Thông tin tài liệu
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
162
TẬN DỤNG PHẾ PHẨM KHÓM CẦU ĐÚC (HẬU GIANG) CHO QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY ENZYME BROMELAIN
Nguyn
1
, Nguyn Minh Thy
2
Dim Trang
3
1
Vingh Sinh hi hc C
2
c ng di hc C
3
H Thc phi hc C
Thông tin chung:
18/01/2013
20/06/2013
Title:
Extraction of bromelain
enzyme from pineapple waste
Từ khóa:
Keywords:
Ammonium sulphate,
bromelain, Cau Duc (Hau
Giang), pineapple peaked-
shoots, vacuum drying
ABSTRACT
This research aimed to study the effect of some factors such as: (i)
precipitating agents (acetone, ethanol, ammonium sulfate); (ii)
ammonium sulfate concentrations (60, 70, 80%) and precipitation
temperatures (27
o
C and 4
o
C and (iii) drying methods (freeze-drying,
vacuum drying and by H
2
SO
4
) on bromelain preparation extracted from
pineapple peaked-shoots.
The research results showed that 82,86, 71,19 and 66,19% enzyme
activity recovery when precipitated by acetone, ethanol and ammonium
sulfate, respectively. The appropriate concentration of ammonium sulfate
and temperature for bromelain precipitation were 80% (v/v) and 27
o
C,
respectively. Vacuum drying (at 35
o
C for 9 hours) was the most effective
method for obtaining white bromelain powder with the moisture content
below 8%; 74,74% activity recovery compared with the total activity in
the crude extract.
TÓM TẮT
sulfate); (ii) ammonium
(27
o
o
H
2
SO
4
o
ai
(35
o
enzyme 74,74%.
1 GIỚI THIỆU
enzyme thc vt ch
u ng dng
trong y h c phm. Trong y hc,
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
163
trng m
t qu, tr ng, gi
triu chng d can thi s t
ng c u hiu trong
vic chm ch
chng hp thu thuc
(Tochi et al., 2008) p thc
ph c s d
m th sa (Rabelo
et al., c thu nhn ch yu
t h Bromeliaceae c
t trong ph ph phm ca
di, v n ph ph phm
m mt t l ln cng d
li bin, khong 70% (Nguyn
gii nhi
ch
bromelain t ph ph phm bng nhi
t ta b
y phun (Devakate
et al
c c nh kim loi (immobilized
metal affinity membrance) (Huali et al., 2008),
chit hai pha lng-lng (Ravindra et al., 2008),
nhiu ch ph i. Tuy
Vit Nam, mc nhi
sng da ln, vi ph
ph phm to ch phi ng dng
p thc phu (Li
Th Ng
c
sn ca Tnh Hu Giang. K
bi u sn ph
c,
m n tht qu
trong ch bin ch chim kho
l ph phm c a enzyme
bromelain vt li Th
Ng
i s n c n
xu bi ng ph ph phm t
ng trng
b t hoc
bin rau
qu, phn ln ph ph
ng. Tn dng t
ngun ph phm s n
gim thiu m ng,
kinh t chc
v hiu qu cho hong ch bin thc phm
c phm. Do vy, m
c
o qun b
dng. Ho
li l ng dng thc t trong
thc phm, m ph i
nhun cao cho sn xut c
2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Phƣơng tiện nghiên cứu
c thc hin t
nghi c phm, Vi
c Sinh hcng
i hc C
Chồi ngọn trái khóm ( 1 c thu
nhn t a
Ti V Thanh, tnh Hu Giang.
Hình 1: Nguyên liệu thí nghiệm (chồi ngọn
trái khóm)
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Khng c
kt ta ethanol, aceton, ammonium
n hiu su
t chi ngn c
Ch c nghi t
c b ch chit.
Dch chinh 4
o
C vi t
5300 g ( loi b
c t ta d
v a acetone (tinh khit),
ethanol (99,8%), ammonium sulfate (70%),
c bi t l 2 aceton : 1 dch
er ,1957), 4 ethanol : 1
d i Th Ng
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
164
NH
4
)
2
SO
4
472 g
(NH
4
)
2
SO
4
, 1994).
T 1,5 kg chi ngn c
nghic 750 ml d
n bng nhau. Phn 1
(250 ml) cho t t 118 g mu
nhi
nh (27
o
a, ra
ta bng acetone l a bng
H
2
SO
4
. Ph
ln nhi (0-4
o
acetone (-20
o
C t nhi -20
o
C
t t
t phn 2, phn 3 (250 ml) sau khi
n nhi (0-4
o
-20
o
nhit
-20
o
C trong 2 gi
Drauz et al.
h nhi
thp (<0
o
C) trong sut ta). Sau
a xut hi
s
2.2.2 Khng ca n
kt ta
n hiu sut thu hi ho
bromelain
c b i 2
kt t
o
C.
Sa bng H
2
SO
4
m
4
o
C.
2.2.3 Khng c
n hoa enzyme
c b th
y, bao
gm s-40
o
C), sy tron
m (5
o
o
C). Bt
t ta
v 27
o
C,
thi gian cho mua
y ta b cp.
Lng enzyme
c (g) (s dn
t oa enzyme
bromelain b (1974)
ci tin ng protein bng
u sut
thu hi ho bromelain (%). So
u qu kinh t ct ta
y.
X t qu: Kt qu c x ng
3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN
Kt qu c t ban
u cho thy ngt lc protease
cao nh
t lc trong chi ngn gp 9,92
l p 4,38 ln trong v
t qu vi nhi
c c v s hin din
ca pro phn c
et al., 2008; Li Th Ng
2009).
3.1 Ảnh hƣởng của các tác nhân kết tủa
đến kết quả thu nhận bromelain thô từ
chồi ngọn
phn chi ngn c
kt ta vp, nhm
chc h
t qu thu nhn enzyme
t t
Bng 1. Ho
enzyme thu hc sau khi sa tng
a mang lng nhau.
Kt qu th hin cho thy hiu sut thu hi
hoa bt cao
nht (82,86%) so v
amonium sulfate (66,52%). Theo Devakate et
al.
protein thu h c khi kt t n
n 40-60% (w/v)
ammonium sulfate nhi 4
o
C. V
loi b c phn
protein tng
ammonium sulfate th t phn
protein b kt ta. M lnh
hn ch c s mt hoa
bromelain khi kt t u sut thu hi
ho
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
165
Bảng 1: Ảnh hƣởng của tác nhân tủa đến quá trình trích ly enzyme bromelain
Tác nhân tủa
HSTH hoạt tính
enzyme (%)
Hoạt tính riêng
(U/mg)
Khối lƣợng bột
enzyme (g)
Chi phí sản xuất**
20000 TU (VNĐ)
Ammonium sulfate (SA)
63.559
Acetone
124.888
Ethanol
118.893
lch chun) c
Hoa
i ammonium sulfate. S t
do nhi thp, s kt hp gia
c trong
enzyme kt hp li v n
nh c
Gortner (1957); Su et al. (1967) nhiu dung
c s
dng cho vic kt ta bromelain. M
t t
trong dung d i ra khi ta d
y do nhi b
thp, vn
trong bt enzyme sau khi s i s hin
din ca ammonium sulfate trong ch phm
n kh
ca bromelain.
Khng b
c khi ta b
khi ta b ba
c tin i m ng
d
c khi ta bng ammonium sulfate
(11,90 U/
enzyme ta b
acetone (14,15 U/mg). V
m hng s n,
ng thc hp dn gi
t protein
kt ta protein. M
i
m lt v
t protein t li vi
a xung. Tuy v
ng
u ki ng
tm khng
b i
ammonium sulfate n t ta
protein rt tt.
Khi tinh ta bromelain b
h c
nhau. Ta bng ammonium sulfate d
ti
thc hin ngay nhi ng
Th Thu (2004) khi s d
kt ti ti
nhi l hn ch s mt hoa
kt t
nh d n nhi
khong 0-4
o
c
gi lnh -20
o
r dn s bin
i s a
ethanol trong dung d t trong
nhng y
l a bng dung
tng th a d
t nhiu so v ng dch
u (ta bng acetone th
n so vng d
vi ethanol th
y ta ra khi
dung dc bin tit ta
vn.
sn xut
hoi
t tc thc
hin. V nh kinh t a
b a
b
p 1,95 ln so vi ta
b p
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
166
1,90 lt ln na cho thc
s bt li na ca bng dung
i nhng kt qu nhc
thy rng s dng ammonium
kt t phn
chi ngn c
nghi
thc hi c h
thu so vi.
3.2 Ảnh hƣởng của nồng độ ammonium
sulfate và nhiệt độ kết tủa đến hoạt tính
của enzyme bromelain thô
kt ta
dung d ng loi protein
b kt ta nhng nng
u qu c
ammonium sulfate (t 60 -
kt ta (4
o
o
n ho
ng protein ca bc th hin
cp, nhi u t quan
trng
c bit khi s d t
tt ta
bromelain b
khi kt tn kh
ng protein trong dung
dch. Kt qu thu nhc cho thy khi kt
ta dch chi ngn bng ammonium sulfate
nhi 4
o
nhi 27
o
C bt k n mu
nhi lnh (4
o
t ta protein
n ch s bi n ra tt
ctv. (1994)
u v ng ca nhi kt
t
ng
nh rng ho a ch ph h ly
nhi 4
o
nhi 27
o
C.
ng thi kt qu ra rng
khi n mu
ng
n 80% ammonium
sulfate cho kt qu thu hi ho
ng protein tt nht c hai mc nhit
o
o
t qu t cao nht ti
n 80% mui nhi 4
o
qua thc nghim cho tht ta
nhi 4
o
c hi
o
t
b nh nhi ng 4
o
t
t
Hình 2: Hiệu suất thu hồi hoạt tính và hàm
lƣợng protein khi kết tủa ở những nồng độ
ammonium sulfate và nhiệt độ khác nhau
m thc 1:
o
C; Nghim thc
o
C; Nghim th
o
C;
Nghim th
o
C; Nghim thc 5: 70% SA
o
C; Nghim th
o
C
Hiu sut thu hi hoa
bng ammonium sulfate n
27
o
C cho kt qu
u kt ta nhit
4
o
C n
tt nht khi kt ta nhi
o
C).
(1994), khi kt ta bromelain t ng
ammonium sulfate t n
t lun rng n 70%
ammonium sulfate cho hiu sut thu hi hot
t. S t kt qu
do trong chi ng
ng protein cao gp nhiu ln so vi
phy n
mui th t t
b n ra
n 80% hu h
u b kt t
Kh a bt enzyme
c khi kt ta bromelain nhng nng
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
167
kt qu th hin y ho
a mu kt ta n 60%
c kt
ta v mui c nhi
o
gi
n 60% mu n l
trong dung dch b kt t
mu ng protein tp
b kt ta s m ho
ca mu. Ho a mu bromelain
kt ta nhi 4
o
u kt ta
nhi 27
o
C. Nhi
t trong cu t ca
u, s c
gian c
s mt ho a enzyme. Nguy
. (1994) cho rng s kt ta
bromelain bng ammonium sulfate nhi
thn ngh
th hn ch t mt hoa enzyme
t ta nhi 27
o
hoa enzyme
bromelain.
Hình 3: Hoạt tính riêng enzyme khi kết tủa ở
những nồng độ SA và nhiệt độ khác nhau
Nghim th
o
C ; Nghim thc 2: 70%
o
C ; Nghim th
o
C ; Nghim
thc 4
o
C ; Nghim thc 5
o
C ; Nghim th
o
C
Kh ng b c khi ta
vi SA
th hin
Hình 4: Khối lƣợng bột enzyme thu đƣợc khi
kết tủa ở các nồng độ chất tủa và nhiệt độ
khác nhau
m th
o
C ; Nghim thc
o
C ; Nghim th
o
C ;
Nghim th
o
C ; Nghim thc 5: 70%
o
C ; Nghim th
o
C
Kh ng ca b c
hiu khi m c kt ta vi nng
i
ammonium sulfate n
kt ta protein c
ch
a enzyme v a nhiu
protein kh
nhau, nh
ra bt ta vi ammonium sulfate
nh ng bt
c khi kt ta nhi 4
o
C
nhi t ta nhi 27
o
C do
nhi 27
o
C kh bi a
enzyme vn di
u.
3.3 Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sấy đến
hoạt tính bột enzyme bromelain thô
Nhi i gian su t quan
trng n hoa ch phm
y nhi t
hoa enzyme do protein b bi
y nhi thi gian
si s hin
din ca t
protease s di gim ho a
enzyme. Kt qu t
hiu sut thu hi ho
gi u sy b
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6
Nghiệm thức
Hoạt tính riêng (U/mg) .
0
2
4
6
8
10
12
14
1 2 3 4 5 6
Nghiệm thức
Khối lượng bột enzyme (g) .
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
168
hin
a mu sy b
s dng H
2
SO
4
(Bng 2).
Bảng 2. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sấy đến chất lƣợng, khối lƣợng và thời gian sấy bột enzyme
bromelain thô
Phƣơng pháp sấy
Hiệu suất thu hồi hoạt
tính enzyme (%)
Hoạt tính riêng của
enzyme (U/mg)
Khối lƣợng bột
enzyme (g)
Độ ẩm
(%)
Thời gian sấy
(giờ)
9
Sy bng H
2
SO
4
17
15
lch chun) c
hoc 85,73% so vi
a bt enzyme
t 11,96 (U/mg). S 35
o
C
trong 9 gi c 74,74% hot
v a b t
10,07 (U/mg). V
ng H
2
SO
4
nhi 4-5
o
C trong
17 gi c thu h
ho t 9,88 (U/mg).
y, hoa bromelain
khi s ca
y thp (-40
o
c c
c. Theo Tr
s li chng sn phm tt
c ca sn
phm bn m trc tip t trng
n sang trng
ng iu kit thp. Devakate et
al u qu ca s
sch kt
qu c 95% ho c gi li
i vi
sy phun.
S
bo qun trong th n
t). So vi s
c ti nhi u
(35
o
a bromelain sau khi sy
thp sy bng
H
2
SO
4
nhi 4
o
t qu t
m th u
n nhit (nhit
t
o
nhi khong 35
o
C
vn gi c ho i t
nhi lnh (4
o
C).
Kh ng b
y bng H
2
SO
4
. Sau khi st
t th
rt nhiu so vi sn ph
m 7,9%, sy bng H
2
SO
4
m ca sn
phm cut 6,80%. S t v m
t v kh nh
n s nh ca ch phm bromelain
trong thi gian bo qu thc hi
y b m bo qun an
chim thi gian ngn nht khong 9 gi, trong
khi sy bng H
2
SO
4
phi mt 17 gi i
i gian s)
i m c khi
y ph n
-20
o
t b s n
c tt tic t
c s dng ry
gii ca b t
i ca Merck (Bng 3) cho
thy hong trong 1 g bt enz
phm th i
a enzyme
vy, nu s d thy
u qu thy gii s
i (Merck).
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
169
Bảng 3: So sánh bột enzyme bromelain thành phẩm và bột enzyme thƣơng mại
Loại bromelain
Hoạt tính trong 1 g
enzyme (TU/g)
Hoạt tính riêng
(TU/mg protein)
m
1705
a
15,48
a
i (Merck)
1950
b
10,55
b
t nhng s mc
4 KẾT LUẬN
n din trong tt c
phn ph ph phm c
t nhiu nht trong phn chi ngn ca
Kt ta bromelain chi ngn bng acetone
cho kt qu 82,86% hoc thu
hi. Kt ta bng ethanol 79,19% hot
u. Kt ta bng
ammonium sulfate hiu sut thu hi ho
t 66,19%.
N kt
ta dch chi ng
o
C.
Thch
t qu
hot.
S 35
o
C trong 9 gi thu
c bng,
m < 8%, hiu sut thu hi ho
t 74,74%.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive
mocrogam quanlities of protein utilizing the
principle of protein dye biding, Anal.
Biochem. 72, 248-254.
2. Devakate R.V., V.V.Patil, S.S.,T.Waje,
B.N.Thorat. 2009. Purification and drying of
bromelain. In: Separation and purification
Technology. 64, 259264.
3. Dixon M. and Webb E.E. 1975. Enzyme,
NewYork, Academic press.
4. Drauz.K, Groger.G, May.O. 2011. Enzyme
catalysis in organic synthesis. Willey-VCH.
5. ng Th
Phm Thu Thy, Nguyn Th .
2004. g ngh enzyme. NXB Khoa hc K
thui. 16, 230-231.
6. Evens M. 2006. Extraction et formulation de la
7. Heinicke R.M and Gortner W.A. 1957. Stem
bromelain-A new protease preparation from
pineaaple 417 plants, Econ. Bot. 11, 225-234.
8. Huali N., S. Li, Y. Zhou, T. Chen, Z. He, S.
Su, H. Zhang, Y. Xue, L. Zhu. 2008.
Purification of bromelain using immobilized
metal affinity membranes. Journal of
Biotechnology 136S, 402459.
9. Kunitz M. 1974. Determination of proteolytic
activity by the casein digestion method. J. Gen.
Physiol. 30, 291.
10. Li Th Ng
to ch phm enzyme bromelain t ph ph
phm da, TKhoa hPn
-tp 7, s 2:203-ng i
hnghii.
11. Nguyu ph phm
da
i hp,
i.
12. Nguy
Thanh Mai. 1994. N
cn xu
nghim thu cp B B91-07-03.
13. Pessoa Jr. A. and B.V. Kilikian. 2005.
14. Rabelo A.P.B, Tambourgi E.B, Pessoa Jr.A. 2004.
Bromelain partitioning in twophase aqueous
systems containing PEO-PPO-PEO block
copolymers, J. Chromatogr., B 807, p. 61-68.
T Phn p, Thy s Sinh hc: 26 (2013): 162-170
170
15. Ravindra Babu, B., Rastogi N.K. and
Raghavarao K.S.M.S. 2008. Liquid-liquid
extraction of bromelain and polyphenol
oxidase using aqueous two-phase system.
Chemical Engineering and Processing: Process
Intensification, 47, 83-89.
16. Soares, Paulo A.G., A.F.M. Vaz, M.T.S.
Correia, A. Pessoa Jr, M. G. Carneiro-da-Cunha.
2012. Purification of bromelain from pineapple
wastes by ethanol precipitation. In: Separation
and Purification Technology. Elserver.
17. Tochi B.N, Wang Z, Xu S-Y and Zhang W,
2008, Therapeutic application of pineapple
protease (bromelain): Review, Pakistan journal
of nutrition, 7(4): 523-520.
18. Trt k h
thng sc.
. Sinh hc: 26 (2013): 162-170
162
TẬN DỤNG PHẾ PHẨM KHÓM CẦU ĐÚC (HẬU GIANG) CHO QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY ENZYME BROMELAIN
Nguyn
1
, Nguyn. tác nhân tủa đến quá trình trích ly enzyme bromelain
Tác nhân tủa
HSTH hoạt tính
enzyme (%)
Hoạt tính riêng
(U/mg)
Khối lƣợng bột
enzyme (g)
Chi
Ngày đăng: 11/03/2014, 03:20
Xem thêm: TẬN DỤNG PHẾ PHẨM KHÓM CẦU ĐÚC (HẬU GIANG) CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH LY ENZYME BROMELAIN pptx, TẬN DỤNG PHẾ PHẨM KHÓM CẦU ĐÚC (HẬU GIANG) CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH LY ENZYME BROMELAIN pptx