Trong m y ch c năm cu i c a th k XX và đ u th k XXI, ng i ta đã chú ý
L I M Đ U Ờ Ở Ầ ế ỷ
ố ủ ế ỷ ụ ầ ấ ườ
nghiên c u vi c ng d ng enzyme. Ng i ta đã t n d ng các nguyên li u giàu ệ ứ ứ ụ ườ ụ ệ ậ
ệ enzyme đ tách enzyme, dùng ch ph m enzyme này đ ch bi n các nguyên li u ể ế ế ế ẩ ể
khác nhau ho c s d ng vào m c đích khác nhau. nhi u n c đã hình thành ặ ử ụ ụ Ở ề ướ
ngành công ngh enzyme, hàng năm đã s n xu t hàng trăm t n ch ph m enzyme ả ệ ế ấ ấ ẩ
đ ph c v cho các ngành s n xu t khác nhau và cho y h c. Công ngh enzyme ể ụ ụ ệ ả ấ ọ
càng ngày càng phát tri n mang l i nhi u ng d ng m i và mang l ể ạ ề ứ ụ ớ i l ạ ợ ậ i nhu n
kinh t ế cao, đ t h n 40 tri u USD/năm (2008). ệ ạ ơ
Vì v y, chúng tôi tìm hi u v ề ENZMYE CÔNG NGHI P VÀ NG D NG Ụ , để Ứ Ệ ể ậ
làm rõ h n v c u trúc, vai trò cũng nh ng d ng c th c a nh ng enzyme ụ ể ủ ề ấ ư ứ ụ ữ ơ
đ c s d ng ph bi n trong công nghi p hi n nay. Giúp cho các b n có cái nhìn ượ ử ụ ổ ế ệ ệ ạ
t rõ nh ng ng d ng, nh ng k t qu đã đ t đ t ng quan h n v enzyme, bi ổ ề ơ ế ạ ượ c ữ ứ ụ ữ ế ả
ng rõ các h c a công ngh enzyme. Đ ng th i cũng các b n giúp đ nh h ủ ệ ạ ồ ờ ị ướ ướ ng
nghiên c u v enzyme. ứ ề
Trong quá trình tìm hi u và trình bày cũng không th tránh h i nh ng thi u sót, ữ ể ể ế ỏ
mong nh n đ ậ ượ ự c s đóng góp c a cô và các b n! ủ ạ
Chân thành c m n! ả ơ
ENZYME CÔNG NGHI P VÀ NG D NG
Ứ
Ụ
Ệ
I. Khái quát v enzyme
ề
T th i c x a ng i ta đã dùng n c ép trái nho đ lên men r u cũng nh ừ ờ ổ ư ườ ướ ể ượ ư
ch a s a t i trong d dày c a súc v t m i b gi t đ chuy n hóa thành phomat. Tuy ứ ữ ươ ớ ị ế ể ủ ể ậ ạ
nhiên đó ch là nh ng phát hi n tình c , ch ng ai bi ữ ệ ẳ ờ ỉ ế ằ ầ t r ng có s giúp đ âm th m ự ỡ
t ra b i vi khu n hi u khí t không khí r i vào hũ nho đ m c a m t lo i enzyme ti ạ ủ ộ ế ế ẩ ở ừ ể ở ơ
cũng nh m t lo i enzyme khác đó là renin trong d dày c a súc v t. Năm 1897, ư ộ ủ ạ ậ ạ
u c a nó. Ông E.Bucher thu d ch n m men nghi n nát và th y ho t tính lên men r ề ấ ạ ấ ị ượ ủ
enyme. g i chúng là ọ
Enzyme có th thu nh n t ậ ừ ể ự ậ các c th s ng khác nhau nh đ ng v t, th c v t, ơ ể ố ư ộ ậ
vi sinh v t ( pepsin trong d dày, trypsin trong t y t ng, renin trong ngăn t 4 c a d ụ ạ ậ ạ ứ ủ ạ
ồ dày bê, bromelin trong th m, papin trong đu đ , amilaza trong thóc m). Ngu n ủ ẩ ơ
vi sinh v t. enzyme quan tr ng hi n nay l y t ọ ấ ừ ệ ậ
Enzyme là ch t xúc tác sinh h c đ c hình thành trong t bào d ọ ượ ấ ế ướ ạ ợ i d ng h p
ch t protein có c u trúc hóa h c r t đ c thù. Trong t bào sinh v t luôn x y ra quá ọ ấ ặ ấ ấ ế ậ ả
trình trao đ i ch t, enzyme đã góp ph n thúc đ y các ph n ng hóa h c này ầ ả ứ ẩ ấ ổ ọ ở ề đi u
t, đ ng áp v i t c đ nhanh, hi u qur cao, nhi u ph n ng x y ra ki n đ ng nhi ẳ ệ ệ ớ ố ả ứ ệ ề ẳ ả ộ
ng… đ ng th i, ít tiêu t n năng l ồ ờ ố ượ
Enzyme trong c th sinh v t v i ch c năng là xúc tác ch n l c, đóng vai trò ọ ọ ơ ể ậ ớ ứ
ng t t c m i ph n ng x y ra trong t bào. Khi ngoài t đ nh h ị ướ ấ ả ọ ả ứ ả ế ở ế ề bào nhi u
ng t . Chính vì lý do đó khi tách đ c các enzyme v n có kh năng ho t đ ng t ả ạ ộ ẫ ươ ự ượ
enzyme kh i c th s ng m c đ thu n khi t khác nhau ng ỏ ơ ể ố ở ứ ộ ầ ế ườ ể ử ụ i ta có th s d ng
trong nhi u lĩnh v c. ề ự
V tính ch t protein nên có t ấ , enzym có b n ch t là ề ấ ả ấ ả ủ t c thu c tính lý hóa c a ộ
protein. Đa s enzym có d ng hình c u và không đi qua màng bán th m do có kích ầ ấ ạ ố
th c l n; Tan trong n c và các dung môi h u c ướ ớ ướ ữ ơ phân c cự khác, không tan
trong ete và các dung môi không phân c c; Không b n d i tác d ng c a nhi ự ề ướ ụ ủ ệ ộ t đ ,
nhi t đ cao thì enzym b bi n tính; Môt tr ng ệ ộ ị ế ườ axít hay bazơ cũng làm enzym m tấ
ng tính: tùy pH c a môi tr ng mà t n t i các khả năng ho t đ ng; Có tính l ạ ộ ưỡ ủ ườ ồ ạ ở
d ng:ạ cation, anion hay trung hòa đi n.ệ
ệ : Enzyme có tính đ c hi u ặ
ấ − Đ c hi u ph n ng: ch bi u hi n v i m t lo i liên k t hóa h c nh t ệ ả ứ ỉ ể ệ ế ạ ặ ớ ộ ọ
ủ đ nh, nh lipase ch c t liên k t ester n i glycerol và acid béo c a ị ỉ ắ ư ế ố
− Đ c hi u c ch t: th hi n chuyên bi
nhi u lo i lipid khác nhau… ề ạ
ệ ơ ấ ể ệ ặ ệ t cho nh ng c ch t nh t đ nh, ơ ấ ấ ị ữ
nh urease ch th y phân urea thành ammonia và CO 2 nh ng không tác ỉ ủ ư ư
d ng v i các ch t khác… ụ ấ ớ
: Trong quá trình xúc tác c a enzym ch có Trung tâm ho t đ ng c a enzyme ạ ộ ủ ủ ỉ
m t ph n tham gia tr c ti p vào ph n ng đ k t h p v i c ch t g i là "trung tâm ớ ơ ấ ọ ể ế ợ ả ứ ự ế ầ ộ
− C u t o đ c bi
ho t đ ng". ạ ộ
t c a trung tâm ho t đ ng quy t đ nh tính đ c hi u và ấ ạ ặ ệ ủ ạ ộ ế ị ệ ặ
− Nhóm ch c tham gia t o trung tâm ho t đ ng c n phân bi
ho t tính xúc tác c a enzyme. ủ ạ
t hai nhóm: ạ ộ ứ ạ ầ ệ
"tâm xúc tác" (tham gia tr c ti p vào ho t đ ng xúc tác c a enzym) và ạ ộ ự ủ ế
"n n ti p xúc" (giúp enzym k t h p đ c hi u v i c ch t) ớ ơ ấ ế ợ ề ế ệ ặ
ủ − M t enzym có th có 2 ho c nhi u trung tâm ho t đ ng, tác d ng c a ề ạ ộ ụ ể ặ ộ
− Các c ch t k t h p v i trung tâm ho t đ ng t o ph c h p enzyme -c
các trung tâm ho t đ ng không ph thu c vào nhau. ạ ộ ụ ộ
ơ ấ ế ợ ứ ợ ạ ộ ạ ớ ơ
ch t (ES) : E + S → ES→ ES++ → E + P S:c ch t; P:s n ph m ơ ấ ả ẩ ấ
E và S ph i b sung v m t không gian và h p nhau v m t hóa h c, có kh ề ặ ề ặ ả ổ ợ ọ ả
năng hình thành nhi u liên k t y u v i nhau. Chúng liên k t sao cho có th t o ra và ế ế ể ạ ề ế ớ
c gây nên do bi n đ ng nhi t ng u nhiên nhi t đ c t đ t s dính nhau đ ắ ứ ự ượ ế ộ ệ ẫ ở ệ ộ
th ng. ườ
Enzyme có nhi u cách g i tên. Ngày nay đã bi c kho ng 3000 enzyme và ề ọ t đ ế ượ ả
− Oxydo-reductase: xúc tác cho ph n ng oxy hóa- kh , có các enzyme
phân thành 6 nhóm d a vào lo i ph n ng mà chúng xúc tác: ạ ả ứ ự
ả ứ ử
nh : dehydrogenase, oxydase, cytochromreductase, peroxydase… ư
ư − Transferase: xúc tác cho ph n ng chuy n v , có các enzyme nh : ả ứ ể ị
− Hydrolase: Các enzyme xúc tác cho ph n ng th y phân, có các enzyme
transaminase, methyltransferase, các kinase.
ả ứ ủ
− Lyase: Các enzyme xúc tác cho ph n ng phân c t không c n n
phân gi i este, lipid, glucozid, amid, peptid, protein ả
ả ứ ắ ầ ướ c,
lo i n c t o thành n i đôi ho c k t h p phân t ạ ướ ạ ặ ế ợ ố n ử ướ c vào n i đôi. Có ố
các enzyme nh ư hydratase, aldolase, decarboxylase và m t sộ ố
− Isomerase: Các enzyme xúc tác cho ph n ng đ ng phân hóa.
desaminase.
ả ứ ồ
ế − Ligase: Các enzyme xúc tác cho ph n ng t ng h p có s d ng liên k t ử ụ ả ứ ổ ợ
giàu năng l ng ATP. v.v... ượ
Nh s d ng enzyme trong s n xu t đã mang l ờ ử ụ ả ấ ạ i hi u qu cao, ti ả ệ ế ờ t ki m th i ệ
gian và chi phí, t o ra đ ạ ượ c nhi u s n ph m m i ch t l ẩ ề ả ấ ượ ớ ớ ng cao và thân thi n v i ệ
môi tr ng s n xu t enzyme đang phát tri n m nh trên toàn th ườ ng. Vì v y, th tr ậ ị ườ ể ấ ạ ả ế
gi i.ớ
S n l ng và giá bán t ả ượ ươ ng đ i c u các enzyme ch y u ủ ế ố ả
S n l ng (t n/ năm) ạ ả ượ
II. Các lo i enzyme công nghi p và ng d ng
Lo i enzyme - Amilase và Glucoamylase Rennin Pectinase Protease Glucoisomerase Các enzyme tinh ấ 50000 10000 5000 8000 2000 0,1 Giá bán ( kg) 2-3 USD/kg 3-4 USD/kg 5 USD/kg 10 USD/kg 30USD/kg 10000 USD/kg
1. Amylase: g m 2 nhóm chính: ồ
• Endoamylase : là nhóm enzyme n i bào, th y gi
ứ ụ ệ ạ
i các liên k t trong ủ ộ ả ế
• Exoamylase : là nhóm enzyme ngo i bào, th y phân tinh b t t
chu i polysaccharide ỗ
ộ ừ ầ đ u ủ ạ
không kh c a chu i polysaccharide. ỗ ử ủ
ng d ng c a enzyme amylase trong y h c và d
Đ c phân lo i c th nh sau: ạ ụ ể ư ượ
S tiêu hóa tinh b t:
Ứ ụ ủ ọ ượ c ph m ẩ
amylase
ộ ự
a
Dextrin + maltose + glucose Tinh b tộ
a -1,4 c a amylose ủ
a
-1,6 glucosidase
Th y phân ủ
Th y phân
a -1,6 c a amylospectin
ủ
ủ
glucosidase (maltase)
Dextrin Maltose + glucose
a
glucosidase (lactase)
2 glucose Maltose
b
fructofuranisidase (sucrase)
Glucose + galactose Lactose
b
Glucose + fructose Suctose
- Enzyme amylase phân gi
i carbonhydrat có trong th c ph m nh m cung c p năng ả ự ằ ẩ ấ
- S n ph m ch a men tiêu hóa dành cho tr s sinh và tr em, kích thích tiêu hóa,
l ượ ng cho ho t đ ng s ng c a c th . ủ ơ ể ạ ộ ố
ẻ ơ ữ ẻ ẩ ả
ch ng suy dinh d ng và các s n ph m cùng lo i: minigadine, trymo, ố ưỡ ả ạ ẩ
calcinol_RB, calciol 100...
Hình 1: Các s n ph m s d ng enzyme amylase. ử ụ ả ẩ
ng d ng trong y d ụ
- Ngu n thu nh n: vi khu n
c. Ứ ượ
-
ẩ Bacillus subtilis. ậ ồ
u đi m là b n h n trong môi tr ng acid c a d dày so v i Ư ể ề ơ ườ ủ ạ ớ diastase (amylase)
đ ng v t và vi n m. Amylase đ c s d ng: l y t ấ ừ ộ ậ ấ ượ ử ụ
ố + Ph i h p v i coenzyme A, cytocrom C, ATP, carboxylase đ ch thu c ố ợ ể ế ớ
đi u tr b nh tim m ch, b nh th n kinh. ạ ị ệ ề ệ ầ
+ Ph i h p v i enzyme th y phân đ ch a b nh thi u enzyme tiêu hóa. ể ữ ệ ố ợ ớ ủ ế
Trong c th enzyme amylase là hormon tuy n t y ngo i ti ế ụ ơ ể ạ ế ụ t có tác d ng
ng ho c sau m . Đi u tr tri u ch ng ph n ng viêm ch ng phù n sau ch n th ề ấ ố ươ ả ứ ứ ề ệ ặ ổ ị
kèm nhi m khu n đ ng hô h p trên ho c d i. Các s n ph m ch a emzyme a - ễ ẩ ườ ấ ặ ướ ứ ả ẩ
- S d ng enzyme amylase trong chu n đoán b nh viêm t y c p
amylase có tác d ng ki m soát l ụ ể ượ ng calo c a c th . ủ ơ ể
tr em: ủ ấ ở ẻ ử ụ ệ ẩ
D a vào các bi u hi n c a enzyme amylase ng ự ủ ể ệ ườ ứ i ta ti n hành nghiên c u ế
ắ chu n đoán b nh viêm tuy n t y. khi nghiên c u nh n th y: khi l a ch n đi m c t ế ụ ứ ự ệ ể ậ ấ ẩ ọ
thích h p và ph i h p c hai enzyme s-amylase + lipre ho c p-amylase + lipre trong ố ợ ặ ả ợ
chu n đoán viêm t y c p tr em thì đ chính xác là cao nh t. ụ ấ ở ẻ ấ ẩ ộ
ủ ả - Thu c, hóa ch t ch a ho t tính enzyme amylase ph c v nuôi tr ng th y s n: ứ ụ ụ ạ ấ ố ồ
Enzyme amylase th ng đ ườ ượ ọ c b sung trong thành ph n các h p ch t hóa h c ầ ấ ổ ợ
nh m c i t o ao h , kích thích tăng tr ồ ả ạ ằ ưở ủ ng và phát tri n m nh c a đ ng v t th y ủ ộ ể ạ ậ
các giai đo n mong mu n. s n ả ở ạ ố
+ Cá ăn th c v t:enzyme amylase phân gi
ự ậ ả ủ i tinh b t có trong th c ăn c a ứ ộ
cá: c , khoai lang, khoai mì… ỏ
+ Cá ăn th t đ ng v t: enzyme amylase phân gi
i glycogen hay glucid ị ộ ậ ả ở ế t
bào đ ng v t. ộ ậ
ủ Hình 2: Thu c, hóa ch t ch a ho t tính enzyme amylase ph c v nuôi tr ng th y ụ ụ ứ ạ ấ ố ồ
2. Protease
s n.ả
Protease là các enzyme xúc tác s th y phân liên k t peptit (CO-NH) trong phân ự ủ ế
protein và các c ng t . t ử ch t t ơ ấ ươ ự
Theo phân lo i qu c t ố ế ạ các enzyme thu c nhóm này chia thành 4 phân nhóm ph : ụ ộ
- Aminopeptidase: xúc tác s th y phân liên k t peptit đ u nit ự ủ ế ở ầ ơ ủ ạ c a m ch
polypeptit.
- Cacboxypeptidase: xúc tác s th y phân liên k t peptit ự ủ ế ở ầ ủ đ u cacbon c a
m ch polypeptit. C hai phân nhóm enzyme trên đ u là các exo – peptidase. ề ạ ả
- Dipeptidhydrolase: Xúc tác s th y phân các liên k t dipepit. ự ủ ế
- Proteinase: Xúc tác s th y phân các liên k t peptid n i m ch. ự ủ ế ạ ộ
Protease trong vi sinh v t là ngu n thu nh n chính hi n nay. Protease trong sinh v t đ ậ ậ ượ c ệ ậ ồ
chia làm 4 nhóm chính và chúng có nh ng đ c đi m th hi n b ng sau: ể ệ ở ả ữ ể ặ
B ng 1. ả M t s tính ch t c a Protease (P) vi sinh v t ậ ấ ủ ộ ố
Nhóm
Đ c đi m
ể
ặ
pH t
iố
Ngu n thu nh n
Ch t kìm hãm
ồ
ậ
ấ
thích
TTHĐ
P-
Bac.subtilis
DFP+
Xerin
Ki mề
Xerin
Bac.pumilus
Str.griseus
Str.fradiae
Art hrobacter B22
Asp.oryzae
Asp.flavus
Asp.sojae
E.coli
P-tiol
Streplococcus
Indoaxeta-mit
-SH
7,5
Clostridium histoly-ticum
Ps.cloromer-
7,0
curbenzoat
P-kim
Bac.subtilus
EDTA++
Kim
Trung
lo iạ
tính
lo iạ
hóa tr hai ị
Bac.subtilus NRRL B3411
1,10octa-fenantrolin
Bac. Subtilisamy
Losaccarilicis
Bac. Megaterium
Psuedomonasaeruginoa
Atreptomeces naraensis
Asp. Oryzae
Acremonium kiliense
Clostridiumhisttolytium
P-Acid Asp.niger
Dizoaxetil
COOH
Acid
Asp.Awamori
Dlnorlox-inmetil
este
Sailoi,penicillium
Janthinellum
Rhizopus chinensis
Mucor pucillus
Endothia parasilica
ng d ng c a protease trong công nghi p thu c da ứ ụ ủ ộ ệ
Da thu c là m t d ng v t li u b n và d o đ c ch bi n thông qua quá trình ậ ệ ộ ạ ẻ ề ộ ượ ế ế
thu c da c a da đ ng v t, nh da bò, trâu, dê, c u non, nai, cá s u, đà đi u, v.v..., ừ ủ ư ể ấ ậ ộ ộ
nh ng thông d ng nh t là da bò. Da thu c có th đ c s n xu t b ng nhi u ph ể ượ ả ấ ằ ư ụ ề ấ ộ ươ ng
pháp khác nhau, quy mô l n hay nh , t i c u kỳ. ở ỏ ừ ớ thô s cho t ơ ớ ầ
Trong công nghi p da, enzyme protease đ ệ ượ ạ c dùng đ làm m m da, làm s ch ề ể
da, rút ng n th i gian, tránh ô nhi m môi tr ng. Vi c x l ễ ắ ờ ườ ệ ử ý đã đ ượ ằ c ti n hành b ng ế
cách ngâm da trong dung d ch enzyme, hay ph t d ch enzyme lên b m t da. Enzyme ề ặ ế ị ị
collagen s tách các ch t nh n và làm đ t m t s liên k t trong phân t ứ ẽ ộ ố ế ấ ờ ử c a da và ủ
lo i b các protein phi fibrin nh albumin, globulin trong quá tr ình thu c da r t có ạ ỏ ư ấ ộ
hi u qu , ả làm cho da m m m n và bóng h ề ệ ị n.ơ Th c t ự ế cho th y khi x lý da b ng ch ử ấ ằ ế
ph m protease t vi sinh v t ẩ ừ ố ậ có th rút ng n th i gian làm m m và tách lông xu ng ể ề ắ ờ
nhi u l n. Đi u quan tr ng là ch t l ng lông t ng pháp ề ầ ề ấ ọ ượ ố ơ t h n khi c t. So v i ph ắ ớ ươ
ì vi c x lý b ng enzyme có s l hóa h c thọ ệ ử ằ ố ượ ầ ng lông tăng 20-30%. Lông không c n
x lử ý thêm sau khi ngâm trong d ch enzyme vì khi ngâm trong dung d ch enzyme, lông ị ị
cũng đ ượ ế ẩ . c tách h t ch t béo do có lipaza trong ch ph m ế ấ
Quy trình thu nh n enzyme protease ậ
Quy trình s n xu t thu c da ộ ả ấ
Thông th ng các ph ng pháp thu c da th ườ ươ ộ ườ ạ ng dùng các hóa ch t đ c h i ấ ộ
nh natri sulfide, làm nh h ng r t nghiêm tr ng đ n môi tr ng khi n ư ả ưở ế ấ ọ ườ ướ ả ủ c th i c a
nhà máy này th i ra sông. Vi c s d ng enzyme đ thay th các hóa ch t đ ệ ử ụ ấ ã r t thành ấ ế ể ả
công trong vi c nâng cao ch t l ng. ệ ấ ượ ng da và làm gi m ô nhi m môi tr ả ễ ườ
Tr c đây đ làm m m da ng i ta th ng s d ng protease đ ướ ể ề ườ ườ ử ụ ượ ậ c phân l p
vi t ừ ơ c quan tiêu hoá c a đ ng v t. Hi n nay, vi c đ a các protease tách t ệ ủ ư ệ ậ ộ ừ
ẩ khu n( B.mesentericus, Bb.subtilis), n m m c (A.oryzae, A.flavus) và các x khu n ấ ạ ẩ ố
(S.fradiae, S.griseus, S.rimosus...) vào công nghi p thu c da đ ã đem l i nhi u k t qu ệ ộ ạ ề ế ả
và d n d n chi m m t v trí quan tr ng. Đi m thu n ti n là các ch ph m protease ộ ị ế ế ệ ể ẩ ậ ầ ầ ọ
dùng cho công nghi p thu c da ch c n hoà tan t t và không ch a t p ch t không tan ỉ ầ ệ ộ ố ứ ạ ấ
là đ c, mà không đòi h i tinh ch c n th n.Ch ph m enzyme có th d ượ ế ẩ ể ướ ạ i d ng ế ẩ ậ ỏ
c chi canh tr ng b m t n m m c. n ướ t t ế ừ ườ ề ặ ấ ố
• Chu n b thu c.
Quy trình s n xuát đ c chia thành 3 công đo n chính: ả ượ ạ
ẩ ộ ị
• Thu c.ộ
• Hoàn t
t.ấ
* Chu n b thu c. ẩ ộ ị
T t c nguyên li u tr c khi và thu c ph i l a ch n theo lo i, tr ng l ng, ấ ả ệ ướ ả ự ạ ộ ọ ọ ượ
ph ngươ pháp b o qu n đ có ch đ x lí thích h p. ế ộ ử ợ Các khâu công ngh trong quá ể ệ ả ả
trình chu n b thu c có th khác nhau, tuỳ theo lo i nguyên li u, ph ể ệ ạ ẩ ộ ị ươ ả ng pháp b o
qu n và m c đích s d ng da thành ph m. ử ụ ụ ẩ ả
Tr c tiên, da đ c lóc c n th n kh i các th th t và m , r i đ ướ ượ ỡ ồ ượ ớ ị ẩ ậ ỏ ạ c phân lo i
ng. c n th n theo ch ng lo i da và ch t l ẩ ấ ượ ủ ậ ạ Công đo nạ này có nhi m v lo i b ụ ạ ỏ ệ
nh ng ph n không c n thi t nh t b bi ữ ầ ầ ế ư ể ì, mô liên k t dế ướ ế i da …, t o cho s liên k t ự ạ
c b sung vào giai c a ch t thu c v i s i collagen trong giai đo n thu c. ủ ộ ớ ợ ộ Enzyme đ ạ ấ ượ ổ
đo n này. ạ
Nh ng công đo n nh : h i t ư ồ ươ ẩ i, t y lông, ngâm vôi, t y vôi, làm m m axit hoá ẩ ữ ề ạ
đ ng pháp thu c. Riêng thu c da đ có da s d ng trong ượ c áp d ng cho t ụ t c ph ấ ả ươ ử ụ ể ộ ộ
công nghi p, công đo n làm m m, axit hoá không th c hi n ho c th c hi n ệ ở ứ m c ự ự ệ ệ ề ặ ạ
đ th p. ộ ấ
* T y lông, ngâm vôi thu c và hoàn t ẩ ộ t ấ
Giúp t y s ch l p lông, th ng bì và lo i b l p m d i da. Đây là công ẩ ạ ớ ượ ạ ỏ ớ ỡ ướ
ớ đo n ph c t p, hoá ch t t y lông ngâm vôi có tác d ng phá hu l p chân lông và l p ứ ạ ấ ẩ ỷ ớ ụ ạ
ng n da, nên c n ph i có s ki m tra ch t ch bi u bể ì trên m t da đ ng th i làm tr ồ ặ ờ ươ ự ể ầ ả ặ ở ẽ
vi c s d ng hoá ch t, n c, nhi t đ , th i gian. Trong quá tr ình t y lông ngâm vôi, ệ ử ụ ấ ướ ệ ộ ờ ẩ
s tác đ ng c a ki m làm s ch lông và chân lông là sunfuanatri đóng vai trò quan ự ủ ề ạ ộ
tr ng, pH t y chân lông là 12-13. Trong các lo i ki m, s d ng vôi là t t nh t, vôi có ử ụ ề ạ ẩ ọ ố ấ
đ hoà tan gi ộ ớ ạ ỷ ợ i h n là 0,15%, pH=12,6. N u s d ng NaOH thì s phá hu s i ử ụ ế ẽ
collagen trong da vì pH c a nó quá cao. N u ngâm vôi quá m c, s i collagen s b phá ế ữ ị ủ ứ ợ
hu , da b h h ng. Ng ỷ ị ư ỏ c l ượ ạ i ngâm vôi ch a đ t, da thành ph m s ạ ư ẩ ẽ b c ng do ị ứ
không tr ươ ở ế . ng n h t
S d ng protease giúp cho lông t y trong th i gian ng n h n và s ch h n cùng ử ụ ẩ ắ ạ ờ ơ ơ
c s d ng đ t y lông đ ng th i lo i b 1 s ch t đ m, s i trong c đ v i ớ vôi n ướ ượ ử ụ ố ấ ạ ạ ỏ ể ẩ ồ ờ ợ
da và thay đ i ít nhi u c u trúc c a da đ da s th m th u t t h n nh ng hóa ch t s ề ấ ẽ ẩ ấ ố ơ ấ ẽ ủ ữ ể ổ
đ c s d ng trong công đo n k ti p. ượ ử ụ ạ ế ế
Ti p theo, da đ ế ượ c ph i ráo n ơ ướ ề c, bôi d u, ph i khô, nhào cho m m và đ u ề ầ ơ
3.
ầ . d u, cán ph ng, và nhu m màu theo nhu c u ầ ẳ ộ
Pectinase
Pectinase là enzyme đ c ng d ng nhi u th 3 sau protease và amylase ượ ứ ụ ứ ề ( tỷ
ng d ng 3%, giá tr buôn bán enzyme: 41,6 tri u USD/năm) l ệ ứ ụ ệ ị
Pectinase là enzyme xúc tác s th y phân các polymer pectin. S th y ự ủ phân ự ủ
pectin trong t nhiên th ự ườ ẩ ng x y ra khi trái cây chín. Ph n l n các ch ph m ế ả ầ ớ
pectinase nh n t các loài Aspergillus và Penicillinum. ậ ừ
- Pectin methyl esterase - Depolymease - Exoenzyme pectinase
T n t i 3 nhóm pectinase phân gi i pectin: ồ ạ ả
Pectin methyl esterase (EC.3.1.1.11) hay còn g i là pectiestenase (PE): enzyme ọ
này tham gia phân gi i pectin thành acid pectic và methanol. Hi u su t th y phân ả ủ ệ ấ
ạ ộ pectin c a enzyme này r t cao, có th đ t 98%. Pectinesterase c a n m s i ho t đ ng ủ ấ ể ạ ủ ấ ợ
0C.
pH 3-5. C 2 lo i pectinase này đ u bi n tính 80 m nh ạ ở ề ế ả ạ ở
Enzyme pectinase đ c ng d ng ch y u đ phá v thành t ượ ứ ủ ế ụ ể ỡ ế ả bào c a qu , ủ
gi i phóng các ch t có trong t ả ấ ế ổ bào c a qu ra ngoài và đ ng th i làm làm trong và n ồ ủ ả ờ
ng n đ nh ch t l ị ấ ượ ướ c qu . ả
Vi c thu nh n n c qu t c đ n nay ch y u b ng ph ng pháp ép. ệ ậ ướ tr ả ừ ướ ủ ế ế ằ ươ
c qu và gây ra hi n t ng n N u pectin còn nhi u trong s theo n ề ế ẽ ướ ệ ượ ả ướ ả ị ụ c qu b đ c,
có đ keo cao và r t khó l c trong. Trong t c chi m kho ng 90 – ấ ọ ộ ế bào c a qu n ủ ả ướ ế ả
95%. N u ch nghi n sau đó ép thì ta ch có th thu nh n đ c kho ng 60 – 70%, khi ậ ượ ế ề ể ỉ ỉ ả
cho enzyme pectinase vào thì hi u su t ép có th tăng thêm 15-30%. ể ệ ấ
Pectinase đ ượ ộ ố ự ệ ẩ
- S n xu t caffe
ặ c gi c dùng trong m t s ngành công nghi p th c ph m: u vang - S n xu t r ấ ượ c qu và n - S n xu t n ả ấ ướ - S n xu t các m t hàng t ấ - S n xu t n ấ ướ ả ả ả ả ả ả táo và qu v i, i khát: n dâu tây, anh đào, s n xu t n c u ng không c n ồ qu : qu cô đăc, m t ứ c qu thanh trùng u ng tr c ti p t ự ế ừ ố c m n… c qu nho, s n xu t n ậ ướ ố ừ ả ướ ấ ướ ả ả ả ấ ướ ả ả ả ả c qu và các n ấ Trong s n xu t r ả ấ ượ u vang cũng nh trong s n xu t n ư ấ ướ ả ả ướ c
ụ u ng không c n, đ u có th s d ng pectinase m t cách r t hi u qu . Nh tác d ng ố ể ử ụ ề ệ ấ ả ồ ộ ờ
c a pectinase mà các quá trình ép, làm trong và l c d ch qu r t d dàng, do đó làm ủ ả ấ ễ ọ ị
tăng hi u su t s n ph m. Ch ng h n, khi đ a pectinase vào khâu nghi n qu , s làm ấ ả ả ẽ ư ệ ề ạ ẩ ẳ
c qu sau khi ép lên t i 15-25%. B i l khi có pectin thì kh i qu tăng hi u su t n ệ ấ ướ ả ớ ở ẽ ố ả
nghi n s có tr ng thái keo, do đó khi ép d ch qu không thoát ra đ c. Nh pectinase ề ẽ ả ạ ị ượ ờ
phân gi i các ch t pectin đi mà d ch qu trong su t không b v n đ c và l c r t d ả ọ ấ ễ ị ẩ ụ ả ấ ố ị
dàng. Không ch v y enzyme pectinase còn giúp chi t rút các ch t màu, tannin và các ỉ ậ ế ấ
ch t hoà tan khác, do đó làm tăng ch t l ng thành ph m. ấ ượ ấ ẩ
Trong s n xu t các m t hàng t qu ( m t nh , m t đông…) pectinase cũng có ả ấ ặ ừ ả ừ ứ ứ
vai trò quan tr ng. nh có pectinase mà có th thu đ ể ọ ờ ượ ộ ậ c d ch qu có n ng đ đ m ả ồ ị
đ c. Ch ng h n nh d ch táo cô đ c đ n 72 đ Brix, n u không tách các pectin t ế ặ ư ị ế ặ ẳ ạ ộ ự
nhiên ch a trong đó thì s n ph m s b keo t ẽ ị ứ ả ẩ ụ ộ m t cách m nh m và không th cô ẽ ể ạ
đ c h n n a. Đa s tr ữ ặ ố ườ ơ ng h p, ng ợ ườ ặ i ta kh pectin đi, sau đó m i l c r i cô đ c, ớ ọ ồ ử
nh ng đôi khi ng i ta cho pectinase tác d ng trong su t th i gian cô đ c. ư ườ ụ ặ ố ờ
Trong chăn nuôi, ng ườ ẩ i ta thêm vào kh u ph n ăn c a đ ng v t các ch ph m ủ ộ ế ẩ ầ ậ
enzyme có ho t đ pectinase cùng v i cellulose và hemicellulose cao đ giúp chúng s ạ ộ ể ớ ử
t đ th c ăn. Đi u quan tr ng là ph i xác l p đ c li u l d ng tri ụ ệ ể ứ ề ả ậ ọ ượ ề ượ ẩ ng ch ph m ế
i u, th t ố ư ườ ng khi s d ng li u l ử ụ ề ượ ng quá l n s không có hi u qu . ả ớ ẽ ệ
i ta dùng pectinase đ tách l p keo Trong s n xu t cà phê, ng ấ ả ườ ể ớ ở ề ặ trên b m t
c đây ng c a h t cà phê. Tr ủ ạ ướ ườ ư i ta dùng ngay vi sinh v t đ làm vi c này, nh ng ậ ể ệ
th i ta th ườ ng quá trình x y ra không đ ng đ u và khó ki m tra. Hi n nay, ng ề ể ệ ả ồ ườ ườ ng
dùng các ch ph m pectinase. ế ẩ
ng d ng c a pectinase trong s n xu t cà phê ứ ụ ủ ả ấ
Trong k thu t ch bi n cà phê hi n nay có 2 ph ế ế ệ ậ ỹ ươ ế ế ng pháp chính là ch bi n
khô và ch bi n t. Tuy nhiên x lý cà phê theo quy trình thông th ế ế ướ ử ườ ng ch a mang ư
i hi u qu t i u cho vi c trích ly các thành ph n hòa tan có trong h t cà phê. l ạ ả ố ư ệ ệ ầ ạ V nấ
ng pháp lên men đ nâng cao t đ đ t ra là s d ng ph ề ặ ử ụ ươ ể ố ủ i đa hi u qu trích ly c a ả ệ
đó thu đ h t cà phê, t ạ ừ c l ượ ượ ấ . ng ch t hòa tan cao nh t ấ
Quy trình s n xu t cà phê: ả ấ
Trong h t cà phê có l p nh y kho ng 1,5 mm nh ng thay đ i tùy theo gi ng cà ư ầ ả ạ ớ ổ ố
phê. L p nh y không hòa tan trong n c, không có c u trúc t th ầ ớ ướ ấ ế bào rõ r t nh ng ệ ư ở ể
ả keo vô đ nh hình, nó k t dính r t ch t vào h t cà phê. L p nh y cà phê ch a kho ng ứ ế ạ ầ ặ ấ ớ ị
85% n c liên k t l ng và 15% ch t r n ướ ấ ắ ở ạ ế ỏ ả d ng không hòa tan. L p nh y này gi m ầ ớ
mùi v và màu s c c a s n ph m. Trong k thu t ch bi n cà phê theo ph ng pháp ắ ủ ả ế ế ậ ẩ ỹ ị ươ
t, ng i ta có năm bi n pháp đ tách l p nh y cà phê nh sau: ướ ườ ư ệ ể ầ ớ
2CO3)
ự ử nhiên ọ ặ ớ
- Lên men t - Bi n pháp hóa h c: x lý v i NaOH ho c sodium carbonate (Na ệ - N c m ướ ấ ử ụ - - Bi n pháp sinh hóa: s d ng enzyme pectinase ệ V i ph ớ
S d ng máy đánh nh t c h c ớ ơ ọ ử ụ ng pháp lên men t ươ ự ớ nhiên, s d ng vi sinh v t đ lên men tách l p ậ ể ử ụ
nh y và t o h ng v cho cà phê nh ng quá trình lên men di n ra không đ ng đ u và ạ ươ ầ ư ễ ề ồ ị
khó ki m soát. ể
2CO3 t o môi ạ
V i bi n pháp hóa h c, h t cà phê đ c x lí v i NaOH ho c Na ệ ạ ớ ọ ượ ử ặ ớ
tr ng ki m đ phân h y pectin và protopectin. Nh ng ph ườ ủ ư ề ể ươ ử ụ ng pháp này ít s d ng
ng s n ph m. vì nh h ả ưở ng x u đ n ch t l ế ấ ượ ấ ả ẩ
S d ng n c m ử ụ ướ ấ là m t ph ộ ươ ế ng pháp đ n gi n đ tách nhanh l p nh y, ti n ể ả ầ ơ ớ
hành tr n m t kh i ng b ng nhau gi a kh i cà phê và n c sinh ho t, r i đun ố l ộ ộ ượ ữ ằ ố ướ ạ ồ
0C. Do n
t đ 50 c m có kh năng b gãy các c u trúc nóng h n h p này đ n ợ ế nhi ỗ ệ ộ ướ ấ ẻ ả ấ
th i c a pectin t n t ủ ồ ạ ở ể keo nên l p nh y d dàng tách ra. ớ ễ ầ ự Tuy nhiên, th i gian th c ờ
hiên quá trình này lâu và t n l ng n c r t l n. ố ượ ướ ấ ớ
S d ng máy đánh nh t c h c, th ng dùng máy Raoeng hay máy ử ụ ơ ọ ớ ườ
Aquapulpa. Ph ng pháp tách ch t nh y b ng máy thì đ n gi n h n và d đoán ươ ễ ấ ầ ằ ả ơ ơ
tr ng v c a cà phê do tách qu ra kh i h t s m. c ướ k t qu nh ng nó làm m t h ả ư ấ ươ ế ỏ ạ ớ ị ủ ả
Bi n pháp sinh hóa là bi n pháp t i u nh t đ tách nh y h t cà phê. Ng i ta ệ ệ ố ư ấ ể ầ ạ ườ
s d ng các enzyme đ b sung vào kh i cà phê nh pectase, protopectinase, pectinase ử ụ ể ổ ư ố
và pectinesterase. Các enzyme này b gãy các phân t l n b ng cách c t đ t các liên ẻ ử ớ ắ ứ ằ
i khi còn các acid đ n phân k t polymer, d n d n t o thành các chu i ng n h n cho t ế ầ ạ ắ ầ ơ ỗ ớ ơ
và các ester . Bi n pháp này kh c ph c đ c nh ng pháp s t ử ụ ượ ệ ắ ượ c đi m c a các ph ủ ể ươ ử
4.
c đó, đ ng th i c i thi n đ c h ng v c a s n ph m. d ng tr ụ ướ ờ ả ệ ượ ươ ồ ị ủ ả ẩ
Mannanase
Enzyme mannanase là enzyme s d ng chính trong vi c c i thi n ch t l ệ ả ử ụ ấ ượ ng ệ
c a th c ph m, th c ăn chăn nuôi, đ c bi ủ ự ứ ặ ẩ ệ ẩ t là trong công ngh t y tr ng s n ph m ệ ẩ ắ ả
• Ngu n g c, c u t o ấ ạ ố
g nh gi y. t ừ ỗ ư ấ
ồ
Ngu n thu ồ Endo-beta-1,4-mannanase r t phong phú: vi khu n ấ ẩ thermotoga
neapolitana, n m m c, n m men, t o n ố ả ướ ấ ấ ả ộ c ng t, t o bi n, h t n y m m và c đ ng ạ ả ọ ả ể ầ
v t.ậ
Endo-beta-1,4-mannanase c a ủ Pseudomonas cellulose bao g m 423 axit amin, ồ
Vùng A: prolin 44 - isoleucin 323
Vùng B: Leucin 32 - Tryptophan 360
Vùng C: Threonin 392 - Threinin 419.
Các chu i Arg 39- Lys 43, Arg 324-Gly 331, Arg 361-Thr 391 và Leu 420-
c chia thành 3 vùng: v i c u trúc đ ớ ấ ượ
ỗ
Lys 423 có ch c năng n i các vùng trên v i nhau. ố ứ ớ
Toàn b phân t ộ ử endo-beta-1,4- mannanase đ ượ ắ c c u t o b i 8 chu i xo n ấ ạ ỗ ở
. anpha và 8 chu i beta ỗ
S th y phân mannan và các h p ch t c a mannan b ng beta-1,4-mannanase s ấ ủ ự ủ ằ ợ ẽ
d ng th y phân liên k t beta-1,4-mannasidic trong chu i polysaccharide galactomannan, ụ ủ ế ỗ
glucomannan, glactoglucomannan và mannan.
các s n ph m là beta-D mannooligosaccharides và h n h p oligosaccharides có ả ẩ ỗ ợ
ch a các D-mannose, D-glucose và D-galactose. ứ
ng d ng vào s n xu t gi y ấ ấ
Ứ ụ ả
Thành ph n chính c a b t g m m chi m 15 ủ ộ ỗ ề ế ầ -20% là hemicellulose, thành ph nầ
òi h i khi phá v c u t o l ấ ạ à galactomannan. Vi c t y tr ng b ng enzyme đ ẩ ệ ắ ằ ỏ ỡ
hemicellulose mà không làm h h ng ch t l ng s n ph m khi tác đ ng v ư ỏ ấ ượ ả ẩ ộ ào các s iợ
cellulose.
Mannanase là l p d i đ c bi t c a galactomannase, có c u t o đ c bi t ớ ướ ặ ệ ủ ấ ạ ặ ệ và là
ên nhi y u t ế ố chính quy t đ nh quá tr ế ị ình t y tr ng. Ngo ắ ẩ ài ra, b t gi y khi nóng l ấ ộ t đệ ộ
cao, có t a nhi t v ỏ ệ à mananase là thành ph n cầ ơ b n n đ nh nh t, không b bi n tính ả ổ ị ế ấ ị
t đ n i cho quá tr và xúc tác ph n ng đ nâng nhi ả ứ ể ệ ộ ày. Mannanase có l ợ ắ ình t y tr ng ẩ
hóa trong quá b t gi y, máy móc, nó l ộ ấ àm gi m b t ả ớ ho c lo i tr ạ ừ ặ nh ng ph n b oxi ầ ữ ị
trình t y tr ng. ẩ ắ
Vi c ng d ng các đ c tính c a enzyme vào s n xu t gi y đã giúp con ng ệ ứ ụ ủ ấ ấ ả ặ ườ i
kh c ph c không ít khó khăn khi s d ng các ph ng pháp c h c, hóa h c vào trong ử ụ ụ ắ ươ ơ ọ ọ
quá trình t y tr ng b t gi y. ẩ ắ ấ ộ
Quy trình x lý c th : ử ụ ể
ạ Vi c b sung mannanase vào quy trình cũng tùy vào m c đích s n xu t các lo i ệ ổ ụ ấ ả
gi y khác nhau cũng nh tùy vào đ tr ng c a s n ph m mà b sung l ng enzyme ủ ả ộ ắ ư ẩ ấ ổ ượ
cho phù h p. V i các lo i gi y bìa c ng có màu s c thì vi c b sung enzyme vào quy ệ ổ ứ ắ ấ ạ ợ ớ
trình là không c n thiêt còn v i vi c s n xu t các lo i gi y tr ng dùng cho h c sinh ệ ả ắ ấ ạ ấ ầ ớ ọ
thì vi c b sung enzyme vào mang l ệ ổ i l ạ ợ ứ i ích r t l n không ch cho s n ph m đáp ng ỉ ấ ớ ẩ ả
đ c th hi u tiêu dùng mà còn góp ph n b o v môi tr ượ ị ế ệ ầ ả ườ ng r t nhi u so v i các ề ấ ớ
ph ng pháp làm tr ng gi y b ng các ch t hóa h c. ươ ấ ắ ằ ấ ọ
5.
Lipase
Lipase (triacylglycerol acylhydrolasr, EC 3.1.1.3) là enzyme xúc tác th y phân ủ
ạ triglyxerit thành diglyxerit và monoglyxerid ho c glyxerol và các acid béo nh ho t ặ ờ
c. đ ng b m t gi a m t phân pha d u và n ặ ộ ề ặ ữ ầ ướ
Lipase là enzyme linh ho t có th s d ng xúc tác nhi u lo i ph n ng khác ể ử ụ ả ứ ề ạ ạ
nhau, có kh năng ch u ki m, ch u nhi t. ề ả ị ị ệ
Có ho t tính m nh đ i v i các ch t không tan trong n ố ớ ấ ạ ạ ướ ư c, a d u m , th ầ ỡ ể
hi n ho t tính b m t. ề ặ ệ ạ
Ho t đ ng m nh trong h nhũ hóa, đ c bi t là h nhũ đ o (n c trong d u). ạ ộ ệ ặ ạ ệ ệ ả ướ ầ
C u trúc không gian (3D) c a lipase t n m ủ ấ ừ ấ Rhizomucor miehei và lipase từ
i dã du c xác đ nh vào năm 1990, t tuy n t y c a ng ế ụ ủ ườ ợ ị ừ ấ đó đ n nay có h n 11 c u ế ơ
trúc lipase n a đ c xác đ nh. Ngo i tr lipase t tuy n t y c a ng t c các i, t ữ ượ ạ ừ ị ừ ế ụ ủ ườ ấ ả
lipase còn l vi sinh v t. Các lipase này có kh i lu ng phân t (19 – 60) kDa, i đ u t ạ ề ừ ậ ố ợ ử
đ u bi u hi n đ c tính xo n cu n nh xo n /-hydrolase. Lõi trong c a lipase đ ề ủ ư ệ ể ắ ặ ắ ộ ượ c
phi n trung tâm bao g m 8 chu i ß khác nhau (1 – 8) n i v i 6 xo n (A c u thành t ấ ừ ố ớ ế ắ ồ ỗ
– F).
Lipase đ c phân l p t ượ ậ ừ ấ nhi u loài th c v t, đông v t, vi khu n, n m và n m ự ậ ề ấ ậ ẩ
men.
Trong sinh v t nhân chu n, lipase tham gia vào các giai đo n khác nhau c a quá ủ ạ ẩ ậ
ấ trình chuy n hóa lipid bao g m phân h y các ch t béo, h p thu và s trao đ i ch t ủ ự ể ấ ấ ồ ổ
lipoprotein. Ngu n lipase t đ ng v t quan tr ng nh t là t y t ng bò, c u và l n. ồ ừ ộ ụ ạ ợ Ở ừ ấ ậ ọ
th c v t, lipase đ các mô d tr năng l ng ( R. Sharma et a, ự ậ ượ c tìm th y nhi u ấ ề ở ự ữ ượ
2001).
Các enyme lipase t vi sinh v t đ ừ ậ ượ ử ụ ự c s d ng r ng rãi trong nhi u lĩnh v c ề ộ
công nghi p. vi sinh v t là ngu n nguyên li u vô t n đ s n xu t enzyme v i quy mô ệ ể ả ệ ấ ậ ậ ồ ớ
công nghi p l n, vi c thu nh n ch ph m d dàng, đáp ng đ ệ ớ ứ ễ ế ệ ẩ ậ ượ ầ ớ c ngu n nhu c u l n ồ
ệ c a ngành công nghi p nh công nghi p s n xu t s a, th c ph m, ch t t y r a, d t ủ ấ ẩ ử ệ ả ấ ữ ư ự ệ ẩ
may, d c ph m, m ph m, đ c bi ượ ặ ẩ ẩ ỹ ệ ợ t trong s n xu t nhiên li u sinh h c, t ng h p ệ ấ ả ọ ổ
ớ các ch t hóa h c, hóa ch t ng d ng cho ngành nông nghi p và v t li u polymer m i ậ ệ ấ ứ ụ ệ ấ ọ
-
(Hasan et al, 2010).
Vi khu n: Lipase t vi khu n đ c nghiên c u t ẩ ừ ẩ ượ ứ ừ khá s m đ ớ ượ c
tìm th y ấ ở Streptomyces ramous, s d ng lipase th y phân ngo i bào đ ử ụ ủ ạ ể
-
phá h y nguyên li u h u c trong môi tr ng t nhiên. ệ ữ ơ ủ ườ ự
N m men: n m men Candida rugosa là m t ngu n s n xu t lipase ấ ấ ồ ả ấ ộ
quan tr ng. Qua nghiên c u, có ít nh t 7 gi ng lipase t ứ ấ ọ ố ừ Candida rugosa
trong đó có 3 gi ng đ c dùng đ s n xu t enzyme th ố ượ ể ả ấ ươ ng ph m. ẩ
Ứ ng d ng c a lipase trong s n xu t ch t t y r a ấ ẩ ử ủ ụ ả ấ
ng ph m thông d ng và thi B t gi ộ ặ t hay các ch t t y r a là nh ng th ấ ẩ ử ữ ươ ụ ẩ ế ế t y u
c đ a và trong nghiên h ng ngày đ i v i m i cá nhân. Công ngh sinh h c cũng đ ằ ố ớ ệ ỗ ọ ượ ư
ng, tác d ng c a s n ph m t c u và s n xu t ch t t y r a nh m t o ra ch t l ấ ẩ ử ứ ấ ượ ằ ạ ả ấ ủ ả ụ ẩ ố t
t là gi m kh năng gây ô nhi m môi tr ng. Enzyme đ h n , đ c bi ơ ặ ệ ễ ả ả ườ ượ c đ a vào ư
ấ ẩ ử trong các ch t t y r a đ t o nên nh ng mong mu n đó. Nh enzyme, ch t t y r a ấ ẩ ử ế ạ ữ ờ ố
có tính năng t y s ch các v t b n cao h n và có th b phân h y sinh h c, do đó giúp ẩ ạ ế ẩ ể ị ủ ọ ơ
ti t ki m năng l ế ệ ươ ng và góp ph n gi m ô nhi m môi tr ả ễ ầ ườ ạ ng. Hi n nay, các lo i ệ
enzyme s d ng ph bi n trong các s n ph n ch t t y r a: ấ ẩ ử ổ ế ử ụ ả ẩ
Hi n nay, th tr ị ườ ệ ệ ng l n nh t cho các lo i enzyme lipase là trong công nghi p ấ ạ ớ
ch t t y r a. B i vì kh năng th y phân ch t béo, lipase đ ấ ẩ ử ủ ấ ả ở ượ ử ụ c s d ng r ng rãi trong ộ
các ch t ph gia công nghi p gi t, t y r a gia d ng. ng i ta ụ ệ ấ ặ ẩ ử ụ ườ ướ ỗ c tính r ng m i ằ
t n ch t t y r a (Hasan at al, 2010). năm, có kho ng 1000 t n lipase thêm vào 13 t ấ ẳ ỷ ấ ấ ẩ ử
Enzyme lipase đ c s d ng trong ch t t y r a đ ượ ử ụ ấ ẩ ử ượ ự ứ c l a ch n d đáp ng ể ọ
ị nh ng yêu c u sau: có kh năng th y phân nhi u ch t béo khác nhau, kh năng ch u ữ ủ ề ấ ả ầ ả
oC), có kh năng ch u đ ả
đ c đi u ki n r a trôi kh c nghi t (pH 10-11, 30-60 c các ượ ệ ử ề ắ ệ ị ượ
ch t ho t đ ng b m t gây phân h y. Vi c s d ng nh v y cũng giúp cho duy trì ệ ử ụ ạ ộ ề ặ ư ậ ủ ấ
ng c a các lo i v i. k t c u và ch t l ế ấ ấ ượ ạ ả ủ
Năm 1994, Novo Norisk đã đ a ra th tr ng lipase tái t h p th ị ườ ư ổ ợ ươ ạ ng m i
“Lipolase” có ngu n g c t n m c bi u hi n ố ừ ấ Thermomyces lanuginosus và đ ồ ượ ệ ở ể
A.mendocina. Năm 1995, hai enzyme lipase tái t h p vi khu n đ c đ a vào th ổ ợ ẩ ượ ư ị
Sharma et al. 2001).
6.
tr ng là “Lumafast” và “Lipomax” do công ty Genencor International s n xu t. ( ườ ấ R. ả
Phytase
Phytase (myo-inositol hexakisphosphat phosphohydrolase) là enzyme xúc tác
cho ph n ng th y gi ả ứ ủ ả ố i liên k t monophosphoester c a acid phytic ho c mu i ủ ế ặ
phytat, gi i phóng orthophosphat và các d n xu t myo-inositol ch a ít nhóm ả ứ ẫ ấ
phosphat h n hay các myo-inositol t do. ơ ự
D a trên v trí c a nhóm phospho đ u tiên b tác đ ng ộ chia phytase thành 2 ự ủ ầ ị ị
+ Lo i 1 là: EC 3.1.3.8, tên thông th
lo i:ạ
ng là 3-phytase, tên h th ng là myo- ạ ườ ệ ố
inositolhexakisphosphat-3-phosphohydrolase. Enzyme lo i này th y gi i liên ủ ạ ả
i v trí th 3 c a myo-inositolhexakisphosphat, cho s n ph m là D- k tế ester t ạ ị ứ ủ ả ẩ
myo-Ins-1,2,4,5,6-pentakisphosphat và orthophosphat. Đây là d ng th ạ ườ ng
+ Lo i 2 là: EC 3.1.3.26, tên thông th
g p đ i v i các ố ớ ặ ậ phytase có ngu n g c vi sinh v t. ồ ố
ng là 6-phytase, tên h th ng là myo- ạ ườ ệ ố
inositolhexakisphosphat-6-phosphohydrolase. Enzyme lo i này th y gi i liên ủ ạ ả
i v trí th 6 c a myo-inositolhexakisphosphat, cho s n ph m là D- k tế ester t ạ ị ứ ủ ẩ ả
myo-Ins-1,2,3,4,5-pentakisphosphat và orthophosphat. 6-phytase là d ngạ
th ng g p đ i v i ườ ự ậ ố ớ phytase có ngu n g c th c v t. ặ ồ ố
Phytase có trong th c v t nh ự ậ ư: lúa mì, b p, lúa m ch, g o, và t ạ ắ ạ ừ ạ ậ các lo i đ u
nh đ u nành, đ u tr ng, trong mù t ậ ư ậ ắ ạ ấ t, khoai tây, c c i, rau di p, rau bina, và ph n ủ ả ế
hoa hu tây… nh ng hàm l ng r t th p; i, đ ư ệ ượ ấ Trong ru t c a đ ng v t nhai l ộ ủ ấ ậ ộ ạ ượ c
c s n xu t t s n xu t b i h vi sinh trong d c . Phytase đ ả ấ ớ ệ ạ ỏ ượ ả ấ ừ ồ vi sinh v t là ngu n ậ
chính và có nhi u ng d ng nh t trong kĩ thu t sinh h c, đ c thu nh n t ề ứ ụ ấ ậ ọ ượ ậ ừ ề nhi u
ch ng vi sinh v t nh ủ ậ ư: Pseudomonas spp, Bacillus subtilis và Klebsiella spp,
Escherichia coli và Mitsuokella spp, n m nh Aspergillus spp và Penicillum spp… ư ấ N mấ
Aspergillus niger là đ ượ c xem là lo i n m m c s n xu t phytase n m có ho t tính cao ấ ố ả ạ ấ ạ ấ
nh t và nhi u ng d ng nh t. ề ứ ụ ấ ấ
ng d ng c a phytase trong s n xu t th c ăn chăn nuôi Ứ ứ ủ ụ ả ấ
Trong th c v t, 50-80% t ng l ng photpho (P) t n t i d ng phytate hay ự ậ ổ ượ i d ồ ạ ướ ạ
ấ acid phytic (myo-inositol 1,2,3,4,5,6 hexadihydrogenphosphate) r t khó tiêu hoá và h p ấ
thu . Do v y, l ậ ượ ặ ng P h u d ng trong th c v t r t th p. Bên c nh đó, phytate ho c ự ậ ấ ụ ữ ấ ạ
acid phytic còn t o liên k t ch t ch v i các khoáng kim lo i, axit amin, protein, tinh ẽ ớ ế ạ ạ ặ
ng, làm gi m kh năng tiêu hóa c a các d b t, gây ra hi u ng kháng dinh d ộ ệ ứ ưỡ ủ ả ả ưỡ ng
ch t này. L ng P d ng phytate ho c acid phytic không đ ấ ượ ở ạ ặ ượ ộ c đ ng v t tiêu hóa s ậ ẽ
th i ra ngoài theo phân gây ra ô nhi m môi tr ng, đ ng th i l ễ ả ườ ờ ượ ồ ồ ng P này s là ngu n ẽ
th c ăn cho vi khu n gây b nh s ng trong đ t phát tri n và phát tán trong n c gây ra ứ ệ ể ấ ẩ ố ướ
hi n t ng n hoa bùng phát nh h ng x u ệ ượ ả ở ưở ấ đ n s sinh tr ế ự ưở ủ ng c a các loài th y ủ
i phytate c n ph i có s xúc tác c a enzyme phytase, tuy nhiên c s n. Mu n phân gi ố ả ả ự ủ ả ầ ơ
th đ ng v t th y s n hay m t s đ ng v t khác không t t ng h p đ c enzyme ộ ố ộ ủ ả ể ộ ậ ậ ự ổ ợ ượ
phytase. Do v y, c n ph i b sung enzyme phytase vào th c ăn đ giúp chúng tăng ả ổ ứ ể ậ ầ
ng hi u qu tiêu hoá và h p thu P cũng nh các ch t dinh d ng khác có trong c ườ ư ệ ấ ả ấ ưỡ
th c ăn, đ ng th i cũng làm gi m đ ờ ứ ả ồ ượ ự c s ô nhi m môi tr ễ ườ ng đáng k . ể
Hi n nay, enzym phytase có th làm tăng h p th P trong c th v t nuôi thêm ơ ể ậ ụ ệ ể ấ
60% và làm gi m 30-50% l ng P th i ra môi tr ng nên đ ả ượ ả ườ ượ c dùng nh là ch t b ư ấ ồ
sung b t bu c cho th c ăn chăn nuôi Châu Âu, m t s n c c a Đông Nam Á, Hàn ứ ắ ộ ở ộ ố ướ ủ
Qu c, Nh t, Đài Loan đ gi m tác h i đ n môi tr ng do P t phân v t nuôi th i ra. ạ ế ể ả ậ ố ườ ừ ậ ả
Vi t Ở ệ Nam, hi n có kho ng 27 tri u l n, 215 tri u gia c m. V i s l n và ệ ợ ớ ố ợ ệ ệ ầ ả
gia c m nh v y, t i nh ng trang tr i nuôi t p trung, h ng năm l ng P t trong phân ư ậ ạ ầ ữ ằ ậ ạ ượ ừ
c th i vào môi tr ng và tích t trong đ t là khá l n. Đây là m t ngu n ô v t nuôi đ ậ ượ ả ườ ụ ấ ồ ộ ớ
nhi m n ng cho môi tr ng. Vì v y, enzym phytase đ ễ ặ ườ ậ ượ ổ ậ c b sung vào kh u ph n v t ẩ ầ
nuôi đ gi m th p tác h i, làm cho v t nuôi "thân thi n" h n v i môi tr ng là vô ể ả ệ ậ ạ ấ ớ ơ ườ
III.
cùng quan tr ng.ọ
T NG K T Ổ Ế
Enzyme đ c xem là thu c th có tính chuyên hóa cao mà không có enzyme thì ượ ử ố
i u hóa đ c. các quá trình công ngh sinh h c không th t ệ ể ố ư ọ ượ
Các s n ph m s d ng enzyme công nghi p s s ch h n, ch t l ử ụ ẽ ạ ấ ượ ệ ả ẩ ơ ơ ng h n,
hi u qu h n so v i các công ngh truy n th ng. vì v y, enzyme công nghi p đ ề ả ơ ệ ệ ệ ậ ớ ố ượ c
ng d ng r ng rãi và mang l ứ ụ ộ i l ạ ợ i nhu n cao. ậ
B ng 2. Giá tr enzyme đ i v i các ngành công nghi p ố ớ
ệ (năm 2008)
ả
ị
Hi n nay có r t nhi u công trình nghiên c u v enzyme , các h ng nghiên ứ ệ ề ề ấ ướ
th đ c tóm t c u và ph m vi c a nh ng v n đ enzyme h c có ứ ủ ữ ề ạ ấ ọ ể ượ ắ : t nh sau ư
1) V i m c đích xác đ nh c u trúc phân t c a chúng, ng ụ ấ ớ ị ử ủ ườ ố ắ i ta đang c g ng
hoàn thi n nh ng ph ng pháp tách và tinh ch enzyme. Nh v y có th nh n đ ữ ệ ươ ờ ậ ể ế ậ ượ c
các ch ph m enzyme có đ tinh khi ế ẩ ộ ế ữ t cao đ có th dùng cho vi c nghiên c u nh ng ứ ể ể ệ
ấ tính ch t c b n và có th s d ng trong y h c. nh dung s c ký ái l c, s c ký h p ấ ơ ả ể ử ụ ự ư ắ ắ ọ
ph l a ch n… ụ ự ọ
ư ả 2) Nghiên c u đi u ki n và t c đ tác đ ng c a các enzyme cũng nh nh ứ ủ ệ ề ộ ố ộ
ng c a các y u t v t lý và hóa h c đ i v i ho t đ ng c a enzyme. h ưở ế ố ậ ọ ố ớ ạ ộ ủ ủ
3) Làm sáng t ỏ ả ụ b n ch t c a quá trình xúc tác c a enzyme và c ch tác d ng ơ ế ấ ủ ủ
đây c n xem xét m i liên quan gi a c u trúc và ch c năng c a protein c a nó. ủ Ở ầ ố ữ ấ ứ ủ
enzyme có kh năng xúc tác (ví d trong m t s tr ộ ố ườ ụ ả ạ ộ ng h p xem trung tâm ho t đ ng ợ
ch nào đ t ng h p ph n đ m b o ch c năng c a nó: papain c a enzyme ủ ở ể ổ ợ ỗ ở ứ ủ ả ả ầ ở
1/3 phân t trung tâm ho t đ ng c a enzyme có nhóm SH ủ ạ ộ ở ử ợ , vì v y ch c n t ng h p ỉ ầ ổ ậ
1/3 phân t enzyme là đ cho m c đích c a mình. ử ủ ụ ủ
4) Nghiên c u sinh h c enzyme. Đi u đó có nghĩa là ph i tìm hi u s t o thành ể ự ạ ứ ề ả ọ
enzyme trong t ế ủ bào s ng, tác d ng đi u ch nh ho t đ ng c a enzyme, vai trò c a ạ ộ ủ ụ ề ố ỉ
chúng trong vi c th c hi n các ch c năng sinh lý khác nhau ứ ự ệ ệ ở ơ ể ố ả c th s ng. C n ph i ầ
bào, qua đó th y đ xem s phân b c a enzyme trong t ố ủ ự ế ấ ượ ứ c m i liên h gi a ch c ệ ữ ố
năng và c u t o gi a các thành ph n t ữ ấ ạ ầ ế bào. Ngoài ra cũng c n nghiên c u m i quan ầ ứ ố
h h p tác gi a các enzyme trong t ệ ợ ữ ế ồ bào đ xem quy lu t tác d ng c a enzyme. Đ ng ụ ủ ể ậ
ế th i cũng c n nghiên c u s ti n hóa c a enzyme liên quan v i s phát sinh và ti n ứ ự ế ớ ự ủ ầ ờ
hóa c a s s ng. ủ ự ố
5) Nghiên c u tính đ c hi u c a các enzyme. ệ ủ ứ ặ
6) Nghiên c u c i ti n ph ng pháp và k thu t th c nghi m m i c a hóa lý, ứ ả ế ươ ớ ủ ự ệ ậ ỹ
sinh h c vào nghiên c u enzyme đ thúc đ y s phát tri n c a enzyme h c. ể ủ ẩ ự ứ ể ọ ọ
7) Nghiên c u enzyme ng d ng trong th c t nh m m c đích h giá thành, ự ế ụ ứ ứ ụ ằ ạ
tăng đ b n c a ch ph m. Đó chính là m c đích cu i cùng c a enzyme h c. Đ ộ ề ủ ủ ụ ế ẩ ố ọ ể
th c hi n đ c m c đích này, c n ph i có h ng gi i quy t: ệ ượ ự ụ ả ầ ướ ả ế
C i t o ngu n nguyên li u vi sinh v t là ngu n nguyên li u t
t. ả ạ ệ ố ệ ậ ồ ồ
ng pháp tách. - Ch n ph ọ ươ
V n đ nghiên c u enzyme
- Dùng l p l i (enzyme không tan) ặ ạ
c ta ấ ề ứ n ở ướ
ng tách, tinh s ch enzyme, t o các ch ph m có Các nghiên c u nh m theo h ứ ằ ướ ế ẩ ạ ạ
đ s ch khác nhau, nghiên c u c u trúc, m i liên quan gi a c u trúc và ho t tính sinh ố ộ ạ ứ ấ ữ ấ ạ
h c c a enzyme, kh năng ng d ng enzyme trong th c t ứ ọ ủ ự ế ụ ả . Nghiên c u v công ngh ứ ề ệ
enzyme đã đ ượ ế c ti n hành b i nhi u tác gi ở ề ả ư ử ụ ổ ể ả nh s d ng ph t ng c a lò m đ s n ủ ạ ủ
ữ xu t pancrease, pepsin, trypsin... s d ng m m m đ s n xu t amylase. Đã có nh ng ầ ạ ể ả ử ụ ấ ấ
th nghi m công ngh nh s n xu t amino acid t ư ả ử ệ ệ ấ ừ ộ nh ng t m b ng protease, b t ằ ằ ộ
protein th t b ng bromelain t đ t d a, lên men r ị ằ ừ ọ ứ ượ ộ u b ng enzyme c đ nh trên c t. ố ị ằ
Cũng đã có nh ng nghiên c u s d ng peroxydase, cyt-P450 trong ch t o biosensor ứ ử ụ ế ạ ữ
và thu c phát hi n ch t đ c... Trong lĩnh v c y d ấ ộ ự ệ ố ượ c, vi c nghiên c u sâu v c ch ứ ề ơ ế ệ
tác d ng c a m t s enzyme nh m m c đích ki n t o nên m t s thu c dùng đi u tr ế ạ ộ ố ộ ố ụ ụ ủ ề ằ ố ị
m t s b nh đ c bi ng ộ ố ệ ặ ệ t là t o ra m t s ch ph m thu c ch ng suy dinh d ẩ ộ ố ế ạ ố ố ưỡ ở ẻ tr
em, đ ng th i đã ti n hành s n xu t đ i trà. Đây là m t đóng góp r t thi ấ ạ ế ấ ả ờ ồ ộ ế ị t th c và k p ự
th i trong vi c phòng ch ng suy dinh d ng c ta. Tuy nhiên, ệ ố ờ ưỡ n ở ướ n ở ướ ệ c ta hi n
nay, vi c ng d ng công ngh enzyme vào th c t ệ ứ ự ế ả s n xu t còn g p nhi u khó khăn ặ ụ ệ ề ấ
vì đ ng d ng thì đòi h i ph i thay đ i công ngh và các ngu n enzyme ụ vào th c t ự ế ể ứ ệ ả ổ ồ ỏ
c ngoài bán r t s n nh ng giá thành l i khá cao… n ướ ấ ẵ ư ạ
1. Paul G. Lankisch & Markus M. Lerch: Pharmacological prevention & treatment
TÀI LI U THAM KH O Ả Ệ
of Acute pancreatitis: Where are we now? In Recent advances in
Gastrointestinal Pharmacology & Therapeutics. 2006 S Karger AG, Basel. p 249-
2. Bùi Anh Võ, Nguy n Ð c L
69.
ứ ễ ượ ng (2009), Nghiên c u thu nh n pectin t ứ ậ ừ ỏ v cà
phê. Đ i h c Tôn Đ c Th ng, Đ i H c Bách Khoa, ĐHQG-TPHCM. ạ ạ ọ ứ ắ ọ
3. Nguy n Đ c L ễ
4. Nguy n Ð c L ễ
ng (ch biên), công ngh enzyme,NXB Đ i H c Qu c Gia ứ ượ ủ ệ ạ ọ ố TP.HCM ng (2002), Công ngh vi sinh, t p 2 – Vi sinh v t h c công ứ ượ ậ ọ ệ ậ
nghi p, Nhà xu t b n Ð i h c Qu c Gia, thành ph H Chí Minh. ấ ả ạ ọ ố ồ ệ ố
7.
5. Ph m Thành H (2005) , Nh p môn công ngh sinh h c, NXBGD 6. Ph m Th Trân Châu– Tr n Th Áng (2003) , Hóa sinh h c,NXBGD ị http://www.academicjournals.org/ajb/PDF/pdf2010/2Aug/Hasan et al.pdf
9.
8. http://www.annualreviews.org http://www.au-kbc.org/beta/bioproj2/
14.
10. http://en.wikipedia.org 11. http://dl.vnu.edu.vn 12. http://www.extension.purdue.edu 13. http://www.massey.ac.nz/~ychisti/Lipases.pdf (R. Sharma et a, 2001) http://www.nsl.hcmus.edu.vn/greenstone/collect/thesiskh/index/assoc/HASH0189.di
ệ ậ ổ ọ ạ ạ ầ ọ ị
16.
15. http://pcda.eia.vn/Documents/5b23ae6ca2a1428989de85a749fd941a.pdf http://www.vinachem.com.vn/Desktop.aspx/Xuat-ban-pham/106/1384/
17. http://www.vjol.info/index.php/TCSH1/article/viewFile/4708/4450 t p chí khoa
r/chuong1.pdf
ạ h c 6(2): 183 – 189,2008 ọ
