trang chủ đh văn hiến

Ứng dụng của Enzyme trong đời sống

Trang Chủ
Tin mới

line

01 tháng 11 năm 2020

in bài viết
xuất pdf
Chia sẻ

Enzyme có bản chất protein, là chất xúc tác sinh học không độc hại, có hoạt lực xúc tác mạnh và khá phổ biến trong tự nhiên, cần thiết cho rất nhiều quá trình hóa học trong tế bào và sinh vật sống. Công nghệ enzyme là một trong những lĩnh vực của công nghệ sinh học hiện đại sản xuất ra các chế phẩm enzyme. Công nghiệp enzyme phát triển gắn liền với những nghiên cứu trong sản xuất, và kiến thức trong các lĩnh vực vi sinh vật, hóa sinh, hóa lý, hóa keo, di truyền và đặc biệt là enzyme.

Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme các loại đã và đang phát triển mạnh mẽ trên qui mô công nghiệp, không ngừng tăng về khối lượng, chủng loại và lĩnh vực ứng dụng. Thực tế đã có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán trên thị trường thế giới, các chế phẩm này đã được khai thác và tinh chế có mức độ tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp và ứng dụng. Các chế phẩm enzyme được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như y học, hoá học, thực phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp và các lĩnh vực khác.

Ứng dụng enzyme trong y dược [1, 4]

Enzyme có một vị trí quan trọng trong y học. Đặc biệt là các phương pháp định lượng và định tính enzyme trong hóa học lâm sàng và phòng thí nghiệm chẩn đoán. Ví dụ như phân tích xác định nồng độ cơ chất như glucose, ure, cholesterol… với sự hỗ trợ của enzyme, định lượng ure bằng enzyme urease. Bên cạnh đó, enzyme còn được dùng làm thuốc, chẳng hạn như sử dụng protease làm thuốc tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, làm thuốc tăng tiêu hóa protein; sử dụng amylase phối hợp với coenzyme A, cytochrome C, ATP, carboxylase để chế thuốc điều trị bệnh tim mạch, bệnh thần kinh, phối hợp với enzyme thủy phân để chữa bệnh thiếu enzyme tiêu hóa.

Hình 1. Enzyme được sử dụng trong chuẩn đoán, làm thuốc điều trị (ảnh minh hoạ)

Ứng dụng enzyme trong hóa học [1]

Enzyme được ứng dụng trong hóa học là do enzyme có cảm ứng cao đối với nhiệt độ, pH và những thay đổi khác của môi trường. Một trong số những ứng dụng là dùng chế phẩm enzyme làm chất mang để gắn phức hợp enzyme xúc tác cho phản ứng nhiều bước trong quy trình tổng hợp glutathion, acid béo, alcaloid, sản xuất hormone, … Cũng như sử dụng trong công nghệ xử lý nước thải, sản xuất alcohol, amino acid, … Enzyme cũng được sử dụng trong nghiên cứu cấu trúc hóa học như: dùng enzyme protease để nghiên cứu cấu trúc protein, dùng enzyme endonuclease để nghiên cứu cấu trúc nucleic acid,… Ngoài ra, enzyme còn được dùng làm thuốc thử trong hóa phân tích.

Hình 2. Enzyme xúc tác phản ứng, làm thuốc thử trong các phản ứng hoá học

(ảnh minh hoạ)

Ứng dụng enzyme trong công nghiệp thực phẩm [1, 2, 3, 5]

Enzyme được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm góp phần tạo nên sự đa dạng, phong phú và nâng cao chất lượng sản phẩm thực phẩm. Enzyme protease được sử dụng trong công nghiệp chế biến thịt với mục đích làm mềm thịt, tạo thức ăn dễ tiêu hóa, tạo ra các loại dịch thủy phân giàu protein. Enzyme renin và pepsin được khai thác tính đông tụ sử dụng trong sản xuất phomat. Trong sản xuất nước quả từ các nguyên liệu quả nghiền, nhờ enzyme pectinase mà nước quả trong suốt, dễ lọc, hiệu suất tăng. Enzyme cellulase giúp làm tăng độ hấp thu, nâng cao phẩm chất về vị và làm mềm nhiều loại thực phẩm thực vật, điều này giúp tăng chất lượng thực phẩm.

Trong một số lĩnh vực của công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì, rượu , bia, … enzyme amylase đã được dùng phổ biến. Trong sản xuất bánh mì, chế phẩm amylase đã làm thay đổi hoàn toàn chất lượng của bánh mì cả hương vị, màu sắc, độ xốp, … Trong sản xuất bánh kẹo, đường maltose thường được sử dụng là sản phẩm thủy phân tinh bột bằng enzyme amylase. Enzyme glucoamylase là yếu tố làm tăng hiệu suất trong sản xuất rượu. Trong sản xuất bia, việc sử dụng amylase có trong các hạt nẩy mầm thay thế malt đã góp phần đáng kể trong việc giảm giá thành.

Hình 3. Enzyme được ứng dụng rộng rãi trong ngành Công nghệ thực phẩm

(ảnh minh hoạ)

Ứng dụng enzyme trong công nghiệp dệt [1, 2, 6]

Trong công nghiệp dệt, chế phẩm amylase được dùng để rũ hồ vải trước khi tẩy trắng và nhuộm. Amylase có tác dụng làm vải mềm, có khả năng nhúng ướt, tẩy trắng và bắt màu tốt. Rũ hồ bằng enzyme không những nhanh, không hại vải, độ mao dẫn tốt mà còn đảm bảo vệ sinh, do đó tăng được năng suất lao động. Trong sản xuất tơ tằm, người ta dùng protease để làm sạch sợi tơ. Với công đoạn xử lý bằng enzyme sau khi xử lý bằng dung dịch xà phòng sẽ giúp lụa có tính đàn hồi tốt, bắt màu đồng đều và dễ trang trí trên lụa.

Hình 4. Enzyme có tác dụng tẩy trắng, làm mềm và giúp vải bắt màu tốt (ảnh minh hoạ)

Ứng dụng enzyme trong công nghiệp thuộc da [1, 2, 7]

Trong công nghiệp da, enzyme protease được dùng để làm mềm da, quá trình tách lông sạch hơn, rút ngắn thời gian, tránh ô nhiễm môi trường và da có chất lượng tốt hơn. Việc xử lý được tiến hành bằng cách ngâm da trong dung dịch enzyme, hay phết dịch enzyme lên bề mặt da. Enzyme sẽ tách các chất nhờn và làm đứt một số liên kết trong phân tử collagen làm cho da mềm hơn. Thực tế cho thấy khi xử lý da bằng chế phẩm protease từ vi sinh vật có thể rút ngắn thời gian làm mềm và tách lông xuống nhiều lần.

Hình 5. Enzyme làm mềm da, tăng chất lượng da trong công nghiệp thuộc da

(ảnh minh hoạ)

Ứng dụng enzyme trong nông nghiệp [1, 2]

Có thể dùng enzyme để sản xuất thức ăn cho động vật nhằm tăng giá trị dinh dưỡng

của thức ăn thô, tăng hệ số sử dụng thức ăn. Các enzyme được sử dụng với mục đích này

thường là các enzyme thuỷ phân như amylase, proteinase, đặc biệt là cellulase,

hemicellulase. Chúng thủy phân các chất phân tử lớn thành dạng dễ hấp thụ hơn nên

thường làm tăng hiệu quả sử dụng thức ăn, tăng khối lượng đàn gia súc. Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng khi chuẩn bị thức ăn cho các loài động vật còn non như bê con, lợn con, … vì hệ thống tiêu hóa của chúng còn chưa thật thích hợp với việc ăn loại thức ăn thô. Trong trồng trọt, các loại chế phẩm enzyme khác nhau như cellulase, hemicellulase, protease và amylase được sử dụng để chuyển hóa các phế liệu, đặc biệt là các phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nông nghiệp. Việc sử dụng enzyme vi sinh vật trong sản xuất phân hữu cơ đang được khai thác để thay thế cho phân bón hóa học.