Chiết xuất enzyme bromelin tinh khiết từ dứa

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

1.1.1. Mục tiêu tổng quát

1.1.2. Mục tiêu cụ thể

1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

1.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.3.1. Nghiên cứu lý thuyết

1.3.2. Nghiên cứu thực nghiệm

1.4. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1. SƠ LƯỢC VỀ CÂY DỨA

2.1.1. Lịch sử và sự phát triển của cây dứa

2.1.2. Thành phần dinh dưỡng trong dứa

2.1.3. Các bộ phận trên cây dứa có thể cho enzyme bromelain

2.2. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ ENZYME

2.2.1. Giới thiệu sơ lược các enzyme protease

2.2.2. Protease vi sinh vật

2.2.3. Protease động vật

2.2.4. Protease thực vật

2.2.5. Ứng dụng của enzyme protease

2.3. ENZYME BROMELAIN THU NHẬN TỪ DỨA

2.3.1. Giới thiệu enzyme bromelain

2.3.2. Tính chất vật lý của enzyme bromelain

2.3.3. Tính chất hoá học của enzyme bromelain

2.3.3.1. Cấu tạo hoá học

2.3.3.2. Cấu trúc không gian của bromelain

2.3.4. Hoạt tính của enzyme bromelain

2.3.5. Cơ chế tác động

2.3.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme bromelain

2.3.7. Ứng dụng của enzyme bromelain

2.3.7.1. Trong công nghiệp thực phẩm

2.3.7.2. Một số enzyme bromelain thương mại

2.3.8. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về enzyme bromelain

2.3.8.1. Nghiên cứu trong nước

2.3.8.2. Nghiên cứu ngoài nước

2.4. KĨ THUẬT CƠ BẢN CHUẨN BỊ DỊCH PROTEIN THÔ

2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỦA PROTEIN

2.5.1. Tủa bằng muối sulfate ở các nồng độ khác nhau

2.5.2. Tủa bằng dung môi hữu cơ

2.5.3. Tủa bằng điểm đẳng nhiệt

2.5.4. Tủa bằng các loại polymer

2.5.5. Tủa bằng các chất đa điện phân

2.6. SỰ CỐ ĐỊNH ENZYME

2.6.1. Định nghĩa enzyme cố định

2.6.2. Tính chất ưu và nhược của enzyme cố định

2.6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme cố định

2.6.4. Các phương pháp cố định enzyme

2.6.4.1. Phương pháp liên kết enzyme với vật liệu cố định

2.6.4.2. Phương pháp hấp thụ vật lí

2.6.4.3. Phương pháp nhốt

2.6.4.4. Phương pháp khâu mạch

2.6.5. Đặc điểm, tính chất của Natrialginate

2.6.6. Ứng dụng của enzyme cố định

2.6.6.1. Trong công nghiệp

2.6.6.2. Trong nghiên cứu khoa học

2.6.6.3. Trong bảo vệ môi trường

2.6.7. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước

2.6.7.1. Tình hình nghiên cứu trong nước

2.6.7.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài

3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1. Chế phẩm enzyme thô

3.2. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.2.1. Chiết thô enzyme từ chế phẩm dứa

3.2.2. Phương pháp xác định hàm lượng protein và hoạt tính bromelain từ dịch chiết enzyme thô

3.2.3. Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Bradford

3.2.4. Xác định hoạt tính enzyme theo phương pháp Amano

3.2.5. Tách enzyme bằng các phương pháp tủa bằng cồn 960, muối Ammonium sulfate (NH4)2SO4 và aceton(CH3COCH3)

3.2.5.1. Phương pháp thí nghiệm tủa enzyme bằng cồn 960

3.2.5.2. Phương pháp thí nghiệm tủa bằng muối Ammonium sulfate

3.2.5.3. Phương pháp thí nghiệm tủa bằng aceton

3.2.6. Phương pháp xác định tỉ lệ cồn 960, nồng độ muối (NH4)2SO4 và tỉ lệ aceton tối ưu để tủa enzyme bromelain

3.2.7. Phương pháp xác định pH, nhiệt độ tối ưu và độ bền nhiệt cho hoạt động của enzyme bromelain

3.2.7.1. Xác định pH tối ưu cho hoạt động của bromelain

3.2.7.2. Xác định nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của bromelain

3.2.7.3. Khảo sát độ bền nhiệt

3.2.8. Cố định enzyme bromelain trên cơ chất Natrialginate bằng phương pháp nhốt

3.2.8.1. Tạo dung dịch Natrialginate 3%

3.2.8.2. Tiến hành cố định

3.2.9. Phương pháp xác định hiệu suất cố định protein và hiệu suất cố định hoạt tính của enzyme cố định

3.2.10. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố lý hoá đến hoạt tính của enzyme bromelain được cố định trên Natrialginate

3.2.10.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH

3.2.10.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

3.2.10.3. Khảo sát độ bền nhiệt

3.2.10.4. Khảo sát số lần tái sử dụng bromelain cố định trên Natrialginate

3.2.11. Bước đầu tinh sạch enzyme bromelain chồi dứa bằng sắc ký lọc gel

3.2.11.1. Thiết bị và hóa chất

3.2.11.2. Các bước tiến hành

3.2.11.3. Tính hiệu suất về hoạt tính enzyme protease và độ tinh sạch của enzyme sau tinh sạch bằng sắc ký lọc gel

3.2.12. Xác định trọng lượng phân tử enzyme bromelain bằng phương pháp điện di SDS - PAGE

3.2.12.1. Thiết bị và hóa chất

3.2.12.2. Phương pháp

3.2.12.2.1. Xác định trọng lượng phân tử của protein

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

4.1. HÀM LƯỢNG PROTEIN VÀ HOẠT TÍNH ENZYME BROMELAIN DỊCH CHIẾT THÔ CÁC BỘ PHẬN TRÊN QUẢ DỨA

4.2. KHẢO SÁT TÁC NHÂN TỦA ENZYME BROMELAIN LÀ CỒN 960

4.2.1. Hàm lượng protein và hoạt tính bromelain bộ phận chồi trong dịch tủa là cồn 960

4.2.2. Xác định pH, nhiệt độ tối ưu và độ bền nhiệt cho hoạt tính bromelain bộ phận chồi trong dịch tủa cồn với tỉ lệ 1 dứa : 4 cồn

4.2.2.1. Khảo sát độ bền nhiệt

4.3. KHẢO SÁT TÁC NHÂN TỦA ENZYME BROMELAIN LÀ MUỐI AMMONIUM SULFATE

4.3.1. Hàm lượng protein và hoạt tính bromelain bộ phận chồi trong dịch tủa là muối Ammonium sulfate ((NH4)2SO4)

4.3.2. Xác định pH, nhiệt độ tối ưu và độ bền nhiệt cho hoạt tính bromelain bộ phận chồi trong dịch tủa muối với nồng độ 60%

4.3.2.1. Khảo sát độ bền nhiệt

4.4. KHẢO SÁT TÁC NHÂN TỦA ENZYME BROMELAIN LÀ ACETON (CH3COCH3)

4.4.1. Hàm lượng protein và hoạt tính bromelain bộ phận chồi trong dịch tủa là aceton (CH3COCH3)

4.4.2. Xác định pH, nhiệt độ tối ưu và độ bền nhiệt cho hoạt tính bromelain bộ phận chồi trong dịch tủa aceton với tỉ lệ 1 dứa : 5 aceton

4.4.2.1. Khảo sát độ bền nhiệt

4.5. SO SÁNH VIỆC TỦA ENZYME BROMELAIN TRONG CỒN 960, MUỐI AMMONIUM SULFATE VÀ ACETON

4.6. CỐ ĐỊNH ENZYME BROMELAIN TRÊN NATRIALGINATE

4.6.1. Kết quả quá trình cố định enzyme bromelain trên chất mang Natrialginate

4.6.2. Hiệu suất cố định protein và hiệu suất cố định hoạt tính của enzyme bromelain trên gel Natrialginate

4.6.3. So sánh hàm lượng và hoạt tính enzyme bromelain cố định với hàm lượng và hoạt tính enzyme trước khi cố định

4.6.4. Khảo sát hoạt tính của enzyme cố định trên Natrialginate theo pH, nhiệt độ và độ bền nhiệt

4.6.4.1. Khảo sát hoạt tính của enzyme cố định theo pH

4.6.4.2. Khảo sát hoạt tính của enzyme cố định theo nhiệt độ

4.6.4.3. Khảo sát hoạt tính của enzyme cố định theo độ bền nhiệt

4.6.4.4. Khảo sát số lần tái sử dụng bromelain cố định trên Natrialginate

4.6.5. So sánh độ bền nhiệt của chế phẩm enzyme ban đầu trước khi cố định và enzyme cố định trên Natrialginate

4.7. TINH SẠCH ENZYME BROMELAIN TRÊN BIOGEL P-100

4.7.1. Hàm lượng protein và hoạt tính bromelain trước khi tinh sạch

4.7.2. Tinh sạch enzyme bằng sắc ký lọc gel với các thông số

4.7.3. Tinh sạch enzyme đã tủa với cồn 960

4.7.4. Tinh sạch enzyme đã tủa với muối Ammonium sulfate

4.7.5. Tinh sạch enzyme đã tủa với aceton

4.7.6. So sánh kết quả giữa chế phẩm enzyme thô và dịch enzyme sau khi đã qua quá trình sắc ký lọc gel

4.8. KẾT QUẢ PHÂN TÁCH HỆ ENZYME BROMELAIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN DI SDS - PAGE

4.8.1. Thành phần mẫu điện di

4.8.2. Kết quả điện di

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

I. Giới thiệu về enzyme bromelain

Enzyme bromelain là một loại protease có nguồn gốc từ cây dứa, chủ yếu được chiết xuất từ các bộ phận như chồi, thân và quả. Chiết xuất enzyme này không chỉ giúp nâng cao hoạt tính tiêu hóa mà còn có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp thực phẩm. Nghiên cứu về enzyme bromelain đã chỉ ra rằng enzyme này có khả năng phân hủy protein, làm giảm viêm và hỗ trợ quá trình hồi phục vết thương. Việc tinh khiết enzyme bromelain từ dứa có thể giúp loại bỏ các tạp chất, từ đó nâng cao hiệu suất sử dụng enzyme trong các ứng dụng thực tiễn. Theo nghiên cứu, enzyme bromelain có ba hoạt tính chính: peptidase, amidase, và esterase, cho phép nó hoạt động hiệu quả trong nhiều môi trường khác nhau.

II. Phương pháp chiết xuất enzyme bromelain từ dứa

Quá trình chiết xuất enzyme bromelain từ dứa bao gồm nhiều bước, từ việc thu hoạch đến tủa và tinh chế. Đầu tiên, các bộ phận của dứa được lựa chọn và xử lý để thu nhận dịch chiết thô. Sau đó, enzyme được tủa bằng các tác nhân như cồn 960, muối Ammonium sulfate và aceton. Mỗi tác nhân tủa sẽ có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc xác định nồng độ và tỉ lệ của các tác nhân này là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu cho enzyme bromelain. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng muối Ammonium sulfate cho kết quả tốt hơn trong việc tủa enzyme so với cồn và aceton, nhờ vào khả năng tạo ra môi trường thích hợp cho enzyme hoạt động.

III. Tính chất và ứng dụng của enzyme bromelain

Enzyme bromelain có nhiều tính chất vượt trội, như khả năng chịu nhiệt và ổn định pH, giúp nó có thể hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện khác nhau. Công dụng của bromelain không chỉ dừng lại ở việc hỗ trợ tiêu hóa mà còn được ứng dụng trong ngành thực phẩm như một chất bảo quản tự nhiên, trong y học để điều trị các bệnh viêm nhiễm và hỗ trợ phục hồi sau phẫu thuật. Bromelain trong thực phẩm có thể giúp cải thiện chất lượng sản phẩm, tăng cường hương vị và kéo dài thời gian bảo quản. Việc cố định enzyme trên các chất mang như Natrialginate cũng đang được nghiên cứu để nâng cao hiệu suất sử dụng và khả năng tái sử dụng của enzyme trong các quy trình công nghiệp.

IV. Kết luận và triển vọng nghiên cứu

Việc chiết xuất enzyme bromelain tinh khiết từ dứa không chỉ mang lại giá trị kinh tế cao mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách tận dụng các phế phẩm từ dứa. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm từ enzyme bromelain, đồng thời khuyến khích việc ứng dụng enzyme trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Tương lai, việc cải tiến quy trình chiết xuất và tinh chế enzyme sẽ giúp nâng cao hiệu quả và giảm chi phí sản xuất, từ đó thúc đẩy việc sử dụng enzyme bromelain trong công nghiệp thực phẩm và y học.

Luận văn về việc tách chiết enzyme bromelin tinh khiết từ dứa