Papain là một trong những loại enzyme nguồn gốc từ thực vật được ứng dụng rộng rãi nhất trong đời sống xã hội của chúng ta hiện nay. Bột papain từ mủ đu đủ được sản xuất như thế nào? Những ứng dụng cụ thể của bột papain là gì? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu ở bài viết này nhé!
Tổng quan về enzyme papain
Enzyme papain là một loại enzyme tự nhiên có nguồn gốc từ đu đủ, thuộc nhóm enzyme có khả năng thủy phân protein (protease). Chính vì vậy mà enzyme này còn có một số tên gọi khác được dùng như: cysteine proteinase hay papaya peptidase I.
Papain có trong nhựa của cây đu đủ từ thân, lá cho đến quả. Tuy nhiên papain có hàm lượng cao nhất là ở trong quả đu đủ khi còn xanh.
Papain có thể thủy phân, phân cắt các protein hay những hợp chất có cấu trúc tương tự protein (polypeptide) thông qua cơ chế cắt đứt những liên kết peptid giữa các acid amin đơn phân tử. Sản phẩm sau quá trình thủy phân có thể là các acid amin hoặc các phân tử polypeptide mạch ngắn hơn (papain trong chất tẩy rửa).
Enzyme papain ở điều kiện bình thường sẽ có dạng bột màu trắng hoặc trắng ngà. Enzyme này có khả năng tan trong các dung môi như nước và glycerol nhưng lại hầu như không tan trong đa số các dung môi hữu cơ.
Papain là một trong số các enzyme khá bền về nhiệt có thể chịu được nhiệt độ cao trong thời gian dài mà không bị mất đi hoàn toàn hoạt tính. Tuy vậy, nhiệt độ tối ưu nhất để papain có khả năng hoạt động mạnh là khoảng 50 – 57°C. Ngoài ra, enzyme này có thể hoạt động được trong điều kiện môi trường pH rộng khoảng từ 3,5 đến 8,0.
Xét về đặc điểm cấu trúc, enzyme papain có cấu trúc dạng protease thiol với thành phần các nguyên tố trong phân tử là khoảng 16% N, 1.2% S, còn lại đa phần là nguyên tố C và H. Phân tử papain là một chuỗi polypeptide gồm khoảng 200 phân tử acid amin liên kết với nhau và có trọng lượng phân tử khoảng 20.900 Dalton.
Phân tử papain được tạo nên từ sự liên kết của nhiều loại acid amin khác nhau, trong đó những acid amin xuất hiện nhiều nhất là: Glycine, Aspartic acid, Valine, Methionine và Alanine.
Bột papain được chiết xuất từ mủ đu đủ như thế nào?
Hiện nay, enzyme papain dùng trong đời sống của chúng ta chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp chiết xuất từ mủ (nhựa) đu đủ tự nhiên.
Bước đầu tiên cần thực hiện trong quá trình sản xuất papain là phải thu lấy mủ đu đủ. Trước đây người ta thường thu hoạch mủ từ quả đu đủ xanh vì nó có hàm lượng rất cao. Tuy nhiên vì đây là cách chỉ thực hiện được 1 lần, không tối ưu được chi phí nên người ta đã chuyển sang phương pháp lấy mủ trực tiếp từ cây đu đủ còn sống.
Mủ đu đủ thường được lấy bằng cách chích từ cây vào buổi sáng sớm (vì đây là thời điểm cây đu đủ có nhiều mủ nhất). Để lấy được mủ đu đủ thì cần phải rạch vài đường dọc trên quả đu đủ xanh sau đó dùng can hoặc xô để hứng lấy (nên dùng thiết bị đựng bằng thủy tinh có màu).
Sau khi lấy được mủ đu đủ, chúng ta sẽ chuyển sang giai đoạn tinh chế papain để loại bỏ những thành phần tạp chất khác. Phương pháp tinh chế thường được sử dụng là dùng cối nghiền cùng với các chất hóa học tương ứng sau đó để kết tinh rồi dùng các thiết bị lắng lọc để thu lấy papain tinh khiết.
Giai đoạn cuối cùng là sấy khô để thu lấy bột papain. Phương pháp thường được sử dụng là sấy chân không ở nhiệt độ khoảng 40°C để loại bỏ hơi nước. (nguyên liệu papain)
Ứng dụng của bột papain từ mủ đu đủ
Bột papain từ mủ đu đủ có rất nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống xã hội của chúng ta hiện nay bao gồm các lĩnh vực như: dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm, chăn nuôi, môi trường…
Trong lĩnh vực môi trường: papain có thể giúp xử lý một loại chất thải, giảm nguy cơ ô nhiễm.
Trong công nghiệp thuộc da: papain được sử dụng trong giai đoạn tẩy sạch lông và làm mềm da trước khi nhuộm màu.
Trong công nghiệp chất tẩy rửa: papain trong chất tẩy rửa có thể làm thành phần của một số loại sản phẩm tẩy rửa như kem đánh răng, nước rửa bát, nước lau sàn, lau bếp…
Trong lĩnh vực dược phẩm: enzyme papain có thể được sử dụng trong thành phần của các loại thuốc, thực phẩm chức năng với công dụng chính là hỗ trợ tiêu hóa, chống viêm, giảm đau…
Trong lĩnh vực mỹ phẩm: bột papain có thể được sử dụng làm thành phần trong các loại mỹ phẩm với các tác dụng làm đẹp như: chống lại tình trạng viêm nhiễm trên da, ngăn ngừa quá trình lão hóa da, giúp da mềm mịn, ngăn ngừa nếp nhăn, ngăn ngừa sự phát triển quá mức của lông trên da, tẩy tế bào chết, phục hồi da sau tổn thương…
Trong lĩnh vực thực phẩm: papain có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất: bột thịt cá, sữa, nước mắm, bánh quy, bia rượu…
Trong lĩnh vực chăn nuôi: papain có thể ứng dụng trong các loại thức ăn cho vật nuôi, các sản phẩm xử lý môi trường, chất thải và một số thuốc thú y.
