Khảo sát quá trình tạo chế phẩm bromelain dạng bột từ phụ phẩm dứa

Bùi Văn Hoài, Đào An Quang, Nguyễn Thị Nam Phương, Võ Đình Nguyên 
18 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Muanprasat C. and Chatsudthipong V. - Chitosan oligosaccharide: Biological 
activities and potential therapeutic applications, Pharmacology & Therapeutics 170 
(2016) 80-97. 
2. Lillo L. et al - Antibacterial Activity of Chitooligosaccharides, Carbohydrate 
Polymers 63 (2008) 644-648. 
3. Jeon Y. J. and Kim S. K. - Continuous production of chitooligosaccharides using a 
dual reactor system, Process Biochemistry 35 (2000) 623-632. 
4. Kim S. K. and Rajapakse N. - Enzymatic production and biological activities of chitosan 
oligosaccharides (COS): A review, Carbohydrate Polymers 62 (2005) 357–368. 
5. Xie Y., Jingang H., Wei Y., and Hong X. - Preparation of chitooligosaccharides by 
the enzymatic hydrolysis of chitosan, Polymer Degradation and Stability 94 (2009) 
1895–1899. 
6. Xia W., Liu P., and Liu J. - Advance in chitosan hydrolysis by non-specific 
cellulases, Bioresource Technology 99 (2008) 6751–6762. 
7. Jeon Y. J. and Kim S. K. - Production of chitooligosaccharides using an 
ultrafiltration membrane reactor and their antibacterial activity, Carbohydrate 
Polymers 41 (2000) 133-141. 
8. Wood T. M. and Bhat K. M. - Methods for measuring cellulase activities. In: Wood 
WA, Kellogg ST (ed.), Methods in enzymology 160 (1988) 87-112. 
9. Nguyễn Anh Dũng và ctv. - Chitin, chitosan và các dẫn xuất: hoạt tính sinh học và 
ứng dụng, NXB Giáo dục Việt Nam, 2012, tr.348. 
ABSTRACT 
RESEARCH OF CHITOSAN HYDROLYSIS BY CELLULASE 
TO PRODUCE CHITOOLIGOSACCHARIDE 
Bui Van Hoai1*,2, Dao An Quang1, Nguyen Thi Nam Phuong1, 
Vo Dinh Nguyen1, Tran Thi Kim Quyen1, Ngo Dai Nghiep2 
1Ho Chi Minh City University of Food Industry 
2University of Natural Science Ho Chi Minh City-VNU 
*Email: hoaibv@cntp.edu.vn 
To increase the water solubility of chitosan and the potential application for many good 
products for human health is the primary objective of this study. Cellulase is non-specific 
enzyme used in this study, the reducing sugar content is determined using the DNS method, 
the molecular weight of chitooligosaccharide (COS) is determined by gel permeation 
chromatography (GPC). The research shows that the suitable parameters for the hydrolysis 
process include: temperature (50 oC), pH (5.5), substrate concentration (0.8%), enzyme 
activity (7 UI/g), hydrolysis duration (150 minutes). Average molecular weight of COS is 
4,325.8 (Da). The research results may be applied to produce COS. 
Keywords: Chitooligosaccharide, chitosan, cellulase, hydrolysis. 
Tạp chí Khoa học công nghệ và Thực phẩm 12 (1) (2017) 19-32 
19 
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TẠO CHẾ PHẨM BROMELAIN 
DẠNG BỘT TỪ PHỤ PHẨM DỨA 
Đào Thị Mỹ Linh*, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, 
Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM 
*Email: linhdtm@cntp.edu.vn 
Ngày nhận bài: 11/7/2017; Ngày chấp nhận đăng: 20/9/2017 
TÓM TẮT 
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm thu chế phẩm bromelain dạng bột từ phụ phẩm 
dứa bằng phương pháp sấy phun. Kết quả cho thấy, chất trợ sấy phù hợp là sữa tách béo 
(skim milk) với nồng độ 10% (w/v), quá trình sấy thực hiện ở nhiệt độ không khí đầu vào 
110 oC, nhiệt độ không khí đầu ra 60 oC, tốc độ bơm nhập liệu 288 mL/h (8 rpm). Tạo được chế 
phẩm bromelain có hoạt tính 1542,550 ± 98,384 (UI/g), thông số động học Km = 2,031 mM và 
Vmax = 0,054 mM/phút với cơ chất là casein, hoạt động thủy phân tốt nhất ở pH 7, nhiệt độ 
40 oC. Chế phẩm thích hợp bảo quản ở 0 oC trong bao nhôm và có thể giữ được 50% hoạt 
tính sau 20 ngày. 
Từ khóa: Enzyme, bromelain, lọc tiếp tuyến, phụ phẩm dứa, sấy phun. 
1. MỞ ĐẦU 
Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme đã và đang phát triển mạnh mẽ trên quy mô 
công nghiệp. Các loại chế phẩm enzyme được bày bán trên thị trường với nhiều mức độ tinh 
khiết khác nhau theo tiêu chuẩn công nghiệp và ứng dụng. Một số loại chế phẩm phổ biến 
như amylase, protease, cellulose, lipase, 
Bromelain là tên gọi chung cho các enzyme phân giải protein chứa nhóm sulfhydryl 
được tách chiết chủ yếu từ các mô của thực vật thuộc họ bromeliaceae, tiêu biểu nhất là cây 
dứa. Hiện nay, ngoài hai loại bromelain thương mại được tách chiết từ thân (stem bromelain 
- SBM - EC 3.4.22.32) và từ trái (fruit bromelain - FBM - EC 3.4.22.33), bromelain còn 
được nghiên cứu tách chiết từ phụ phẩm như vỏ, lõi, lá, chồi ngọn của quả dứa [1, 2]. 
Ở Việt Nam, dứa được trồng khắp từ Bắc tới Nam trên diện tích khoảng 40 ngàn hecta, 
với sản lượng trên 500 ngàn tấn/năm, 90% diện tích tập trung ở phía Nam. Các tỉnh có diện 
tích trồng dứa lớn gồm Tiền Giang (14800 ha), Kiên Giang (10000 ha), Hậu Giang (gần 1600 
ha), Long An (1000 ha) [3]. Cùng với đó là sự phát triển những nhà máy chế biến các sản 
phẩm từ quả dứa như Đồng Giao (Tam Điệp - Ninh Bình), KIVECO (Kiên Giang) và 
VEGETIG (Tiền Giang) do vậy đã tạo ra một lượng phế phụ phẩm lớn, hiện nay chủ yếu 
được sử dụng là nguyên liệu để sản xuất phân bón hữu cơ, ủ chua làm thức ăn gia súc. Tuy 
nhiên nguồn phụ phẩm này còn chứa bromelain có hoạt tính [1, 2, 4, 5]. Nếu tận dụng, khai 
thác tốt enzyme từ các nguồn phụ phẩm này sẽ góp phần nâng cao giá trị kinh tế của cây dứa. 
Do vậy, đề tài được thực hiện nhằm tạo chế phẩm bromelain dạng bột từ phụ phẩm dứa 
hướng đến ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp da giày, mỹ phẩm và đặc biệt 
trong công nghiệp thực phẩm. 
Đào Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
20 
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Nguyên liệu 
Phụ phẩm gồm vỏ, chồi ngọn của quả dứa thu nhận từ các chợ trên địa bàn quận Tân Phú. 
Bromelain thương mại (EC 3.4.22.32) CAS 9001-00-7 (Merck), ≥2,0 mAnsonU/mg (cơ 
chất hemoglobine, pH 6, nhiệt độ 35,5 oC). 
Các hóa chất chính sử dụng bao gồm coomassie brilliant blue G250, albumin, casein, 
tyrosine, cysteine của Merck (Đức). Trichloroacetic acid, sodium acetate, acid acetic, acid 
phosphoric của Himedia (Ấn Độ). 
Các chất trợ sấy sử dụng gồm skim milk (sữa tách béo) của Merck, maltodextrin DE 10 
của Himedia (Ấn Độ), lactose, beta-cyclodextrin của Trung Quốc, whey protein của Mỹ. 
Sử dụng các thiết bị như máy đo pH InoLab pH 7110, cân điện tử TE-Sartorius, máy đo 
OD photoLab 6600 UV-VIS, thiết bị sấy phun Lab plant SD-06AG serial No.487, máy ly 
tâm HermLe Z206A. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Chuẩn bị dung dịch enzyme bromelain cho sấy phun 
Phụ phẩm dứa được thu mua mang về phòng thí nghiệm, tiến hành thu nhận enzyme 
ngay. Tiến hành rửa sạch phụ phẩm phối trộn chồi ngọn và vỏ tỷ lệ 1:4 (w/w). Cân phụ phẩm 
và bổ sung đệm phosphate pH 7 tỉ lệ 1:1 (w/v), xay nhuyễn bằng máy xay sinh tố trong 10 
phút, sau đó lọc bằng vải màn và bông thấm nước, ly tâm ở 3720 RCF (5500 vòng/phút) 
trong 15 phút. Dịch nổi sau ly tâm được cô đặc bằng cách lọc tiếp tuyến với thiết bị lọc 
QuixStand System, sử dụng cột lọc cut-off 3 kDa, với tốc độ bơm nhập liệu 85 rpm và điều 
chỉnh sao cho áp suất trên bề mặt màng không quá 15 psi. Dịch lọc trên màng (dòng 
retentate) được sử dụng cho phần sấy phun tạo chế phẩm bromelain dạng bột. 
2.2.2. Sấy phun thu chế phẩm bromelain 
Quá trình sấy phun được khảo sát lần lượt các thông số: 
Các chất trợ sấy gồm skim milk (sữa tách béo), maltodextrin, lactose, whey protein, 
beta-cyclodextrin ở các nồng độ 10 - 30% (w/v), thông số sấy cố định gồm nhiệt độ không 
khí đầu vào 110 oC, đầu ra 60 oC, tốc độ bơm nhập liệu 6 rpm (216 mL/h), áp suất 3 psi. 
Tốc độ bơm nhập liệu 5 - 10 rpm (180 - 360 mL/h), thông số sấy cố định gồm nhiệt độ 
không khí đầu vào 110 oC, đầu ra 60 oC, áp suất 3 psi, chất trợ sấy lựa chọn theo khảo sát trước. 
Khảo sát nhiệt độ không khí sấy đầu vào trong khoảng 100 - 170 oC, thông số cố định 
gồm nhiệt độ không khí đầu ra 60 oC, áp suất 3 psi, tốc độ nhập liệu và chất trợ sấy được lựa 
chọn theo các khảo sát trước. 
Các khảo sát được đánh giá dựa trên hoạt tính enzyme bromelain chế phẩm (UI/g) 
2.2.3. Đánh giá một số tính chất của bromelain chế phẩm 
Thông số động học Vmax và Km: Pha dung dịch casein với nồng độ tăng dần từ 
2,4 − 12 mM, bổ sung dung dịch bromelain có nồng độ 0,1g/20 mL đệm phosphate 7,2, ủ ở 
30 oC trong 10 phút. Xác định lượng tyrosine tạo thành theo phương pháp Murachi [6], qua 
tính đó tính được lượng cơ chất thuỷ phân và vận tốc phản ứng của enzyme bromelain. 
Nhiệt độ và pH hoạt động tốt nhất khảo sát sự thay đổi hoạt tính enzyme bromelain 
trong khoảng nhiệt độ 30 - 90 oC và khoảng pH 4-10. 
Đào Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
20 
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Nguyên liệu 
Phụ phẩm gồm vỏ, chồi ngọn của quả dứa thu nhận từ các chợ trên địa bàn quận Tân Phú. 
Bromelain thương mại (EC 3.4.22.32) CAS 9001-00-7 (Merck), ≥2,0 mAnsonU/mg (cơ 
chất hemoglobine, pH 6, nhiệt độ 35,5 oC). 
Các hóa chất chính sử dụng bao gồm coomassie brilliant blue G250, albumin, casein, 
tyrosine, cysteine của Merck (Đức). Trichloroacetic acid, sodium acetate, acid acetic, acid 
phosphoric của Himedia (Ấn Độ). 
Các chất trợ sấy sử dụng gồm skim milk (sữa tách béo) của Merck, maltodextrin DE 10 
của Himedia (Ấn Độ), lactose, beta-cyclodextrin của Trung Quốc, whey protein của Mỹ. 
Sử dụng các thiết bị như máy đo pH InoLab pH 7110, cân điện tử TE-Sartorius, máy đo 
OD photoLab 6600 UV-VIS, thiết bị sấy phun Lab plant SD-06AG serial No.487, máy ly 
tâm HermLe Z206A. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Chuẩn bị dung dịch enzyme bromelain cho sấy phun 
Phụ phẩm dứa được thu mua mang về phòng thí nghiệm, tiến hành thu nhận enzyme 
ngay. Tiến hành rửa sạch phụ phẩm phối trộn chồi ngọn và vỏ tỷ lệ 1:4 (w/w). Cân phụ phẩm 
và bổ sung đệm phosphate pH 7 tỉ lệ 1:1 (w/v), xay nhuyễn bằng máy xay sinh tố trong 10 
phút, sau đó lọc bằng vải màn và bông thấm nước, ly tâm ở 3720 RCF (5500 vòng/phút) 
trong 15 phút. Dịch nổi sau ly tâm được cô đặc bằng cách lọc tiếp tuyến với thiết bị lọc 
QuixStand System, sử dụng cột lọc cut-off 3 kDa, với tốc độ bơm nhập liệu 85 rpm và điều 
chỉnh sao cho áp suất trên bề mặt màng không quá 15 psi. Dịch lọc trên màng (dòng 
retentate) được sử dụng cho phần sấy phun tạo chế phẩm bromelain dạng bột. 
2.2.2. Sấy phun thu chế phẩm bromelain 
Quá trình sấy phun được khảo sát lần lượt các thông số: 
Các chất trợ sấy gồm skim milk (sữa tách béo), maltodextrin, lactose, whey protein, 
beta-cyclodextrin ở các nồng độ 10 - 30% (w/v), thông số sấy cố định gồm nhiệt độ không 
khí đầu vào 110 oC, đầu ra 60 oC, tốc độ bơm nhập liệu 6 rpm (216 mL/h), áp suất 3 psi. 
Tốc độ bơm nhập liệu 5 - 10 rpm (180 - 360 mL/h), thông số sấy cố định gồm nhiệt độ 
không khí đầu vào 110 oC, đầu ra 60 oC, áp suất 3 psi, chất trợ sấy lựa chọn theo khảo sát trước. 
Khảo sát nhiệt độ không khí sấy đầu vào trong khoảng 100 - 170 oC, thông số cố định 
gồm nhiệt độ không khí đầu ra 60 oC, áp suất 3 psi, tốc độ nhập liệu và chất trợ sấy được lựa 
chọn theo các khảo sát trước. 
Các khảo sát được đánh giá dựa trên hoạt tính enzyme bromelain chế phẩm (UI/g) 
2.2.3. Đánh giá một số tính chất của bromelain chế phẩm 
Thông số động học Vmax và Km: Pha dung dịch casein với nồng độ tăng dần từ 
2,4 − 12 mM, bổ sung dung dịch bromelain có nồng độ 0,1g/20 mL đệm phosphate 7,2, ủ ở 
30 oC trong 10 phút. Xác định lượng tyrosine tạo thành theo phương pháp Murachi [6], qua 
tính đó tính được lượng cơ chất thuỷ phân và vận tốc phản ứng của enzyme bromelain. 
Nhiệt độ và pH hoạt động tốt nhất khảo sát sự thay đổi hoạt tính enzyme bromelain 
trong khoảng nhiệt độ 30 - 90 oC và khoảng pH 4-10. 
Khảo sát quá trình tạo chế phẩm bromelain dạng bột từ phụ phẩm dứa 
21 
Độ bền nhiệt ủ bromelain chế phẩm đã hòa tan trong đệm ở các nhiệt độ từ 30 - 90 oC 
trong khoảng thời gian 30 phút, 60 phút và 90 phút, xác định hoạt tính tương đối (%). 
Bao bì và nhiệt độ bảo quản cân 1g bromelain chế phẩm và bảo quản trong chai thủy 
tinh, bao polyethylene (PE) và bao nhôm ở các nhiệt độ 0 oC, 10 oC và 30 oC, theo dõi sự 
thay đổi hoạt tính enzyme trong 20 ngày. 
2.2.4. Phương pháp phân tích 
- Xác định hàm lượng protein tổng bằng phương pháp Bradford 
Dựa vào phản ứng màu của protein với thuốc thử Coomassie (Coomassie Brilliant Blue 
G-250) và khả năng hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 595 nm. Cường độ màu tỷ lệ với nồng độ 
protein trong dung dịch. Bovine serum albumin (BSA) được sử dụng xây dựng đường chuẩn 
có hàm lượng protein từ 10 − 50 mg/mL, dựa vào đường chuẩn protein suy ra hàm lượng 
protein trong dung dịch mẫu phân tích [7]. 
- Xác định hoạt tính enzyme theo phương pháp Murachi 
Cân 0,1g chế phẩm bromelain vào 10 mL dung dịch đệm photphat 0,03 M pH 7,2. Bổ 
sung 5mL cơ chất casein 0,6% (w/v) (pha trong cùng loại đệm như trên có bổ sung 0,03 M 
L-cysteine HCL và 0,006 M EDTA). Phản ứng được thực hiện ở 35 oC trong 10 phút. Ngưng 
phản ứng bằng cách thêm 5mL TCA 5% giữ trong 30 phút. Lọc bỏ kết tủa thu dịch nổi đo độ 
hấp thu ở bước sóng 280 nm. Thí nghiệm kiểm chứng (không có enzyme) ở điều kiện tương 
tự. Tyrosine được sử dụng làm đường chuẩn có nồng độ 18,1 − 90,5 µg/mL, dựa vào đường 
chuẩn tyrosine suy ra hàm lượng tyrosine có trong mẫu thủy phân. 
Một đơn vị hoạt tính bromelain được định nghĩa là lượng enzyme tác dụng với cơ chất 
casein giải phóng ra 1 µg tyrosine trong một phút ở pH 7,2 tại 35 oC [6]. 
Hoạt tính tương đối (%) =
Hoạt tính enzyme ở điều kiện khảo sát (UI/mL)
Hoạt tính enzyme điều kiện chuẩn (UI/mL)
Xác định độ ẩm theo phương pháp sấy đến khối lượng không đổi sử dụng cân sấy ẩm 
Ohaus MB 45, dựa trên nguyên tắc bột chế phẩm có khối lượng m1 sau đó cho vào sấy ở 
105 oC đến khối lượng không đổi, xác định khối lượng m2. Độ ẩm của bột chế phẩm được 
tính theo công thức: 
% 𝑾𝑾 =
𝒎𝒎𝟏𝟏 − 𝒎𝒎𝟐𝟐
𝒎𝒎𝟏𝟏
× 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 
Trong đó: m1: Khối lượng mẫu trước khi sấy; m2: khối lượng mẫu sau khi sấy. 
- Phương pháp xử lý số liệu tất cả các thí nghiệm được lặp lại 3 lần, thực hiện theo thể 
thức hoàn toàn ngẫu nhiên. Kết quả thu được xử lý bằng phần mềm xử lý thống kê 
Statgraphics Centurion XV.I. 
3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 
3.1. Thu nhận chế phẩm enzyme bromelain bằng phương pháp sấy phun 
3.1.1. Khảo sát chất trợ sấy trong quá trình sấy phun thu bromelain chế phẩm 
Sấy phun là công nghệ tiên tiến tạo nên các sản phẩm dạng bột chất lượng cao, thuận 
tiện trong quá trình sử dụng và bảo quản. Quá trình sấy phun thời gian sấy ngắn, dễ sản xuất 
ở quy mô công nghiệp [8], sấy phun cũng là một phương thức bao gói bằng cách bổ sung các 
Đào Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
22 
chất trợ sấy tùy thuộc theo mục đích sử dụng [9]. Chất trợ sấy nhằm giảm thiểu ảnh hưởng 
của nhiệt độ đối với các protein và giảm sự bám dính do sự có mặt của các loại đường phân 
tử thấp glucose, sucrose và một số acid hữu cơ có trong dịch dứa ảnh hưởng đến sự tạo bột 
chế phẩm [10] bên cạnh đó chất trợ sấy có vai trò bao gói enzyme, bảo vệ chúng khỏi tác 
động của nhiệt độ, pH và kéo dài thời gian bả ... ết quả thể hiện ở Hình 3.10 cho thấy khi bảo quản bromelain chế phẩm trong
chai thủy tinh, bao PE và bao nhôm hoạt tính enzyme đều giảm dần theo thời gian bảo quản. 
Khi bảo quản ở nhiệt độ 30 oC, hoạt tính tương đối bromelain chế phẩm giảm mạnh, sau 5
ngày hoạt tính đã giảm hơn 50% và đến ngày 20 hoạt tính tương đối enzyme chỉ còn dưới 
5% so với ban đầu. Đối với bromelain chế phẩm bảo quản ở 4 oC hoạt tính tương đối của chế 
phẩm giảm dần nhưng với mức độ giảm thấp hơn so với bảo quản ở 30 oC, đến ngày 20 hoạt
tính tương đối chỉ còn khoảng 30% so với ban đầu. Đối với nhiệt độ 0 oC sau 5 ngày hoạt 
tính tương đối enzyme còn khoảng 90% so với ban đầu nhưng qua ngày 10 hoạt tính bắt đầu 
giảm mạnh và sau ngày 20 hoạt tính tương đối chỉ còn 50% so với ban đầu. 
Đào Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
28 
3.3.4. Khảo sát độ bền nhiệt của chế phẩm enzyme bromelain 
Kết quả Hình 3.9 cho thấy ở khoảng nhiệt độ 30 - 50 oC sau thời gian 30 và 60 phút, 
hoạt tính enzyme thay đổi không đáng kể so với ban đầu, sau 90 phút hoạt tính enzyme giảm 
nhưng không quá 30% so với ban đầu. Với khoảng nhiệt độ 60-90 oC, sau 30 phút, hoạt tính 
enzyme bắt đầu giảm và sau 90 phút đã giảm hơn 50% so với hoạt tính ban đầu. Ở nhiệt độ 
90 oC, enzyme bị biến tính và mất hoạt tính hoàn toàn. 
Hình 3.9. Sự thay đổi hoạt tính còn lại (%) của bromelain chế phẩm ở các nhiệt độ khác 
nhau theo thời gian 
Một số nghiên cứu khảo sát độ bền nhiệt của bromelain có thể kể đến như nghiên cứu 
của Jutamongkon và Charoenrein (2010) khảo sát bền nhiệt đối với dịch bromelain thô từ 
quả dứa với khoảng nhiệt độ 40 - 80 oC trong 60 phút cho kết quả ở bromelain bảo toàn hoạt 
tính ở 40 oC trong 60 phút, ở 50 oC hoạt tính còn 83% so với ban đầu và ở 80 oC hoạt tính 
enzyme bị mất hoàn toàn sau 8 phút [27]. Nghiên cứu của Lại Thị Ngọc Hà (2009) cho rằng 
bromelain là enzyme không chịu nhiệt và mức giảm hoạt tính phụ thuộc vào nhiệt tồn trữ khi 
bromelain được ủ ở các nhiệt độ 30 oC, 40 oC và 50 oC trong 72 giờ. 
Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự biến đổi hoạt tính của chế phẩm bromelain 
Dựa vào kết quả thể hiện ở hình 3.10 cho thấy khi bảo quản bromelain chế phẩm trong 
chai thủy tinh, bao PE và bao nhôm hoạt tính enzyme đều giảm dần theo thời gian bảo quản. 
Khi bảo quản ở nhiệt độ 30 oC , hoạt tính tương đối bromelain chế phẩm giảm mạnh, sau 5 
ngày hoạt tính đã giảm hơn 50% và đến ngày 20 hoạt tính tương đối enzyme chỉ còn dưới 
5% so với ban đầu. Đối với bromelain chế phẩm bảo quản ở 4 oC hoạt tính tương đối của chế 
phẩm giảm dần nhưng với mức độ giảm thấp hơn so với bảo quản ở 30 oC, đến ngày 20 hoạt 
tính tương đối chỉ còn khoảng 30% so với ban đầu. Đối với nhiệt độ 0 oC sau 5 ngày hoạt 
tính tương đối enzyme còn khoảng 90% so với ban đầu nhưng qua ngày 10 hoạt tính bắt đầu 
giảm mạnh và sau ngày 20 hoạt tính tương đối chỉ còn 50% so với ban đầu. 
Khảo sát quá trình tạo chế phẩm bromelain dạng bột từ phụ phẩm dứa 
29 
Hình 3.10. Sự thay đổi hoạt tính tương đối (%) theo thời gian của bromelain 
chế phẩm bảo quản trong chai thủy tinh (a), bao PE (b) và bao nhôm (c) 
Hình 3.11. Sự thay đổi hoạt tính tương đối (%) của bromelain chế phẩm bảo quản ở 
0 oC trong chai thủy tinh, bao PE và bao nhôm 
Kết quả Hình 3.11 cho thấy khi bảo quản bromelain chế phẩm trong chai thủy tinh sau 
5 ngày hoạt tính tương đối không thay đổi nhiều nhưng sau ngày 10 hoạt tính bắt đầu giảm 
mạnh chỉ còn 58,813 ± 9,6635% so với ban đầu, đối với bromelain chế phẩm bảo quản trong 
bao PE sau 5 ngày hoạt tính tương đối giảm còn 91,538 ± 3,670% so với ban đầu nhưng sau 
ngày 10 hoạt tính bắt đầu giảm mạnh chỉ còn 56,135 ± 1,065% so với ban đầu, đối với 
bromelain chế phẩm bảo quản trong bao nhôm, hoạt tính enzyme có phần ổn định hơn, sau 
Đào Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
30 
ngày 20 hoạt tính còn 57,818 ± 1,301% so với ban đầu. Do đó, bromelain chế phẩm bảo 
quản trong bao nhôm ở 0 oC là thích hợp nhất.
 Một số nghiên cứu về bảo quản enzyme bromelain có thể kể đến như nghiên cứu của 
Nguyễn Văn Thành (2013) về ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự biến đổi chất lượng
enzyme bromelain thô cho thấy rằng khi bảo quản ở -20 oC hoạt tính enzyme ít thay đổi và
bảo quản bromelain trong chai thủy tinh tốt hơn so với bao PE. Nghiên cứu của
Devakate et al (2009) thực hiện bảo quản chế phẩm bromelain sau sấy thăng hoa ở các nhiệt
độ 4; 30 và 60 oC và nhận thấy hoạt tính enzyme bị mất 4%, 50% và 90% tương ứng với các
nhiệt độ trên sau 4 ngày bảo quản. Nghiên cứu của Azura 2012 thực hiện so sánh hoạt tính 
chế phẩm enzyme bromelain tái tổ hợp (thu được bằng phương pháp sấy đông khô) và chế 
phẩm bromelain thương mại [28]. 
4. KẾT LUẬN 
Như vậy, ở điều kiện sấy phun có nhiệt độ không khí đầu vào 110 oC, nhiệt độ không 
khí đầu ra 60 oC, tốc độ bơm nhập liệu 288 mL/h (8 rpm) cho chế phẩm bromelain thu được 
có hoạt tính cao nhất là 1542,550 ± 98,384 UI/g. Khi sử dụng sản phẩm enzyme, độ bền hoạt 
tính enzyme là rất quan trọng. Tuy nhiên trong nghiên cứu này chế phẩm enzyme giảm 50% 
hoạt tính sau 20 ngày bảo quản, hiệu suất thu hồi hoạt tính enzyme còn thấp đạt 49,16%. Do
đó, các nghiên cứu sâu hơn về quá trình sấy, vật liệu bảo quản, chất bảo quản nhằm tăng hiệu 
suất thu hồi, giữ hoạt tính enzyme trong thời gian dài để tăng giá trị kinh tế, đạt hiệu quả 
trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau.
LỜI CẢM ƠN 
Trân trọng cảm ơn trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM đã hỗ trợ kinh phí 
giúp chúng tôi hoàn thành nghiên cứu này. 
Chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ Sinh học và Kỹ thuật Môi trường, TT Công nghệ 
Việt Đức, TT Thí nghiệm Thực hành và Thầy Trần Quốc Tuấn - Bộ môn Sinh hóa trường 
ĐH Khoa học Tự nhiên đã giúp đỡ chúng tôi hoàn thành nghiên cứu này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Vibhuti B. R., Lakshminarasimaiah N., Ghosh B. - Extraction of bromelain from 
pineapple waste, International Journal of Scientific & Engineering Research 5 (6) 
(2014) 763-766. 
2. Ketnawa S., Chaiwut, P., Rawdkuen, S. - Extraction of bromelain from pineapple 
peels, Food Science and Technology International 17 (4) (2011) 395-402. 
3. V. Đức - Định hướng phát triển cây dứa Việt Nam, 2013, 
te/Dinh-huong-phat-trien-cay-dua-Viet-Nam-231310/. 
4. Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy, Dương Thị Diễm Trang - Tận dụng phế 
phẩm khóm Cầu Đúc (Hậu Giang) cho quá trình trích ly enzyme bromelain, Tạp chí 
Khoa học Trường Đại học Cần Thơ 26 (2013) 162-170. 
5. Saran C. R, Umesh H. H. - Extraction of bromelain from pineapple core and 
purification by RME and precipitation methods, Separation and Purification 
Technology 111 (2013) 190-197. 
Đào Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
30 
ngày 20 hoạt tính còn 57,818 ± 1,301% so với ban đầu. Do đó, bromelain chế phẩm bảo 
quản trong bao nhôm ở 0 oC là thích hợp nhất. 
Một số nghiên cứu về bảo quản enzyme bromelain có thể kể đến như nghiên cứu của 
Nguyễn Văn Thành (2013) về ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự biến đổi chất lượng 
enzyme bromelain thô cho thấy rằng khi bảo quản ở -20 oC hoạt tính enzyme ít thay đổi và 
bảo quản bromelain trong chai thủy tinh tốt hơn so với bao PE. Nghiên cứu của 
Devakate et al (2009) thực hiện bảo quản chế phẩm bromelain sau sấy thăng hoa ở các nhiệt 
độ 4; 30 và 60 oC và nhận thấy hoạt tính enzyme bị mất 4%, 50% và 90% tương ứng với các 
nhiệt độ trên sau 4 ngày bảo quản. Nghiên cứu của Azura 2012 thực hiện so sánh hoạt tính 
chế phẩm enzyme bromelain tái tố hợp (thu được bằng phương pháp sấy đông khô) và chế 
phẩm bromelain thương mại [28]. 
4. KẾT LUẬN 
Như vậy, ở điều kiện sấy phun có nhiệt độ không khí đầu vào 110 oC, nhiệt độ không 
khí đầu ra 60 oC, tốc độ bơm nhập liệu 288 mL/h (8 rpm) cho chế phẩm bromelain thu được 
có hoạt tính cao nhất là 1542,550 ± 98,384 UI/g. Khi sử dụng sản phẩm enzyme, độ bền hoạt 
tính enzyme là rất quan trọng. Tuy nhiên trong nghiên cứu này chế phẩm enzyme giảm 50% 
hoạt tính sau 20 ngày bảo quản, hiệu suất thu hồi hoạt tính enzyme còn thấp đạt 49,16%. Do 
đó, các nghiên cứu sâu hơn về quá trình sấy, vật liệu bảo quản, chất bảo nhằm tăng hiệu suất 
thu hồi, giữ hoạt tính enzyme trong thời gian dài để tăng giá trị kinh tế, đạt hiệu quả trong 
các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. 
LỜI CẢM ƠN 
Trân trọng cảm ơn trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM đã hỗ trợ kinh phí 
giúp chúng tôi hoàn thành nghiên cứu này. 
Chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ Sinh học và Kỹ thuật Môi trường, TT Công nghệ 
Việt Đức, TT Thí nghiệm Thực hành và Thầy Trần Quốc Tuấn - Bộ môn Sinh hóa trường 
ĐH Khoa học Tự nhiên đã giúp đỡ chúng tôi hoàn thành nghiên cứu này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Vibhuti B. R., Lakshminarasimaiah N., Ghosh B. - Extraction of bromelain from 
pineapple waste, International Journal of Scientific & Engineering Research 5 (6) 
(2014) 763-766. 
2. Ketnawa S., Chaiwut, P., Rawdkuen, S. - Extraction of bromelain from pineapple 
peels, Food Science and Technology International 17 (4) (2011) 395-402. 
3. V. Đức - Định hướng phát triển cây dứa Việt Nam, 2013, 
te/Dinh-huong-phat-trien-cay-dua-Viet-Nam-231310/. 
4. Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy, Dương Thị Diễm Trang - Tận dụng phế 
phẩm khóm Cầu Đúc (Hậu Giang) cho quá trình trích ly enzyme bromelain, Tạp chí 
Khoa học Trường Đại học Cần Thơ 26 (2013) 162-170. 
5. Saran C. R, Umesh H. H. - Extraction of bromelain from pineapple core and 
purification by RME and precipitation methods, Separation and Purification 
Technology 111 (2013) 190-197. 
Khảo sát quá trình tạo chế phẩm bromelain dạng bột từ phụ phẩm dứa 
31 
6. Murachi T. - Bromelain enzymes, Methods Enzymol 19 (1970) 273-284. 
7. Bradford M. M. - A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram 
quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding, Analytical 
biochemistry 72 (1976) 248-254. 
8. Nguyễn Minh Thủy, Nguyễn Văn Thành, Lê Hà Ny và Lê Trung Hiếu - Trích ly 
enzyme Bromelain từ phế phẩm khóm Cầu Đúc-Hậu Giang, Tạp chí Khoa học 
Trường Đại học Cần Thơ 28 (2013) 21-27. 
9. Kashappa Goud H. Desai, Jin Park Hyun. - Recent Developments in 
Microencapsulation of Food Ingredients, Drying Technology 23 (7) (2005) 1361-1394. 
10. Cabral A. C. S., Said S., Oliveira W. P. - Retention of the enzymatic activity and 
product properties during spray drying of pineapple stem extract in presence of 
maltodextrin, International Journal of Food Properties 12 (3) (2009) 536-548. 
11. Amid Azura. - Recombinant enzymes-from basic science to commercialization, 
Springer, 2015. 
12. Zhao G., Zhang G. - Effect of protective agents, freezing temperature, rehydration 
media on viability of malolactic bacteria subjected to freeze-drying, Journal of 
Applied Microbiology 99 (2) (2005) 333-338. 
13. Maciel G. M., Chaves K. S., Grosso C. R., Gigante M. L. - Microencapsulation of 
Lactobacillus acidophilus La-5 by spray-drying using sweet whey and skim milk as 
encapsulating materials, Journal of Dairy Science 97 (4) (2014) 1991-1998. 
14. Ananta E., Volkert M., Knorr D. - Cellular injuries and storage stability of spray-dried 
Lactobacillus rhamnosus GG, International Dairy Journal 15 (4) (2005) 399-409. 
15. Song Huang, Yang Yi, Fu Nan, et al. - Calcium-aggregated milk: a potential new 
option for improving the viability of lactic acid bacteria under heat stress, Food and 
Bioprocess Technology 7 (11) (2014) 3147-3155. 
16. Xufeng Zheng, Fu Nan, Huang Song, et al. - Exploring the protective effects of 
calcium-containing carrier against drying-induced cellular injuries of probiotics using 
single droplet drying technique, Food Research International 90 (2016) 226-234. 
17. Devakate R. V., Patil V. V., Waje S. S., et al. - Purification and drying of bromelain, 
Separation and Purification Technology 64 (3) (2009) 259-264. 
18. Nguyễn Thị Thùy Ninh, Nguyễn Thị Hồng Minh - Tối ưu hóa quá trình sấy phun 
dịch cà chua, Tạp chí Khoa học và Phát triển 9 (6) (2011) 1014 - 1020. 
19. Dorota Witrowa-Rajchert Katarzyna Samborska, Andre Gonçalves. - Spray-drying 
of α-Amylase—The effect of process variables on the enzyme inactivation, Drying 
Technology: An International Journal 23 (4) (2005) 941-953. 
20. Đặng Thị Thu, Lê Ngọc Tú, Tô Kim Anh, Phạm Xuân Thủy, Nguyễn Xuân Sâm -
Công nghệ Enzyme, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2012. 
21. Cheong Choi, Son Gyu-Mok, Cho Young-Je, et al. - Purification and characteristics 
of bromelain from Korean pineapple, Journal of the Korean Society for Applied 
Biological Chemistry 35 (1) (1992) 23-29. 
22. Hung Tung-Hsin, Chang Ya-Min, Sung Hsien-Yi, et al. - Purification and 
characterization of hydrolase with chitinase and chitosanase activity from 
Đào Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Đỗ Thị Hoàng Tuyến, Nguyễn Thị Như Phượng 
32 
commercial stem bromelain, Journal of Agricultural and Food Chemistry 50 (16) 
(2002) 4666-4673. 
23. Corzo C. A., Waliszewski, K. N., Welti-Chanes J. - Pineapple fruit bromelain 
affinity to different protein substrates, Food Chemistry 133 (3) (2012) 631-635. 
24. Martins C. Bianca, Rescolino Robson, Coelho Diego F., et al. - Characterization of 
bromelain from Ananas comosus agroindustrial residues purified by ethanol 
factional precipitation, Chemical Engineering Transactions 37 (2014) 781-786. 
25. Lại Thị Ngọc Hà - Nghiên cứu tách và tạo chế phẩm bromelain từ phế phẩm dứa, 
Tạp chí Khoa học và Phát triển 7 (2009) 203-211. 
26. Sunantha Ketnawa, Chaiwut Phanuphong, Rawdkuen Saroat. - Pineapple wastes: A 
potential source for bromelain extraction, Food and Bioproducts Processing 90 (3) 
(2012) 385-391. 
27. Rungtip Jutamongkon, Charoenrein Sanguansri. - Effect of temperature on the 
stability of fruit bromelain from smooth cayenne pineapple, Kasetsart Journal, 
Natural Sciences 44 (5) (2010) 943-948. 
28. Azura A., Nurul A. I. - Differential scanning calorimetry as tool in observing 
thermal and storage stability of recombinant bromelain, International Food Research 
Journal 19 (2) (2012) 727-731. 
ABSTRACT 
STUDY ON PRODUCTION OF BROMELAIN POWDER FROM PINEAPPLE WASTES 
Dao Thi My Linh*, Nguyen Thi Quynh Mai, 
Do Thi Hoang Tuyen, Nguyen Thi Nhu Phuong 
Ho Chi Minh City University of Food Industry 
*Email: linhdtm@cntp.edu.vn 
This study was conducted to produce bromelain powders from pineapple wastes by 
spray drying. The results showed that the suitable carrier agent was skim milk at a 
concentration of 10% (w/v). To obtain the highest activity of bromelain enzyme, the drying 
process was carried out at inlet air temperature of 110 °C, outlet air temperature of 60 °C, 
feed flow rate of 288 mL/h (8 rpm). The obtained bromelain powder had activity of 
1542,550 ± 98,384 (UI/g), dynamic parameters Km = 2,031 mM and Vmax = 0,054 mM/min 
with casein substrate, hydrolysis activity at pH 7 and 40 oC. Bromelain powder was stored at 
0 °C in aluminum bags and can be kept 50% activity after 20 days. 
Keywords: Enzyme, bromelain, membrane processing, pineapple wastes, spray drying.