QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME BROMELIN TỪ DỨA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ-CÔNG NGHỆ TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

 

 

QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME BROMELIN TỪ DỨA
Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Th.S NGÔ MINH NHÃ

Đỗ Thị Phương Uyên
Lê Thị Thảo Ly
Hà Huỳnh Kim Linh
Nguyễn Thị Bích Linh


CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề:
1.2. Mục tiêu nghiên cứu:
1.1. Nội dung nghiên cứu:
1.2. Phạm vi nghiên cứu:


CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Đặc điểm nguồn thu nguyên liệu

Hình 2.1 Hình ảnh quả dứa. 


2.2. Khái niệm enzyme



Enzyme là một chất xúc tác sinh học, bản chất là protein. Nguồn gốc từ các tế bào sống sản xuất 
ra. Tác dụng của enzyme: tăng tốc độ và hiệu suất của phản ứng. Sau khi xúc tác enzyme giữ 
nguyên khả năng xúc tác.



Cơ chế xúc tác tổng quát của enzyme:

                E   +  S  =  ES                  E  +  P
Ở đây: E - enzyme;  S – cơ chất;  P – sản phẩm.


2.3.Enzyme bromelin
2.3.1. Enzyme bromelin



Bromelin là nhóm protease thực vật có mã số EC-3.4.22.33 được thu nhận từ họ Bromeliaceae, 
đặc biệt từ thân và trái dứa. Bromelin thân là một protease nhưng nó khác với các protease thực 
vật khác như papain, ficin ở chỗ nó là một glycoprotein, mỗi phân tử có glycan gồm 3 manose, 2 
glucosamine, 1 xylose, và 1 fructose.

2.3.2.

Ứng dụng

 Trong công nghệ thực phẩm:
• Thủy phân protein cá
• Làm mềm thịt
• Sử dụng trong quá trình đông tụ sữa
 Trong y học:
Sản xuất các sản phẩm chức năng có tác dụng tăng cường miễn dịch và khả năng đề 
kháng của cơ thể, tăng khả năng phòng một số bệnh. Đồng thời hỗ trợ trong điều trị các 
bệnh hiểm nghèo.


2.3.3. Nghiên cứu trong nước và ngoài nước
2.3.3.1. Trong nước


Năm 1997, Đặng Thị Thu và cộng sự, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đề tài thí nghiệm hóa sinh công nghiệp - Xác 
định hoạt lưc protease bằng phương pháp Anson cải tiến.



Năm 2005, Lê Thanh Mai, Nguyễn Kiêu Hùng, trường Đại học Mở Tp. Hồ Chí Minh. Khảo sát khả năng làm mềm thịt của 
enzyme bromelin thu được từ phần phế liệu dứa- chồi ngọn.



Năm 2009, Lại Thị Ngọc Hà, Trường Đại học Nôg nghiệp Hà Nội. Đề tài nghiên cứu tách và tạo chế phẩm bromelain 
từ phế phụ phẩm dứa.



Năm 2010, Th.S Trần Công Hòa, trường Đại học Đà Nẵng. Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme Bromelin và nồng độ 
muối đến quá trình sản xuất nước mắm.


2.3.3.2. Ngoài nước
Ngày 24/6/2005, Phó giáo sư R.E. Ryan khoa tai mũi họng Đại học Y khoa Louis, Mỹ đã công bố một đề tài 
nghiên cứu “Đánh giá lâm sàng mù đôi có đối chứng về tác dụng của Bromelain trong điều trị viêm xoang cấp”. 
Nghiên cứu được thực hiện trên 50 người bị viêm xoang cấp tính cho thấy nhóm điều trị bằng Bromelain, phản 
ứng viêm đã giảm đi tới 83%.
Tháng 6/2014, tiến sĩ Majid OW và đồng sự Al-Mashhadani BA, Đại học Mosul, Mosul, Iraq, đã công bố 
một nghiên cứu chứng minh tác dụng chống viêm của Bromelain tương đương với một thuốc tân dược nhưng 
không để lại tác dụng phụ trên đường tiêu hóa.


2.3.4.

Các sản phẩm hiện nay

Hình 2.2 Sản phẩm thuốc Yucca TD

Hình 2.3 Sản phẩm thuốc Xoang Việt


Hình 2.4 Sản phẩm thuốc Pedonase


CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME

BROMELIN TỪ DỨA

3.1. Phương pháp thu nhận bromelin

 Phương pháp thu nhận
Việc thu nhận và tinh sạch bromelin có thể thực hiện theo sơ đồ sau:


Quả/thân/chồi dứa

Xay nhuyễn

Dịch ly tâm

Chế phẩm bromelin
thô

Lọc

Dịch lọc

Sấy khô

Sản phẩm enzyme
Tinh sạch

Ly tâm

Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng quát thu nhận và tinh sạch enzyme bromelin .

tinh khiết


3.2. Giải thích quy trình:
3.2.1.
Nguyên liệu

 Có thể sử dụng nguyên liệu dứa tươi, sử dụng thân, quả, vỏ, chồi và lá đều được.
 Ngoài ra có thể sử dụng phế phẩm từ cây dứa được thu nhận từ các cơ sở sản xuất.
 Sau khi đem về, nguyên liệu sẽ được rửa bằng nước sạch để loại bỏ tạp chất và đất cát, để chuẩn 
bị cho những giai đoạn tiếp theo.


3.2.2.

Xay nhuyễn

 Mục đích: Làm giảm kích thước nguyên liệu, nhằm phá vỡ tế bào mô dứa để có thể 
tách lấy enzyme bromelin. Nhằm trích ly dịch quả có trong dứa.

 Nguyên liệu dứa lúc này sẽ được xay thật nhuyễn, mịn, để có thể dễ dàng ép lấy tối 
đa lượng dịch chiết.

 Có thể nghiền nhỏ trước khi xay.


3.2.3.
Lọc
 Mục đích: Tách một phần hoặc toàn bộ các cặn còn lại trong dịch ép, quá trình này hao hụt cỡ 15% 
khối lượ ng dịch ép.

 Tốc độ lọc phụ thuộc chênh lệch áp suất và bề dày lớp cặn.
3.2.4.

Ly tâm

 Mục đích: thu được dịch chiết có chứa enzyme bromelin.
 Li tâm dịch lọc với tốc độ 6000 vòng/phút trong10 phút để loại bỏ chất xơ sẽ thu được dịch chiết có 
chứa bromelin.


3.2.5.

Thu chế phẩm bromelin thô

Có ba phương pháp tách enzyme bromelin ra khỏi dịch chiết như sau: phương pháp kết tủa enzyme, 
phương pháp hấp phụ và phương pháp siêu lọc.

 Phương pháp kết tủa:
Các dung môi thừơng đươc sử dụng để kết tủa bromelin là acetone và ethanol, còn các hóa chất khác 
như các muối trung tính ở nồng độ cao cũng có thể kết tủa được enzyme. Ammonium sulfate là loại 
muối trung tính có độ hòa tan rất tốt do đó ở dung dịch bão hòa của muối này thì tất cả protein đều kết 
tủa.


Cách làm:
DUNG DỊCH NƯỚC DỨA 1

Làm lạnh hỗn hợp trong 4-5 

Làm lạnh hỗn hợp trong 1 

Để hỗn hợp ở nhiệt độ phòng trong 30 

giờ 

giờ

phút

Ly tâm bỏ tủa

Làm lạnh trong 1 giờ

Ly tâm thu tủa

Sấy khô

BRO-EtOH

BRO-A

Sơ đồ 3.2 Thu nhận enzyme bromelin bằng phương pháp kết tủa  

BRO-N




Phương pháp hấp phụ

 Có nhiều chất được sử dụng để làm chất hấp phụ enzyme. Có thể sử dụng kaolin hay 
betonite để hấp phụ bromelin. Trình tự thực hiện tương tự nhau.

 Cách làm: cho kaolin khô (hoặc đã ngâm cho trương nở) vào dung dịch nước dứa sau ly 

tâm với tỷ lệ 25mg kaolin/ml dung dịch nước dứa. Khuấy đều bằng máy khuấy từ, sau đó 
ly tâm để thu tủa. Tủa được gọi là bromelin-kaolin.




Phương pháp siêu lọc:



phương pháp lọc để loại trừ các chất bẩn            phương pháp siêu lọc thì sẽ loại bỏ được các 
chất có trọng lượng phân tử thấp hơn các protein enzyme và đồng thời cô đặc được enzyme. 





Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình siêu lọc:
 Ưu điểm của phương pháp siêu lọc:
 Cách làm: 


DUNG DỊCH NƯỚC DỨA 1 

PHƯƠNG PHÁP SIÊU LỌC
Dịch thấm qua (làm siro, rượu thu citric 
Dịch cô đặc

Cô đông

acid)

Ly tâm thu tủa

Sấy khô

BRO-SL (1)

BRO-SL (2)

Sơ đồ 3.3 Thu nhận enzyme bằng phương pháp siêu lọc. 


3.2.6.

Sấy khô

 Mục đích: tách một phần nước khỏi dịch chiết và thu tủa.
 Có thể sử dụng phương pháp sấy chân không. Thu được chế phẩm có màu trắng ngà.
 Thời gian: 24 giờ.
 Nhiệt độ: 40oC.
 Độ ẩm cuối cùng: 5 – 8% W. 

3.2.7.
Phương pháp tinh sạch enzyme bromelin
3.2.7.1. Tinh sạch bằng phương pháp thẩm tích




Cân 1g enzyme thô, pha trong 10ml dung dịch đệm sodium phosphate 0,03M có pH 7,2.




Tiến hành thẩm tích trong 6 giờ và cứ sau 2 giờ thay dung dịch đệm bên ngoài một lần.

Cho hỗn hợp vào túi cellophane rồi đặt túi vào cốc có chứa 1l dung dịch đệm sodium phosphate 
0,03M, pH 7,2. 

Dung dịch đệm phía ngoài túi được khuấy liên tục bằng một máy khuấy từ.


3.2.7.2. Tinh sạch bằng cách lọc qua sephadex
3.2.7.2.1. Tinh sạch bằng cách lọc qua sephadex G-50






Nhồi cột: Sephadex G-50 được đun cách thủy ở 100oC trong 1 giờ rồi nhồi vào cột (kích thước cột 23,5×0,9cm).





Đông khô.

Cân 100mg enzyme thô hòa vào trong 1ml dung dịch đệm sodium phosphate 0,03M, pH 7,2.
Cho dung môi phân ly enzyme qua cột và điều chỉnh tốc độ chảy khoảng 2ml/7 phút. 
Dịch enzyme được thu đến khi dùng Ba(NO3)2 để khử (NH4)2SO4 và thấy có xuất hiện kết tủa trắng thì ngừng 
quá trình thu dịch enzyme.
Thực hiện ở nhiệt độ thấp.
Thời gian: 1 giờ.


3.2.7.2.2. Tinh sạch bằng cách lọc qua sephadex G-100





Sephadex G-100 được đun cách thủy ở 100 oC trong 5 giờ, sau đó nhồi vào cột kích thước 28×1cm.



Thu từng phân đoạn enzyme (mỗi phân đoạn là 3ml) và do OD ở bước sóng 280nm.

Cho dung dịch đệm sodium phosphate 0,03M, pH 7,2 chảy qua cột khoảng 3-4 giờ để cân bằng cột.
Cân 100mg enzyme thô hòa vào 1ml dung dịch đệm như trên rồi cho vào cột. chỉnh cho tốc độ của dung môi 
phân ly enzyme là 1ml/5 phút. 

3.2.7.2.3.Tinh sạch bromelin bằng phương pháp sắc ký



Bromelin thân được cho chạy sắc ký trên Duolite CS101 ở pH 6,05 cho hai phân đoạn khác nhau về điện tích 
với hoạt tính xúc tác phân giải BAEE, casein và glucagon.



Bromelin thân: khi dùng sắc ký gel trên sephadex G-50 và sắc ký trao đổi ion trên DEAE-cellulose thì thấy có 
một thành phần chính và 5 thành phần phụ.



Bromelin quả: khi sắc ký trên DEAE-cellulose và sulfo ethyl sephadex thì thấy có một thành phần chính và hai 
thành phần phụ.