Tài liệu Đề tài: Thu nhận enzyme Protease từ vi sinh vật và những ứng dụng của enzyme Protease docx

Ở Việt Nam cũng có nhiều công trình công bố vềviệc nghiên cứu sử dụng Protease chủ yếu tập trung vào các Protease thực vật và động vậtcòn Protease vi sinh vật chỉ được nghiên cứu trong h

Đề tài

Thu nhận enzyme

Protease từ vi sinh vật

và những ứng dụng của enzyme Protease

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

Phần I - Tổng quan về enzyme protease và nguồn thu nhận 4

1.1.1 Giới thiệu chung 4

1.1.2 Đặc điểm và tính chất của Protease vi sinh vật [7] 5

1.1.3 Cấu trúc trung tâm hoạt động (TTHĐ) của Protease [7] 6

Phần II - Tình hình nghiên cứu enzyme protease 10

2.1 Tình hình nghiên cứu enzyme trong nước 10

2.2 Vấn đề sản xuất enzyme Protease trên thế giới 11

Phần III - Đặc điểm nguồn vi sinh vật thu nhận enzyme protease 13

3.1 Vi khuẩn 13

3.2 Nấm mốc 14

3.3 Xạ khuẩn 15

Phần IV – Phương pháp thu nhận enzyme protease từ vi sinh vật 18

4.2 Môi trường nuôi cấy vi sinh vật tổng hợp enzyme Protease 18

4.2.1 Nguồn cacbon [1],[11] 18

4.2.2 Nguồn nitơ [1] 19

4.3 Nuôi cấy thu nhận chế phẩm enzyme Protease bằng phương pháp bề mặt [3] 20

4.4 Thu nhận enzyme (E) 21

4.4.1 Tách và làm sạch chế phẩm enzyme [3] 21

4.4.2 Các dạng chế phẩm enzyme thu được 23

4.4.2.1 Thu chế phẩm kỹ thuật 23

4.4.2.2 Thu chế phẩm enzyme tinh khiết 24

4.5.1 Quy trình thu nhận 25

4.5.2 Thuyết Minh Quy Trình và đề xuất thiết bị 26

4.5.2.1 Lý do chọn chủng nấm mốc Asp.oryzae 26

4.5.2.2 Kỹ thuyật nuôi cấy 26

4.5.2.3 Thu nhận sản phẩm: 27

Phần V - Ứng dụng của enzyme protease 31

5.1 Trong công nghiệp chế biến thịt 31

5.2 Trong chế biến thuỷ sản 31

5.4 Trong sản xuất Bia 32

KẾT LUẬN 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

LỜI MỞ ĐẦU

Protease là một trong những enzyme được ứng dụng rất nhiều trong mọi lĩnh vực,trong đó, đặc biệt là công nghiệp thực phẩm Protease đã có những đóng góp rất to lớntrong việc phục vụ, nâng cao đời sống của con người Hiện nay trên thế giới công nghệthu nhận Protease từ vi sinh vật hiện còn đang phát triển, tìm tòi nghiên cứu về khả năngứng dụng vô vàn của enzyme Protease Ở Việt Nam cũng có nhiều công trình công bố vềviệc nghiên cứu sử dụng Protease chủ yếu tập trung vào các Protease thực vật và động vậtcòn Protease vi sinh vật chỉ được nghiên cứu trong hơn chục năm trở lại đây

Công nghệ enzyme ở nước ta hiện còn rất mới mẽ, đang trong giai đoạn hưởng ứng

và ngày hoàn thiện dần lĩnh vực này trong tương lai Do vậy việc đi sâu và tìm hiểuenzyme Protease, nguồn thu nhận Protease từ vi sinh vật cũng như những ứng dụng của

nó là một đề tài mang tính thời đại, cấp thiết trong tình hình Việt Nam đang hội nhậpmạnh mẽ với nền kinh tế thế giới

Qua nhiều năm, việc gia tăng sử dụng vi sinh vật như là một nguồn cung cấpProtease đã cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và sản phẩm được tạo ra nhiều hơn Tuynhiên giá thành Protease còn khá cao, do đó cũng hạn chế việc sử dụng rộng rãi enzymetrong sản xuất Các chế phẩm thu được sau quá trình nuôi cấy sản xuất enzyme chưa phải

là chế phẩm có độ tinh khiết cao vì protein chiếm 20-30% [6] Vì vậy, việc nghiên cứu cảitiến phương pháp tách và tinh chế enzyme nhằm thu được chế phẩm có độ tinh khiết caorất cần thiết

Và với đề tài “Thu nhận enzyme Protease từ vi sinh vật và những ứng dụng của enzyme Protease” mong muốn sẽ góp phần làm rõ những đặc điểm, tính chất liên quan

đến enzyme Protease cũng như các phương pháp thu nhận, tinh chế và những ứng dụngmang tính thực tế của nó Hy vọng trong tương lai lĩnh vực này sẽ được nghiên cứu nhiềuhơn nữa ở các nước, đặc biệt ở Việt Nam chúng ta để phục vụ tốt hơn cho đời sống củacon người

Phần I - Tổng quan về enzyme protease và nguồn thu nhận

1.1 Tổng quan về enzyme Protease [2]

1.1.1 Giới thiệu chung

- Protease là các enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptit (CO-NH) trongphân tử protein và các cơ chất tương tự

Nhiều Protease có khả năng liên kết este và vận chuyểnacid amin

Theo phân loại quốc tế các enzyme thuộc nhóm này chia thành 4 phân nhóm phụ:

- Aminopeptidase: xúc tác sự thủy phân liên kết peptit ở đầu nitơ của mạchpolypeptit

- Cacboxypeptidase: xúc tác sự thủy phân liên kết peptit ở đầu cacbon củamạch polypeptit Cả hai phân nhóm enzyme trên đều là các exo – peptidase

- Dipeptihydrolase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết dipepit

- Proteinase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết peptid nội mạch

Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ tếbào, 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, dạ dày bê ) [12].Trong cơ thể, các Protease đảm nhiệm nhiều chức nǎng sinh lý như: hoạt hóa zymogen,đông máu và phân hủy sợi fibrin của cục máu đông, giải phóng hormon và các peptid cóhoạt tính sinh học từ các tiền chất, vận chuyển protein qua màng [3] Ngoài ra, cácProtease có thể hoạt động như các yếu tố phát triển của cả tế bào ác tính và tế bào bìnhthường đó là tǎng sự phân chia tế bào, sinh tổng hợp ADN [2] So với Protease động vật

Hình 1.1 Phản ứng thủy phân liên kết peptide

và thực vật, Protease vi sinh vật có những đặc điểm khác biệt Trước hết hệ Protease visinh 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 thủy phân triệt để và đa dạng

1.1.2 Đặc điểm và tính chất của Protease vi sinh vật [7]

Các công trình nghiên cứu Protease vi sinh vật ngày càng nhiều Các kết quảnghiên cứu cho thấy ngay cả các Protease của cùng một loài vi sinh vật cũng có thể khácnhau về nhiều tính chất Căn cứ vào cơ chất phản ứng, pH hoạt động thích hợp,… các nhàkhoa học đã phân loại các Protease vi sinh vật thành bốn nhóm như sau:

P-xerin; P-thiol; P-kim loại; P-acid

Một số tác giả khác chia Protease ra ba nhóm, dựa vào hoạt động pH của chúngbao gồm: Protease-acid; Protease trung

tính; Protease kiềm

Trong bốn Protease kể trên, các

Protease-xerin và Protease-thiol có khả

năng phân giải liên kết este và liên kết

amide của các dẫn xuất acid của aa

Ngược lại các Protease kim loại,

Protease acid thường không có hoạt

tính esterase của các dẫn suất của aa

Hình 1.3 Cấu trúc tinh thể của Tripsin

(1 Protease xerin tiêu biểu)

Hình 1.2 Cấu trúc không gian enzyme Protease

Nhiều Protease ngoại bào của vi sinh vật đã được nghiên cứu tương đối kỹ về cấu tạophân tử, một số tính chất hóa lý và cơ chế tác dụng Kết quả nghiên cứu cho thấy trọnglượng phân tử của các enzyme này tương đối bé, nhất là các P-xerin.

Các P-xerin có trọng lượng phân tử thấp vào khoảng 20.000 – 27.000 Dalton Tuynhiên, cũng có một số P-xerin có trọng lượng phân tử lớn hơn như các enzyme của

Pelicillium cyoneo-fulvum (44.000), Asp, oryzae OUT 5038 (52.000) Trọng lượng phân

tử của các Protease kim loại lớn hơn so với P-xerin (vào khoảng 33.800 - 48.400).Protease tiol và nhiều Protease-acid cũng có trọng lượng phân tử vào khoảng 30.000-40.000 Dalton

Có thể tóm tắt những đặc tính của các nhóm Proteinase này ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Một số tính chất của Protease (P) vi sinh vật

hãm

Đặc điểm TTHĐ

pH tối thích

P Xerin Bac.subtilis

Bac.pumilus Str.griseus Str.fradiae Art hrobacter B22 Asp.oryzae

Asp.flavus Asp.sojae E.coli

P-tiol Streplococcus

Clostridium histoly-ticum

Indoaxeta-mitPs.cloromer-curbenzoat

Losaccarilicis Bac Megaterium

EDTA++

fenantrolin

1,10octa-Kim loại hóatrị hai

Trungtính

Psuedomonasaeruginoa Atreptomeces naraensis Asp Oryzae

Acremonium kiliense Clostridiumhisttolytium

P Acid Asp.niger

Asp.Awamori Sailoi,penicillium Janthinellum Rhizopus chinensis Mucor pucillus Endothia parasilica

DizoaxetilDlnorlox-inmetil este

1.1.3 Cấu trúc trung tâm hoạt động (TTHĐ) của Protease [7]

Trong TTHĐ của Protease vi sinh vật ngoài gốc acid amin đặc trưng cho từngnhóm còn có một số gốc acid amin khác Các kết quả nghiên cứu chung về TTHĐ củamột số Protease vi sinh vật cho phép rút ra một số nhận xét chung như sau:

- TTHĐ của Protease đủ lớn và bao gồm một số gốc aa và trong một số trường hợpcòn có cả cofactơ kim loại

+ Các Protease kim loại có TTHĐ lớn hơn vào khoảng 210A, có thể phân biệtthành sáu phần dưới TTHĐ (subsite), mỗi phần dưới TTHĐ tương ứng với mỗi gốc aatrong phân tử cơ chất

+ Đối với các Protease acid, theo nhiều nghiên cứu cấu trúc TTHĐ của các tinh thể

Protease acid của Phizopus chinenis và Endothia parasilica đã cho thấy phân tử các

Protease này gồm có hai hạt, giữa chúng có khe hở vào khoảng 200A Khe hở này là phần

xúc tác của các E, các gốc Asp-35 và Asp-215 xếp đối diện nhau trong khe ấy.

- Đối với các Protease không chứa cysteine, TTHĐ của chúng có tính mềm dẻohơn vì cấu trúc không gian của chúng không được giữ vững bởi các cầu disulphide

Mặc dù TTHĐ của các Protease vi sinh vật có khác nhau nhưng các enzyme nàyđều xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết peptide theo cùng một cơ chế chung như sau:SVTH: Võ Thành HoàngE + S enzyme – S enzyme – S + PTrang 7 1 enzyme + P2

Trong đó: E: enzyme, S: cơ chất, enzyme - S: Phức chất enzym- cơ chất, P1: Là sảnphẩm đầu tiên của phản ứng, P2: Là sản phẩm thứ hai của phản ứng.

1.2 Nguồn thu nhận Protease [3]

- Enzyme là protein được sinh vật tổng hợp trong tế bào và là chất tham gia xúc táccho mọi phản ứng sinh học Chính vì thế, mọi sinh vật đều được xem là nguồn thu nhận

để sản xuất enzyme Nhưng vẫn chủ yếu là ba nguồn chính: Động vật, thực vật và vi sinhvật

- Protease phân bố ở thực vật, động vật, vi sinh vật Tuy nhiên nguồn enzyme ở visinh vật phong phú nhất, có ở hầu hết các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm mốc và xạkhuẩn… có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất để sản xuất enzyme ởquy mô lớn dùng trong công nghệ và đời sống [3]

- Enzyme Protease từ nguồn động vật và thực vật được loài người khai thác và ứngdụng hàng ngàn năm để sản xuất và phục vụ trong cuộc sống Nhưng hiện nay lượngenzyme thu nhận từ thực vật và động vật được thay thế dần bằng enzyme vi sinh vật.enzyme thu nhận từ các nguồn này thường rất khó và hiệu quả kinh tế không cao Nguồnenzyme từ vi sinh vật dần dần thay thế enzyme từ động vật và thực vật do hàng loạtnhững ưu điểm về sinh lý vi sinh vật và về kỹ thuật sản xuất được liệt kê như sau:

+ 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 ngày đêm

+ Enzyme thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tính cao

+ Tốc độ sinh sản của vi sinh vật mạnh, trong thời gian ngắn có thể thu được lượngsinh khối vi sinh vật rất lớn, giúp trong một thời gian ngắn thu được một lượng enzymenhiều hoặc lượng các sản phẩm trao đổi chất cao

+ Một đặc điểm riêng có của vi sinh vật đó 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 sinh vật 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 visinh vật hoàn toàn không phụ thuộc vào khí hậu bên ngoài Trong khi đó, sản xuấtenzyme từ nguồn thực vật và động vật không thể đưa vào quy mô công nghiệp được.

+ Nguồn nguyên liệu dùng sản xuất enzyme theo quy mô công nghiệp rẽ tiền và dễkiếm,

không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa rất lớn về mặt môi trường sống visinh vật không đòi hỏi quá khắc khe những yếu tố dinh dưỡng của môi trường, nhất lànhững vi sinh vật tổng hợp enzyne Chính vì thế enzyme được sản xuất từ vi sinh vậtthường rẻ tiền hơn enzyme từ các nguồn khác

+ vi sinh vật có thể sinh tổng hợp cùng một lúc nhiều loại enzyme khác nhau [7]

Phần II - Tình hình nghiên cứu enzyme protease

2.1 Tình hình nghiên cứu enzyme trong nước

Hầu như mọi phản ứng hoá học trong cơ thể sống đều cần phải có vai trò xúc táccủa enzyme - chất xúc tác sinh học Chính vì vậy, các nghiên cứu về enzyme đã thu hút sựquan tâm của các cán bộ hoá sinh học, sinh học thực nghiệm và nhiều nhà nghiên cứu ởcác lĩnh vực liên quan khác Các nghiên cứu nhằm theo hướng tách, tinh sạch enzyme, tạocác chế phẩm có độ sạch khác nhau, nghiên cứu cấu trúc, mối liên quan giữa cấu trúc vàhoạt tính sinh học của enayme, khả năng ứng dụng enzyme trong thực tế [3] Và gần đâynhất là những sáng tạo mới mẽ, mang tính ứng dụng lớn được sử dụng rộng rãi như:

+ Trần Quốc Hiền, Lê Văn Việt Mẫn, Trung tâm Công nghệ sau thu hoạch, ViệnNghiên cứu nuôi trồng thủy sản II, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Hồ Chí

Minh đã “Nghiên cứu thu nhận chế phẩm Protease từ ruột cá Basa (pangasius bocourti)” thực hiện năm 2006 Nghiên cứu này khảo sát quá trình trích ly và tinh sạch

enzyme Protease từ ruột cá Basa (Pangasius bocourti) Dịch chiết protease kiềm thu được

từ ruột có tổng hoạt tính cao nhất là 15,79UI/gCKNT (chất khô nội tạng) trong điều kiệnchiết: tỷ lệ mẫu/dung môi 1/1(w/w); pH 9,5; nhiệt độ 35oC; thời gian chiết 10 phút [14]

+ Tối ưu một số điều kiện nuôi cấy chủng vi sinh vật biển Acinetobacter sp QN6 sinh tổng hợp Prơtease được thực hiện của Quyền Đình Thi, Trần Thị Quỳnh Anh,

Nguyễn Thị Thảo (2007), viện CNSH đã chứng minh các điều kiện thuận lợi nhằm nuôi

cấy với hiệu suất cao nhất đối với chủng vi sinh vật biển Acinetobacter sp QN6 sinh tổng hợp Prơtease [15].

+ Phan Thị Bích Trâm, Dương Thị Hương Giang, Hà Thanh Toàn, Phạm Thị Ánh

Hồng, Đại học Cần Thơ, Trường ĐHKH Tự nhiên, ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh đã tiến hành “Tinh sạch và khảo sát đặc điểm của các Serine Protease từ Trùn Quế” ( 2007) Bước đầu khảo sát hệ enzyme Protease từ trùn quế (Perionyx excavatus) cho thấy phần

lớn các protease trong dịch chiết enzyme thô có thể tinh sạch sơ bộ bằng tủa phân đoạnvới ammonium sulfat nồng độ trong khoảng 30-80% Nhiệt độ và pH tối ưu cho enzymethô hoạt động trên cơ chất casein là 550C và pH trong khoảng kiềm 10 -12 [16],[4]

+ “Nghiên cứu ứng dụng Protease bacillus subtilis trong sản xuất bột đạm thủy phân từ cá Mối”, Vũ Ngọc Bội, trường Đại học thủy sản Nha Trang Qua nghiên cứu cho thấy protease B subtilis có thể thủy phân mạnh mẽ cơ thịt cá mối và hoàn toàn có thể sử dụng enzyme này trong sản xuất bột đạm thủy phân Khi bổ sung protease B subtilis với

nồng độ enzyme 0,3% vào hỗn hợp cơ thịt cá mối và thủy phân ở 500C

+ Nghiên cứu ứng dụng Protease trong sản xuất Bia, thực hiện trong các năm

1993-1994, Thực hiện: TS.Trương Thị Hòa và các công tác viên Viện Công nghiệp thực

phẩm Protease của Aps oryzae được dùng để thủy phân protein trong hạt ngũ cốc, tạo

điều kiện xử lý bia tốt hơn [8]

2.2 Vấn đề sản xuất enzyme Protease trên thế giới

Trong các Protease, các enzyme của hệ tiêu hóa được nghiên cứu sớm hơn cả

Năm 1857, Corvisart tách được tripxin từ dịch tụy, đó là Protease đầu tiên nhận được ở dạng chế phẩm Năm 1861 Brucke cũng đã tách được Pepxin từ dịch dạ dày Chó ở dạng

tương đối tinh khiết Ngoài các enzyme của hệ tiêu hóa, người ta cũng đã quan sát đầutiên về các Protease trong máu [11]

Các Protease thực vật được phát hiện muộn hơn Năm 1879 Wurtz được xem làngười đầu tiên tách được Protease thực vật Đến nay người ta đã nghiên cứu được khá đầy

đủ về cấu trúc phân tử của nhiều Protease như: papain, tripxin, kimotripxin, subtilizin…[11]

Các Protease của vi sinh vật mới được chú ý nghiên cứu nhiều từ năm 1950, mặc

dù từ năm 1918- 1919 Waksman đã phát hiện được khả năng phân giải Protein của Xạkhuẩn Trong hơn 10 năm nay số công trình nghiên cứu Protease vi sinh vật tăng lên đáng

kể nhiều hơn các Protease của động và thực vật Những kết quả đạt được trong lĩnh vựcnày đã góp phần mở rộng quy mô sản xuất chees pha enzyme và ứng dụng enzyme trongthực tế [11]

Trong CNTP, người ta sử dụng Protease để sản xuất phomat từ sửa (Mohanty etal.,1999), xản xuất bánh từ bột mì (Hozova et al., 2003) hay chế biến các sản phẩm giàuprotein từ đậu tương (Ghazi et al., 2003; Ma et al., 2004); trong công nghiệp thuộc da,

Protease được dùng để thủy phân một số thành phần phi collagen của da và loại bỏ cácprotein phi fibrin như albumin, globulin (Gupta, Rammani, 2006); trong chất tẩy rửa,Protease là một trong những thành phần quan trọng của tất cả các loại chất tẩy rửa, từ cácchất tẩy rửa dùng trong gia đình đến những chất làm sạch kính hoặc răng giả, kem đánhrăng (Rao et al., 1998) Trong những năm gần đây, giá trị thương mại của các enzymecông nghiệp trên toàn thế giới đạt khoảng 1 tỷ USD, trong đó chủ yếu là các enzyme thủyphân (75%), và Protease là một trong ba nhóm enzyme lớn nhất sử dụng trong côngnghiệp (60%) (Rao et al., 1998) [13].

Từ năm 1950 trở lại đây trên thế giới có hàng loạt Protease động vật, thực vật và visinh vật được tách chiết nghiên cứu Thời gian gần đây các nhà khoa học trên thế giới tậptrung nghiên cứu về Protease vi sinh vật và đã đạt nhiều thành tựu to lớn về lĩnh vực này(Protease từ vi sinh vật chiếm tới 40% tổng doanh thu của enzyme toàn thế giới (Godfreywest, 1996) [13]) Hiện nay, số lượng các enzyme được sản xuất hàng năm trên thế giới, ởcác nước phát triển nhất là châu Âu, Mỹ và Nhật Bản vào khoảng 300.000 tấn với doanhthu từ sản xuất enzyme ước tính vào khoảng 500 triệu USD Trong đó khoảng 600 tấnProtease tinh khiết được sản xuất từ vi sinh vật bao gồm khoảng 500 tấn từ vi khuẩn và

100 tấn từ nấm mốc Những nước có công nghệ sản xuất và ứng dụng Protease tiên tiếntrên thế giới là: Đan Mạch, Nhật Bản, Mỹ, Anh, Pháp, Hà Lan, Trung Quốc, Đức, Áo.Các nước này đã đầu tư thích đáng cho công tác nghiên cứu, sản xuất và ứng dụngProtease từ VSV Chính vì thế nhịp độ sản xuất Protease ở quy mô công nghiệp tại cácnước phát triển hàng năm tăng vào khoảng 5%- 10% Ngày nay người ta có thể sản xuấtcác enzyme cố định trên các chất mang không tan cho phép có thể tái sử dụng enzymenhiều lần Vì vậy mà việc ứng dụng Protease ngày càng gia tăng[4],[1]

Hình 3.

1 B

accillu

s s ubt ilis

Phần III - Đặc điểm nguồn vi sinh vật thu nhận enzyme protease

- Trong nuôi cấy vi sinh vật thu nhận enzyme có một số kỹ thuật chung và một số

kỹ thuật riêng Những kỹ thuật chung bao gồm: [7]

+ Kỹ thuật tạo giống

+ Lựa chọn phương pháp nuôi cấy

+ Thiết kế thiết bị nuôi cấy

+ Kỹ thuật lên men

+ Tách, tinh chế thu nhận E

- Nhiều vi sinh vật có khả năng tổng hợp mạnh Protease, các enzyme này có thể ởtrong tế bào hoặc được tiết vào môi trường nuôi cấy Một số Protease ngoại bào đã sảnxuất quy mô công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, trongnông nghiệp và trong y học

- Nguồn vi sinh vật thu nhận enzyme Protease chủ yếu gồm: vi khuẩn, nấm mốc,

trong hai loại endopeptidase

hoặc exopeptidase, riêng vi

khuẩn có khả năng sinh ra cả

hai loại trên, do đó Protease

của vi khuẩn có tính đặc hiệu

cơ chất cao Chúng có khả

năng phân hủy tới 80% các

liên kết peptide trong phân tử protein [6]

Các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp mạnh Protease là Bacillus subtilis, B.mesentericus, B.thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chi Clostridium Trong đó, B.subtilis S5 có khả năng tổng hợp Protease mạnh nhất Các vi khuẩn thường tổng hợp

các Protease hoạt động thích hợp ở vùng pH trung tính và kiềm yếu.[2]

Các Protease trung tính của vi khuẩn hoạt động ở khoảng pH hẹp (pH 5-8) và cókhả năng chịu nhiệt thấp Các Protease trung tính tạo ra dịch thủy phân protein thực phẩm

ít đắng hơn so với Protease động vật và tăng giá trị dinh dưỡng Chúng còn có khả năng ái

lực cao đối với các acid amin ưa béo và thơm và được sinh ra nhiều bởi B.subtilis, B.mesentericus, B thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chi Clostridium [2].

Protease của Bacillus ưa kiềm có điểm đẳng điện bằng 11, khối lượng phân tử từ

20.000-30.000dalton Ổn định trong khoảng pH 6-12 và hoạt động trong khoảng pH rộng7-12 [2]

3.2 Nấm mốc

Nhiều loại nấm mốc có khả năng tổng hợp một lượng lớn Protease được ứng dụng

trong công nghiệp thực phẩm như các chủng: Aspergillus oryzae, A terricola, A fumigatus, A saitoi, Penicilliumchysogenum)…các loại nấm mốc này có khả năng tổng

hợp cả ba loại P: acid, kiềm và trung tính Nấm mốc đen tổng hợp chủ yếu các Proteaseacid, có khả năng thủy phân protein ở pH 2,5-3 [2]

Một số nấm mốc khác như: A candidatus, P cameberti, P roqueforti… cũng có

khả năng tổng hợp Protease có khả năng đông tụ sữa sử dụng trong sản xuất phomát

Hình 3.2 Aspergillus

oryzae

Hình 3.3 Condium of Aspergillus oryzae

3.3 Xạ khuẩn

Về phương diện tổng hợp Protease, xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn vi khuẩn vànấm mốc Tuy nhiên, người ta cũng đã tìm được một số chủng có khả năng tổng hợp cao

như: Streptomyces grieus, S fradiae, S trerimosus…[2].

Các chế phẩm xạ khuẩn được biết nhiều là pronase (Nhật) được tách chiết từ

S.grieus, enzyme này có đặc tính đặc hiệu rộng, có khả năng thủy phân tới 90% liên kết

peptide của nhiều protein thành acid amin

Từ S fradiae cũng có thể tách chiết được keratinase thủy phân karetin Ở Mỹ, CP được sản xuất có tên là M-Zim dùng trong sản xuất da [2] Protease từ S fradiae cũng có

hoạt tính elastase cao, do đó chúng được dùng trong công nghiệp chế biến thịt

Bảng 1.2 Một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp mạnh Protease (P)

P-kim loại, P xerin, có 3 loại

P acid, P trung tính, P kiềm

P acid (aspergilopepti- dase A)

P acidHai P acid

P acidHai P: Pacid, và P kiềm

P acid có tác dụng làm đông sữa

P trung tính

P kiềmHai P: P kiềm và P trung tính

P acid

P kiềm

P acid có tác dụng làm đông sữa đã đượcdùng ở Nhật để thay thế cho rennin

Pen Cyaneo fulvum