enzym ficin

16
[ENZYM FICIN] ĐT L CHY I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ENZYM FICIN Cách đây hàng chục thế kỷ, con người đã biết sử dụng nhựa cây thuộc họ sung để động tụ sữa và phomai. Ở trung và nam mỹ, nhựa của các loại sung ficus glabrata ficus laurifolia đựơc dùng như một loại thuốc trị bệnh gây ra bởi ký sinh trùng đường ruột. Mãi đến năm 1930, B.H. Robbins nhận thấy nhựa cây thuộc họ sung có khả năng tiêu diệt được giun tròn Ascaris năm 1943 Caldwel thấy loại nhựa của cây hộ sung cũng có thể tiêu diệt đựơc các loài sán dây Trichuris Trichura. đến năm 1939, Walti là người đầu tiên thu nhận được Enzym Ficin từ cây họ sung. [1] Trang 1

Transcript of enzym ficin

Page 1: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ENZYM FICIN

Cách đây hàng chục thế kỷ, con người đã biết sử dụng nhựa cây thuộc họ sung để động tụ sữa và phomai.

Ở trung và nam mỹ, nhựa của các loại sung ficus glabrata và ficus laurifolia đựơc dùng như một loại thuốc trị bệnh gây ra bởi ký sinh trùng đường ruột.

Mãi đến năm 1930, B.H. Robbins nhận thấy nhựa cây thuộc họ sung có khả năng tiêu diệt được giun tròn Ascaris

năm 1943 Caldwel thấy loại nhựa của cây hộ sung cũng có thể tiêu diệt đựơc các loài sán dây Trichuris Trichura.

đến năm 1939, Walti là người đầu tiên thu nhận được Enzym Ficin từ cây họ sung.[1]

Hình 1: loại sung ficus glabrata và ficus laurifolia Nguồn: Http://Thegioisuckhoe.Com , [4]

Trang 1

Page 2: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

1. Enzym Ficin là gì?

Ficin ( ficain)là một Protease đựơc tìm thấy trong nhựa cây thuộc họ ficus (sung,vải), thuộc họ moraceae.

a. Protease là enzym xúc tác cho phản ứng thuỷ phân liên kết peptide (co-nh), polypeptide, peptide tạo ra sản phẩm axid amin tự do và một ít peptide có khối lượng phân tử nhỏ.

b. Phân loại protease

Theo IUBMB ( International Union Of Biochemitry And Molecular)Protease được chia làm 2 nhóm lớn:+ Exopeptidase ( enzym phân cách hai đầu mạch)+ Enđopeptiase (enzym phân cách nội mạch)

2. Cấu tạo hoá học [1]

Ficin là một loại Protease thực vật trong cấu trúc bậc I có chứa nhóm sulfhydryl (-sh)trình tự các amino acid ở gần trung tâm phản ứng của Ficin như sauPro-Leu-Arg-Gln-Gly-Glu-Cys-Gly-Ser-Cys-Tryp-

Tuỳ theo nguồn thu nhận enzym ficin từ các loài khác nhau mà thành phần enzym ficin sẽ khác nhau.

3. Tính chất vật lý[1]

Tuỳ theo nguồn thu nhận enzym ficin mà các tình chất vật lý của chúng không giống nhau

Trọng lượng phân tử : 23000 – 27000Nhiệt độ hoạt động : 30 -80 0C. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt tính xúc tác : Từ 50-65oC Hệ số sa lắng : 2,5-2,7 SĐiểm đẳng điện : 9-10Không tan trong hầu hết dung môi hữu cơ nhưng tan một phần trong

nước và glycerine [1]

Trang 2

Page 3: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

4. Tính chất hoá học

pH hoạt động của ficin từ pH = 4-9,5 pH tối thích (pHopt) của ficin phụ thuộc vào loại cơ chất của enzym:

gelatin : pHopt = 5 , casein : pHopt= 9.5 , hemoglobin: pHopt =7

Đối với cơ chất nhân tạo như benzoyl-L-arginine ethyl ester, benzoyl L-argininamide, hippurylamide và hippuryl methylester thì pHopt= 6,5

Ở dạng nhựa tươi, ficin dễ bị oxy hoá bởi không khí làm cho dịch nhựa chuyển sang màu hồng nâu hoặc hồng và đồng thời hoạt tính xúc tác bị giảm xuống.

5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hoạt động của Ficin

a. Yếu tố hoạt hoáKhi có mặt của kim loại kiềm và các nhân tố khử thì hoạt tính của ficin sẽ

tăng lên.

b. Các yếu tố kìm hãmKhi nhóm –SH tham gia trực tiếp vào các hoạt động xúc tác của ficin và

các chất ức chế như HgCl2, N-ethylmalenide, iodo acetic acid,hloroacetamide hay iodoacetamide kết hợp với trung tâm hoạt động của ficin thì enzym sẽ bị bất hoạt.

Các chất kìm hãm hoạt động của các protease động vật khi liên kết với gốc cystein của enzym ficin cũng có thể làm bất hoạt ficin.

c. Tính chuyên biệtCác liên kết peptide của nhiều loại protein tự nhiên như: protein sữa,

hemoglobin, protein đậu nành, gelatin, collagen, elastin, fibrin, fibrinogen và cả ascaris sống đều có thể bị thuỷ giải bởi enzym ficin.Ficin còn có thể thuỷ giải các liên kết peptide, este, các liên kết amide của cơ chất nhân tạo.

Trang 3

Page 4: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

d. Tính bền vững

Bền vững với nhiệt độ: Enzym ficin có thể giữ nguyên hoạt tính trong 2 giờ ở 50oC, nhưng dịch Enzym ficin sẽ bị mất hoạt tính quá thời gian bảo quản đông lạnh kéo dài.

Bền vững với pH: Do một nhóm –SH tối cần thiết bị oxy hoá nên trong một vùng pH khá rộng (4,5 – 9,5) độ bền vững của enzym ficin đạt đến mức cực đại nhưng trong một vùng pH hẹp dao động quanh pH 8 thì nó lại có tính bền vững ở mức tối thiểu . Tuy nhiên sự suy giảm tính bền vững ở pH sẽ mất đi khi gia tăng nồng độ cysteine từ 0,01 – 0,025M

Cơ chế xúc tác:Vì enzym ficin là một loại enzym protease thu từ sung , vả nên có khả

năng bề với nhiệt trong khoảng 60-80oC ở pH tự nhiên. Tâm hoạt động của enzym gồm có 2 amino acid là cysteine và histidine.

6. Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thuỷ phân protein của Ficin

a. Nhiệt độ Hoạt động thuỷ giải protein của enzym ficin chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ. Trong khoảng nhiệt độ không làm biết tính enzym, tốc độ phản ứng của enzym tỷ lệ thuận với sự gia tăng nhiệt độmỗi enzym có một nhiệt độ thích hợp nhất cho hoạt động xúc tác của nó, tại đó tốc độ phản ứng của enzym đạt đến tối đa. điểm nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ tối thích của hoạt động enzym

b. Độ pHđộ pH của môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phản ứng của

enzym, mổi enzym có một trị số pH thích hợp nhất cho hoạt động của enzym được gọi là pH tối thích, tại đó tốc độ phản ứng của enzym đạt đến mức cực đại.

độ pH ảnh hưởng đến hoạt động của enzym do- Tác động vào trạng thái ion hoá của phân tử enzyme

Trang 4

Page 5: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

- Tác động vào trạng thái ion hoá của cơ chất- Tác dụng vào độ bề của phân tử enzym- Tác dụng vào sự kết hợp giữa phần protein và phi protein của phân tử

enzym …

II. ĐẶC ĐIỂM NGUỒN NGUYÊN LIỆU

Cây sung có nguồn gốc xuất xứ từ vùng tây á và phân bố khắp địa trung hải, có ít nhất khoảng 600 loài sung.[1]

Cây sung là loại cây gỗ lớn, mọc nhanh, thuộc họ dâu tằm (Moraceae). Cây mọc hoang dại ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới tại những nơi đất ẩm bìa rừng, nhiều nhất là ven các bờ nước ao, hồ, sông, suối.

Trong các cây thuộc nhóm sung, vả có vài loài có giá trị kinh tế rất lớn mà cần phải kể đến là cây sung ngọt (Ficus carica). Vì đây là cây ăn quả quan trọng ở một số nước như Hoa Kỳ, Tây Ban Nha, Ý, Thổ Nhỉ Kỳ, Ai Cập……sản lượng hàng năm lên đến một triệu tấn, ở Việt Nam loài sung nay đã đựơc trồng thử nghiệm và đang cho kết quả tốt.

Cây sung ngọt có kích thước vừa hoặc nhỏ, cây cao từ 3-9m, đường kính thân 17,5cm. cây có nhiều nhựa màu trắng đục có thể gây kích ứng da, lá đơn, lá dài và rộng, mặt dưới có lông mịn.[8]

Hình 2: cây vả và cây sungNguồn: [4] và [7]

Trang 5

Page 6: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

Trong tài liệu của phân khoa nông nghiệp mỹ ở Washington.Thành phần các chất trong 100g trái như sau.

Thành Phần Quả Tươi Quả Khô

Năng lượng 80 calo 274calođộ ẩm 77.5 – 86.8g 23gProtein 1.2 – 1.3g 4.3gLipid 0.14 - 0.3g 1.3gCarbohydrate 17.1 – 20.3g 69.1gchất xơ 1.2 – 2.2g 5.6gTro 0.48 – 0.85g 2.3gCalcium 35 – 78.2mg 126mgPhosphorus 22 – 32.9mg 77mgsắt 0.6 – 4.09mg 3mgSodium 2.0 mg 34mgPotassium 194 mg 640mgCarotene 0.013 – 0.195mg …Thiamine 0.034 – 0.06mg 0.1mgRiboflavin 0.053 – 0.079mg 0.1mgNiacin 0.32 – 0.412mg 0.7mgAscorbic acid 12.2 – 17.6mg 0Citric acid 0.1 – 0.44mg 0chất tương tự nhưvitamin A

20 – 270ul 80ul

Bảng 1: thành phần các chất trong 100g trái sung.Nguồn: [1]

Ở Việt Nam hiện nay có nhiều loại sung khác nhau như : sung (Ficus racemosa) , sung thổ, sung ba thuỳ, sung thằn lằn, vả.

Trang 6

Page 7: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

III. THU NHẬN ENZYM FICIN

1. Phương pháp thu nhận ficin thôa. Thu nhận dịch enzym ficin từ các bộ phận của cây sung

Từ lá và quả xanh:Sơ đồ thu nhận

Sơ đồ 1: Sơ đồ thu nhận dịch enzym ficin từ lá và quảNguồn : Nhóm Đốt Là Cháy

Từ nhựa thân :

Nhựa được thu vào buổi sáng khoảng 6-8 giờ

Cách làm : Dùng dao rạch trên thân cây nhựa chảy vào lọ thuỷ tinh (lọ thuỷ tinh màu và đựoc đậy kín) bảo quản lạnh ( thấp hơn 0oC)

Trang 7

Page 8: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

b. Phương pháp chiết tách enzym Ficin

Sơ đồ 2: Sơ đồ phương pháp thu nhận enzym ficinNguồn: [1].

Trang 8

Page 9: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

Máy Khuấy Từ [4]

Máy Ly Tâm [4]

Trang 9

Page 10: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

2. Các phương pháp tinh sạch Enzym Ficin

a. Phương pháp lọc Gel [3]

Phương pháp này cho phép phân tách các loại protein trên cơ sở đặc điểm khác nhau của các loại protein về hình dạng và kích thước. Khác với trong kỹ thuật sắc ký trao đổi ion, các hạt được sử dụng để nhồi cột trong kỹ thuật này không mang các nhóm tích điện mà thay vào đó là mang các lỗ có kích thước khác nhau.

Hình 3: Phương pháp lọc gelNguồn: [4] , [6]

Gel là một mạng lưới phân tử có cấu trúc không gian ba chiều ghép hở ở dạng hạt. trên hạt có những lổ có kích thước phù hợp. những phân tử nhỏ có thể đi qua, thời gian chạy qua cột dài hơn và thời gian hồi lưu muộn hơn. Ngược lại, các phân tử protein kích thước càng lớn càng có thời gian hồi lưu (chạy qua toàn bộ cột) sớm hơn.

Trang 10

Page 11: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

Đối với mỗi loại cột, các phân đoạn sắc ký được thu ở các nồng độ muối khác nhau hoặc ở các thời gian hồi lưu khác nhau để thu được từng loại protein được quan tâm nghiên cứu. Các phân đoạn có hoạt tính protein được quan tâm cao nhất sẽ được tích lũy và tiến hành tinh sạch bổ sung.

Hiện nay thì có các loại sephadex được dùng để tách các chất có trọng lượng phân tử khác nhau. như:

Sephadex G75: dùng để tách các hổn hợp phân tử có trọng lượng phân tử 10.000 – 40.000 dalton

Sephadex G100: dùng để tách các hổn hợp phân tử có trọng lượng phân tử 20.000 – 50.000 dalton

Sephadex G200: dùng để tách các hổn hợp phân tử có trọng lượng phân tử 30.000 – 100.000 dalton

b. Phương pháp điện di [6]

 Hiện nay có nhiều kiểu điện di được sử dụng trong nghiên cứu cũng như trong công nghiệp,tùy vào mục đích phân tích protein,nhưng đều dựa trên một nguyên lý chung, protein đều là những phân tử mang điện tích và khi đặt chúng trong một điện trường thì chúng sẽ di chuyển về điện cực trái dấu.

Một số phương pháp điện di khác nhau như điện di trên giấy lọc,màng cellullose acetat ,dịch lỏng ....hoặc điện di 2 chiều vưông góc nhau,điện di hội tụ...

Hình 4: Máy điện di, phương pháp điện diNguồn: http:// agriviet.com/product_detail

Trang 11

Page 12: enzym ficin

[ENZYM FICIN] ĐÔT LA CHAY

Phương pháp này có thể xác định đựơc trọng lượng phân tử của các protein cũng như xác định được độ tinh sạch của chế phẩm enzyme khi kết hợp với phương pháp sắc khí.

Khi ta cho hổn hợp protein vào thì protein sẽ kết hợp với các chất bề mặt mang điện tích âm là SDS (Sodium dodecyl Sulfate) để trở trở thành các phức hợp mang điện tích âm bởi vì điện tích âm trên SDS lấn áp điên tích trên phân tử protein.

SDS sẽ kết hợp với protein do đó phức hợp này sẽ tỉ lệ với kích thức protein đó. phức hợp này sẽ tiến về cực dương và tốc độ phụ thuộc vào kích thước phức hợp

Trong phương pháp này người ta có thể xác định được trọng lượng phân tử của protein và đánh giá độ tinh sạch của protein bằng cách so sánh với một thang phân tử chuẩn, đó là một hổn hợp gồm nhiều protein có trọng lượng phân tử đã biết.

IV. ỨNG DỤNG CỦA ENZYM FICIN

Trong thực phẩm người ta thường dùng enzym ficin để làm :- Đông tụ sữa- Đông tụ sữa- Thủy phân protein- Kìm hãm sự hóa nâu của củ quả trong quá trình sơ chế

V. KẾT LUẬN

Bằng những phương pháp như sác lọc gel, điện di. Ta đã triết xuất đượcenzym ficin từ cây sung.

Cây sung là một loại cây được trồng rộng rải , không những là nguồn thức ăn và làm cảnh, Mà mủ của cây sung là nguồn enzym góp phần phục vụ cho đời sống.

Và ngày nay thì enzym ficin đã được sử dụng rộng rải trong thực phẩm.

Và trong tương lai có thể sẽ được ứng dụng và sử dụng rộng rải trong các ngành nghề khác./.

Trang 12