BÀI 7: ỨNG DỤNG CỦA ENZYME
I. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME
1. Ứng dụng enzyme trong công nghiệp thực
phẩm
a. Ứng dụng của enzyme protease
- Khái niệm: Protease là
nhóm enzyme có khả năng cắt đứt liên kết peptide trong phân tử protein thành
các peptide ngắn hoặc amino acid.
+ Các enzyme thuộc nhóm
này: pepsin, trypsin, papain (từ quả đu đủ), bromelain (từ quả dứa).
- Ứng dụng trong thực phẩm:
+ Làm mềm thịt, chế biến cá
hộp, sản xuất nước mắm.
+ Sản xuất phô mai, đông tụ
sữa.
+ Biến đổi chất thải của
ngành công nghiệp thực phẩm thành thức ăn dễ tiêu hóa cho vật nuôi.
b. Ứng dụng của enzyme cellulase
- Khái niệm: Cellulase là
nhóm enzyme có khả năng phân giải cellulose (thành phần cấu tạo thành tế bào thực
vật) thành đường glucose.
+ Con người và động vật có
vú không có khả năng tự tổng hợp cellulase.
- Ứng dụng trong thực phẩm:
+ Tăng chất lượng, nâng cao
vị thực phẩm và làm mềm một số loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật.
+ Chế biến thức ăn từ thực
vật cho trẻ em.
+ Trong sản xuất bia: phá hủy
thành tế bào của hạt đại mạch để các enzyme khác dễ tiếp xúc với cơ chất.
c. Ứng dụng của enzyme amylase
- Khái niệm: Amylase là
enzyme xúc tác cho quá trình thủy phân tinh bột thành đường (maltose, glucose).
- Ứng dụng trong thực phẩm:
+ Sản xuất bánh mì, bánh kẹo,
rượu, bia,...
+ Trong sản xuất bánh mì:
làm thay đổi hoàn toàn chất lượng bánh về hương vị, màu sắc, độ xốp.
+ Trong sản xuất bia: tận dụng
amylase có trong hạt nảy mầm để thủy phân tinh bột thành đường lên men, giúp giảm
giá thành sản phẩm.
d. Ứng dụng của enzyme pectinase
- Khái niệm: Pectinase là
nhóm enzyme thủy phân pectin (chất gây keo tụ trong tế bào thực vật).
- Ứng dụng trong thực phẩm:
+ Sản xuất nước ép quả:
phân giải pectin giúp dịch quả không bị keo, tăng hiệu suất ép và làm trong nước
quả.
+ Sản xuất mứt quả để tăng
độ đậm đặc và độ trong.
2. Ứng dụng enzyme trong y - dược
- Vai trò chung: Sử dụng để
chữa bệnh, chẩn đoán bệnh, tổng hợp thuốc hoặc hỗ trợ tiêu hóa.
- Các enzyme y học tiêu biểu:
+ Enzyme amylase: Phối hợp
với coenzyme A, cytochrome C, ATP để điều chế thuốc trị bệnh tim mạch, thần
kinh, hoặc hỗ trợ tiêu hóa cho người kém hấp thu.
+ Enzyme bromelain: Giảm
đau nhanh sau phẫu thuật, giảm viêm khớp, tan vết bầm tím và chống đông máu (giảm
đột quỵ).
+ Enzyme trypsin và
chymotrypsin: Làm thuốc tiêu viêm, nhanh lành vết thương, vết bỏng, tiêu dịch đờm.
+ Enzyme glucosidase: Định
lượng glucose trong huyết thanh để chẩn đoán nhanh bệnh tiểu đường.
+ Enzyme penicillinase:
Phân hủy penicillin để điều trị dị ứng thuốc kháng sinh penicillin ở người bệnh.
+ Enzyme nuclease: Phân giải
nucleic acid của virus để chữa các bệnh do virus gây ra.
3. Ứng dụng enzyme trong kĩ thuật di truyền
- Khái niệm: Kĩ thuật di
truyền là quy trình công nghệ nhằm chuyển gene từ loài này sang loài khác nhờ
các enzyme đặc hiệu.
- Các enzyme chủ chốt:
+ Enzyme Taq polymerase:
Enzyme chịu nhiệt (từ vi khuẩn suối nước nóng) dùng trong kĩ thuật PCR để nhân
bản hàng triệu bản sao DNA đích một cách tự động.
+ Enzyme cắt giới hạn
(restrictase): Cắt phân tử DNA ở các vị trí xác định để tạo ra các "đầu
dính".
+ Enzyme nối (ligase): Nối
các đoạn DNA lại với nhau tạo ra DNA tái tổ hợp.
II. TRIỂN VỌNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG
TƯƠNG LAI
1. Sử dụng enzyme trong phân tích, chẩn
đoán và điều trị bệnh
- Triển vọng: Sản xuất và ứng
dụng rộng rãi các nguồn enzyme không chỉ trong chẩn đoán mà cả trong cảnh báo sớm
và điều trị đích các bệnh hiểm nghèo.
2. Triển vọng tổng hợp thuốc bằng phương
pháp xúc tác enzyme sinh học
- Triển vọng: Sử dụng
enzyme làm chất xúc tác sinh học để tổng hợp các dược chất có cấu trúc không
gian phức tạp.
+ Giúp tăng độ tinh sạch của
đồng phân có hoạt tính mong muốn, giảm thiểu các đồng phân phụ gây ra tác dụng
phụ có hại.
3. Sử dụng enzyme trong xử lí chất thải
- Triển vọng: Phân hủy các
chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, rác thải nhựa, làm sạch nguồn nước ngầm bị ô
nhiễm.
+ Khám phá và thiết kế các
enzyme nhân tạo có khả năng phân hủy nhựa PE, PET (như enzyme PETase) để giải
quyết vấn nạn "ô nhiễm trắng".