Nghiên cứu quy trình sản xuất enzyme protease từ vi sinh vật

LỜI MỞ ĐẦU Ngay từ thời cổ xưa, vi sinh vật đã được con người sử dụng để chế biến và sản xuất thực phẩm, nó là một bộ phận trong khẩu phần ăn của con người và các loài vật nuôi. Ngày nay việc sản xuất protein từ nguồn vi sinh vật không chỉ nhằm mục đích sử dụng để làm thức ăn, mà sản xuất protein từ vi sinh vật được trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Protease là enzyme hiện nay được sử dụng nhiều nhất trong một số ngành sản xuất như: Chế biến thực phẩm ( đông tụ sữa dùng làm phomat, làm mềm thịt, bổ sung để làm tăng chất lượng sản phẩm trong sản xuất bia, xử lý phế phụ phẩm trong chế biến thực phẩm…), sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da, y tế, nông nghiệp… Qua nhiều năm, việc gia tăng sử dụng vi sinh vật như là một nguồn cung cấp protease đã được cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và sản phẩm được tạo ra nhiều hơn. Protease phân bố ở thực vật, động vật, vi sinh vật. Tuy nhiên nguồn enzyme ở vi sinh vật phong phú nhất và có nhiều ưu điểm nhất như: có ở hầu hết các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn…, có hoạt tính mạnh chỉ cần một lượng nhỏ có thể chuyển hóa một lượng cơ chất lớn, có cường độ sinh sản rất mạnh và tổng hợp enzyme với tốc độ rất nhanh chóng, trong một thời gian ngắn có thể thu được một lượng enzyme lớn….Có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất để sản xuất enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghệ và đời sống. Đây cũng chính là lý do em chon đề tài “ Nghiên cứu quy trình sản xuất enzyme protease từ vi sinh vật” Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Tổng quan về enzyme Định nghĩa enzyme[1] co thanh nga Enzyme là những protein có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học, là chất xúc tác sinh học có ý nghĩa đặc biệt quan trọng như: cường lực xúc tác lớn, sự chuyển hóa cơ chất mạnh…. Thành phần cấu tạo của enzyme[2]co thanh nga Cũng như protein, enzyme có thể là protein đơn giản hoặc protein phức tạp. Trên cơ sở đó, người ta phân enzyme thành hai nhóm: Enzyme một thành phần (enzyme một cấu tử) và enzyme hai thành phần (enzyme hai cấu tử). Phần protein của enzyme hai thành phần được gọi là apoprotein hay apoenzyme, còn phần không phải protein gọi là nhóm ngoại hoặc coenzyme. Phần không phải protein thường là những chất hữu cơ đặc hiệu có thể gắn chặt vào phần protein hoặc chỉ có thể liên kết lỏng lẻo và có thể tách khỏi phần protein khi cho thẩm tích qua màng. Một phức hợp hoàn chỉnh gồm cả apoenzyme và coenzyme được gọi là holoenzyme. Trong đó coenzyme trực tiếp tham gia phản ứng xúc tác, giữ vai trò quyết định kiểu phản ứng mà enzyme xúc tác và làm tăng độ bền của apoenzyme đối với các yếu tố gây biến tính. Còn apoenzyme có tác dụng nâng cao hoạt tính xúc tác của coenzyme và quyết định tính đặc hiệu của enzyme. Phân loại enzyme Dựa trên những phản ứng xúc tác, Ủy ban danh pháp của Liên minh quốc tế về Hóa sinh và Sinh học phân tử (IUBMB) đề nghị việc phân loại sau đây. 1. Oxidoreductases xúc tác cho một loạt các phản ứng oxy hóa giảm. Các tên thường gặp bao gồm dehydrogenase, oxidase, reductase và catalase. 2. Transferases xúc tác chuyển giao của các nhóm (acetyl, methyl, phosphate, vv). Các tên thường gặp bao gồm acetyltransferase, protein kinase methylase, và polymerase. Ba lớp con đầu tiên đóng vai trò quan trọng trong quy định của quá trình tế bào. Phản ứng hóa học của họ được thể hiện tronghình 2-E-1 . Polymerase là điều cần thiết cho sự tổng hợp DNA và RNA. 3. Hydrolases xúc tác phản ứng thủy phân một phân tử được chia thành hai hoặc nhiều phân tử nhỏ hơn bằng cách cho thêm nước. Ví dụ phổ biến được đưa ra dưới đây. Protease chia tách các phân tử protein. Ví dụ: HIV protease và caspase . HIV protease là điều cần thiết cho nhân bản HIV không. Caspase đóng một vai trò quan trọng trong quá trình apoptosis. Nucleases chia tách các axit nucleic (DNA và RNA) . Căn cứ vào loại chất nền, họ được chia thành RNase và DNase. RNase xúc tác thủy phân của RNA và DNase hành vi trên DNA. Họ cũng có thể được chia thành exonuclease và endonuclease.Exonuclease dần dần tách ra khỏi nucleotide duy nhất từ ​​một đầu của DNA hoặc RNA. Endonuclease chia tách DNA hoặc RNA tại các trang web nội bộ. Phosphatase xúc tác dephosphorylation (loại bỏ các nhóm phosphate) . Ví dụ:calcineurin . Các ức chế miễn dịch thuốc FK506 và Cyclosporin A là những chất ức chế calcineurin. 4. Lyases xúc tác sự phân tách của CC, CO, CS và CN trái phiếu bằng các phương tiện khác hơn so với thủy phân hoặc quá trình oxy hóa. Tên gọi thông thường bao gồm decarboxylase, aldolase. 5. Isomerase xúc tác tái sắp xếp nguyên tử trong một phân tử . Ví dụ như rotamase, isomerase disulfide protein (PDI), epimerase và racemase. 6. Ligases xúc tác cho phản ứng mà tham gia hai phân tử. Các ví dụ bao gồm các enzym tổng hợp peptide, aminoacyl-tRNA synthetase, DNA ligase và RNA ligase. Trung tâm hoạt động của enzyme[2]co thanh nga Trung tâm hoạt động của enzyme là phần của phân tử enzyme trực tiếp kết hợp với cơ chất, tham gia trong việc tạo thành và chuyển hóa phức chất trung gian giữa enzyme và cơ chất để tạo thành sản phẩm phản ứng. Trung tâm hoạt động bao gồm nhiều nhóm chức năng khác nhau của amino acid, phân tử nước liên kết và nhiều khi có cả cofactor hữu cơ (coenzyme) và vô cơ. Theo quan niệm của Fisher thì trung tâm hoạt động của enzyme đã được hình thành sẵn với một cấu tạo nhất định chỉ cho phép cơ chất có cấu tạo tương ứng kết hợp vào. Do đó có thể ví sự tương ứng đó như ”ổ khóa với chìa khóa”. Còn theo Koshland thì đặc điểm của vùng trung tâm hoạt động là rất mềm dẻo và linh hoạt , các nhóm chức năng của trung tâm hoạt động của enzyme tự do chưa ở tư thế sẵn sàng hoạt động, khi tiếp xúc với cơ chất, các nhóm chức năng ở trong phần trung tâm hoạt động của phân tử enzyme thay đổi vị trí trong không gian, tạo thành hình thể khớp với hình thể của cơ chất. Cũng vì vậy, người ta gọi mô hình này là mô hình “tiếp xúc cảm ứng” hoặc “khớp cảm ứng”. Giữa cơ chất và trung tâm hoạt động tạo thành nhiều tương tác yếu, do đó có thể dễ dàng bị cắt đứt trong quá trình phản ứng để giải phóng ezyme và sản phẩm phản ứng. Tính đặc hiệu của enzyme[2] co thnah nga Mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác cho sự chuyển hóa một hay một số chất nhất định theo một kiểu phẩn ứng nhất định. Đặc tính tác dụng lựa chọn cao này gọi là tính đặc hiệu hoặc tính chuyên hóa của enzyme. Tính đặc hiệu là một trong những đặc tính cơ bản quan trọng nhất của enzyme. Có thể phân biệt hai kiểu đặc hiệu: đặc hiệu kiểu phản ứng và đặc hiệu cơ chất. Đặc hiệu kiểu phản ứng Phần nhiều mỗi enzyme đều có tính đặc hiệu với một loại phản ứng nhất định. Những chất có khả năng xảy ra nhiều loại phản ứng hóa học thì mỗi loại phản ứng ấy phải do một enzyme đặc hiệu xúc tác. Ví dụ: Amino acid có khả năng xảy ra phản ứng khử carboxyl, phản ứng khử amin bằng cách oxy hóa và phản ứng vận chuyển nhóm amin. Vì vậy mỗi phản ứng ấy cần có một enzyme đặc hiệu tương ứng xúc tác theo thứ tự là decarboxylase, aminoacid oxydase và aminotransferase. Đặc hiệu kiểu cơ chất Mỗi enzyme chỉ xúc tác cho sự chuyển hóa một hoặc một số chất nhất định. Mức độ đặc hiệu cơ chất của các enzyme khác nhau không giống nhau, người ta thường phân biệt thành các mức như sau: Đặc hiệu tuyệt đối Một số enzyme hầu như chỉ xúc tác cho phản ứng chuyển hóa một cơ chất nhất định và chỉ xúc tác cho phản ứng ấy mà thôi. Ví dụ: Urease có thể phân giải ure, ngoài ra nó còn có thể hydroxyure nhưng tốc độ thấp hơn 120 lần. Đặc hiệu nhóm tuyệt đối Các enzyme này chỉ tác dụng lên những chất có cùng một kiểu cấu trúc phân tử, một kiểu liên kết và có những yêu cầu xác định đối với nhóm nguyên tử ở phần liên kết chịu tác dụng. Ví dụ:Maltase thuộc nhóm α-glucosidase chỉ xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết glucoside được tạo thành từ nhóm OH glucoside của α-glucose với nhóm OH của một monose khác. Đặc hiệu nhóm tương đối Mức độ đặc hiệu của các enzyme thuộc nhóm này hơn nhóm trên. Enzyme có khả năng tác dụng lên một kiểu liên kết hóa học nhất định trong phân tử cơ chất mà không phụ thuộc vào cấu tạo của các phần tham gia tạo thành mối liên kết đó. Ví dụ: Lipase có khả năng thủy phân được tất cả các mối liên kết este. Đặc hiệu quang học (đặc hiệu lập thể) Hầu như tất cả các enzyme đều có tính đặc hiệu không gian rất chặt chẽ, nghĩa là enzyme chỉ tác dụng với một trong hai dạng đồng phân không gian của cơ chất. Ví dụ: Phản ứng khử nước của malic acid để tạo thành fumaric acid dưới tác dụng của fumarathydratase chỉ xảy ra đối với L-malic acid mà không tác dụng lên D-malic acid. 1.2. Tổng quan về enzyme protease 1.2.1.Giới thiệu chung về protease 1.2.1.1. Định nghĩa về enzyme protease Protease là enzyme thủy phân các liên kết peptid (-CO-NH-)n trong phân tử protein giải phóng các acid amin, pepton hoặc ditripepton. Hình 1.2. Cấu trúc không gian enzyme protease 1.2.1.2. Cấu trúc trung tâm hoạt động (TTHĐ) của Protease [7] Trong TTHĐ của Protease vi sinh vật ngoài gốc acid amin đặc trưng cho từng nhóm còn có một số gốc acid amin khác. Các kết quả nghiên cứu chung về TTHĐ của một 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 hợp còn có cả cofactơ kim loại. + Các Protease kim loại có TTHĐ lớn hơn vào khoảng 210A, có thể phân biệt thành sáu phần dưới TTHĐ (subsite), mỗi phần dưới TTHĐ tương ứng với mỗi gốc aa trong 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 dẻo hơn vì cấu trúc không gian của chúng không được giữ vững bởi các cầu disulphide. E + S enzyme – S enzyme – S + P1 enzyme + P2 Mặc dù TTHĐ của các Protease vi sinh vật có khác nhau nhưng các enzyme này đều xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết peptide theo cùng một cơ chế chung như sau: Hình 1.4 Cơ chế xúc tác TTHĐ Enxyme Trong đó: E: enzyme, S: cơ chất, enzyme - S: Phức chất enzym- cơ chất, P1: Là sản phẩm đầu tiên của phản ứng, P2: Là sản phẩm thứ hai của phản ứng. 1.2.2. Phân loại protease Sơ đồ phân loại enzyme protease: Aspartic proteinase Peptidase ( protease) Exopeptidase Aminopeptidase Carboxypeptidase Serine proteinase Cystein proteinase Metallo proteinase Endopeptidase Hình 1.3. Sơ đồ phân loại protease Protease được phân chia thành hai loại: endopeptidase và exopeptidase. * Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, exopeptidase được phân chia thành hai loại: + Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một tripeptide. + Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide. * Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn nhóm: + Serin proteinase: là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme. + Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt động. Như: papayin, bromelin, một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng. + Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin. Có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và thường hoạt động mạnh ở pH trung tính. + Metallo proteinase: Là nhóm proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA. Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm: - Protease acid: pH 2-4 có nhiều ở tế bào động vật, nấm men, nhưng ít thấy ở vi khuẩn. - Protease trung tính có pH 7-8 như papain từ quả đu đủ, bromelain từ quả dứa. - Protease kiềm có pH 9-11. * Ngoài ra có thể phân thành 2 loại khác: - Enzyme protease nội bào là những enzyme được tiết ra từ bên ngoài hoặc ngoại biên màng protein và được trích ly vào môi trường bằng kỹ thuật trích ly - Enzyme protease ngoại bào được thu nhận từ quá trình lên men, như quá trình lên men trên môi trường rắn. Enzyme được thu nhận khi quá trình lên men hoàn tất hoặc ngay khi quá trình lên men đang diễn ra. 1.2.3. Tình hình nghiên cứu enzyme protease 1.2.3.1. 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 tác của enzyme - chất xúc tác sinh học. Chính vì vậy, các nghiên cứu về enzyme đã thu hút sự quan tâm của các cán bộ hoá sinh học, sinh học thực nghiệm và nhiều nhà nghiên cứu ở các lĩnh vực liên quan khác. Các nghiên cứu nhằm theo hướng tách, tinh sạch enzyme, tạo các chế phẩm có độ sạch khác nhau, nghiên cứu cấu trúc, mối liên quan giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học của enayme, khả năng ứng dụng enzyme trong thực tế [3]. Và gần đây nhất 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, Viện Nghiên 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 kiện chiết: 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 đoạn với ammonium sulfat nồng độ trong khoảng 30-80%. Nhiệt độ và pH tối ưu cho enzyme thô 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] 1.2.3.2. Tình hình 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 đầu tiên về các Protease trong máu [11]. Các Protease thực vật được phát hiện muộn hơn. Năm 1879 Wurtz được xem là người 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 Xạ khuẩn. 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 vực này đã góp phần mở rộng quy mô sản xuất chees pha enzyme và ứng dụng enzyme trong thực tế [11]. Trong CNTP, người ta sử dụng Protease để sản xuất phomat từ sửa (Mohanty et al.,1999), xản xuất bánh từ bột mì (Hozova et al., 2003) hay chế biến các sản phẩm giàu protein 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 các protein 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 các chất tẩy rửa dùng trong gia đình đến những chất làm sạch kính hoặc răng giả, kem đánh răng (Rao et al., 1998). Trong những năm gần đây, giá trị thương mại của các enzyme công nghiệp trên toàn thế giới đạt khoảng 1 tỷ USD, trong đó chủ yếu là các enzyme thủy phân (75%), và Protease là một trong ba nhóm enzyme lớn nhất sử dụng trong công nghiệp (60%) (Rao et al., 1998) [13]. Từ năm 1950 trở lại đây trên thế giới có hàng loạt Protease động vật, thực vật và vi sinh vật được tách chiết nghiên cứu. Thời gian gần đây các nhà khoa học trên thế giới tập trung 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 (Godfrey west, 1996) [13]). Hiện nay, số lượng các enzyme được sản xuất hàng năm trên thế giới, ở các nước phát triển nhất là châu Âu, Mỹ và Nhật Bản vào khoảng 300.000 tấn với doanh thu từ sản xuất enzyme ước tính vào khoảng 500 triệu USD. Trong đó khoảng 600 tấn Protease 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 tiến trên 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 dụng Protease từ VSV. Chính vì thế nhịp độ sản xuất Protease ở quy mô công nghiệp tại các nước phát triển hàng năm tăng vào khoảng 5%- 10%. Ngày nay người ta có thể sản xuất các enzyme cố định trên các chất mang không tan cho phép có thể tái sử dụng enzyme nhiều lần. Vì vậy mà việc ứng dụng Protease ngày càng gia tăng[4],[1]. 1.2.3. Nguồn thu nhận enzyme protease TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCMKHOA KỸ THUẬT HÓA HỌcBÀI BÁO CÁO MÔN HÓA SINH THỰC PHẨMNGUỒN THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNG PROTEASE Enzyme có trong tất cả các cơ quan, mô của sinh vật; nhưng để thuận lợi về kinh tế, người ta chỉ dùng những vật liệu cho phép thu một lượng lớn enzyme với hiệu suất cao. Hiện nay chúng ta sử dụng 3 nguồn nguyên liệu sinh học cơ bản để thu nhận protease : - Động vật : Thông thường protease động vật có ở tuyến tiêu hóa (niêm mạc dạ dày, niêm mạc ruột non, tuyến tụy…). Vd: Pepsin từ niêm mạc dạ dày và dịch vị của động vật bậc cao. Chymosin “rennin” có trong ngăn thứ tư dạ cỏ bê non dưới 5 tháng tuổi Tuy nhiên, để sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, protease động vật ít thuận lợi do sản xuất chúng bị hạn chế và nguồn nguyên liệu thu nhận enzyme không lớn lắm - Thực vật : Từ các thực vật bậc cao người ta cũng thu được một số chế phẩm enzyme quan trọng Vd : Papain thu từ mủ đu đủ xanh, Bromelin từ than cây dứa… Lượng enzyme thu được từ các nguyên liệu thực vật không lớn lắm so với lượng nhiên liệu tiêu hao - Vi sinh vật :Hai nguồn nguyên liệu trên không thể dùng dùng nguyên liệu trong sản xuất công nghiệp qui mô lớn do những hạn chế về nguyên liệu và công nghệ. Vì vậy, dùng enzyme từ vi sinh vật sẽ khắc phục được các hạn chế trên. + Nguồn nguyên liệu vô hạn + Hệ enzyme phong phú + Hoạt tính mạnh + Có khả nă