Tìm hiểu về ứng dụng của enzyme cellulase

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (265.57 KB, 16 trang )

Mở đầu
Enzyme là lọai protein, xúc tác cho mọi phản ứng sinh học trong
mọi tế bào của sinh vật. Enzyme rất quan trọng với cơ thể con người,
nếu không có enzyme thì mọi sự chuyển hóa trong cơ thể con người bị
đình trệ và không thể sống được.
Ngoài ra nó còn đóng vai trò rất quan trọng trong công nghiệp chế
biến thực phẩm, trong y học, kỹ thuật phân tích, bảo vệ môi trường.
Nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng enzyme được phát triển mạnh từ
đầu thế kỷ 20đến nay. Công nghệ sản xuất enzyme đã đem lại lợi nhuận
rất lớn cho nhiều nước. Việt Nam là một trong những nước có những
nghiên cứu và ứng dụng enzyme.
Tuy nhiên, công nghệ enzyme của ta chưa thực sự phát triển do
đây là một ngành đòi hỏi công nghệ cao. Trong tương lai hứa hẹn đây sẽ
là một ngành công nghiệp được đầu tư phát triển rộng bởi những ứng
dụng và tính hiện đại của nó trong nhiều lĩnh vực và đời sống.
Enzyme cellulase là một trong những enzyme có vai trò quan trọng
trong chuyển hóa chất hữu cơ có trong thiên nhiên và có ý nghĩa lớn
trong công nghiệp thực phầm và bảo vệ môi trường
Do có nhiều ứng dụng trong thực tế song việc ứng dụng chúng vào
thực tiễn không phải là điều dễ dàng nên đó là lý do vì sao vấn đề “ Tìm
hiểu về ứng dụng của enzyme cellulase” được chúng tôi chọn làm đề tài
tiểu luận.
1. Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là khảo sát các đặc tính cơ bản của enzyem
cellulase và hướng ứng rộng rãi của enzyme này trong công nghiệp nói
chung và công nghiệp thực phẩm nói riêng.
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là enzyme cellulase.
Phương pháp nghiên cứu chủ yếu dùng phương pháp nghiên cứu lý
thuyết, phân tích, tổng hợp nhằm làm rõ vấn đề được nghiên cứu và giúp
người đọc có cái nhìn tổng quát hơn về loại enzyme này.

3. Kết cấu của bài tiểu luận
Tiểu luận với đề tài:“Tìm hiều về ứng dụng của enzyme cellulase ”
được thực hiện bởi 3 phần chính:
Phần I: Tổng quan về enzyme cellulase
Phần II: Quy trình sản xuất enzyme cellulase
Phần III: Các ứng dụng của enzyme cellulase
Phần I: Tổng quan về enzyme cellulase
1. Giới thiệu chung
Cellulase là thành phần cơ bản của tế bào thực vật vì vậy nó có mặt trong
mọi loại rau quả, nguyên liệu, phế liệu của các ngành trồng trọt, lâm nghiệp. Tuy
nhiên người và động vật không có khả năng phân hủy cellulose. Nó chỉ có giá trị
làm tăng tiêu hóa, nhưng với lượng lớn nó trở nên vô ích hay cản trở tiêu hóa.
Cellulase là phức hệ enzyme có tác dụng thủy phân cellulose thông qua việc
thủy phân liên kết β-1,4- glucoside trong cellulose.
Cellulase có khả năng thủy phân cellulose thanh đường. Con người và động
vật không có khả năng phân giải cellulose, nó có vai trò chất độn. Phương pháp tìm
chế phẩm cellulase còn hạn chế.
Chế phẩm cellulase thường dùng để: tăng chất lượng thực phẩm, thức ăn và
gia súc hoặc tăng hiệu suất trích ly các chất từ nguyên liệu thực vât.
Enzyme cellulase đã được nghiên cứu rất lâu trên thế giới. Đây là enzyme
được ứng dụng rất rộng rãi, chỉ đứng sau protease và amylase.
2. Nguồn gốc enzyme Cellulase:
Enzyme Cellulase đưược thu nhận từ các nguồn khác nhau:
Từ động vật đó là dịch tiết da dày bò hay các nhóm thân mềm
Từ thực vật: trong hạt ngũ cốc nảy mầm như đại mạch, yến mạch, lúa mì mạch
đen
Từ vi sinh vật: các loại xạ khuẩn, vi khuẩn, nấm sợi, nấm men
Trong thực tế người ta thường thu nhận enzyme cellulase từ vi sinh vật. Các
chủng vi sinh vật thường sử dụng đó là:
Nấm mốc: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus candidus

Xạ khuẩn: Actinomyces griseus, Streptomyces reticuli
Vi khuẩn: Acetobacter xylinum, Bacillus subtilis, Bacillus pumilis
3. Cấu trúc của enzyme cellulase:
Hình 1: Cấu trúc không gian Cellulase
Cellulase có bản chất là protein được cấu tạo từ các đơn vị là axit amin, các
axit amin được nối với nhua bởi liên kết peptid –CO-NH Ngoài ra, trong cấu trúc
còn có những phần phụ khác. Cấu trúc hoàn chỉnh của các loại enzyme nhóm
endoglucanase (EG) và exoglucanase (CBH) giống nhau trong hệ cellulase của
nấm sợi, gồm một trung tâm xúc tác và một đuôi tận cùng, phần đuôi này xuất phát
từ trung tâm xúc tác và được gắn thêm vùng glycosil hóa, cuối đuôi là vùng gắn
kết với cellulose. Vùng này có vai trò tạo liên kết với cellulose tinh thể. Trong quá
trình phân hủy cellulose có sự tương quan mạnh giữa khả năng xúc tác phân giải
cellulose của các enzyme và ái lực của enzyme này đối với cellulose. Hơn nữa,
hoạt tính của cellulase dựa vào tinh thể cellulose và khả năng kết hợp của CBD với
cellulose. Điều này chứng tỏ CBD sẽ hỗ trợ cho enzyme cellulase thực hiện việc
cắt đứt nhiều liên kết trong cellulose tinh thể. Vùng gắn kết với cellulose có cấu tạo
khác với liên kết thông thường của protein và việc thay đổi chiều dài vùng glycosil
hóa có ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme.
4. Tính chất:
Cellulase thủy phân cellulose tự nhiên và các dẫn xuất như carboxymethyl
cellulose (CMC) hoặc hydroxyethyl cellulose (HEB). Cellulase cắt liên kết β-1,4-
glucosid trong cellulose, lichenin và các β-D-glucan của ngũ cốc.
Độ bền nhiệt và tính đặc hiệu cơ chất có thể khác nhau. Cellulase hoạt động
ở pH từ 3-7, nhưng pH tối thích trong khoảng 4-5. Nhiệt độ tối ưu từ 40-50
o
C.
Hoạt tính cellulose bị phá hủy hoàn toàn ở 80
o
C trong 10-15 phút.
Cellulase bị ức chế bởi các sản phẩm phản ứng của nó như glucose,

cellobiose và bị ức chế hoàn toàn bởi Hg. Ngoài ra, cellulose còn bị ức chế bởi các
ion kim loại khác như Mn,Ag,Zn nhưng ở mức độ nhẹ.
Trọng lượng của enzyme cellulose thay đổi từ 30-11-Kda.
5. Phân loại :
Dựa vào đặc điểm cơ chất và cơ chế phân cắt, enzyme cellulase được chia
thành 3 loại:
– 1,4-β- D- glucan cellobiohydrolase (EC 3.2.1.91)
– 1,4-β- D- glucan 4-glucanohydrolase (EC 3.2.1.4)
– β- D- glucoside glucohydrolase (EC 3.2.1.21)
6. Cơ chất của enzyme cellulase
Cellulose là cơ chất của enzyme cellulase. Cellulose là một polysaccharide
phong phú nhất trong tự nhiên. Việc phân hủy sinh học cellulose bởi vi sinh vật là
một trong những chu trình carbon trên trái đất.
Hình 2: Cấu trúc Cellulose
7. Cơ chế xúc tác.
7.1. Enzyme 1,4-β- D- glucan cellobiohydrolase (EC 3.2.1.91)
Hình 3: Cơ chế hoạt động của Exoglucanase
Tên gọi khác: exoglucanase, exo-β-1,4-glucanase, cellobiohydrolase, exo-
cellobiohydrolase, exo-β-1,4-glucan cellobiohydrolase, 1,4-β-D-glucan
cellobiosidase, cellobiosidase, CBH 1, C1 cellulase, avicedase.
Enzyme này thủy phân liên kết 1,4-β-D-glucoside từ đầu không khử của
chuỗi cellulose để tạo thành cellubiose.
7.2. Cơ chế 1,4-β-D-glucan 4-glucanohydrolase (EC 3.2.1.4)
Hình 4: Cơ chế hoạt động của Endoglucanase
Enzyme này còn có tên gọi khác như: endoglucanase, carboxymethyl
cellulase, celludextrinase, Cellulase A, Cellulosin AP, Alkali Cellulase, Cellulase
A3, 9,5 Cellulase, Avicelase, Pancellase SS.
Enzyme này thủy phân ngẫu nhiên liên kết 1,4-β-D-glucoside giữa mạch của
chuỗi cellulose, lichenin và các β-D-glucan của ngũ cốc.
7.3. Cơ chế β-D-glucoside glucohydrolase ( EC 3.2.1.21)

Hình 5: Cơ chế hoạt động β-glucosidase
Enzyme này có tên gọi khác như là: β- glucoside, β- D- glucosidase, β- 1,6-
glucosidase, β- glucoside glucohydrolase, p- nitrophenyl β- glucosidase, aryl- β-
glucosidase, gentiobiase, cellobiase, limarase, salicilinase.
Enzyme này thủy phân gốc β- D- glucoside không khử ở đầu tận cùng để
giải phóng ra β- D- glucose.
8. Hoạt lực của enzyme cellulase:
Thủy phân của cellulose phải có sự tham gia của cả 3 loại enzyme cellulose
như: endoglucanlase, exoglucanlase và β-glucodase. Thiếu 1 trong 3 loại enzyme
trên thì không thể thủy phân phân tử cellulose đến cùng.
Từ những nghiên cứu riêng lẻ đối với từng enzyme đến nghiên cứu tác động
tổng hợp của cả 3 loại enzyme cellulose, nhiêu nhà khoa học đều đưa ra kết luận
chung là các loại enzyme cellulose sẽ thay phiên nhau phân hủy cellulose để tạo
thành sản phẩm cuối cùng là glucose. Có nhiều cách giải thích khác nhau về cơ chế
tác động của cellulose, trong đó cách giải thích do Erikson đưa ra đươc nhiều
người công nhận hơn cả.
Theo Erkson và công tác viên(1980), cơ chế tác động hiệp đồng của 3 loại
cellulose như sau: đầu tiên endoglucanlase tác động vào vùng vô định hình trên bề
mặt cellulose, cắt liên kết β-1,4 glucoside và tạo ra các mạch tự do. Tiếp đó
exoglucanlase tấn công cắt ra từng đoạn cellobiose từ đầu mạch được tạo thành.
Kết quả tác động của endoglucanlase và exoglucanlase tạo ra các
celloligosaccharic mạch ngắn, cellobiose, glucose. Β-glucosidase thủy phân tiếp và
tạo thành glucose.
Các loài vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp cellulose trong điều tự nhiên
thường bị tác động bởi các yếu tố ngoại cảnh nên có loài phát triển rất mạnh, có
loài phát triền rất yếu. Chính vì thế, việc phân hủy cellulose trong tự nhiên được
tiến hành không đồng bộ xảy ra rất chậm.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm hay điều kiện công nghiệp, việc phân hủy
cellulose bằng enzyme ngoài các yếu tố kỹ thuật như nhiệt độ, PH, nồng độ cơ
chất, lượng enzyme một yếu tố hết sức quan trọng là tính đồng bộ của hệ enzyme

cellulose từ nhiều nguồn vi sinh vật khác nhau. quá trình thủy phân cellulose chỉ
có thêt tiến hành đến sản phẩm cuối cùng khi sử dụng đồng bộ 3 loại enzyme
cellulose. Mỗi loại vi sinh vật chỉ có khả năng sinh tổng hợp ưu việt 1 loại enzyme.
Chính vì thế cần phải khai thác enzyme cellulose từ nhiều nguồn vi sinh vật
9. Các yêu tố ảnh hưởng đế hoạt lực của enzyme cellulase:
9.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự phát triển, khả năng sinh tổng hợp một enzyme
của vi sinh vật cũng như tính chất của enzyme được tổng hợp. Sinh trưởng và sinh
tổng hợp enzyme thươnngf bị kìm hãm ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thích hợp.
Vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng lên kh tăng nhiệt độ trong một
giới hạn nhất định, chưa ảnh hưởng đến cấu trúc của enzyme. Hoạt tính của
enzyme đạt cực đại ở nhiệt độ thích hợp, khoảng nhiệt độ thích hợp của nhiều
enzyme là vào khoảng 40-50. ở nhiệt độ cao, enzyme bị biến tính làm hoạt tính
giảm mạnh hoặc mất hoạt tính, còn ở nhiệt độ thấp dưới 0C hoạt tính của enzyme
bị giảm nhiều nhưng lại có thể phục hồi khi đưa về nhiệt độ thích hợp.
Cellulase từ A. Niger NRNL- 363 hoạt động mạnh nhất ở 50rong khi đó
cellulase A. Niger Z10 là 40còn hoạt tính xúc tác của endoglucanlase III từ
Trichoderma reesei đạt tối đa ở 55theo kết quả nghiên cứu của Kiamoto và cs
(1996) các endoglucanlase từ chủng A. Oryzae. KBN 616 hoạt động tốt nhất trong
giải nhiệt độ 45- 55
9.2. Ảnh hưởng của pH:
Khả năng hoạt động của enzyme còn phụ thuộc vào pH của mô trường phản
ứng. Tùy thuộc vào bản chất của enzyme mà pH thích hợp để enzyme hoạt động có
thể trung tính, kiềm, hoặc acide. Theo nghiên cứu trước đây cho thấy, pH tối thích
cho hoạt động của enzyme cellulase của A.niger NRRL-363 là 5,5; cellulase từ
A.niger Z10 là từ 4,5- 7,5; của endoglucanlase từ Trichoderma reesei từ 4,0-5,0;
của endoglucanlase từ A. Oryzae KBN 616 4,0-5,0. Khi nghiên cứu ảnh hưởn của
pH nên hoạt tính endoglucanlase từ chúng nấm ưa acide A.terreus M11, Gao và
cộng sự cho rằng enzyme này có khả năng hoạt động trong giải pH 2-5, trong đó
pH 2 là tốt nhất.

9.3 Ảnh hưởng của ion kim loại
Các ion KL có thể kìm hãm hoặc hoạt hóa sự hoạt động của các enzym. Các
ion kl nặng ở nồng độ nhất định có thể gây biến tính và kìm hãm không thuận
nghịch enzym. Sharma và cs (1995) nhận thấy, ion Ca2+ làm tăng hoạt tăng hoạt
tính của enzyme cellulase của Baccillus sp. D04 lên 40% so với đối chứng, còn
Mg2+ làm giảm nhẹ ( hoạt tính còn lại 92%) và Zn2+ ức chế mạnh hoạt tính của
enzyme này (hoạt tính còn lại bằng 37% so với đối chứng). Theo nghiên cứu của
Gao và cộng sự (2008), endoglucannase từ A. Terreus M11 bị giảm 77% hoạt tính
khi ủ với Hg2+ (2mM), 59% khi ủ với Cu2+ (2mM)
Ngoài ra, các dung môi hữu cơ, các chất tẩy rữa cũng ảnh hưởng mạnh mẽ
đến hoạt tính của enzyme. Tùy thuộc vào bản chất của các chất trên cũng như bản
chất của enzyme mà tính chất và mức độ ảnh hưởng tới hoạt động của enzyme là
khác nhau. Nghiên cứu của Trịnh Đình Khá (2006)trên chủng Penicillium sp. DTQ
– HK1 cho thấy, các dung môi hữu cơ methanol, ethanol, isopropanol và các
aceton đều ức chế hoạt động của cellulase đặc biệt là n-butanol ức chế mạnh nhất,
hoạt tính cellulase chỉ còn 33-63%. Các chất tẩy rữa tween 80, SDS và triton X-
100 đều làm giảm hoạt tính cellulase ở mức độ khác nhau, trong đó SDS làm giảm
mạnh hoạt tính cellulase chỉ còn 18-34%.
Phần II. Quy trình sản xuất enzyme
cellulase từ Trichoderam Reese
Trichoderam Reesei là những vi sinh vật sản xuất nhiều enzyme ngoại bào
có hiệu quả cao. Chúng được thương mai hóa trong việc sản xuất enzyme cellulase
và các enzyme khác phân hủy các polysaccharide phức tạp. Nhờ vậy chúng được
sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm và ngành công nghiệp dệt cho các
mục đích tương tự.
Hình 6: Hình ảnh Trichoderam Reesei qua kính hiển vi
Quy trình:
Chế phẩm
Thuyết minh quy trình:
Chủng nấm Trichoderma Reesei được nuôi cấy trê môi trường BM:CM( bã

mía, cám mì) sau quá trình nuôi cấy ta cấy ta thu được chế phẩm enzyme thô từ mô
trường.
Cân 5g chế phẩm enzyme thô cho vào cốc thủy tinh, thêm vào 20ml nước
cất.
Dịch
Khuấy
Lọc
Thu dịch
Ly tâm 8000 vòng/
phút
Dịch
Kết tủa( bằng cồn, axeton, muối
amoni sunfat)
Ly tâm
Enzyme thô
Tinh sạch
Khuấy đều enzyme trong khoảng thời gian 30 phút.
Lọc lấy dịch chiết được thể tích khoảng 17,5 ml.
Đem dịch lọc được đi ly tâm.
Thu dịch ly tâm.
Tủa dịch ly tâm ( bằng cồn, acetone, hoặc muối amoni sulphate) trường hợp
này ta thu tủa dịch bằng cồn 96, với tỷ lệ 1:3 tức là 17,5 ml dịch chiết enzyme thô
với 52,5 ml cồn 96.
Tách lấy phần tủa ở dưới đem cân phân tích thu được khoảng 20,1 enzyme
thô. ở trạng thái này enzyme rất dễ bị biến tính vì còn nhiều nước để dễ bảo quản
ngừoi ta sấy kết tủa enzyme cellulase ở 40 cho đến khi độ ẩm cuối cùng đạt 5-
8%W.
Sau đó ta đem enzyme thô đi tinh sạch bằng quá trình lọc gel hay sử dụng
phương pháp cố định enzyme để thu enzyme cellulase thành phẩm.
Phần III. Ứng dụng của enzyme cellulase

1. Trong công nghiệp giấy:
Trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy, bổ sung các loại enzyme trong
khâu nghiền bột, tẩy trắng có vai trò rất quan trọng. Nguyên liệu ban đầu chưuas
hàm lượng cao các chất khó tan là lignin và một phần hemicellulose, nên trong quá
trình nghiền để tách riêng các sợi gỗ thành bột mịn gặ nhiều khó khăn. Trong công
đoạn nghiền bột giấy, bổ sung endoglucanase sẽ làm thay đổi nhẹ cấu hình của sợi
cellulose, tăng khả năng nghiền và tiết kiệm khoảng 20% năng lượng cho quá trình
nghiền cơ học. Trước khi nghiền hóa học, gỗ được xử lý với endoglucanase và hỗn
hợp các enzyme hemicellulase, pectinase sẽ làm tăng khả năng khuếch tán hóa chất
vào phía trong gỗ và hiệu quả khử lignin.
Trong công nghệ chế tạo giấy, các loại giấy thải cần được tẩy mực trước khi
sản xuất các loại giấy in, giấy viết. Endoglucanase và hemicellulase đã được dùng
để tẩy trắng mực in trên giấy.
Enzyme cellulase được bổ sung vào rất nhiều giai đoạn khác nhau trong quá trình
sản xuất giấy:
 Trong giai đoạn nghiền bột giấy cơ học: Người ta bổ sung enzyme
cellobiohydrolase nhằm làm thay đổi nhẹ cấu hình của sợi cellulose, từ
đó làm tăng khả năng nghiền và tiết kiệm 20% năng lượng.
 Trong giai đoạn nghiền bột giấy hóa học: Ngoài enzyme cellulase người
ta còn bổ sung thêm enzyme hemicellulase và pectinase nhằm phá vỡ lớp
vỏ ngoài của gỗ, giúp tăng cường khả năng khuếch tán của hóa chất bên
trong gỗ, nhằm làm tăng hiệu quả khử lignin.
 Trong giai đoạn tẩy trắng giấy: Đay là giai đoạn rất quan trọng trong sản
xuất giấy. Trước đây, người ta thường sử dụng acid HCl để tẩy trắng
giấy, tuy nhiên, HCl thải ra trong quá trình sản xuất làm ô nhiễm môi
trường và gây hại đối với sức khỏe con người. Ngày nay, người ta sử
dụng enzyme cellulase trong giai đoạn tẩy trắng cũng như quá trình tái
chế giấy. Ưu điểm của phương pháp này là giữ cho sợi giấy không bị ăn
mòn nhiều và không gây ảnh hưởng đến môi trường.
2. Trong công nghiệp dệt:

Trong công nghiệp dệt, người ta sử dụng enzyme cellulase để giữu màu vải
sáng, bền và không bị sờn cũ.
Đối với vải jean, cellulase được dùng để làm mềm vải và tạo ra các vệt “
stone washed”. Trước đây các vệt “stone washed” được làm thủ công bằng cách
dùng đá bọt chà lên vải jean, làm mất lớp kiềm trên bề mặt vải và tạo ra những sợi
chỉ trắng. Hiện nay người ta sử dụng enzyme cellulase trong giai đoạn giặt vải jean
thay cho việc sử dụng đá bọt. Enzyme cellulase chỉ phân hủy thao các vết kiềm
trên vải jean đã nhuộm màu để tạo ra các vệt “ stone washed”. Các vệt “ stone
washed” được tạo ra bằng phương pháp này bền hơn bằng dùg đá bọt. Ngoài ra,
người ta có thể tăng độ đậm nhạt bằng cách tăng hay giảm hàm lượng cellulase sử
dụng trong giai đoạn giặt.
3. Trong xử lý môi trường :
Các chất thải hữu cơ chiếm một khối lượng lớn trong tổng số chất thải hữ cơ
hiện nay ở các đô thị và các khu công nghiệp. Trong các chất thải hữ cơ có nguồn
gốc thực vật, cellulose chiếm khoảng 50%. Các chất thải hữu cơ phân hủy trong
điều kiện tự nhiên thì thời gian phân hủy rất lâu (khoảng hơn tám tháng ở điều kiện
khí hậu nhiệt đới). Tuy nhiên nếu bổ sung vi sinh vật giàu cellulase thì thời gian
phân hủy sẽ rút ngắn chỉ còn khoảng một tháng. Điều này rất có ý nghĩa trong việc
bảo vệ môi trường (hạn chế sự ô nhiễm nước, không khí và đất), đồng thời thúc
đẩy quá trình chuyển hóa vật chất trong tự nhiên.
Ngoài việc bổ sung trực tiếp vi sinh vật vào bể ủ để xử lý rác thải thì việc tạo
ra các chế phẩm vi sinh có chứa vi sinh vật sinh ra cellulase đã được nghiên cứu và
sản xuất.
Phức hệ cellulase được sử dụng để xử lý nguồn nước thải do các nhà máy
giấy thải ra. Nguyên liệu làm giấy là gỗ (sinh khối của thực vật bậc cao). Sinh khối
này chưa rất nhiều loại polysaccharide, trong đó các polysaccharide quan trọng
quyết định tới chất lượng, số lượng giấy là cellulose. Vì vậy, nước thải của nhà
máy giấy, các cơ sở chế biến gỗ, các xưởng mộc khi bổ sung chế phẩm chưa phức
hệ cellulase đem lại hiệu quả cao.
4. Trong sản xuất thức ăn gia súc:

Nguồn phế liệu giàu cellulose trong tự nhiên rất đa dạng, phong phú như:
rơm, rạ, bã mía, cùi bắp. Tuy nhiên phần lớn các chế phẩm nàybị vứt bỏ hoặc ủ
làm phân bón, hoặc được sử dụng làm chất đốt, trong khi đó, nguồn nguyên liệu
rẻ tiền dùng trong chế biến thức ăn gia súc lại thiếu. Vì vậy, việc ứng dụng enzyme
cellulase để phân hủy nguồn phế phẩm chứa cellulose vừa dùng làm nguồn thức ăn
cho gia súc, vừa góp phần bảo vệ môi trường là một vấn đề đáng quan tâm.
Hiện nay người ta đã dùng vi sinh vật để lên men bã mía của nhà máy đường
La Ngà để bổ sung vào thức ăn gia súc.
5. Trong kỹ thuật di truyền.
Chế phẩm enzyme cellulase tinh khiết được ứng dụng trong kỹ thuật di
truyền vì enzyme cellulase phá vỡ tế bào thực vật mà khôgn làm tổn thương các cơ
quan bên trong tế bào, đảm bảo sự nguyên vẹn của các nhân tố di truyền. Do đó,
phương pháp này đã nhanh chóng thay thế các phương pháp cơ học và hóa học.
6. Trong công nghiệp chế biến thực phẩm:
6.1. Trong công nghiệp sản xuất bia.
Trong công nghệ sản xuất bia, các chế phẩm enzyme amylase, protease và
glucanase đã được sử dụng để ngăn chặn sự tạo thành các diacetyl, do đó βgiảm
lượng diacetyl được tạo thành do rút ngắn thời gian cần để ủ bia.
Trong dịch lên men có chứa một hàm lượng β-glucan, chất này ảnh hường
tới khả năng lọc và gây đục cho bia.
6.2. Trong công nghiệp sản xuất cà phê.
Trong quá trình sản xuất cà phê ở Việt Nam, cà phê chủ yếu được sản xuất
bằng phường pháp khô, phương pháp này cho chất lượng cà phê không cao. Để
tiến hành nâng cao chất lượng cà phê và làm tăngkhar năng trích ly dịch quả.
Trong khâu bóc vỏ, cellulose gây hiện tượng thẫm màu, làm giảm chất lượng khi
sấy, đồng thời cản trở việc bóc vỏ. Khí sử dụng chế phẩm A.niger có tên thương
mại là Biovina-09 có hoạt tính pectinase và cellulase cho thấy số lượngcà phê bóc
vỏ tăng, hạt cà phê bóc vỏ bằng chế phẩm không còn nhớt như hạt không sử dụng
chế phẩm enzyme và hiệu suất bóc vỏ khá cao. Trong quá trình trích ly dịch quả,
cellulose và pectin cản trở sự thoát các chất hòa tan trong tế bào ra ngoài tế bào.

Khi sử dụng chế phẩm Biotin-09, hiệu suất trích lycao hơn mẫu không sử dụng là
46%.
6.3.Trong sản xuất các loại nước quả.
Trong sản xuất các loại nước quả không cồn, cellulase được thêm vào giai
đoạn dịch hóa, hemicellulase sẽ đem lại hiệu quả của chế phẩm, làm cho độ đồng
hóa của nước thịt tốt hơn. Dịch quả sau khi ép chiết thường chứa các thành phần tế
bào thịt quả và các chất xơ có bản chất polysaccharide làm cho dịch có độ nhớt cao
và có màu đục. Glucanase thường được dùng để phá vỡ thành tế bào, thủy phân
các polysaccharide làm giảm độ nhớt của dịch quả tạo thuận lợi cho quá trình tách
chiết và làm trong. Glucanase kết hợp với hemicellulase, pectinase trong chế phẩm
enzyme Viscoenzyme 120L được sử dụng chủ yếu trong phá vỡ tế bào đậu tương.
Mỗi dạng enzyme trong phức hợp cellulase tham gia thủy phân từ cơ chất
theo một cơ chế riêng. Tuy nhiên, những enzyme này thường phối hợp để thủy
phân hoàn toàn phân tử cơ chất thành sản phẩm đơn giản là glucose.
Dịch này thường chứa các thành phần tế bào thịt quả và các thành phần của
polysaccharide làm cho dịch quả có độ nhớt cao. Để tăng hiệu suất trúch ly dịch
quả, giảm bớt độ nhớt, tăng mức cảm quan nước quả và giảm bớt một số công
đoạn, việc bổ sung endoglucanase rất quan trọng. Enzyme này là điểm mấu chốt
cải thiện hiệu suất dịch hóa. Sự kết hợp của glucanase và pectinase sẽ phá hủy
hoàn toàn màng tế bào. Trong quá trình sản xuất, ở giai đoạn dịch hóa bổ sung hỗn
hợp các enzyme cellulase, hemicellulase sẽ đem lại hiệu qủa cao của chết phẩm,
làm cho độ đồng thế của nước quả có thịt sẽ tốt hơn.
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Đức Lượng và môt số tác giả, Công nghệ enzyme, NXB Đại học
quốc gia TP.HCM 2004
2. GS.TS Mai Xuân Lương, Giáo trình Enzyme, NXB Đại học Đà Lạt, 2005
3. Nguyễn Thu Sang, Bài giảng Hóa Sinh học thực phầm, Đại học công nghiệp
thực phầm TPHCM, 2011
4. Nguyễn văn Tuấn, Luận Văn Thạc sỹ khoa học sinh học, Tuyển chon, nuôi
cấy chủng Aspergillus Awanori sinh tổng hợp Endo-1,4-glucanase và đánh

giá tính chất lý hóa của hợp Endo-1,4-glucanase, NXB Đại học Thái
Nguyên, 2009
3. Kết cấu của bài tiểu luậnTiểu luận với đề tài : “ Tìm hiều về ứng dụng của enzyme cellulase ” được thực thi bởi 3 phần chính : Phần I : Tổng quan về enzyme cellulasePhần II : Quy trình sản xuất enzyme cellulasePhần III : Các ứng dụng của enzyme cellulasePhần I : Tổng quan về enzyme cellulase1. Giới thiệu chungCellulase là thành phần cơ bản của tế bào thực vật thế cho nên nó xuất hiện trongmọi loại rau quả, nguyên vật liệu, phế liệu của những ngành trồng trọt, lâm nghiệp. Tuynhiên người và động vật hoang dã không có năng lực phân hủy cellulose. Nó chỉ có giá trịlàm tăng tiêu hóa, nhưng với lượng lớn nó trở nên vô ích hay cản trở tiêu hóa. Cellulase là phức hệ enzyme có tính năng thủy phân cellulose trải qua việcthủy phân link β-1, 4 – glucoside trong cellulose. Cellulase có năng lực thủy phân cellulose thanh đường. Con người và độngvật không có năng lực phân giải cellulose, nó có vai trò chất độn. Phương pháp tìmchế phẩm cellulase còn hạn chế. Chế phẩm cellulase thường dùng để : tăng chất lượng thực phẩm, thức ăn vàgia súc hoặc tăng hiệu suất trích ly những chất từ nguyên vật liệu thực vât. Enzyme cellulase đã được nghiên cứu và điều tra rất lâu trên quốc tế. Đây là enzymeđược ứng dụng rất thoáng đãng, chỉ đứng sau protease và amylase. 2. Nguồn gốc enzyme Cellulase : Enzyme Cellulase đưược thu nhận từ những nguồn khác nhau : Từ động vật hoang dã đó là dịch tiết da dày bò hay những nhóm thân mềmTừ thực vật : trong hạt ngũ cốc nảy mầm như đại mạch, yến mạch, lúa mì mạchđenTừ vi sinh vật : những loại xạ khuẩn, vi trùng, nấm sợi, nấm menTrong thực tiễn người ta thường thu nhận enzyme cellulase từ vi sinh vật. Cácchủng vi sinh vật thường sử dụng đó là : Nấm mốc : Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus candidusXạ khuẩn : Actinomyces griseus, Streptomyces reticuliVi khuẩn : Acetobacter xylinum, Bacillus subtilis, Bacillus pumilis3. Cấu trúc của enzyme cellulase : Hình 1 : Cấu trúc khoảng trống CellulaseCellulase có thực chất là protein được cấu trúc từ những đơn vị chức năng là axit amin, cácaxit amin được nối với nhua bởi link peptid – CO-NH Ngoài ra, trong cấu trúccòn có những phần phụ khác. Cấu trúc hoàn hảo của những loại enzyme nhómendoglucanase ( EG ) và exoglucanase ( CBH ) giống nhau trong hệ cellulase củanấm sợi, gồm một TT xúc tác và một đuôi tận cùng, phần đuôi này xuất pháttừ TT xúc tác và được gắn thêm vùng glycosil hóa, cuối đuôi là vùng gắnkết với cellulose. Vùng này có vai trò tạo link với cellulose tinh thể. Trong quátrình phân hủy cellulose có sự đối sánh tương quan mạnh giữa năng lực xúc tác phân giảicellulose của những enzyme và ái lực của enzyme này so với cellulose. Hơn nữa, hoạt tính của cellulase dựa vào tinh thể cellulose và năng lực phối hợp của CBD vớicellulose. Điều này chứng tỏ CBD sẽ tương hỗ cho enzyme cellulase thực thi việccắt đứt nhiều link trong cellulose tinh thể. Vùng kết nối với cellulose có cấu tạokhác với link thường thì của protein và việc biến hóa chiều dài vùng glycosilhóa có ảnh hưởng tác động đến hoạt tính xúc tác của enzyme. 4. Tính chất : Cellulase thủy phân cellulose tự nhiên và những dẫn xuất như carboxymethylcellulose ( CMC ) hoặc hydroxyethyl cellulose ( HEB ). Cellulase cắt link β-1, 4 – glucosid trong cellulose, lichenin và những β-D-glucan của ngũ cốc. Độ bền nhiệt và tính đặc hiệu cơ chất hoàn toàn có thể khác nhau. Cellulase hoạt độngở pH từ 3-7, nhưng pH tối thích trong khoảng chừng 4-5. Nhiệt độ tối ưu từ 40-50 C.Hoạt tính cellulose bị tàn phá trọn vẹn ở 80C trong 10-15 phút. Cellulase bị ức chế bởi những mẫu sản phẩm phản ứng của nó như glucose, cellobiose và bị ức chế trọn vẹn bởi Hg. Ngoài ra, cellulose còn bị ức chế bởi cácion sắt kẽm kim loại khác như Mn, Ag, Zn nhưng ở mức độ nhẹ. Trọng lượng của enzyme cellulose biến hóa từ 30-11 – Kda. 5. Phân loại : Dựa vào đặc thù cơ chất và chính sách phân cắt, enzyme cellulase được chiathành 3 loại : – 1,4 – β – D – glucan cellobiohydrolase ( EC 3.2.1. 91 ) – 1,4 – β – D – glucan 4 – glucanohydrolase ( EC 3.2.1. 4 ) – β – D – glucoside glucohydrolase ( EC 3.2.1. 21 ) 6. Cơ chất của enzyme cellulaseCellulose là cơ chất của enzyme cellulase. Cellulose là một polysaccharidephong phú nhất trong tự nhiên. Việc phân hủy sinh học cellulose bởi vi sinh vật làmột trong những quy trình carbon trên toàn cầu. Hình 2 : Cấu trúc Cellulose7. Cơ chế xúc tác. 7.1. Enzyme 1,4 – β – D – glucan cellobiohydrolase ( EC 3.2.1. 91 ) Hình 3 : Cơ chế hoạt động giải trí của ExoglucanaseTên gọi khác : exoglucanase, exo-β-1, 4 – glucanase, cellobiohydrolase, exo-cellobiohydrolase, exo-β-1, 4 – glucan cellobiohydrolase, 1,4 – β-D-glucancellobiosidase, cellobiosidase, CBH 1, C1 cellulase, avicedase. Enzyme này thủy phân link 1,4 – β-D-glucoside từ đầu không khử củachuỗi cellulose để tạo thành cellubiose. 7.2. Cơ chế 1,4 – β-D-glucan 4 – glucanohydrolase ( EC 3.2.1. 4 ) Hình 4 : Cơ chế hoạt động giải trí của EndoglucanaseEnzyme này còn có tên gọi khác như : endoglucanase, carboxymethylcellulase, celludextrinase, Cellulase A, Cellulosin AP, Alkali Cellulase, CellulaseA3, 9,5 Cellulase, Avicelase, Pancellase SS.Enzyme này thủy phân ngẫu nhiên link 1,4 – β-D-glucoside giữa mạch củachuỗi cellulose, lichenin và những β-D-glucan của ngũ cốc. 7.3. Cơ chế β-D-glucoside glucohydrolase ( EC 3.2.1. 21 ) Hình 5 : Cơ chế hoạt động giải trí β-glucosidaseEnzyme này có tên gọi khác như là : β – glucoside, β – D – glucosidase, β – 1,6 – glucosidase, β – glucoside glucohydrolase, p – nitrophenyl β – glucosidase, aryl – β-glucosidase, gentiobiase, cellobiase, limarase, salicilinase. Enzyme này thủy phân gốc β – D – glucoside không khử ở đầu tận cùng đểgiải phóng ra β – D – glucose. 8. Hoạt lực của enzyme cellulase : Thủy phân của cellulose phải có sự tham gia của cả 3 loại enzyme cellulosenhư : endoglucanlase, exoglucanlase và β-glucodase. Thiếu 1 trong 3 loại enzymetrên thì không hề thủy phân phân tử cellulose đến cùng. Từ những điều tra và nghiên cứu riêng không liên quan gì đến nhau so với từng enzyme đến điều tra và nghiên cứu tác độngtổng hợp của cả 3 loại enzyme cellulose, nhiêu nhà khoa học đều đưa ra kết luậnchung là những loại enzyme cellulose sẽ thay phiên nhau phân hủy cellulose để tạothành loại sản phẩm ở đầu cuối là glucose. Có nhiều cách lý giải khác nhau về cơ chếtác động của cellulose, trong đó cách lý giải do Erikson đưa ra đươc nhiềungười công nhận hơn cả. Theo Erkson và công tác viên ( 1980 ), cơ chế tác động hiệp đồng của 3 loạicellulose như sau : tiên phong endoglucanlase tác động ảnh hưởng vào vùng vô định hình trên bềmặt cellulose, cắt link β-1, 4 glucoside và tạo ra những mạch tự do. Tiếp đóexoglucanlase tiến công cắt ra từng đoạn cellobiose từ đầu mạch được tạo thành. Kết quả tác động ảnh hưởng của endoglucanlase và exoglucanlase tạo ra cáccelloligosaccharic mạch ngắn, cellobiose, glucose. Β-glucosidase thủy phân tiếp vàtạo thành glucose. Các loài vi sinh vật có năng lực sinh tổng hợp cellulose trong điều tự nhiênthường bị ảnh hưởng tác động bởi những yếu tố ngoại cảnh nên có loài tăng trưởng rất mạnh, cóloài phát triền rất yếu. Chính do đó, việc phân hủy cellulose trong tự nhiên đượctiến hành không đồng nhất xảy ra rất chậm. Trong điều kiện kèm theo phòng thí nghiệm hay điều kiện kèm theo công nghiệp, việc phân hủycellulose bằng enzyme ngoài những yếu tố kỹ thuật như nhiệt độ, PH, nồng độ cơchất, lượng enzyme một yếu tố rất là quan trọng là tính đồng điệu của hệ enzymecellulose từ nhiều nguồn vi sinh vật khác nhau. quy trình thủy phân cellulose chỉcó thêt triển khai đến mẫu sản phẩm sau cuối khi sử dụng đồng nhất 3 loại enzymecellulose. Mỗi loại vi sinh vật chỉ có năng lực sinh tổng hợp ưu việt 1 loại enzyme. Chính vì vậy cần phải khai thác enzyme cellulose từ nhiều nguồn vi sinh vật9. Các yêu tố tác động ảnh hưởng đế hoạt lực của enzyme cellulase : 9.1 Ảnh hưởng của nhiệt độNhiệt độ ảnh hưởng tác động đến sự tăng trưởng, năng lực sinh tổng hợp một enzymecủa vi sinh vật cũng như đặc thù của enzyme được tổng hợp. Sinh trưởng và sinhtổng hợp enzyme thươnngf bị ngưng trệ ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thích hợp. Vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng lên kh tăng nhiệt độ trong mộtgiới hạn nhất định, chưa ảnh hưởng tác động đến cấu trúc của enzyme. Hoạt tính củaenzyme đạt cực lớn ở nhiệt độ thích hợp, khoảng chừng nhiệt độ thích hợp của nhiềuenzyme là vào khoảng chừng 40-50. ở nhiệt độ cao, enzyme bị biến tính làm hoạt tínhgiảm mạnh hoặc mất hoạt tính, còn ở nhiệt độ thấp dưới 0C hoạt tính của enzymebị giảm nhiều nhưng lại hoàn toàn có thể hồi sinh khi đưa về nhiệt độ thích hợp. Cellulase từ A. Niger NRNL – 363 hoạt động giải trí mạnh nhất ở 50 rong khi đócellulase A. Niger Z10 là 40 còn hoạt tính xúc tác của endoglucanlase III từTrichoderma reesei đạt tối đa ở 55 theo hiệu quả nghiên cứu và điều tra của Kiamoto và cs ( 1996 ) những endoglucanlase từ chủng A. Oryzae. KBN 616 hoạt động giải trí tốt nhất tronggiải nhiệt độ 45 – 559.2. Ảnh hưởng của pH : Khả năng hoạt động giải trí của enzyme còn nhờ vào vào pH của mô trường phảnứng. Tùy thuộc vào thực chất của enzyme mà pH thích hợp để enzyme hoạt động giải trí cóthể trung tính, kiềm, hoặc acide. Theo điều tra và nghiên cứu trước đây cho thấy, pH tối thíchcho hoạt động giải trí của enzyme cellulase của A.niger NRRL-363 là 5,5 ; cellulase từA. niger Z10 là từ 4,5 – 7,5 ; của endoglucanlase từ Trichoderma reesei từ 4,0 – 5,0 ; của endoglucanlase từ A. Oryzae KBN 616 4,0 – 5,0. Khi điều tra và nghiên cứu ảnh hưởn củapH nên hoạt tính endoglucanlase từ chúng nấm ưa acide A.terreus M11, Gao vàcộng sự cho rằng enzyme này có năng lực hoạt động giải trí trong giải pH 2-5, trong đópH 2 là tốt nhất. 9.3 Ảnh hưởng của ion kim loạiCác ion KL hoàn toàn có thể ngưng trệ hoặc hoạt hóa sự hoạt động giải trí của những enzym. Cácion kl nặng ở nồng độ nhất định hoàn toàn có thể gây biến tính và ngưng trệ không thuậnnghịch enzym. Sharma và cs ( 1995 ) nhận thấy, ion Ca2 + làm tăng hoạt tăng hoạttính của enzyme cellulase của Baccillus sp. D04 lên 40 % so với đối chứng, cònMg2 + làm giảm nhẹ ( hoạt tính còn lại 92 % ) và Zn2 + ức chế mạnh hoạt tính củaenzyme này ( hoạt tính còn lại bằng 37 % so với đối chứng ). Theo điều tra và nghiên cứu củaGao và tập sự ( 2008 ), endoglucannase từ A. Terreus M11 bị giảm 77 % hoạt tínhkhi ủ với Hg2 + ( 2 mM ), 59 % khi ủ với Cu2 + ( 2 mM ) Ngoài ra, những dung môi hữu cơ, những chất tẩy rữa cũng tác động ảnh hưởng mạnh mẽđến hoạt tính của enzyme. Tùy thuộc vào thực chất của những chất trên cũng như bảnchất của enzyme mà đặc thù và mức độ ảnh hưởng tác động tới hoạt động giải trí của enzyme làkhác nhau. Nghiên cứu của Trịnh Đình Khá ( 2006 ) trên chủng Penicillium sp. DTQ – HK1 cho thấy, những dung môi hữu cơ methanol, ethanol, isopropanol và cácaceton đều ức chế hoạt động giải trí của cellulase đặc biệt quan trọng là n-butanol ức chế mạnh nhất, hoạt tính cellulase chỉ còn 33-63 %. Các chất tẩy rữa tween 80, SDS và triton X-100 đều làm giảm hoạt tính cellulase ở mức độ khác nhau, trong đó SDS làm giảmmạnh hoạt tính cellulase chỉ còn 18-34 %. Phần II. Quy trình sản xuất enzymecellulase từ Trichoderam ReeseTrichoderam Reesei là những vi sinh vật sản xuất nhiều enzyme ngoại bàocó hiệu suất cao cao. Chúng được thương mai hóa trong việc sản xuất enzyme cellulasevà những enzyme khác phân hủy những polysaccharide phức tạp. Nhờ vậy chúng đượcsử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm và ngành công nghiệp dệt cho cácmục đích tựa như. Hình 6 : Hình ảnh Trichoderam Reesei qua kính hiển viQuy trình : Chế phẩmThuyết minh tiến trình : Chủng nấm Trichoderma Reesei được nuôi cấy trê thiên nhiên và môi trường BM : CM ( bãmía, cám mì ) sau quy trình nuôi cấy ta cấy ta thu được chế phẩm enzyme thô từ môtrường. Cân 5 g chế phẩm enzyme thô cho vào cốc thủy tinh, thêm vào 20 ml nướccất. DịchKhuấyLọcThu dịchLy tâm 8000 vòng / phútDịchKết tủa ( bằng cồn, axeton, muốiamoni sunfat ) Ly tâmEnzyme thôTinh sạchKhuấy đều enzyme trong khoảng chừng thời hạn 30 phút. Lọc lấy dịch chiết được thể tích khoảng chừng 17,5 ml. Đem dịch lọc được đi ly tâm. Thu dịch ly tâm. Tủa dịch ly tâm ( bằng cồn, acetone, hoặc muối amoni sulphate ) trường hợpnày ta thu tủa dịch bằng cồn 96, với tỷ suất 1 : 3 tức là 17,5 ml dịch chiết enzyme thôvới 52,5 ml cồn 96. Tách lấy phần tủa ở dưới đem cân nghiên cứu và phân tích thu được khoảng chừng 20,1 enzymethô. ở trạng thái này enzyme rất dễ bị biến tính vì còn nhiều nước để dễ bảo quảnngừoi ta sấy kết tủa enzyme cellulase ở 40 cho đến khi nhiệt độ sau cuối đạt 5-8 % W.Sau đó ta đem enzyme thô đi tinh sạch bằng quy trình lọc gel hay sử dụngphương pháp cố định và thắt chặt enzyme để thu enzyme cellulase thành phẩm. Phần III. Ứng dụng của enzyme cellulase1. Trong công nghiệp giấy : Trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy, bổ trợ những loại enzyme trongkhâu nghiền bột, tẩy trắng có vai trò rất quan trọng. Nguyên liệu khởi đầu chưuashàm lượng cao những chất khó tan là lignin và một phần hemicellulose, nên trong quátrình nghiền để tách riêng những sợi gỗ thành bột mịn gặ nhiều khó khăn vất vả. Trong côngđoạn nghiền bột giấy, bổ trợ endoglucanase sẽ làm biến hóa nhẹ thông số kỹ thuật của sợicellulose, tăng năng lực nghiền và tiết kiệm ngân sách và chi phí khoảng chừng 20 % nguồn năng lượng cho quá trìnhnghiền cơ học. Trước khi nghiền hóa học, gỗ được giải quyết và xử lý với endoglucanase và hỗnhợp những enzyme hemicellulase, pectinase sẽ làm tăng năng lực khuếch tán hóa chấtvào phía trong gỗ và hiệu suất cao khử lignin. Trong công nghệ tiên tiến sản xuất giấy, những loại giấy thải cần được tẩy mực trước khisản xuất những loại giấy in, giấy viết. Endoglucanase và hemicellulase đã được dùngđể tẩy trắng mực in trên giấy. Enzyme cellulase được bổ trợ vào rất nhiều quy trình tiến độ khác nhau trong quá trìnhsản xuất giấy :  Trong quá trình nghiền bột giấy cơ học : Người ta bổ trợ enzymecellobiohydrolase nhằm mục đích làm biến hóa nhẹ thông số kỹ thuật của sợi cellulose, từđó làm tăng năng lực nghiền và tiết kiệm ngân sách và chi phí 20 % nguồn năng lượng.  Trong quy trình tiến độ nghiền bột giấy hóa học : Ngoài enzyme cellulase ngườita còn bổ trợ thêm enzyme hemicellulase và pectinase nhằm mục đích phá vỡ lớpvỏ ngoài của gỗ, giúp tăng cường năng lực khuếch tán của hóa chất bêntrong gỗ, nhằm mục đích làm tăng hiệu suất cao khử lignin.  Trong quá trình tẩy trắng giấy : Đay là tiến trình rất quan trọng trong sảnxuất giấy. Trước đây, người ta thường sử dụng acid HCl để tẩy trắnggiấy, tuy nhiên, HCl thải ra trong quy trình sản xuất làm ô nhiễm môitrường và gây hại so với sức khỏe thể chất con người. Ngày nay, người ta sửdụng enzyme cellulase trong quy trình tiến độ tẩy trắng cũng như quy trình táichế giấy. Ưu điểm của chiêu thức này là giữ cho sợi giấy không bị ănmòn nhiều và không gây tác động ảnh hưởng đến thiên nhiên và môi trường. 2. Trong công nghiệp dệt : Trong công nghiệp dệt, người ta sử dụng enzyme cellulase để giữu màu vảisáng, bền và không bị sờn cũ. Đối với vải jean, cellulase được dùng để làm mềm vải và tạo ra những vệt “ stone washed ”. Trước đây những vệt “ stone washed ” được làm thủ công bằng cáchdùng đá bọt chà lên vải jean, làm mất lớp kiềm trên mặt phẳng vải và tạo ra những sợichỉ trắng. Hiện nay người ta sử dụng enzyme cellulase trong quá trình giặt vải jeanthay cho việc sử dụng đá bọt. Enzyme cellulase chỉ phân hủy thao những vết kiềmtrên vải jean đã nhuộm màu để tạo ra những vệt “ stone washed ”. Các vệt “ stonewashed ” được tạo ra bằng giải pháp này bền hơn bằng dùg đá bọt. Ngoài ra, người ta hoàn toàn có thể tăng độ đậm nhạt bằng cách tăng hay giảm hàm lượng cellulase sửdụng trong quá trình giặt. 3. Trong giải quyết và xử lý thiên nhiên và môi trường : Các chất thải hữu cơ chiếm một khối lượng lớn trong tổng số chất thải hữ cơhiện nay ở những đô thị và những khu công nghiệp. Trong những chất thải hữ cơ có nguồngốc thực vật, cellulose chiếm khoảng chừng 50 %. Các chất thải hữu cơ phân hủy trongđiều kiện tự nhiên thì thời hạn phân hủy rất lâu ( khoảng chừng hơn tám tháng ở điều kiệnkhí hậu nhiệt đới gió mùa ). Tuy nhiên nếu bổ trợ vi sinh vật giàu cellulase thì thời gianphân hủy sẽ rút ngắn chỉ còn khoảng chừng một tháng. Điều này rất có ý nghĩa trong việcbảo vệ môi trường tự nhiên ( hạn chế sự ô nhiễm nước, không khí và đất ), đồng thời thúcđẩy quy trình chuyển hóa vật chất trong tự nhiên. Ngoài việc bổ trợ trực tiếp vi sinh vật vào bể ủ để giải quyết và xử lý rác thải thì việc tạora những chế phẩm vi sinh có chứa vi sinh vật sinh ra cellulase đã được điều tra và nghiên cứu vàsản xuất. Phức hệ cellulase được sử dụng để giải quyết và xử lý nguồn nước thải do những nhà máygiấy thải ra. Nguyên liệu làm giấy là gỗ ( sinh khối của thực vật bậc cao ). Sinh khốinày chưa rất nhiều loại polysaccharide, trong đó những polysaccharide quan trọngquyết định tới chất lượng, số lượng giấy là cellulose. Vì vậy, nước thải của nhàmáy giấy, những cơ sở chế biến gỗ, những xưởng mộc khi bổ trợ chế phẩm chưa phứchệ cellulase đem lại hiệu suất cao cao. 4. Trong sản xuất thức ăn gia súc : Nguồn phế liệu giàu cellulose trong tự nhiên rất phong phú, phong phú và đa dạng như : rơm, rạ, bã mía, cùi bắp. Tuy nhiên phần nhiều những chế phẩm nàybị vứt bỏ hoặc ủlàm phân bón, hoặc được sử dụng làm chất đốt, trong khi đó, nguồn nguyên liệurẻ tiền dùng trong chế biến thức ăn gia súc lại thiếu. Vì vậy, việc ứng dụng enzymecellulase để phân hủy nguồn phế phẩm chứa cellulose vừa dùng làm nguồn thức ăncho gia súc, vừa góp thêm phần bảo vệ thiên nhiên và môi trường là một yếu tố đáng chăm sóc. Hiện nay người ta đã dùng vi sinh vật để lên men bã mía của nhà máy sản xuất đườngLa Ngà để bổ trợ vào thức ăn gia súc. 5. Trong kỹ thuật di truyền. Chế phẩm enzyme cellulase tinh khiết được ứng dụng trong kỹ thuật ditruyền vì enzyme cellulase phá vỡ tế bào thực vật mà khôgn làm tổn thương những cơquan bên trong tế bào, bảo vệ sự nguyên vẹn của những tác nhân di truyền. Do đó, giải pháp này đã nhanh gọn sửa chữa thay thế những giải pháp cơ học và hóa học. 6. Trong công nghiệp chế biến thực phẩm : 6.1. Trong công nghiệp sản xuất bia. Trong công nghệ tiên tiến sản xuất bia, những chế phẩm enzyme amylase, protease vàglucanase đã được sử dụng để ngăn ngừa sự tạo thành những diacetyl, do đó βgiảmlượng diacetyl được tạo thành do rút ngắn thời hạn cần để ủ bia. Trong dịch lên men có chứa một hàm lượng β-glucan, chất này ảnh hườngtới năng lực lọc và gây đục cho bia. 6.2. Trong công nghiệp sản xuất cafe. Trong quy trình sản xuất cafe ở Nước Ta, cafe đa phần được sản xuấtbằng phường pháp khô, giải pháp này cho chất lượng cafe không cao. Đểtiến hành nâng cao chất lượng cafe và làm tăngkhar năng trích ly dịch quả. Trong khâu bóc vỏ, cellulose gây hiện tượng kỳ lạ thẫm màu, làm giảm chất lượng khisấy, đồng thời cản trở việc bóc vỏ. Khí sử dụng chế phẩm A.niger có tên thươngmại là Biovina-09 có hoạt tính pectinase và cellulase cho thấy số lượngcà phê bócvỏ tăng, hạt cafe bóc vỏ bằng chế phẩm không còn nhớt như hạt không sử dụngchế phẩm enzyme và hiệu suất bóc vỏ khá cao. Trong quy trình trích ly dịch quả, cellulose và pectin cản trở sự thoát những chất hòa tan trong tế bào ra ngoài tế bào. Khi sử dụng chế phẩm Biotin-09, hiệu suất trích lycao hơn mẫu không sử dụng là46 %. 6.3. Trong sản xuất những loại nước quả. Trong sản xuất những loại nước quả không cồn, cellulase được thêm vào giaiđoạn dịch hóa, hemicellulase sẽ đem lại hiệu suất cao của chế phẩm, làm cho độ đồnghóa của nước thịt tốt hơn. Dịch quả sau khi ép chiết thường chứa những thành phần tếbào thịt quả và những chất xơ có thực chất polysaccharide làm cho dịch có độ nhớt caovà có màu đục. Glucanase thường được dùng để phá vỡ thành tế bào, thủy phâncác polysaccharide làm giảm độ nhớt của dịch quả tạo thuận tiện cho quy trình táchchiết và làm trong. Glucanase phối hợp với hemicellulase, pectinase trong chế phẩmenzyme Viscoenzyme 120L được sử dụng đa phần trong phá vỡ tế bào đậu tương. Mỗi dạng enzyme trong phức tạp cellulase tham gia thủy phân từ cơ chấttheo một chính sách riêng. Tuy nhiên, những enzyme này thường phối hợp để thủyphân trọn vẹn phân tử cơ chất thành mẫu sản phẩm đơn thuần là glucose. Dịch này thường chứa những thành phần tế bào thịt quả và những thành phần củapolysaccharide làm cho dịch quả có độ nhớt cao. Để tăng hiệu suất trúch ly dịchquả, giảm bớt độ nhớt, tăng mức cảm quan nước quả và giảm bớt một số ít côngđoạn, việc bổ trợ endoglucanase rất quan trọng. Enzyme này là điểm mấu chốtcải thiện hiệu suất dịch hóa. Sự phối hợp của glucanase và pectinase sẽ phá hủyhoàn toàn màng tế bào. Trong quy trình sản xuất, ở tiến trình dịch hóa bổ trợ hỗnhợp những enzyme cellulase, hemicellulase sẽ đem lại hiệu qủa cao của chết phẩm, làm cho độ đồng thế của nước quả có thịt sẽ tốt hơn. Tài liệu tham khảo1. Nguyễn Đức Lượng và môt số tác giả, Công nghệ enzyme, NXB Đại họcquốc gia TP Hồ Chí Minh 20042. GS.TS Mai Xuân Lương, Giáo trình Enzyme, NXB Đại học Đà Lạt, 20053. Nguyễn Thu Sang, Bài giảng Hóa Sinh học thực phầm, Đại học công nghiệpthực phầm TP.Hồ Chí Minh, 20114. Nguyễn văn Tuấn, Luận Văn Thạc sỹ khoa học sinh học, Tuyển chon, nuôicấy chủng Aspergillus Awanori sinh tổng hợp Endo-1, 4 – glucanase và đánhgiá đặc thù lý hóa của hợp Endo-1, 4 – glucanase, NXB Đại học TháiNguyên, 2009

Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay