qtsx enzyme protease và ứng dụng trong cntp (nước mắm ngắn ngày)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


Môn: Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực
phẩm

Đề tài: QTSX ENZYME PROTEASE VÀ ỨNG
DỤNG TRONG CNTP (NƯỚC MẮM NGẮN
NGÀY)
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

TP.HCM, tháng 3 – 2015

LỜI MỞ ĐẦU


Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học, các chế
phẩm enzyme được sản xuất ngày càng nhiều và được sử dụng hầu hết trong các lĩnh
vực như: chế biến thực phẩm, nông nghiệp, chăn nuôi, y tế…
Hằng 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.
Khoảng 75% chế phẩm là enzyme thủy phân được sử dụng cho việc thủy phân cơ chất
tự nhiên.
Protease là enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong một số nghành sản
xuất như: chế biến thực phẩm (đông tụ sữa fomat, làm mềm thịt, bổ sung để là tăng
chất lượng sản phẩm trong sản xuất bia, xứ lý phế phụ phẩm trong chế biến thực
phẩm…), sản xuất chất tẩy rửa, thuộc gia, y tế, nông nghiệp, đặc biệt nó được sử dụng
trong sản xuất nước mắn ngắn ngày, nó có vai trò quan trọng rất lớn tới quá trình thủy
phân hình thành nên nước mắm. Sau đây nhóm sẽ trình bày quy trình sản xuất enzyme

protease cũng như làm rõ ứng dụng củ nó trong sản xuất nước mắm ngắn ngày.
Lần đầu làm bài với nội dung này chắc chắn không tránh khỏi nhiều sai sót. Rất
mong được cô góp ý kiến để những bài sau được hoàn thiện hơn nữa.
Xin chân thành cảm ơn!
Nhóm thực hiện

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 2


MỤC LỤC

I.

Tổng quan về enzyme Protease
1.1.

Giới thiệu chung

 Nhóm enzyme protease (peptit – hidrolase 3,4) xúc tác quá trình thuỷ phân liên

kết liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm
cuối cùng là các axit amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân
liên kết este và vận chuyển axit amin.
 Phản ứng thủy phân liên kết peptide
− 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 rất 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,
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 3


dạ dày bê...). So với protease động vật và thực vật, protease vi sinh vật có
những đặc điểm khác biệt. Trước hết hệ protease vi sinh vật là một hệ thống rất
phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình
−

dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất.
Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên protease vi sinh vật
thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thuỷ phân triệt để và đa dạng.

Hình 1.2. Cấu trúc không gian enzyme Protease.
1.2.

Phân loại Protease

 Protease (peptidase) thuộc phân lớp 4 của lớp thứ 3 (E.C.3.4)
 Protease được phân thành 2 loại: endopeptidase và exopeptidase

Protease(E.C.3.

Exopeptidase
(E.C.3.4.11-17)

Endopeptidase
(E.C.3.4.21-99)

Aminopeptidase

Serin proteinase

Carboxypeptid
ase
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Cysteine proteinase
Page 4

Aspartic proteinase
Sơ đồ phân loạiMetallo
enzymeproteinase
protease


 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 Nitơ tự do của

-

chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc
một tripeptide.
Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu Cacbon của

-

chuỗi polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.
 Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn

nhóm:
- Serin proteinase: là những proteinase 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 chymotrypsin,



trypsin, elastase.
Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như
subtilisin Carlsberg, subtilisin BPN. Các serine proteinase thường hoạt
động mạnh ở vùng kiềm tính và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối

rộng.
• Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt
động.Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papayin,
bromelin, một vài protein động vật có protein ký sinh trùng. Các cystein
•

proteinase thường hoạt động ở vùng pH trung tính, có đặc hiệu cơ chất rộng.
Aspartic proteinase: hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin. Nhóm
pepsin bao gồm các enzym tiêu hóa như pepsin, chymosin, cathepsin, renin.
Các Aspartic proteinase có chứa nhóm cacboxyl trong trung tâm hoạt động và

thường hoạt động mạnh ở pH trung tính.
• Metallo proteinase: Matallo proteinase thuộc nhóm Proteaza được tìm thấy ở

vi khuẩn, nấm mốc và các vi sinh vật bậc cao hơn. Các Metallo proteinase
thường hoạt động ở vùng pH trung tính, và hoạt động giảm đi dưới tác dụng
của EDTA.
 Ngoài ra ta có thể phân enzyme protease thành 3 nhóm theo cùng pH:
- Protease acid: pH 24
- Protease trung tính: pH 78
- Protease kiềm tính: pH 911
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 5


Tuy nhiên sự phân loại này chỉ có ý nghĩa thực dụng không thực sự chính xác vì
pH hoạt động tối thích của mỗi enzyme còn phụ thuộc vào bản chất cơ chất và nhiều
yếu tố khác nữa.
1.3.

Nguồn thu nhận Protease

Enzyme Proteasa phân bố ở động vật, thực vật và vi sinh vật.
 Động vật:
- Tụy tạng: đây là nguồn enzyme sớm nhất, lâu dài nhất và có nhiều enzyme
-

nhất.
Dạ dày bê: trong ngăn thứ tư của dạ dày bê có tồn tại enzyme thuộc nhóm

proteasae tên là renin.
- Ngoài ra người ta còn nghiên cứu thu được enzyme từ ruột các basa.
 Thực vật:

Có 3 loại protease thực vật như Bromelain, Papain và Ficin.


Bromalain có ở chồi quả dứa, vỏ dứa (Pineapple pant)
Papain có ở nhựa củ lá, thân, quả đu đủ (Carica papaya)
Các enzyme này được sử dụng để hạn chế tủa trắng ở bia khi làm lạnh do

-

kết tủa protein
Ficin thu ở nhựa cây cọ (Ficin carica) được sử dụng thủy phân protein tự
nhiên.
Đu đủ nguồn thu nhận
enzyme Papain

Dứa nguồn thu
enzyme Bromalain
 Nguồn vi sinh vật:
- So với protease động vật và thực vật, protease sinh vật có những đặc điểm

khác biệt. Trước hết protease sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 6


gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng
-

phân tử nén rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất.

Cũng do là hệ nhiều enzyme khác nhau nên protease vi sinh vật có tính

-

đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thủy phân triệt để và đa dạng.
Nguồn thu nhận protease vi sinh vật chủ yếu là vi khuẩn, nấm mốc và xạ
khuẩn.
 Vi khuẩn:
• Trong số các vi khuẩn các chủng có khả năng tổng hợp mạnh
protease là Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus
thermoproteoliticus và một số thuộc giống Clostridium. Các vi khuẩn
thường tổng hợp protease hoạt động thích hợp ở vùng pH trung tính
và kiềm yếu.
• Các Protease được sản xuất từ vi khuẩn được biết nhiều hởn cả là:
Subtilizin A, Subtilizin B và Subtilizin C.

 Nấm mốc:

Bacillus subtilis
•

Clostridium

Nhiều loại nấm mốc có khả năng tổng hợp một lượng lớn protease được ứng
dụng trong công nghệ thực phẩm là các chủng: Asp.oryzae, Asp.terricola,
Asp.fumigatus, Asp.saitoi, Penicillium chrysogenum… Các loại nấm mốc có

khả năng tổng hợp cả ba loại protease: acid, kiềm và trung tính.
• Tỷ lệ cấu tử enzyme có thể thay đổi tùy theo thành phần môi trường nuôi (ví
dụ: Asp.oryzae nuôi trong điều kiện bình thường sinh tổng hợp chủ yếu

protease tính kiềm, còn trong môi trường giảm gluxit thì chủ yếu tạo
protease tính acid). Các nấm mốc đen có khả năng tổng hợp chủ yếu các
protease tính acid, có khả năng thủy phân protein ở pH 2.53.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 7


Một số nấm mốc khác như Asp.candidatus, Penicillium cameberti,

•

Penicillium roqueforti… cũng có khả năng tổng hợp các protease có khả
năng đông tụ sữa được sử dụn trong sản xuất pho mát.

Asp.oryzae

Penicillium chrysogenum

 Xạ khuẩn:
• Xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn vi khuẩn và nấm mốc. Tuy nhiên người ta

đã tìm được một số chủng có khả năng tổng hợp protease cao như:
Streptomyces griceus, Streptomyces fradiae, Streptomyces rimosus…
• Các chế phẩm protease từ xạ khuẩn được biết nhiều là protease (Nhật) được
tách từ Streptomyces griseus, enzyme này có tính đặc hiệu rộng, có khả năng
thủy phân 90% lien kết peptit của nhiều protein với acid amin. Ở Liên Xô,
người ta cũng tách được chế phẩm tương tự từ Streptomyces griseus có tên là
•

protelin.
Từ Streptomyces fradiae cũng tách được Keratinaza, thủy phân Keratin. Ở Mỹ
chế phẩm được sản xuất có tên là M-Zim dùng trong sản xuất da. Protease từ
Streptomyces fradiae cũng có hoạt tính elastaza cao do đó được dùng trong

công nghiệp thịt.
 Nguồn enzyme từ vi sinh vật so với enzyme từ động vật và thực vật có hàng loạt
những ưu điểm về sinh lý vi sinh vật và về kỹ thuật sản xuất như:
- Vi sinh vật có khả năng chuyển hóa một khối lượng cơ chất lớn hơn khối
-

lượng cơ thể chúng hàng ngàn lần sau một đêm.
Enzyme thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tinh cao.
Tốc độ sinh sản của vi sinh vật mạnh, trong thời gian ngắn có thể thu được
khối lượng sinh khối vi sinh vật rất lớn, giúp trong một thời gian ngắn thu
được lượng enzyme nhiều hoặc lượng các sản phẩm trao đổi chất cao.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 8


-

Một đặc điểm riêng của vi sinh vật là cơ thể nhỏ bé nên việc vận hành,

-

kiểm soát thiết bị lên men trong quá trình sản xuất đơn giản hơn rất nhiều.

Vi sinh vật là giới thích hợp cho sản xuất theo quy mô công nghiệp:
Trong sản xuất, quá trình sinh trưởng phát triển và sinh tổng hợp enzyme
của vi sinh vật hoàn toàn không phụ thuộc vào khí hậu bên ngoài.Trong
khi đó, sản xuất enzyme từ động vật và thực vậtkhông thể đưa vào quy mô

-

công nghiệp được.
Nguồn nguyên liệu dùng sản xuất enzyme theo quy mô công nghiệp rẽ
tiền và dễ kiếm, không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà có ý nghĩa về mặt
môi trường sống, vi sinh vật không đồi hỏi quá khắc khe những yếu tố
dinh dưỡng của môi trường, nhất là nhũng vi sinh vật tổng hợp enzyme.
Chính vì thế,enzyme được sản xuất từ vi sinh vật thường rẽ tiền hơn

-

enzyme từ các nguồn khác.
Vi sinh vật có thể tổng hợp cùng lúc nhiều loại enzyme khác nhau

II.

Phương pháp sản xuất enzyme

2.1.

Phương pháp nuôi cấy bề mặt.

2.1.1. Định nghĩa cấy bề mặt
 Đối tượng áp dụng: Có thể dùng vi sinh vật hiếu khí hoặc bán hiếu khí hay kỵ khí
 Phương pháp nuôi cấy bề mặt là phương pháp tạo điều kiện cho VSV phát triển

trên bề mặt môi trường.
- Nuôi cấy bề mặt trên bề mặt dịch thể: (dùng cho nhóm vi sinh vật hiếu khí)
tùy từng loại vi sinh vật khác nhau mà chọn môi trường thích hợp khác nhau.
Môi trừơng pha loãng với nồng độ thích hợp, sau đó bổ sung nguồn nitrogen
(N), nguồn khoáng… khi môi trường cho vào thiết bị lên men phải có bề mặt
thoáng, rộng. Nuôi cấy theo phương pháp này đơn giản nhưng đòi hỏi diện
tích sử dụng lớn, khó tự động hóa sản xuất. hiện nay phương pháp này ít
-

được sử dụng.
Nuôi cấy sử dụng bể mặt môi trường bán rắn: Có thể dùng vi sinh vật hiếu
khí hoặc bán hiếu khí, kỵ khí ở phương pháp lên men này nguyên liệu
thường được dùng là:
• Các loại hạt: thóc, ngô, nếp, đậu tương…
• Các loại mảnh: mảnh sắn, mảnh bắp…
• Các loại phế liệu hữu cơ: bã mía, trấu, cọng rơm rạ, rác thải sinh hoạt…

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 9


2.1.2. Ưu và nhược điểm của phương pháp nuôi cấy bề mặt
 Ưu điểm:
- Nuôi cấy bề mặt rất dễ thực hiện. Quy trình công nghệ thường không phức
-

tạp.
Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất

-

nhiều so với nuôi cấy bề sâu.
Chế phẩm enzyme thô (bao gồm thành phần môi trường sinh khối VSV,

-

enzyme và nước). Sau khi thu nhận rất dễ sấy khô và dễ bảo quản.
Nuôi cấy bề mặt không cần sử dụng nhiều thiết bị phức tạp, do đó việc
vận hành công nghệ cũng như việc đầu tư vừa đơn giản vừa không tốn

-

kém.
Trong trường hợp bị nhiễm các VSV lạ, ta rất dễ dàng xử lý. Môi trường
đặc là môi trường tĩnh, không có sự xáo trộn nên khu vực nào bị nhiễm ta
chỉ cần loại bỏ khu vực đó khỏi toàn bộ khối nuôi cấy.

 Nhược điểm:
Phương pháp nuôi cấy bề mặt cũng có những nhược điểm cần quan tâm

để khắc phục và hoàn thiện dần phương pháp này. Nhược điểm lớn nhất và
dễ nhận thấy nhất đó là: Phương pháp này tốn khá lớn diện tích cho nuôi
cấy. Trong phương pháp này VSV phát triển trên bề mặt môi trường (môi
trường lỏng hoặc môi trường bán rắn) nên rất cần nhiều diện tích, khó tự
động hóa sản xuất.
2.2.

Phương pháp nuôi cấy bề sâu

2.2.1. Định nghĩa nuôi cấy bề sâu
 Đối tượng áp dụng: tất cả các vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí
 Môi trường nuôi cấy: Vi sinh vật được nuôi cấy trong môi trường lỏng với cơ

chất chủ yếu trong đa số trường hợp là tinh bột. Chỉ có một số ít giống vi
sinh vật dùng nguồn cơ chất cacbon là đường glucoza, saccharoza.
2.2.2. Ưu điểm và nhược điểm
 Ưu điểm:
Phương pháp nuôi cấy hiện đại dễ cơ khí hoá, tự động hoá, năng suất cao,
-

dễ tổ chức sản xuất.
Có thể nuôi cấy dễ dàng các chủng vi sinh vật đột biến có khả năng sinh
tổng hợp enzyme cao và lựa chọn tối ưu thành phần môi trường, các điều
kiện nuôi cấy, enzyme thu được tinh khiết hơn, đảm bao điều kiện vệ sinh,

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 10


vô trùng.Tuy nhiên do thu được canh trường và nồng độ enzyme thấp nên
khi tách thu hồi enzyme sẽ có giá thành cao.
 Nhược điểm:
- Phương pháp nuôi cấy bề sâu đòi hỏi phải được vô trùng tuyệt đối ở các
khâu vệ sinh tổng hợp, thanh trùng môi trường dinh dưỡng, thao tác nuôi
-

cấy, không khí cung cấp cho quá trình nuôi cấy

Tốn điện năng cho khuấy trộn, nếu không bảo đảm vô trùng sẽ bị nhiễm
hàng loạt, toàn bộ gây tổn thương lớn.

2.3.

Các loại môi trường dùng trong sản xuất Enzyme

2.3.1. Môi trường lỏng
 Ở môi trường lỏng, VSV sẽ phát triển trên bề mặt môi trường, tạo thành

khuẩn lạc ngăn cách pha lỏng (môi trường) và pha khí (không khí). Ở đây,
VSV sẽ sử dụng chất dinh dưỡng từ dung dịch môi trường, O 2 từ không khí,
tiến hành quá trình tổng hợp enzyme. Enzyme ngoại bào sẽ được tách ra từ
sinh khối và hòa tan vào dung dịch môi trường. Enzyme nội bào sẽ nằm
trong sinh khối VSV.
2.3.2. Môi bán rắn
 Phần lớn các nhà máy sản xuất enzyme, khi nuôi cấy VSV thu nhận enzyme,

người ta thường sử dụng môi trường đặc . Để tăng khả năng xâm nhập của
không khí vào trong lòng môi trường, người ta thường sử dụng cám, trấu, hạt
ngũ cốc để làm môi trường.
 Trong trường hợp này, VSV phát triển trên bề mặt môi trường, nhận chất
dinh dưỡng từ hạt môi trường và sinh tổng hợp ra enzyme nội bào và ngoại
bào. Các enzyme ngoại bào sẽ thẩm thấu vào trong các hạt môi trường, còn
các enzyme nội bào nằm trong sinh khối VSV.
 VSV không chỉ phát triển trên bề mặt môi trường, nơi ngăn cách pha rắn
(môi trường) và pha khí (không khí) mà còn phát triển trên bề mặt của các
hạt môi trường nằm hẳn trong lòng môi trường. Môi trường nuôi cấy vừa có
độ xốp cao và vừa phải có độ ẩm thích hợp. Nếu độ ẩm quá cao sẽ làm bết
môi trường lại ,không khí không thể xâm nhập vào trong lòng môi trường,

nếu có độ ẩm thấp quá sẽ không thuận lợi cho VSV phát triển. Thông thường
người ta thường tạo độ ẩm khoảng 55-65% W là hợp lý.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 11


 Nếu sử dụng cám làm nguyên liệu chính để nuôi cấu VSV thu nhận enzyme,

người ta phải cho thêm 20-25% trấu để làm xốp môi trường, tạo điều kiện
thuận lợi không khí dễ xâm nhập vào lòng môi trường. Phương pháp nuôi
cấy bề mặt bán rắn (môi trường đặc) này rất thích hợp cho lên men ở nấm
mốc Asp.oryzae.

III.

Quy trình sản xuất enzyme protease theo hai phương pháp
3.1.

Bản chất quá trình

 Protease là enzyme thủy phân các liên kêt peptit trong các phân tử protein

giải phóng các acid amin, peptone hoặc ditripepton.
 Protease trong vi sinh vật có đủ 3 loại, mỗi loại có khoảng hoạt động ở độ pH
khác nhau và gọi là protease acid, protease trung tính và protease kiềm. điều
đó có nghĩa là khoảng hoạt động của nó có độ pH rất rộng.
 Protease kiềm thường ở nấm men.
 Protease trung tính có ở rất nhiều loài nấm mốc khác nhau, chủ yếu là các

loài nấm mốc có màu vàng hoa cau (Asp. Oryzae, Asp. Flavus, Asp.
Fumigatus…). Ngoài ra còn thấy ở vi khuẩn Bac. Mensentericus.
 Protease acid thường được thu ở các loài nấm mốc màu đen như Asp. niger,
Asp. awamori… Tuy nhiên tùy theo điều kiện môi trường và thành phần cơ
chất trong môi trường dinh dưỡng mà protease hình thành là acid, kiềm,
trung tính.
3.2.

Nguyên liệu dùng trong sản xuất

3.2.1. Nguyên liệu dùng làm môi trường sản xuất
-

Đối với nuôi cấy bề mặt thì môi trường sản xuất chính là: cám gạo, bột mì,

-

bột bắp, đậu tương nghiền, rang…
Đối với nuôi cấy bề sâu thì môi trường sản xuất chính là: Chủ yếu là mật
rỉ đường có bổ xung thêm dinh dưỡng.

3.2.2. Nguyên liệu giống Vi Sinh Vật
-

Từ nấm mốc gồm có: Aspergillus oryzae, Asp.niger, Asp.flavus,
Asp.awamori, Asp.fumigatus, Asp.soizae, A.

terricola, A.

saitoi,

-

Penicillium chysogenum …là thông dụng nhất.
Từ vi khuẩn có Bacillus subtilis, Bac.mensentericus, Bac.thermophlus,B.

-

thermorpoteoliticus…
Từ xạ khuẩn có Actinomyces griceus, Act.fradiae, Act.Rimosus.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 12


3.2.3. Phân lập giống VSV
-

Quá trình lên men là hoạt động sống của tế bào VSV trong môi trường.
Quá trình này xảy ra ở điều kiện tự nhiên và quá trình sản xuất công
nghiệp. Bản chất của 2 quá trình này có thể nói là như nhau nhưng về mặt

-

hình thức và phương diện thì khác nhau hoàn toàn.
Quá trình lên men trong điều kiện tự nhiên là một quy luật sống còn của
VSV. Tự tham gia tổng hợp nên chất sống từ vật liệu lên men có trong tự
nhiên. Các VSV và vật chất sử dụng trong quá trình lên men tự nhiên rất
phức tạp, không đồng đều về chủng loại và về số lượng. Mặt khác, quá

trình lên men này không được kiểm soát, bao gồm nhiều pha và không
định hướng. Sản phẩm lên men là đa dạng, không ổn định; do đó chất

-

lượng sản phẩm kém không đồng nhất.
Quá trình lên men trong sản xuất công nghiệp, tất cả các khâu về phân lập
giống VSV, cơ chất, nhiệt độ, pH, độ ẩm… các quá trình phản ứng sinh
học, quá trình thu nhận, tinh sạch sản phẩm đều được kiểm soát hoàn toàn
(Sản phẩm tạo ra mang tính định hướng rõ ràng ngay từ lúc đầu ở khâu
chọn giống VSV cho đến cuối quá trình thu nhận sản phẩm). Do đó chất

lượng sản phẩm được cải thiện .
a. Vai trò của giống trong công nghệ enzyme.
Trong công nghệ enzyme từ VSV, giống đóng vai trò quyết định:
- Giống VSV quyết định đến năng suất enzyme của nhà máy.
- Giống VSV quyết định đến chất lượng sản phẩm sinh học (hay là hoạt tính
enzyme)
- Giống VSV quyết định vốn đầu tư cho sản xuất.
- Và cuối cùng là giống VSV quyết định đến giá thành sản phẩm.
Như vậy, giống VSV có ý nghĩa to lớn trong phát triển công nghệ VSV.
b. Yêu cầu giống VSV trong công nghiệp enzyme.
Công nghệ sản xuất enzyme thuộc nhóm công nghệ lên men hiện đại và được
sản xuất theo quy mô công nghiệp. Do đó, giống VSV ứng dụng trong công nghệ
enzyme cần phải có những yêu cầu và những chuẩn mực nhất định. Đó là:
- Giống VSV phải cho ra sản phẩm mà ta mong muốn. Sản phẩm này phải có
số lượng và chất lượng cao hơn các sản phẩm phụ khác. Vì trong quá trình
trao đổi chất, để chuyển hóa một khối lượng sinh chất khổng lồ lớn gấp hàng
nghìn lần cơ thể mình trong một khoảng thời gian cực kỳ ngắn thì cơ thể VSV
cần tổng hợp nhiều chất. Do đó, sản phẩm tạo ra sẽ chứa nhiều loại khác.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 13


Chính vì thế, giống VSV dùng trong sản xuất một sản phẩm nào đó, thì sản
-

phẩm này phải trội hơn các sản phẩm khác cả về số lượng và chất lượng.
Giống phải cho năng suất sinh học cao.
Giống VSV phải có khả năng thích nghi nhanh và phát triển mạnh trong điều

-

kiện sản xuất công nghiệp.
Giống VSV phải có khả năng đồng hóa các nguyên liệu rẻ tiền và dễ kiếm tại

-

địa phương nơi nhà máy đang hoạt động.
Giống sử dụng trong các quá trình sản xuất hiện đại phải là những VSV thuần

-

khiết, có tốc độ sinh sản nhanh.
Tốc độ trao đổi chất mạnh để tạo nhanh sản phẩm mong muốn; dễ dàng tách

sản phẩm ra khỏi các tạp chất môi trường và sinh khối VSV giống.
- Giống phải ổn định trong bảo quản và dể dàng bảo quản.

 Để tạo thuận lợi nhất về chủng giống VSV cung cấp cho quá trình lên men
công nghiệp, ta cần tiến hành phân lập giống VSV thuần khiết.
c. Quá trình phân lập giống VSV
- VSV phân bố rất rộng trong tự nhiên từ nơi có địa hình bình thường đến

nơi có địa thế phức tạp, đâu đâu cũng có mặt VSV. Ở những nơi giàu chất
hữu cơ, những nơi nghèo chất hữu cơ, trong không khí, trên bề mặt các
vật, trong cơ thế người, động vật, nơi có nhiệt độ rất thấp và hiện diện cả ở
-

nơi có nhiệt độ cao.
VSV có khả năng thích nghi trong mọi hoàn cảnh môi trường. Chính nhờ
khả năng tuyệt vời này mà VSV có khả năng tồn tại ngay cả trong hoàn

-

cảnh khắc nghiệt nhất.
Thông thường để phân lập một giống chủng VSV để thu nhận enzyme thì
có 3 cách phân lập:
 Phân lập giống trong điều kiện tự nhiên
 Phân lập giống trong điều kiện sản xuất
 Phân lập giống trong mẫu giống đã hư hỏng

Tùy thuộc vào khả năng và những điều kiện thực tế mà ta chọn cách phân lập cho
phù hợp nhất. Mỗi cách phân lập trên đều cho thấy những ưu điểm riêng biệt. Sau đây
là 1 số ưu điểm:
Phân lập giống trong điều kiện tự nhiên.
-

Trong điều kiện tự nhiên, VSV để có thể tồn tại và thích nghi nhanh được

thì cần phải có khả năng sinh tổng hợp thật nhiều loại enzyme để chuyển
hóa nhanh cơ chất có trong môi trường thành vật chất cung cấp cho tế

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 14


bào. Điều này thì không thích hợp cho việc sinh tổng hợp enzyme (ở quy
-

mô sản xuất công nghiệp) với một loại enzyme thật sự mạnh.
Do phát triển trong điều kiện tự nhiên, VSV phải cùng lúc đối phó với
hàng loạt các yếu tố ngoại cảnh và phải phân giải rất nhiều loại cơ chất
khác nên VSV bắt buộc phải tổng hợp nhiều loại enzyme với một nỗ lực

-

rất lớn.
Ở điều kiện tự nhiên và trong điều kiện sản xuất công nghiệp thì có sự
khác biệt đáng kể các giống VSV có khả năng sinh tổng hợp enzyme
trong điều kiện tự nhiên, được gọi chung là các chủng VSV hoang dại.
Chúng đã quá quen thuộc với sự thay đổi thất thường của điều kiện tự
nhiên. Khi chúng ta đưa chúng vào điều kiện sản xuất công nghiệp với
nhiều điều kiện môi trường cố định, đòi hỏi các loài VSV giống phải có
một thời gian thích nghi với điều kiện sản xuất công nghiệp. Huấn luyện

-

chúng thích nghi với điều kiện sản xuất công nghiệp là điều rất cần thiết.

Các loài VSV có khả năng sinh tổng hợp một loại enzyme nào đó thường
tập trung ở vùng môi trường chứa nhiều cơ chất tương ứng. Dựa và đặc
điểm này để chúng ta có thể dễ dàng xác định vị trí cần phân lập loại
VSV sinh tổng hợp enzyme mà ta cần.
Ví dụ: Nếu ta muốn phân lập VSV có khả năng sinh tổng hợp amylase

cao, ta phải tìm nơi có chứa nhiều tinh bột trong tự nhiên, còn nếu muốn phân
lập VSV có khả năng sinh tổng hợp protease ta cần phải tìm nơi có chứ nhiều
protein trong tự nhiên.
-

Trong quá trình sinh sản và phát triển, cạnh tranh giữa các loài VSV, VSV
trong điều kiện tự nhiên luôn xảy ra những thường biến và đột biến.
Những đột biến thường cho ra hai hiệu ứng: Thứ nhất gây cho cá thể chết;
thứ hai là nhiều đột biến tạo ra loài mới có khả năng sinh tổng hợp
enzyme rất cao. Việc tìm ra những đột biến kiểu này thì hết sức có ý nghĩa
và rất cần tiến hành. Và một lợi điểm nữa là, những đột biến có lợi kiểu
này thường rất bền vững. Rất thích hợp để đưa vào sản xuất ở qui mô công
nghiệp.

Phân lập giống trong điều kiện sản xuất.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 15


-

Các giống được phân lập trong điều kiện sản xuất thường đã thích nghi

với điều kiện sản xuất. Nhờ đó, sau khi phân lập, các giống này không cần

-

qua giai đoạn sản xuất thử, thí nghiệm.
Các giống được phân lập trong điều kiện sản xuất thường là những giống
đã được chọn lọc hoặc đã qua quá trình biến đổi gen và có những đặc

-

điểm sinh hoá hơn hẳn các giống vi sinh vật hoang dại.
Mật độ tế bào vi sinh vật trong điều kiện sản xuất (trong dịch lên men,
dịch nước thải, chất thải của quá trình lên men) thường rất cao. Do đó, khả
năng thu nhận được những chủng có bản năng sinh tổng hợp cao thường
rất cao.

Phân lập giống trong mẫu giống đã hư hỏng.
-

Các ống giống có thể bị nhiễm do quá trình bảo quản. Do bị nhiễm, có thể
rất nhiều tế bào VSV giống bị thoái hoá, nhưng cũng còn nhiều tế bào
không bị thoái hoá. Việc phân lập lại từ nguồn giống này nhiều khi lại đạt
được những kết quả tốt.

3.3.

Kỹ thuật sản xuất chế phẩm Protease

3.3.1. Theo phương pháp nuôi cấy bề măt
3.3.1.1.

-

Sinh trưởng và sinh tổng hợp protease từ nấm.

Khi nuôi VSV tạo protease có 2 quá trình liên quan mật thiết với nhau.
Quá trình tổng hợp sinh khối VSV và quá trình tích tụ enzyme trong tế bào

-

hoặc ngoài môi trường.
Ở một số VSV, quá trình sinh tổng hợp protease tiến hành song song với
quá trình sinh trưởng, nghĩa là sự tích tụ enzyme phụ thuộc tuyến tính vào
sự tăng khối. Trong trường hợp này, sinh tổng hợp enzyme protease kết
thúc ở pha logarit cùng đồng thời với sự ngưng sinh trưởng và sự bắt đầu

-

pha phát triển ổn định tiếp theo sau.
Tuy nhiên theo ý kiến của nhiều tác giả, sự tạo thành protease cực đại
thường xảy ra sau khi quần thể tế bào VSV đạt điểm sinh trưởng. Trong
trường hợp này, sinh trưởng của VSV hầu như không kèm theo sự tích lũy
enzyme protease trong canh trường, chỉ sau khi kết thúc pha sinh trưởng
mới xảy ra sự tổng hợp enzyme cực lớn.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 16


Sơ đồ qui trình công nghệ

3.3.1.2.

Sấy

Nguyên liệu
Hấp thanh trùng
Làm nguội đến 300C

Asp. oryzae

0,5-2%

Đổ lên khay
Nuôi cấy ở t0 phòng

Thu nhận sinh khối
(enzyme thô)

Chế phẩm enzyme thô đem tinh chế

Chế phẩm enzyme thô

Nghiền mịn
Trích ly

Lọc

Kết tủa enzyme

bã
Tinh chế

Thu nhận kết tủa

Enzyme tinh khuyết

Sấy
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 17


3.3.1.3.
-

Thuyết minh qui trình

Từ những nguyên liệu kể trên, trước hết chúng được làm ẩm tải mỏng ra
khay, nong hoặc nia, sau đó cấy giống nấm Aspergillus oryzae mốc vào;
trộn đều nguyên liệu với vi sinh vật và đậy vải màn lên nuôi truờng phòng
sạch vô trùng, giữ ẩm 70 – 85% để ở nhiệt độ 30 0C sau khoảng 30-32 giờ
thì thấy các tế bào phát triển mạnh, mọc phủ kín bề mặt, loại bỏ những tế
bào tạp, chỉ giữ những tế bào, khuẩn lạc thuần rồi trộn đều chế phẩm, sấy
khô nhẹ ở nhiêt độ 45-500C, nghiền bóp, cho vào túi polyetylen bảo quản
dùng dần. Khi tế bào phát triển trên môi trường là lúc enzym proteaza
được hình thành và phát triển theo. Chế phẩm thu được là proteaza thô ở

-

dạng rắn.
Kỹ thuật nuôi cấy: Sau khi đã trộn giống, môi trường được trải đều ra các
khay với chiều dài 2-3cm, rồi được đưa vào phòng nuôi cấy, đặt trên
những giá đỡ. Các giá đỡ này được thiết kế sao cho lượng không khí được
lưu thông thường xuyên. Phòng nuôi cấy phải có hệ thống điều chỉnh nhiệt
độ và độ ẩm không khí. Nhiệt độ thích hợp cho nấm sợi phát triển là 28320C. Nhiệt độ thấp quá hoặc cao quá đều ảnh hưởng không tốt cho nấm

-

sợi phát triển.
Trong quá trình nuôi cấy, ta hoàn toàn không cần điều chỉnh pH. Môi
trường bán rắn là môi trường tĩnh nên sự thay đổi pH ở một vùng nào đó ít

-

khi ảnh hưởng đến toàn bộ khối môi trường.
Thời gian nuôi nấm sợi thu nhận enzyme vào khoảng 36-60 giờ. Điều này
còn phụ thuộc vào chủng nấm mốc Asp.oryzae và điều kiện môi trường

-

cũng như phụ thuộc vào điệu kiện nuôi cấy.
Quá trình phát triển của nấm mốc trong môi trường bán rắn khi nuôi bằng

phương pháp bề mặt này trải qua các giai đoạn sau:
 Giai đoạn 1: Giai đoạn này kéo dài 10-14 giờ kể từ thời gian bắt đầu nuôi cấy.
Ở giai đoạn này có những thay đổi sau:
• Nhiệt độ tăng rất chậm.
• Sợi nấm bắt đầu hình thành và có màu trắng hoặc màu sữa.
• Thành phần dinh dưỡng bắt đầu có sự thay đổi.

• Khối môi trường còn rời rạc.
• Enzyme mới bắt đầu đươc hình thành.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 18


Trong giai đoạn này phải đặc biệt quan tâm đến chế độ nhiệt độ. Tuyệt
đối không được đưa nhiệt độ cao quá 300C vì thời kỳ đầu này giống rất mẫn
cảm với nhiệt độ.
 Giai đoạn 2: Giai đoạn này kéo dài 14-18 giờ. Trong giai đoạn này có những

thay đổi cơ bản sau: Toàn bộ bào tử đã phát triển thành sợi nấm và sợi nấm bắt
đầu phát triển rất mạnh các sợi nấm này tạo ra những mạng sợi chằng chịt khắp
trong các hạt môi trường trong lòng môi trường.
• Trong giai đoạn này ta có thể hoàn toàn nhìn rõ các sợi nấm có màu
•
•
•
•

trắng xám bằng mắt thường.
Môi trường được kết lại khá chặt.
Độ ẩm môi trường giảm dần.
Nhiệt độ môi trường sẽ tăng nhanh có thể lên tới 40-450C.
Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh do sự đồng hoá mạnh của

•
•

nấm sợi.
Enzym protease được tổng hợp mạnh.
Lượng O2 trong không khí giảm và CO2 sẽ tăng dần, do đó trong giai
đoạn này cần phải được thông khí mạnh và nhiệt độ cố gắng duy trì

trong khoảng 29-300C là tốt nhất.
 Giai đoạn 3: Giai đoạn này kéo dài 10-20 giờ. Ở giai đoạn này có một số thay
đổi cơ bản như sau:
• Quá trình trao đổi chất yếu dần, do đó mức độ giảm chất dinh dưỡng
•

sẽ chậm lại.
Nhiệt độ của khối môi trường giảm, do đó làm giảm lượng không khí
môi trường xuống 20-25 thể tích không khí /thể tích phòng nuôi cấy/
1giờ. Nhiệt dộ nuôi duy trì ở 30 0C, trong giai đoạn này, bào tử được
hình thành nhiều do đó lượng Enzym protease tạo ra sẽ giảm xuống.
Chính vì thế việc xác định thời điểm cần thiết để thu nhận enzym rất
cần thiết.

3.3.1.4.
-

Thu nhận sản phẩm

Kết thúc quá trình nuôi cấy ta thu nhận được chế phẩm enzyme protease, chế
phẩm này được gọi là chế phẩm enzyme thô (vì ngoài thành phần enzyme ra,
chúng còn chứa sinh khối VSV, thành phần môi trường và nước trong môi

-

trường).
Để đảm bảo cho chế phẩm enzyme protease không bị mất hoạt tính nhanh
người ta thường sấy khô chế phẩm enzyme đến một độ ẩm thấp (thiết bị sấy

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 19


thường dùng ở đây là máy sấy chân không). Độ ẩm cần đạt được sau khi quá
trình sấy kết thúc là nhỏ hơn10% độ ẩm. Để đảm bảo hoạt tính enzyme không
thay đổi người ta thường sấy ở nhiệt độ 38 - 40 0C. Enzym protease ở nấm mốc
-

Asp.oryzae sẽ bị bất hoạt nếu nhiệt độ lên đến 60 - 700C.
Tùy theo mục đích sử dụng ta có thể dùng chế phẩm thô này ngay không cần
phải quá trình tinh sạch. Trong những trường hợp cần thiết khác, ta phải tiến
hành làm sạch enzyme. Để sản xuất enzym tinh khiết người ta phải tiến hành
như sau:
 Toàn bộ khối lượng enzym thô protease được đem đi nghiền nhỏ. Mục
đích của quá trình nghiền là vừa phá vỡ thành tế bào vừa làm nhỏ các
thành phần của chế phẩm thô. Khi thành tế bào được phá vỡ, các
enzyme nội bào chưa thoát ra khỏi tế bào sẽ dễ dàng thoát khỏi tế bào.
Phần lớn enzym protease ngoại bào khi được tổng hợp và thoát khỏi tế
bào ngay lập tức thấm vào thành phần môi trường. Khi ta nghiền nhỏ,
enzyme thoát ra khỏi các thành phần này dễ dàng hơn.
 Trong khi nghiền người ta thường sử dụng những chất trợ nghiền trong

trường hợp này được dùng là cát thạch anh và bột thủy tinh. Các chất

này là những chất vô cơ không tham gia vào phản ứng và khả năng tăng
mức độ ma sát. Trước khi sử dụng cát thạch anh và bột thủy tinh phải
được rửa sạch, sấy khô ở nhiệt độ lớn hơn 100oC để loại bỏ nước và
tiêu diệt VSV.
a. Trích ly
Sau khi nghiền mịn, người ta cho nước vào để trích ly enzyme protease. Các
loại enzyme thủy phân có khả năng tan trong nước nên người ta thường dùng
nước như một dung môi hòa tan. Cứ một phần chế phẩm enzym thô, người ta
cho 4-5 phần nước, khuấy nhẹ và sau đó lọc lấy dịch, phần bã thu riêng dùng
làm thực phẩm gia súc (chú ý cần loại bỏ cát thạch anh và bột thủy tinh ra khỏi
-

hỗn hợp bã rồi mới cho gia súc ăn).
Dịch thu nhận được vẫn ở dạng chế phẩm enzym thô vì trong đó có chứa nước,
các chất hòa tan khác từ khối môi trường nuôi cấy. Việc tiếp theo là làm sao

tách enzyme ra khỏi vật chất này.
b. Quá trình kết tủa enzyme protease:
Để làm việc trên người ta tiến hành kết tủa enzyme nhờ những tác nhân gây
tủa. Trong công nghệ tinh chế enzyme, người ta thường dùng cồn và sunfat
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 20


amon. Hai tác nhân kết tủa này dễ tìm kiếm và giá rẻ so với những tác nhân
-

gây tủa khác.
Trong khi tiến hành kết tủa, người ta phải làm lạnh cả dung dịch enzyme thô

và cả những tác nhân kết tủa để tránh làm mất hoạt tính enzyme. Khi đổ chất
làm kết tủa enzyme vào dung dịch enzyme thô phải hết sức từ từ để tránh hiện

-

tượng biến tính.
Trong qúa trình kết tủa người ta dùng cồn hoặc sulfat amon với liều lượng như
sau: Cứ một phần dung dịch enzym thô người ta cho 2 đến 2,5 lần cồn hoặc

Sấy

-

sulfat amon.
Khi cho chất kết tủa vào dung dich enzyme
thô,liệu
người ta tiến hành khuấy nhẹ,
Nguyên

rỉ đường)
sau đó để yên trong điều kiện nhiệt (mật
độ lạnh
(thường từ 4-7 0C) theo thời gian,
các enzyme sẽ được tạo kết tủa và lắng xuống đáy, người ta tiến hành gạn và
-

lọc thu nhận kết tủa ở dạng paste (độ ẩm lớn hơn 70%W).
Hấptính
thanh
trùng

Ở trạng thái này enzyme rất dễ bị biến
vì còn
nhiều nước để dễ bảo quản
người ta sấy kết tủa enzyme protease ở 40 0C cho đến khi độ ẩm cuối cùng đạt

5-8% W (thiết bị sấy thường dùng là máy
phun sương).
Trộnsấy
vsv
2-2,5%
- Trong nhiều trường hợp
chế phẩm enzyme protease ở dạng kết tủa vẫn hoàn
Asp. niger
toàn chưa sạch về mặt hóa học vì trong đó còn chứa 1 số enzyme ngoài

Nuôi cấy

Protease
enzyme tatinh
quankhuyết
tâm.

3.3.2. Theo phương pháp nuôi cấy bề sâu

ThuSơ
nhận
sinh
khốicông nghệ
3.3.2.1.
đồ qui

trình
(enzyme thô)
Chế phẩm enzyme thô
Chế phẩm enzyme thô đem tinh chế

Nghiền mịn
bã
Lọc

Kết tủa enzyme
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Sấy kết tủa

Page 21

Dùng trong chăn nuôi


Thuyết minh quy trình

3.3.2.2.
-

Sau khi đã bổ sung các chất dinh dưỡng cho môi trường thì ta tiến hành
hấp khử trùng môi trường ở nhiệt độ 118 – 125 0C với thời gian 40 – 60
phút, sau đó để nguội đến nhiệt độ bình thường (28 – 30 0C) và tiếp giống
vi sinh vật (Aspergillus niger) vào môi trường, tỷ lệ giống đưa vào là 2 –
2,5 %. Sau đó ta tiến hành nuôi cấy và thu được chế phẩm enzyme

-

protease.
Sau đó quá trình nuôi cấy được thực hiện theo 2 phương pháp: nuôi cấy

theo chu kỳ hay nuôi cấy liên tục.
 Nuôi cấy theo chu kỳ, là phương pháp nuôi cấy trong 1 thiết bị lên men. Sau
1 chu kỳ nuôi từ 2 – 4 ngày ở 28 – 32 0C người ta thu nhận toàn bộ dịch nuôi
cấy như là 1 loại chế phẩm enzyme thô. Sau khi kết thúc quá trình nuôi cấy,
người ta vệ sinh thiết bị, chuẩn bị môi trường mới để tiếp tục nuôi cấy một
mẻ mới. Phương pháp này không đòi hỏi kỹ thuật cao. Tuy nhiên quá trình
nuôi cấy này cũng có những nhược điểm riêng, thời gian ngừng giữa hai lần
nuôi cấy để vệ sinh thiết bị thường làm gián đoạn việc sản xuất, do đó năng
suất thấp. Năng suất giữa các mẽ không giống nhau.
 Nuôi cấy liên tục, là để khắc phục tình trạng trên. Quá trình nuôi cấy
liên tục có thể nuôi cấy trong 1 thiết bị, cũng có thể thực hiện trong
-

nhiều thiết bị.
Như vậy dòng môi trường vào bằng với tốc độ dòng sản phẩm ra. Phương
pháp này có lợi là nếu chất
lượng sản phẩm ra cuối cùng ra
ta thu nhận đuợc chưa đạt yêu
cầu đặt ra ta có thể khắc phục
bằng hai cách.
 Cách thứ nhất: ta cho tốc độ
môi trường vào và sản phẩm
ra chậm lại, có nghĩa là làm
sao cho thời gian lưu của
dung dịch và tế bào vi sinh

vật trong thiết bị lâu hơn.

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 22


 Cách thứ hai là: ta tiến hành hoàn lưu dịch lên men hòa chung với dòng

môi trường để tái lên men. Như vậy, các thành phần dòng môi trường có
cơ hội tham gia triệt để vào quá trình trao đổi chất, các loại enzyme sẽ
được tạo ra nhiều hơn

Kỹ thuật thu nhận và tinh chế enzyme

3.3.2.3.
-

Dung dịch sau khi nuôi cấy theo phương pháp bề sâu được tách khỏi sinh
khối và các thành phần không hòa tan bằng phương pháp ly tâm. Dịch thu
thường chứa 2 – 3% chất khô hòa tan. Hàm lượng chất này rất nhỏ, do đó
ta cần phải cô đặc chúng cho đến khi khối lượng dịch giảm đi 5 – 10 lần ở

-

điều kiện chân không.
Ngoài phương pháp cô chân không, ta có thể dùng nhựa trao đổi ion để
hấp thụ enzyme. Sau đó ta tiến hành phản hấp thụ và sẽ thu được enzyme.

IV.

Ứng dụng của enzyme Potease
4.1.

Ứng dụng chung

4.1.1. Trong công nghiệp thực phẩm

Mức độ ứng dụng của enzyme Protease hiện nay trên thế giới chiếm tỉ lệ
59% cụ thể là:
STT
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Tên enzyme
Page 23

Tỉ lệ ứng dụng (%)


-

1

Trypsine

3%

2

Rennet

10%

3

Protease acid

3%

4

Protease trung tính

12%

5

Protease kiềm yếu

6%

6

Protease kiềm mạnh trong chất tẩy rửa

25%

Trong công nghiệp chế biến thịt: protease thủy phân một phần protein
trong thịt, làm cho thịt có một độ mềm thích hợp và tăng hương vị cho
thịt.

-

Các enzyme thường dùng
 Protease thực vật: papain, bromelain, ficin
 Protease vi sinh vật: từ nấm mốc, xạ khuẩn

-

Sản xuất dịch đạm: từ Streptomyces fradiae tách được chế phẩm
keratineza thủy phân được keratin rất có giá trị để sản xuất dịch đạm từ da,
lông vũ

-

Trong công nghiệp sữa: protease được dùng để sản xuất pho mat nhờ hoạt
tính làm đông tụ sữa của chúng. Ví dụ:renine, pepsine, một số protease vi
sinh vật: A.candidus, P.roquerti, P.mesentericus…

-

Trong công nghiệp sản xuất bánh: chỉ dùng prorease ở giai đoạn cực ngắn
để amino acid và peptide tự do phản ứng với một số thành phần của bột để
làm giảm thời gian đảo trộn, tăng độ dẻo và làm nhuyễn bột, tạo độ xốp và
nở tốt hơn.

-

Trong công nghiệp sản xuất bia: dùng protease để thủy phân có giới hạn
protein của bia để tạo thành các peptid có trọng lượng phân tử trung bình

để tạo bọt cho bia và sau khi thanh trùng không tạo kết tủa. Ví dụ:
Protease của A.oryzae dùng thủy phân protein trong hạt ngủ cốc tạo điều
kiện xử lý bia tốt hơn

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 24


4.1.2. Trong công nghiệp da

Protease được sử dụng để làm mềm da nhờ sự thuỷ phân sơ bộ lông, tách các mô
liên kết phía ngoài ra, chỉ còn lớp collagen tạo lớp mỏng và mềm da. Ví dụ:
− Protease được tách từ vi khuẩn: P.mesentevicus, P.suptilis.
− Từ nấm mốc: A.oryzae, A.flavus
− Từ xạ khuẩn: S.fradiae, S.griseus, S.rimosus…
4.1.3. Trong công nghiệp dệt

Đây là protease được sử dụng để xử lý bên ngoài các sợi tơ, làm nhiệm vụ

-

kết dính các sợi tơ. Protease có tác dụng thủy phân lớp protein serisin đã
làm dính bết các sợi tơ tự nhiên, làm bong và tách rời các loại tơ tằm do đó
làm giảm lượng hóa chất để tẩy trắng
4.1.4.

-

Trong chế biến thủy sản

Tăng lượng nước mắm nhờ thủy
phân protein thành các acid amin
làm tăng hiệu suất thu hồi đạm của
nước mắm.

4.1.4. Một số ứng dụng khác

-

Điều chế dịch đạm thủy phân làm chất dinh dưỡng, chất tăng vị trong thực
phẩm và sản xuất một số thức ăn kiêng.

-

Protease của nấm mốc và vi khuẩn phối hợp với amilase tạo thành hỗn
hợp enzyme dùng làm sức ăn gia súc, có ý nghĩa lớn trong chăn nuôi gia
súc và gia cầm.

-

Sản xuất keo động vật, chất giặt tổng hợp để giặt tẩy các chất bẩn protein,
sản xuất mỹ phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang

Page 25