tránh bị biến tính bởi acid và phân giải trước khi
tới ruột non khi được sử dụng cho mục đích trị bệnh. [24]
Ngoài papain và chymopapain, C. papaya còn chứa nhiều hợp chất có hoạt
tính sinh học khác. C. papaya lipase, CPL, một hydrolase, liên kết rất chặt với các
thành phần không tan trong nước của mủ đu đủ, và vì thế, được xem như một
enzyme “cố định một cách tự nhiên”. Chất ức chế trypsin trích ly từ đu đủ, là một
glycoprotein có trọng lượng 24 kDa, khi tinh sạch, ức chế trypsin bò ở tỷ lệ mol 1:1
(Azarkan et al. 2006). Gần đây, một chất ức chế α-amylase mới từ hạt đu đủ đã
được công bố, có tác dụng kháng hiệu quả một loại mọt trên đậu đũa
(Callosobruchus maculatus) (Farias et al. 2007). [24]
1.3.1.2. Cấu tạo, tính chất và ứng dụng của enzyme papain
Được tách từ nhựa trái đu đủ xanh, papain thuộc nhóm enzyme thủy phân có
nguồn gốc thực vật được nghiên cứu nhiều nhất về tính chất và cơ chế hoạt động.

Papain là một sulfurhydryl protease, đầu tiên được tách ra bởi Bals và cộng sự của
ông, sau đó bởi Kimmel và Smith từ nhựa khô.
Theo Danh pháp quốc tế, papain mang mã số E.C.3.4.4.10, có hoạt tính xúc
tác tương tự như bromelin (trong dứa) và ficin (trong cây sung).
G.C.Roy là người đầu tiên phát hiện ra nhựa cây đu đủ là một nguồn
enzyme. Ông công bố báo cáo của mình trong tạp chí “Calaitta Medical Journal”.
Đến năm 1879. Wrutz và Bouchet là những người đầu tiên sử dụng thuật ngữ
papain để diễn tả tính chất phân hủy protein trong nhựa đu đủ. Ngày nay, thuật ngữ
“papain” được sử dụng để miêu tả mủ đu đủ khô được dùng rộng rãi trong công
nghiệp và cả trong chế phẩm enzyme thủy phân dạng kết tinh từ mủ đu đủ. [8]

-16-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
a) Cấu tạo hóa học và tính chất của papain:
Papain là một endoprotease có chứa 16,1 % N và 1,2% S. Papain là một
protease thiol. Theo nghiên cứu của R.L. Hill và E.L. Smith, papain là một chuỗi
polypeptide gồm 185 amino acid, trọng lượng phân tử là 20.900 Dalton.
Bảng 1.4: Thành phần amino acid của papain [8]
Amino acid Số lượng Amino acid Số lượng
Alanine 13 Lysine 9
Arginine 10 Phenylalanine 4
Aspartic acid 17 Proline 9
Half - cysteine 6 Serine 11
Glutamic acid 17 Threonine 7
Glycine 23 Tryptophane 5
Histidine 2 Tyrosine 17
Isoleucine 10 Valine 15
Leucine 10 Methionie 0
Tổng cộng: 185

Theo kết quả phân tích bằng tia X, phân tử papain được cấu tạo bởi 212
amino acid, trong đó không chứa methionine. Phân tử lượng là 23.350 Da, phân tử
của nó là một polypeptide với đầu N là isoleucine, đầu C là asparagine, có 6 gốc
cysteine tạo thành ba cầu disulfur ở các vị trí 22-63, 56-95, 153-200, không có chức
năng sinh học, chỉ làm tăng tính chất bền vững của cấu trúc và một nhóm -SH tự do
ở vị trí 25. [8]
Thành phần chính của papain chưa hoạt hóa là hỗn hợp protein
disulfurcysteine. Khi hoạt hóa papain bằng KCN sẽ giải phóng ra nhóm thiol của

-17-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
enzyme và β-thio cyanatalanine do sự tương tác giữa cyanur và cysteine. Sau đó, β-
thio cyanatalanine khép vòng tạo thành α-iminotiazolidin. Khi có oxy không khí, cơ
chế trên xảy ra theo chiều ngược lại, tức là cystein kết hợp với nhóm sulfurhydride
của papain hoạt hóa tạo thành sản phẩm không hoạt hóa. [8]
• Cấu trúc không gian
Papain thủy phân protein thành các polypeptide và các amino acid, đóng vai
trò vừa như endopeptidase vừa như exopeptidase.
So với các protease có nguồn gốc động vật và vi sinh vật khác thì papain có
khả năng thủy phân sâu hơn. Tính đặc hiệu cơ chất của papain rất rộng vì nó có khả
năng phân hủy hầu hết các liên kết peptide trừ các liên kết với proline và các
glutamic acid có nhóm carboxyl tự do. Papain có thể nhận biết một chuỗi gồm 7
amino acid trên cơ chất peptide của mình và sẽ ưu tiên cắt liên kết peptide trên một
chuỗi có phenylalanine như sau: nếu peptide có dạng X-Phe-Y-Z (X, Y, Z là các
gốc amino acid) thì papain sẽ cắt tại vị trí giữaY và Z, nhưng nếu peptide có dạng
X-Phe-Y (có Phe nằm ở vị trí thứ hai trước đầu tận cùng) thì không được thủy phân
bởi papain.
Ngoài ra papain còn có hoạt tính esterase, thiolesterase và transferase. [8]

• Hoạt hoá papain:
Papain chỉ thể hiện hoạt tính xúc tác của mình khi nhóm –SH ở dạng tự do.
Vì vậy ta phải sử dụng chất hoạt hóa để đưa papain từ trạng thái không hoạt động
sang trạng thái hoạt động. Do trung tâm hoạt động của papain có tính khử nên các
chất hoạt hóa là các chất có tính khử như cysteine, glutation acid, hydrocyanic…
Trong đó cysteine là chất hay dùng nhất. Khi có mặt các chất này thì nhóm –SH của
papain được phục hồi và làm tăng hoạt tính papain. Để thu được hoạt tính cao nhất
thì thích hợp nhất là dùng hỗn hợp cysteine và EDTA, trong đó cysteine đóng vai
trò là chất hoạt hóa papain, còn EDTA đóng vai trò chất liên kết tạo phức với ion
kim loại nặng có trong nhựa đu đủ. [8]

-18-

Luận văn thạc sĩ Tổng quan tài liệu
• Bất hoạt:
Papain bị kìm hãm (ức chế bất thuận nghịch) bởi các chất oxi hoá như: O
2
,
O
3
, H
2
O
2
, iodur acetate, cystine và các hợp chất disulfur khác. Các chất này phản
ứng với nhóm –SH ở trung tâm hoạt động của papain và làm phá vỡ cấu trúc tâm
hoạt động của nó. [8]
Papain bị bất hoạt thuận nghịch bởi không khí, cysteine ở nồng độ thấp.
Papain tác dụng với chloromethyl cetone của Phe và Lys thì mất hoàn toàn hoạt
tính. Tuy nhiên papain lại rất bền với các tác nhân biến tính là dung môi hữu cơ (độ

quay cực của papain hầu như không biến đổi trong ethanol 70% hay urea 6 - 8 M/l).
b) Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính papain:
• Nhiệt độ:
Papain là enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao. Ở dạng nhựa khô papain
không bị biến tính trong 3 giờ ở 100
o
C. Ở dạng dung dịch, papain bị mất hoạt tính
sau 30 phút ở 82,5
o
C và nếu tăng nhiệt độ trên 100
o
C thì sẽ mất hoàn toàn hoạt tính
kể cả khi thêm lượng lớn chất hoạt hóa vào dung dịch vì cấu trúc tâm hoạt động của
enzym đã bị phá hủy hoàn toàn. [8]
Papain đã được tinh sạch và ở trạng thái tinh thể có độ bền nhiệt thấp hơn
papain ở trong mủ nhựa, vì trong mủ nhựa còn chứa các protein khác có tác dụng
bảo vệ nó. Papain trong dung dịch NaCl giữ ở 4
o
C bền trong nhiều tháng. Trong
dung dịch dẫn xuất thủy ngân, papain cũng không mất hoạt tính trong nhiều tháng,
trong khi enzym mất hoạt tính mỗi ngày 1-2% do sự tự phân hoặc oxi hoá. Papain
dạng ổn định (có cấu trúc không gian ổn định) ở trạng thái khô có thể chịu được
nhiệt độ sấy ở 115
o
C trong 2 giờ mà hoạt tính vẫn duy trì được 90%. [8]
• pH:
Papain hoạt động trong khoảng pH tương đối rộng từ 4,5 – 8,5 nhưng lại dễ
biến tính trong môi trường acid có pH < 4,5 hoặc trong môi trường kiềm mạnh có