ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHIỆP

ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHIỆP

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (307.4 KB, 18 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC THỰC PHẨM

Đề tài:

ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHIỆP
INDUSTRIAL ENZYME APPLICATIONS
Ole Kirk*, Torben Vedel Borchert and Claus Crone Fuglsang

GVHD: Phan Minh Anh Thư

TP.HCM – 20/04/2013
MỤC LỤC

1

ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHIỆP
Khả năng xúc tác của enzyme đã được đưa ra để ứng dụng vào các quá
trình và sản phẩm công nghiệp. Sự phát triển gần đây của công nghệ sinh học,
đặc biệt trong lĩnh vực kỹ thuật protein và tiến hóa định hướng đã cung cấp
những công cụ quan trọng cho sự phát triển mạnh của việc ứng dụng enzyme:
cải thiện các thuộc tính của enzyme trong những ứng dụng kỹ thuật đã được
thiết lập, đồng thời sản xuất enzyme mới ứng dụng vào những lĩnh vực mới
trước đây chưa từng sử dụng enzyme.
1. Giới thiệu chung
Nền công nghiệp enzyme được biết đến ngày nay là kết quả của sự phát
triển nhanh qua 4 thập kỷ qua nhờ vào sự phát triển của công nghệ sinh học
hiện đại. Enzyme được tìm thấy trong tự nhiên như trong dạ dày bê, trái đu đủ
hoặc được tạo ra từ vi sinh vật trong quá trình chuyển hóa của chúng đã được

2

sử dụng từ thời cổ đại trong quá trình sản xuất các sản phẩm thực phẩm như
phô mai, bánh mì, bia, rượu, giấm và trong các mặt hàng như da, thuốc nhuộm,
vải. Tuy nhiên, ở giai đoạn này enzyme chưa được sử dụng ở dạng tinh khiết
chất lượng tốt. Trong những thập kỷ gần đây, với sự tiến bộ của công nghệ lên
men enzyme đã được sản xuất dưới dạng tinh khiết, chất lượng tốt thậm chí với
quy mô lớn dựa trên cơ sở chọn lọc. Kể từ đó, enzyme đã được ứng dụng rộng
rãi trong những quá trình, sản phẩm công nghiệp thực sự, ví dụ như trong lĩnh
vực công nghiệp chất tẩy rửa, dệt và tinh bột. Việc ứng dụng công nghệ tái tổ
hợp gen đã cải thiện quá trình sản xuất, thương mại hóa các sản phẩm enzyme
mà trước đây chưa từng có. Hơn thế nữa, sự phát triển gần đây của công nghệ
sinh học hiện đại, kỹ thuật protein cũng như tiến hóa định hướng đã góp phần
vào sự phát triển của enzyme công nghiệp (Theo Hình 1). Những cải tiến này đã
tạo ra những enzyme thích hợp thể hiện nhiều hoạt tính mới, trong những điều
kiện mới. Vì vậy mà enzyme ngày càng được sử dụng phổ biến trong công
nghiệp.
Hình 1. Những bước tiến trong sự phát triển của enzyme
Sự phát triển của enzyme hiện nay

Sự phát triển của enzyme truyền thống

Tạo sự đa dạng sinh học

Sự đa dạng tự nhiên
Cải tiến mô hình phân tử

Chọn lọc sơ cấp
Đột biến tự nhiên

Chọn lọc thứ cấp
Tạo hệ thống biểu hiện thuộc tính
Lên men
Thiết lập quy trình

Sản xuất

Tinh chế
Lập công thức

Thiết lập quy trình

Sản xuất
3

Bảng 1. Enzyme sử dụng trong những mảng công nghiệp khác nhau
Ngành công
nghiệp

Chất tẩy rửa
(bột giặt và
nước rửa chén)

Tinh bột và
nhiên liệu

Lớp enzyme
Protease

Amylase
Lipase
Cellulase
Mannanase

Amylase
Amyloglucosidase
Pullulanase
Glucose isomerase
Cyclodextringlycosyltransferase
Xylanase
Protease
Protease

Thực phẩm
(bao gồm các
sản phẩm sữa)

Bánh nướng

Lipase
Lactase
Pectin methyl
esterase
Pectinase
Transglutaminase
Amylase
Xylanase
Lipase
Phospholipase

Glucose oxidase
Lipogenase
Protease
Transglutaminase

Chức năng
Loại bỏ chất bẩn protein
Loại bỏ chất bẩn tinh bột
Loại bỏ chất bẩn dầu mỡ
Làm sạch, loại màu và chống kết bám (vải
cotton)
Loại bỏ chất bẩn manan

Hóa lỏng và đường hóa tinh bột
Đường hóa
Đường hóa
Sản xuất fructose
Sản xuất cyclodextrin
Giảm độ nhớt (nhiên liệu và tinh bột)
Tạo nguồn dinh dưỡng cho nấm men (trong
sản xuất nhiên liệu)
Đông tụ sữa, sản xuất sữa cho trẻ em (giảm dị
ứng), tạo mùi hương
Tạo mùi cho phô mai
Loại bỏ đường lactose trong sữa
Tạo độ chắc cho các sản phẩm từ trái cây
Sản xuất các sản phẩm từ trái cây
Thay đổi độ dẻo, độ nhớt
Điều chỉnh độ mềm, xốp của bột bánh mì
Điều chỉnh bột nhào

Điều chỉnh và ổn định bột nhào (chất tạo nhũ).
Điều chỉnh và ổn định bột nhào (chất tạo nhũ)
Tăng lực của gluten bột nhào
Tăng lực của bột nhào, làm trắng
Sản xuất bánh bích quy
Tăng lực bột nhào laminate (bột nhào dạng
cán thành lớp mỏng).

4

Thức ăn cho
vật nuôi

Nước giải khát

Dệt

Phytase
Xylanase
β – Glucanase
Pectinase
Amylase
β – Glucanase
Acetylacetate
decarboxylase
Laccase
Cellulase
Amylase
Pectate lyase

Catalase
Laccase
Peroxidase
Lipase
Protease
Amlylase

Bột giấy và giấy
Xylanase
Cellulase
Chất béo, dầu
thực vật
Tổng hợp chất
hữu cơ
Thuộc da
Sản phẩm
chăm sóc cá
nhân

Lipase
Phospholipase
Lipase
Acylase
Nitrilase
Protease
Lipase
Amyloglucoxidase
Glucose oxidase
Peroxidase

Tiêu hóa phytate, chống thiếu phospho
Tiêu hóa thức ăn
Tiêu hóa thức ăn
Ngâm, pectin hóa
Xử lý nước trái cây, bia năng lượng thấp
Ngâm
Làm chín bia
Lọc nước trái cây, tạo mùi cho bia, xử lý nút
chai
Hoàn thiện vải denim, làm mềm vải cotton
Làm giảm kích thước sợi
Tẩy vải
Làm trắng
Làm trắng
Loại bỏ thuốc nhuộm
Điều chỉnh sự nhiễm bẩn, nhựa
Loại bỏ lớp màng sinh học
Phủ tinh bột, tăng khả năng loại mực, tăng tính
ưa nước của sợi
Tẩy trắng giấy
Tăng khả năng loại mực, tăng tính ưa nước
của sợi, thay đổi cấu trúc sợi
Ester hóa chất béo dạng trans
Giảm độ nhớt, sản xuất lyso-lecithin
Hòa tan các alcohol và amide bất đối xứng
Tổng hợp penicillin có nguồn gốc từ thiên
nhiên
Tổng hợp acid carboxylic
Xử lý da
Tẩy da

Chống vi sinh vật, kết hợp cùng glucose
oxidase
Làm trắng, chống vi sinh vật
Chống vi sinh vật.

Như Bảng 1. trên thể hiện đa dạng hóa sự ứng dụng của enzyme cả về số
lượng lẫn mức độ phức tạp. Ứng dụng chính của enzyme trong lĩnh vực công
nghiệp vẫn là thủy phân, phân giải những hợp chất trong tự nhiên. Protease ở vị
trí đứng đầu, vì được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chất tẩy rửa và công
nghiệp sữa. Đứng thứ hai là các carbohydrase, chủ yếu là amylase và cellulase,
sử dụng trong công nghiệp tinh bột, dệt, chất tẩy rửa, bánh.

5

Như minh họa ở hình 2,
công nghiệp kỹ thuật, chủ yếu là
chất tẩy rửa, tinh bột, dệt, cồn
nhiên liệu, đạt mức tiêu thụ lớn
nhất của enzyme công nghiệp.
Nhìn chung, giá trị ước tính của
toàn thế giới sử dụng enzyme
công nghiệp có sự tăng trưởng
từ 1 tỷ đô la năm 1995 lên đến 1,5 Hình 2. Thị trường enzyme công nghiệp theo
tỷ đô la vào năm 2000. Theo sự
tăng trưởng này, cần có sự thay
đổi cần thiết trong một số nghành
công nghiệp kỹ thuật chính, đầu

lĩnh vực. Trong năm 2000, thị trường enzyme đạt

1,5 tỷ đô la. Lĩnh vực công nghiệp kỹ thuật bao
gồm chất tẩy rửa, tinh bột, dệt, cồn nhiên liệu, da
thuộc, giấy và bột giấy

tiên phải nói đến là công nghiệp
chất tẩy rửa. Sự tăng trưởng mạnh nhất trong những thập kỷ vừa qua được biết
đến là công nghiệp bánh và thức ăn vật nuôi. Tuy nhiên sự tăng trưởng này cũng
bao gồm cả trong tổng hợp chất hữu cơ, bột giấy và giấy, sản phẩm chăm sóc cá
nhân. Bài tổng quan này đề cập đến công nghệ enzyme mới và ứng dụng của
enzyme trong các lĩnh vực khác nhau gần đây.
2. Những công nghệ mới cho nghiên cứu enzyme
Vi sinh vật tự nhiên là nguồn cung cấp nhiều enzyme khác nhau. Sự phát
triển trong tin sinh học và chuỗi dữ liệu sẵn có đã tăng đáng kể hiệu quả của việc
phân lập những gen đặc biệt từ tự nhiên. Kỹ thuật protein thích hợp và khả năng
đưa ra những protein mới với một vài thay đổi nhỏ dựa trên nền tảng cấu trúc,
liên quan đến tính chất lý sinh và hóa sinh, đã đưa ra những công cụ mới trong
tối ưu hóa enzyme trong những thập niên tám mươi. Tiến hóa định hướng là
công cụ gần đây nhất được sử dụng cho việc cải tiến enzyme. Bằng cách gây ra
một hay nhiều đột biến gen ngẫu nhiên, người ta tạo ra những ngân hàng biến

6

dị; từ đó tiến hành sàng lọc, chọn lọc chủng enzyme phù hợp. Những biến dị sau
khi được phân lập, cải tiến theo một chu trình sàng lọc, sẽ được sử dụng như
nguyên liệu thứ cấp trong những chu trình tái tổ hợp hay thế hệ đa dạng mới.
Gần đây, nhiều nổ lực trong việc đưa ra những thông số quan trọng trong tiến
hóa định hướng đã nổi lên và gặt hái được những thành công nhất định; chẳng
hạn như việc kết hợp kỹ thuật tái tổ hợp với tiến hóa định hướng. Công nghệ
mới được dự đoán là sẽ thay thế công nghệ hiện tại, tuy nhiên chúng tôi hy vọng

rằng thời gian sẽ trả lời việc kết hợp tiến hóa định hướng, thiết kế enzyme và sự
đa dạng của tự nhiên như thế nào để tạo ra những phân tử enzyme mới với
những đặc tính mong muốn và hiệu quả sử dụng cao.
3. Ứng dụng của enzyme
3.1. Ứng dụng trong công nghiệp chất tẩy rửa
Enzyme được sử dụng như một chất bổ sung vào chất tẩy rửa, mảng ứng
dụng lớn nhất của enzyme công nghiệp, cả về số lượng cũng như chất lượng.
Thành phần chính là protease, tuy nhiên cũng có thể bổ sung một số chất thủy
phân khác tùy vào chất bẩn cần được loại bỏ.
Những kỹ thuật tiên tiến để tạo ra những enzyme tẩy rửa mới dựa trên nền
tảng enzyme tẩy rửa truyền thống như protease và amylase đã và đang phát
triển. Những enzyme thế hệ thứ hai, thứ ba đã được tối ưu hóa, đáp ứng yêu
cầu của chất tẩy rửa. Đặc biệt, ngoài sự tương thích của enzyme với các thành
phần của chất tẩy rửa, các enzyme cũng có khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp
hơn đã được đề cập trong những nghiên cứu báo cáo gần đây. Để tiết kiệm điện
năng, nhiệt độ sử dụng trong máy giặt, máy rửa chén đã được cắt giảm trong
những năm gần đây. Như vậy, enzyme có thể giúp cho vấn đề dọn dẹp, loại bỏ
chất bẩn được thực hiện hiệu quả hơn.
Ví dụ gần đây của enzyme tẩy rửa thế thệ thứ hai bao gồm sự phát triển
của amylase hiện đại, có thể tăng khả năng hoạt động được ở điều kiện nhiệt độ
thấp, pH kiềm. Những enzyme này được phát triển bằng việc kết hợp chọn lọc vi

7

sinh vật và kỹ thuật protein thích hợp. Protease có khả năng hoạt động ở nhiệt
độ thấp được tách từ tự nhiên, nhưng được cải tiến ở phòng thí nghiệm bằng
phương pháp cải tiến định hướng. Hơn thế nữa, từ nguyên liệu ban đầuenzyme
26 subtislisin(serine endopeptidase) của Ness và cộng sự đã thay đổi cấu trúc
vòng DNA để tạo những enzyme mới với sự cải thiện hoạt tính đáng kể.Việc cải

tiến dựa trên những đặc tính tẩy rửa của protease (ví dụ như tăng hoạt tính xúc
tác mạnh hơn, ổn định ở pH kiềm).
Những sản phẩm mới gần đây đã đưa thêm nhóm enzyme mới mannanase
– kết quả nghiên cứu phát triển của Proter và Gramble và hãng Novozymes.
Những enzyme này dùng để loại bỏ chất guar gum (phụ gia thường dùng để ổn
định và tạo độ đặc cho sản phẩm thực phẩm).
3.2. Ứng dụng trong chuyển hóa tinh bột
Chuyển tinh bột thành dịch high fructose corn syrup (dịch đường fructose
nồng độ cao) với sự tác dụng của enzyme đã được nghiên cứu hoàn chỉnh, là
một ví dụ điển hình của quá trình sinh học, sử dụng một chuỗi enzyme liên tiếp
nhau. Enzyme ứng dụng trong công nghiệp tinh bột là một đề tài được nghiên
cứu, phát triển liên tục.
Bước đầu tiên trong quá trình là chuyển tinh bột thành oligomaltodextrins
bằng enzyme α- Amylase. Quá trình này đòi hỏi phải được thực hiện trong giới
hạn khả năng chịu nhiệt của enzyme. Sử dụng α- Amylase truyền thống, pH phải
điều chỉnh ở mức độ vừa phải, đồng thời canxi phải được thêm vào để ổn định
hoạt tính của enzyme. Dòng α- Amylase mới phát triển gần đây với những tính
chất ưu việt hơn như khả năng ổn định nhiệt, chịu acid, đặc biệt là có khả năng
xúc tác mà không cần bổ sung canxi đã nâng cao lợi nhuận của ngành công
nghiệp tinh bột một cách rõ rệt. Những nổ lực nghiên cứu kỹ thuật cải thiện hoạt
tính của những enzyme sử dụng sau quá trình thủy phân tinh bột thành
oligomaltodextrins cũng đang được phát triển như glucoamylase, glucose
isomerase.

8

3.3. Ứng dụng trong sản xuất cồn nhiên liệu
Trong công nghiệp sản xuất cồn, sử dụng enzyme cho sản xuất đường
được phân giải từ tinh bột đã được nghiên cứu hoàn chỉnh. Trải qua nhiều thập

kỷ, nhu cầu cồn nhiên liệu tăng lên là hệ quả của việc ý thức của nhân loại về
môi trường tăng lên, cũng như giá dầu leo cao; vì vậy để giải quyết những vấn
đề thực tiễn trên, người ta đã giới hạn lượng phụ gia nhất định trong dầu mỏ_
methyl tert-butyl ether (MTBE) bằng cách thay thế nó bằng cồn. Do đó, những
nghiên cứu hiện tại được thực hiện đề phát triển những enzyme cải tiến, giá rẻ,
có thể tận dụng nguồn cơ chất là lignocellulose để sản xuất cồn sinh học nhiều
ưu thế hơn khi so sánh với nhiên liệu xăng dầu khai thác từ mỏ. Giá của enzyme
cần để chuyển lignocellulose thành vật liệu thô thích hợp cho việc lên men tạo
cồn là vấn đề trọng tâm, công việc nghiên cứu hiện nay chủ yếu tập trung vào
việc tăng khả năng xúc tác và tính ổn định để sản xuất cồn có hiệu quả. Những
chương trình quốc gia lớn của phòng năng lượng Mỹ đưa ra để hỗ trợ, khuyến
khích hướng nghiên cứu này nhằm góp phần giảm ô nhiễm môi trường, hướng
đến nghị định thư Kyoto.
3.4. Ứng dụng trong công nghiệp dệt
Trong công nghiệp dệt, hoạt động xúc tác của enzyme mới được đưa vào
ứng dụng gần đây. Nền công nghiệp này chịu một sức ép lớn về vấn đề môi
trường bởi vì nó tiêu tốn nhiều năng lượng, nước và ô nhiễm môi trường. Một
trong những khâu tiêu tốn nhiều năng lượng, nước trong sản xuất vải cotton là
khâu tẩy vải để loại bỏ nhiều hợp chất khác nhau trên thành tế bào trong sợi
cellulose. Khâu này thông thường được thực hiện ở nhiệt độ cao, điều kiện kiềm
mạnh, tuy nhiên nếu được thực hiện bằng enzyme sẽ tiến hành ở nhiệt độ thấp,
tiêu tốn ít nước hơn nhờ hoạt động của pectate lyase. Do tính thân thiện với môi
trường, kỹ thuật mới này đã được chính phủ Mỹ trao tặng giải thưởng tài năng
hóa học xanh năm 2001. Tiếp nối thành công của việc ứng dụng enzyme trong

9

tẩy vải, ngày nay enzyme đã được sử dụng trong hầu hết các công đoạn chính
của quá trình sản xuất vải cotton (Hình 3.)

α – Amylase

Làm giảm kích thước sợi

Vải thô

PectinasePeroxidase (loại bỏ thuốc nhuộm
Acid
dưcellulose
thừa) (làm bóng vải sinh học)

Tẩy vải

Nhuộm vải

Catalase (làm trắng vải)

Làm giảm kích thước sợi Rửa vải với đá
α – Amylase

Làm trắng

Hoàn thiện

Vải hoàn thiện

Làm trắng

Vải blue jeans hoàn thiện
PectinasePeroxidase (loại bỏ thuốc nhuộm

Acid
dưcellulose
thừa) (làm bóng vải sinh học)

HìnhCellulase
3.Những
enzyme sử dụng trong quá trình sản xuất vải Denim
trung tính
Laccase/mediator
Như vậy sử dụng enzyme mang lại lợi ích cả trong công nghiệp dệt cũng như

Làm giảm kích thước sợi

vấn đề môi trường.

Tẩy vải

Làm trắng

Nhuộm vải

Hoàn thiện

3.5. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất thức ăn cho vật nuôi
Vải thô
Catalase
Vảithành
hoàn thiện
Ứng
dụng enzyme trong

lĩnh(làm
vựctrắng
nàyvải)
cũng được triển khai
công. Ví

dụ, trong suốt các thập kỷ vừa qua, xylanase và β – glucanase có trong ngũ cốc
được
làm thức
ănvải
cho
vậtLàm
dạtrắng
dày đơn, ngược lại đối với động vật
Làm
giảmdùng
kích thước
sợi Rửa
vớiđộng
đá
Vải blue jeans hoàn thiện
nhai lại có khả năng phân giải tốt và sử dụng nguồn thức ăn từ thực vật chứa

nhiều cellulose và hemicellulose. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu
Cellulase
trung
tính nguồn Laccase/mediator
tập trung vào vấn
đề sử
dụng

hợp chất phospho tự nhiên từ acid phytic

trong thức ăn có nguồn gốc ngũ cốc cho động vật dạ dày đơn. Chúng hấp thu tốt
hơn nguồn phospho tự nhiên (mà trong số đó có khoảng 85-90% được liên kết
với acid phytic) chỉ khi thêm phytase vào thức ăn cho vật nuôi. Những chú ý liên
quan đến enzyme này tăng lên đáng kể trong những năm gần đây. Một số quốc

10

gia trước đây đã sử dụng xương động vật nghiền để làm thức ăn vật nuôi để bổ
sung nguồn phospho vô cơ; điều này đã bị cấm do đó là nguyên nhân gây nên
bệnh bò điên. Đồng thời, ở nhiều quốc gia phương Tây chuyên sản xuất thịt phải
tuân thủ theo những nguyên tắc khi loại bỏ phospho ra ngoài môi trường. Vì vậy,
việc thêm phytase vào thức ăn vật nuôi sẽ giảm đáng kể việc thải phospho ra
khỏi dạ dày đơn, phytase đã trở thành một lĩnh vực lớn enzyme trong công
nghiệp thức ăn chăn nuôi. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy việc bổ sung phytase
không những làm tăng khả năng hấp thu phospho ở vật nuôi mà còn tăng khả
năng hấp thu một số dưỡng chất khác. Những tiến bộ gần đây nhất trong
enzyme dùng làm thức ăn cho vật nuôi đều hướng đến khả năng ứng dụng cao
và khả năng hoạt động của enzyme. Phytase mới từ nấm được nhận diện với
hoạt độ riêng tăng từ 4-50 lần so với những báo cáo trước đây. Sự cải tiến
hướng đến sự phát triển những enzyme tốt hơn để tăng hoạt tính xúc tác của
phytase từ nấm bằng đột biến định hướng điểm. Ví dụ như dựa trên cơ sở
nghiên cứu cấu trúc không gian ba chiều, hoạt độ riêng của phytase nấm
Asperillus fumigatus tăng gấp bốn lần. Để enzyme có thể được sử dụng làm
thức ăn dạng viên, thì enzyme phải có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao (trên
800C) trong suốt quá trình tạo viên ở một thời gian ngắn. Ý tưởng hướng đến tạo
ra những enzyme chịu nhiệt trong cấu trúc phytase liên hợp dựa trên tính tương
đồng của các loại phytase khác nhau. Những enzyme này thể hiện hoạt tính

trong giới hạn ổn định nhiệt tăng đến khoảng 80 0C. Vì vậy, sử dụng phospho
không chỉ là một vấn đề được quan tâm trong công nghiệp thức ăn chăn nuôi, nó
còn có khả năng tăng khả năng hấp thu các nguồn dưỡng chất khác, ví dụ như
tăng khả năng tiêu hóa protein trong đậu nành. Hiển nhiên rằng trong tương lai,
chúng ta sẽ sử dụng những enzyme thủy phân mới khác nhau để ứng dụng
trong công nghiệp thức ăn chăn nuôi nhằm tăng giá trị của nguyên liệu, tiết kiệm
năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm, tác động có lợi đến môi trường.

11

3.6. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm
Như đã chỉ ra ở Bảng 1, ứng dụng của enzyme trong công nghiệp thực
phẩm là rất phong phú và đa dạng, từ cấu trúc đến tạo hương. Thông thường,
hầu như tất cả các ứng dụng thực phẩm, enzyme được ứng dụng như tác nhân
xử lý cơ chất từ chuẩn bị nguyên liệu đến sản phẩm cuối. Nhiều nghiên cứu đã
được thực hiện để tối ưu enzyme trong sử dụng sản xuất protein tái tổ hợp tạo
ra enzyme tinh khiết, không tạo sản phẩm phụ bất lợi.
Gần đây, nhiều nghiên cứu được thực hiện về ứng dụng của
transglutaminase như tác nhân tạo cấu trúc trong quá trình chế biến, ví dụ trong
xúc xích, mì, yohurt, trong đó liên kết ngang của protein được cung cấp để tăng
độ nhớt, dẻo cho sản phẩm. Tuy nhiên, phạm vi sử dụng của enzyme này bị giới
hạn vì khả năng cung ứng của nó trên quy mô công nghiệp. Hiện nay, chỉ có duy
nhất transglutaminase từ Streptoverticillium sp. là sẵn có ở dạng thương mại, và
việc nghiên cứu vẫn đang tiếp tục nhằm tăng khả năng cung ứng của enzyme
bằng sản xuất tái tổ hợp ở Escherichia coli.
Trong công nghiệp bánh, nhu cầu enzymes lipolytic tăng đáng kể. Những đề
xuất gần đây về lipase (phospho) có thể sử dụng thay thế hoặc hỗ trợ chất tạo
nhũ truyền thống, vì enzyme này làm giảm cấu trúc của lipid bột mì, góp phần
tăng khả năng tạo nhũ của bột. Những nỗ lực từng bước được nghiên cứu gần

đây hướng đến việc hiểu rõ hơn về cấu trúc bánh mì cũ và sử dụng α – amylase
và xylanase để ngăn chặn hiện tượng này bằng. Nghiên cứu cũng đã đi đến kết
luận rằng khả năng kết hợp, giữ nước trong tinh bột và những đoạn
hemicellulose – nguồn cơ chất tương ứng của dụng α – amylase và xylanase là
tác nhân ảnh hưởng chính đến việc duy trì cấu trúc mềm xốp dẻo của bánh.
Việc xác định cấu trúc không gian ba chiều gần đây của amylase sử dụng
để chống hư bánh (Novamyl) cung cấp cái nhìn khách quan về tính chất hoạt
động của enzyme. Những amylase này có thể phân giải amylopectin đến một độ

12

nhất định để ngăn chặn tái kết tinh sau khi hồ hóa mà không làm giảm cấu trúc
mạng của amylopectin ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của bánh mì.
Bên cạnh những bước tiến được đề cập ở trên, nhiều ứng dụng mới trong
công nghiệp thực phẩm cũng được đề cập với nhiều tài liệu trên công cộng. Sử
dụng laccase làm trong nước ép trái cây (laccase phân giải liên kết ngang của
polyphenols, kết quả là dễ dàng loại bỏ polyphenols bằng cách lọc), và tăng
hương trong bia gần đây được ứng dụng trong công nghiệp nước giải khát. Hiển
nhiên rằng những hiểu biết về chức năng của các lớp enzyme khác nhau sẽ đưa
ra những ứng dụng mới trong công nghiệp thực phẩm tương lai.
3.7. Ứng dụng trong chế biến dầu, chất béo
Trong công nghiệp dầu và chất béo, nhiều quá trình chế biến dựa vào
enzyme gần đây đã được đưa ra. Mặc dù lipases cố định trong ester hóa
triglyceride đã được mô tả ở những năm 1980, quá trình này vẫn không mang lại
hiệu quả đáng kể trong tiết kiệm chi phí khi đưa vào ứng dụng thực tế trên quy
mô lớn, ví dụ trong sản xuất margarine. Mặc dù sản xuất enzyme trở nên hiệu
quả hơn, tuy nhiên giá để cố định enzyme vẫn là một trở ngại lớn. Tuy nhiên
những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực enzyme đã giải quyết được vấn đề này, ví
dụ như cố định lipase dựa trên tạo hạt silica đã làm giảm giá thành đáng kể, và

quá trình sản xuất lipase dựa trên vật liệu mới này hiện nay trở thành một công
cụ cho sản xuất dầu, chất béo thương mại không chứa acid béo dạng trans. Một
quá trình mới khác gần đây được đưa ra là loại bỏ phospholipids trong dầu thực
vật, giảm độ gum, sử dụng phospholipase từ chủng vi khuẩn được chọn lọc. Vì
vậy, việc sử dụng enzyme trong những công đoạn khác nhau của chế biến dầu,
chất béo sẽ tiết kiệm cả về năng lượng và nước mang lại lợi ích cho công nghiệp
và môi trường.
3.8. Ứng dụng trong tổng hợp chất hữu cơ
Tổng hợp chất hóa học là một lĩnh vực sử dụng enzyme xúc tác được biết
đến từ lâu như một triển vọng tuyệt vời. Mặc dù vậy nhưng trong ngành công

13

nghiệp này, việc sử dụng enzyme vẫn còn thấp so với các ngành khác. Hiện tại,
chúng ta thấy rằng sự tăng trưởng đáng kể trong lĩnh vực này và những giai
đoạn sử dụng enzyme hiện nay được đưa ra rộng rãi để sản xuất những hợp
chất hóa học khác nhau. Một ví dụ điển hình là sản xuất chất trung gian ứng
dụng trong sản xuất thuốc và hóa chất dùng trong nông nghiệp. Thị trường này
bị phân chia thành nhiều phân khúc, vì rất ít enzyme có thể ứng dụng được trong
phạm vi rộng của những quá trình khác nhau. Quá trình sử dụng enzyme gần
đây được đưa ra bao gồm sử dụng lipase cho sản xuất amids và cồn tinh khiết,
nitrilase trong sản xuất acid carboxylic, acylase trong sản xuất penicillin bán tổng
hợp. Nhiều công ty bước đầu tận dụng chất xúc tác có bản chất enzyme, nhiều
tiến triển mới trong lĩnh vực này vẫn đang được mong chờ ở lĩnh vực này trong
những năm kế tiếp.
4. Kết luận và triển vọng
Như những đề cập trên, enzyme đang được sử dụng trong nhiều sản phẩm
quy trình công nghiệp khác nhau và những lĩnh vực mới. Nhờ vào những tiến bộ
của công nghệ sinh học hiện đại, enzyme ngày nay có thể được phát triển và

ứng dụng trong những quá trình kỹ thuật mà trước đây không ngờ đến. Trong
hầu hết các ứng dụng, việc đưa ra những enzyme có hoạt tính xúc tác hiệu quả
dưới những điều kiện ôn hòa sẽ tiết kiệm đáng kể nguồn năng lượng, nước
mang lại lợi ích cả trong công nghiệp cũng như vấn đề môi trường. Trong một
thế giới với sự tăng nhanh dân số và cạn kiệt nguồn tài nguyên dự trữ, công
nghệ enzyme hứa hẹn sẽ mang lại một tiềm năng lớn để giải quyết những thách
thức mà các nền công nghiệp phải đối mặt trong những năm sắp tới.
Tài liệu tham khảo
1. Godfrey T, West SI: Introduction to industrial enzymology. Industrial
Enzymology, edn 2. Edited by Godfrey T, West S. London:Macmillan Press;
1996:1-8.
2. McCoy M: Novozymes emerges. Chem Eng News 2000, 19:23-25.

14

3. Tobin MB, Gustafsson C, Huisman GW: Evolution: the ‘rational’ basis
for ‘irrational’ design. Curr Opin Struct Biol 2000, 10:421-427.
4. Voigt CA, Kauffman S, Wang ZG: Rational evolutionary design: the
theory of in vitro protein evolution. Adv Protein Chem 2000, 55:79-160.
5. Altamirano MM, Blackburn JM, Aguayo C, Fersht AR: Directed••
evolution of a new catalytic activity using the α/β-barrel scaffold. Nature
2000, 403:617-622. The elegant combination of rational engineering and directed
molecular evolution are used for the introduction of a new catalytic activity in an
enzyme.
6. Bisgaard-Frantzen H, Svendsen A, Norman B, Pedersen S, Kjærulff
S,Outtrup H, Borchert TV: Development of industrially important α-amylases.
J Appl Glycosci 1999, 46:199-206.
7. Wintrode PL, Miyazaki K, Arnold FH: Cold adaptation of amesophilic
subtilisin-like protease by laboratory evolution. J Biol Chem 2000,

275:31635-31640.
8. Ness JE, Welch M, Giver L, Bueno M, Cherry JR, Borchert TV,• Stemmer
WPC, Minshull J: DNA shuffling of subgenomicsequences of subtilisin. Nat
Biotechnol 1999, 17:893-896. This work describes the shuffling of a large family
of homologous genes and analysis of the resulting functional diversity. Screening
of a rather smalllibrary resulted in improvements for five different properties.
9. McCoy M: Soaps & detergents. Chem Eng News 2001, • 20:19-32. An
update on the latest developments within the detergent industry alsointroducing
the latest new detergent enzyme, a mannanase.
10. Shaw A, Bott R, Day AG: Protein engineering of α-amylases forlow
pH performance. Curr Opin Biotechnol 1999, 10:349-352.
11. Declerck N, Machius M, Wiegand G, Huber R, Gaillardin C: Probing•
structural

determinants

specifying

high

thermostability

in

Bacilluslicheniformis α-amylase. J Mol Biol 2000, 301:1041-1057. The elegant
use of suppressors aided the construction and analysis of thermo-stability of 175
amylase variants. Several stabilizing mutations were identified.
12. Sauer J, Sigurdskjold BW, Christensen U, Frandsen TP,Mirgorodskaya
E, Harrison M, Roepstorff P, Svensson B:Glucoamylase: structure/function

15

relationships and protein engineering. Biochem Biophys Acta 2000, 1543:275293.
13. Hartley BS, Hanlon N, Jackson RJ, Rangrajan M: Glucose
isomerase:insight into protein engineering for increased thermostability.
Biochem Biophys Acta 2000, 1543:294-335.
14. Jolly L: The commercial viability of fuel ethanol from sugar cane. Int
Sugar J 2001, 103:117-143.
15. Taylor F, Mcaloon AJ, Craig JC, Yang P, Wahjudi J, Eckhoff SR:
Fermentation and costs of fuel ethanol from corn with quick-germprocess.
Appl Biochem Biotechnol 2001, 94:41-49.
16. Taylor F, Kurantz MJ, Goldberg N, Mcaloon AJ, Craig JC: Dry-grind
process for fuel ethanol by continuous fermentation andstripping.
Biotechnol Prog 2000, 16:541-547.
17. Zaldivar J, Nielsen J, Olsson L: Fuel ethanol production from
lignocellulose: a challenge for metabolic engineering and process
integration. Appl Microbiol Biotechnol 2001, 56:17-34.
18. Wheals AE, Basso LC, Alves DMG, Amorim AV: Fuel ethanol after 25
years. Trends Biotechnol 1999, 17:482-487.
19. Tzanov T, Calafell M, Guebitz GM, Cavaco-Paulo A: Biolpreparation•
of cotton fabrics. Enzyme Microb Technol 2001, 29:357-362. This work
describes the successful substitution of traditional chemical processes by the
introduction of pectinases for biopreparation of cotton fabrics.
20. Lei XG, Stahl CH: Nutritional benefits of phytase and • dietary
determinants of its efficacy. J Appl Anim Res 2000, 17:97-112. The paper
discusses the beneficial gains of utilizing phytase for animal feed,in a fair and
critical manner, and provides a nice overview on this particularusage of phytase.
21. Kies AK, van Hemert KHF, Sauer WC: Effect of phytase on proteinand
amino acid digestibility and energy utilization. Worlds Poult Sci J 2001,

57:109-126.
22. Lei

XG,

Stahl

CH:

Biotechnological

development

of

effectivephytases for mineral nutrition and environmental protection. Appl
Microbiol Biotechnol 2001, 57:474-481.

16

23. Lassen SF, Breinholt J, Østergaard PR, Brugger R, Bischoff A,• Wyss M,
Fuglsang CC: Expression, gene cloning and characterization of five novel
phytases from four Basidiomycetefungi: Peniophora lycii, Agrocybe
pediades, a Ceriporia sp. And Trametes pubescens. Appl Environ Microbiol
2001, 67:4701-4707. Describes an entirely new group of fungal phytases and
their properties.One of these phytases has recently been commercialized for
application in animal feed.
24. Tomschy A, Tessier M, Wyss M, Brugger R, Broger C, Schnoebelen
L,van Loon APGM, Pasamontes L: Optimization of the catalytic properties of

Aspergillus fumigatus phytase based on the three-dimensional structure.
Protein Sci 2000, 9:1304-1311.
25. Lehmann M, Kostrewa D, Wyss M, Brugger R, D’Arcy A,• Pasamontes
L, van Loon APGM: From DNA sequence to improvedfunctionality: using
protein sequence comparisons to rapidly design a thermostable consensus
phytase. Protein Eng 2000,13:49-57. An interesting new approach for designing
enzymes with improved properties. A significant thermal stabilization is obtained
compared with the parent phytase backbones.
26. Kuraishi C, Yamazaki K, Susa Y: Transglutaminase: its utilization in•
the food industry. Foods Rev Int 2001, 17:221-246. Industrial application of
transglutaminase is still in its infancy. This paper provides a nice overview of
some of the first applications of this enzyme inthe food industry.
27. Yokoyama K, Nakamura N, Seguro K, Kubota K: Overproduction
ofmicrobial transglutaminase in Escherichia coli, in vitro refolding, and
characterization of the refolded form. Biosci Biotechnol Biochem 2000,
64:1263-1270.
28. Collar C, Martinez JC, Andreu P, Armero E: Effect of enzyme
associations on bread dough performance. A response surface study. Food
Sci Technol Int 2000, 6:217-226.
29. Monfort A, Blasco A, Sanz P, Prieto JA: Expression of LIP1 and LIP2
genes from Geotricum species in baker’s yeast strains and their

17

application to the bread-making process. J Agric Food Chem 1999, 47:803808.
30. Andreu P, Collar C, Martínez-Anaya MA: Thermal properties ofdoughs
formulated with enzymes and starters. Eur Food ResTechnol 1999, 209:286293.
31. Dauter Z, Dauter M, Brzozowski AM, Christensen S, Borchert TV,•• Beier
L, Wilson KS, Davies GJ: X-ray structure of Novamyl, the five-domain

‘maltogenic’ α-amylase from Bacillus stearothermophilus: maltose and
acarbose complexes at 1.7 Åresolution. Biochemistry 1999, 38:8385-8392.
Describes the determination of the three-dimensional structure of a maltogenic αamylase widely applied for providing antistaling effects in white bread. Structural
insight into the unique specificity and performance of this enzyme is also
provided.
32. Christensen MW, Andersen L, Kirk O, Holm HC: Enzymatic
interesterification of commodity oils and fats: approaching the tonnes
scale. Lipid Technol News 2001, 7:33-37.
33. Clausen K: Enzymatic oil-degumming by a novel • microbial
phospholipase. Eur J Lipid Sci Technol 2001, 103:333-340. The use of
phospholipases for oil-degumming is described with focus on the introduction of
the first enzyme of microbial origin for this application.
34. Schmidt A, Dordick JS, Hauer B, Kiener A, Wubbolts M, Witholt B:
Industrial biocatalysis today and tomorrow. Nature 2001, 409:258-268.

18

sử dụng từ thời cổ đại trong quy trình sản xuất những loại sản phẩm thực phẩm nhưphô mai, bánh mì, bia, rượu, giấm và trong những mẫu sản phẩm như da, thuốc nhuộm, vải. Tuy nhiên, ở quy trình tiến độ này enzyme chưa được sử dụng ở dạng tinh khiếtchất lượng tốt. Trong những thập kỷ gần đây, với sự tân tiến của công nghệ tiên tiến lênmen enzyme đã được sản xuất dưới dạng tinh khiết, chất lượng tốt thậm chí còn vớiquy mô lớn dựa trên cơ sở tinh lọc. Kể từ đó, enzyme đã được ứng dụng rộngrãi trong những quy trình, mẫu sản phẩm công nghiệp thực sự, ví dụ như trong lĩnhvực công nghiệp chất tẩy rửa, dệt và tinh bột. Việc ứng dụng công nghệ tiên tiến tái tổhợp gen đã cải tổ quy trình sản xuất, kinh doanh thương mại hóa những loại sản phẩm enzymemà trước đây chưa từng có. Hơn thế nữa, sự tăng trưởng gần đây của công nghệsinh học văn minh, kỹ thuật protein cũng như tiến hóa khuynh hướng đã góp phầnvào sự tăng trưởng của enzyme công nghiệp ( Theo Hình 1 ). Những nâng cấp cải tiến này đãtạo ra những enzyme thích hợp biểu lộ nhiều hoạt tính mới, trong những điềukiện mới. Vì vậy mà enzyme ngày càng được sử dụng thông dụng trong côngnghiệp. Hình 1. Những bước tiến trong sự tăng trưởng của enzymeSự tăng trưởng của enzyme hiện naySự tăng trưởng của enzyme truyền thốngTạo sự đa dạng sinh họcSự phong phú tự nhiênCải tiến quy mô phân tửChọn lọc sơ cấpĐột biến tự nhiênChọn lọc thứ cấpTạo mạng lưới hệ thống bộc lộ thuộc tínhLên menThiết lập quy trìnhSản xuấtTinh chếLập công thứcThiết lập quy trìnhSản xuấtBảng 1. Enzyme sử dụng trong những mảng công nghiệp khác nhauNgành côngnghiệpChất tẩy rửa ( bột giặt vànước rửa chén ) Tinh bột vànhiên liệuLớp enzymeProteaseAmylaseLipaseCellulaseMannanaseAmylaseAmyloglucosidasePullulanaseGlucose isomeraseCyclodextringlycosyltransferaseXylanaseProteaseProteaseThực phẩm ( gồm có cácsản phẩm sữa ) Bánh nướngLipaseLactasePectin methylesterasePectinaseTransglutaminaseAmylaseXylanaseLipasePhospholipaseGlucose oxidaseLipogenaseProteaseTransglutaminaseChức năngLoại bỏ chất bẩn proteinLoại bỏ chất bẩn tinh bộtLoại bỏ chất bẩn dầu mỡLàm sạch, loại màu và chống kết bám ( vảicotton ) Loại bỏ chất bẩn mananHóa lỏng và đường hóa tinh bộtĐường hóaĐường hóaSản xuất fructoseSản xuất cyclodextrinGiảm độ nhớt ( nguyên vật liệu và tinh bột ) Tạo nguồn dinh dưỡng cho nấm men ( trongsản xuất nguyên vật liệu ) Đông tụ sữa, sản xuất sữa cho trẻ nhỏ ( giảm dịứng ), tạo mùi hươngTạo mùi cho phô maiLoại bỏ đường lactose trong sữaTạo độ chắc cho những mẫu sản phẩm từ trái câySản xuất những mẫu sản phẩm từ trái câyThay đổi độ dẻo, độ nhớtĐiều chỉnh độ mềm, xốp của bột bánh mìĐiều chỉnh bột nhàoĐiều chỉnh và không thay đổi bột nhào ( chất tạo nhũ ). Điều chỉnh và không thay đổi bột nhào ( chất tạo nhũ ) Tăng lực của gluten bột nhàoTăng lực của bột nhào, làm trắngSản xuất bánh bích quyTăng lực bột nhào laminate ( bột nhào dạngcán thành lớp mỏng dính ). Thức ăn chovật nuôiNước giải khátDệtPhytaseXylanaseβ – GlucanasePectinaseAmylaseβ – GlucanaseAcetylacetatedecarboxylaseLaccaseCellulaseAmylasePectate lyaseCatalaseLaccasePeroxidaseLipaseProteaseAmlylaseBột giấy và giấyXylanaseCellulaseChất béo, dầuthực vậtTổng hợp chấthữu cơThuộc daSản phẩmchăm sóc cánhânLipasePhospholipaseLipaseAcylaseNitrilaseProteaseLipaseAmyloglucoxidaseGlucose oxidasePeroxidaseTiêu hóa phytate, chống thiếu phosphoTiêu hóa thức ănTiêu hóa thức ănNgâm, pectin hóaXử lý nước trái cây, bia nguồn năng lượng thấpNgâmLàm chín biaLọc nước trái cây, tạo mùi cho bia, giải quyết và xử lý nútchaiHoàn thiện vải denim, làm mềm vải cottonLàm giảm kích cỡ sợiTẩy vảiLàm trắngLàm trắngLoại bỏ thuốc nhuộmĐiều chỉnh sự nhiễm bẩn, nhựaLoại bỏ lớp màng sinh họcPhủ tinh bột, tăng năng lực loại mực, tăng tínhưa nước của sợiTẩy trắng giấyTăng năng lực loại mực, tăng tính ưa nướccủa sợi, biến hóa cấu trúc sợiEster hóa chất béo dạng transGiảm độ nhớt, sản xuất lyso-lecithinHòa tan những alcohol và amide bất đối xứngTổng hợp penicillin có nguồn gốc từ thiênnhiênTổng hợp acid carboxylicXử lý daTẩy daChống vi sinh vật, tích hợp cùng glucoseoxidaseLàm trắng, chống vi sinh vậtChống vi sinh vật. Như Bảng 1. trên biểu lộ đa dạng hóa sự ứng dụng của enzyme cả về sốlượng lẫn mức độ phức tạp. Ứng dụng chính của enzyme trong nghành côngnghiệp vẫn là thủy phân, phân giải những hợp chất trong tự nhiên. Protease ở vịtrí đứng đầu, vì được sử dụng thoáng rộng trong công nghiệp chất tẩy rửa và côngnghiệp sữa. Đứng thứ hai là những carbohydrase, đa phần là amylase và cellulase, sử dụng trong công nghiệp tinh bột, dệt, chất tẩy rửa, bánh. Như minh họa ở hình 2, công nghiệp kỹ thuật, đa phần làchất tẩy rửa, tinh bột, dệt, cồnnhiên liệu, đạt mức tiêu thụ lớnnhất của enzyme công nghiệp. Nhìn chung, giá trị ước tính củatoàn quốc tế sử dụng enzymecông nghiệp có sự tăng trưởngtừ 1 tỷ đô la năm 1995 lên đến 1,5 Hình 2. Thị trường enzyme công nghiệp theotỷ đô la vào năm 2000. Theo sựtăng trưởng này, cần có sự thayđổi thiết yếu trong 1 số ít nghànhcông nghiệp kỹ thuật chính, đầulĩnh vực. Trong năm 2000, thị trường enzyme đạt1, 5 tỷ đô la. Lĩnh vực công nghiệp kỹ thuật baogồm chất tẩy rửa, tinh bột, dệt, cồn nguyên vật liệu, dathuộc, giấy và bột giấytiên phải nói đến là công nghiệpchất tẩy rửa. Sự tăng trưởng mạnh nhất trong những thập kỷ vừa mới qua được biếtđến là công nghiệp bánh và thức ăn vật nuôi. Tuy nhiên sự tăng trưởng này cũngbao gồm cả trong tổng hợp chất hữu cơ, bột giấy và giấy, mẫu sản phẩm chăm nom cánhân. Bài tổng quan này đề cập đến công nghệ tiên tiến enzyme mới và ứng dụng củaenzyme trong những nghành khác nhau gần đây. 2. Những công nghệ tiên tiến mới cho điều tra và nghiên cứu enzymeVi sinh vật tự nhiên là nguồn phân phối nhiều enzyme khác nhau. Sự pháttriển trong tin sinh học và chuỗi tài liệu sẵn có đã tăng đáng kể hiệu suất cao của việcphân lập những gen đặc biệt quan trọng từ tự nhiên. Kỹ thuật protein thích hợp và khả năngđưa ra những protein mới với một vài biến hóa nhỏ dựa trên nền tảng cấu trúc, tương quan đến đặc thù lý sinh và hóa sinh, đã đưa ra những công cụ mới trongtối ưu hóa enzyme trong những thập niên tám mươi. Tiến hóa xu thế làcông cụ gần đây nhất được sử dụng cho việc nâng cấp cải tiến enzyme. Bằng cách gây ramột hay nhiều đột biến gen ngẫu nhiên, người ta tạo ra những ngân hàng nhà nước biếndị ; từ đó triển khai sàng lọc, tinh lọc chủng enzyme tương thích. Những biến dị saukhi được phân lập, nâng cấp cải tiến theo một quy trình sàng lọc, sẽ được sử dụng nhưnguyên liệu thứ cấp trong những quy trình tái tổng hợp hay thế hệ phong phú mới. Gần đây, nhiều nổ lực trong việc đưa ra những thông số kỹ thuật quan trọng trong tiếnhóa khuynh hướng đã nổi lên và gặt hái được những thành công xuất sắc nhất định ; chẳnghạn như việc tích hợp kỹ thuật tái tổng hợp với tiến hóa khuynh hướng. Công nghệmới được Dự kiến là sẽ thay thế sửa chữa công nghệ tiên tiến hiện tại, tuy nhiên chúng tôi hy vọngrằng thời hạn sẽ vấn đáp việc phối hợp tiến hóa khuynh hướng, phong cách thiết kế enzyme và sựđa dạng của tự nhiên như thế nào để tạo ra những phân tử enzyme mới vớinhững đặc tính mong ước và hiệu suất cao sử dụng cao. 3. Ứng dụng của enzyme3. 1. Ứng dụng trong công nghiệp chất tẩy rửaEnzyme được sử dụng như một chất bổ trợ vào chất tẩy rửa, mảng ứngdụng lớn nhất của enzyme công nghiệp, cả về số lượng cũng như chất lượng. Thành phần chính là protease, tuy nhiên cũng hoàn toàn có thể bổ trợ 1 số ít chất thủyphân khác tùy vào chất bẩn cần được vô hiệu. Những kỹ thuật tiên tiến và phát triển để tạo ra những enzyme tẩy rửa mới dựa trên nềntảng enzyme tẩy rửa truyền thống lịch sử như protease và amylase đã và đang pháttriển. Những enzyme thế hệ thứ hai, thứ ba đã được tối ưu hóa, phân phối yêucầu của chất tẩy rửa. Đặc biệt, ngoài sự thích hợp của enzyme với những thànhphần của chất tẩy rửa, những enzyme cũng có năng lực hoạt động giải trí ở nhiệt độ thấphơn đã được đề cập trong những nghiên cứu và điều tra báo cáo giải trình gần đây. Để tiết kiệm chi phí điệnnăng, nhiệt độ sử dụng trong máy giặt, máy rửa chén đã được cắt giảm trongnhững năm gần đây. Như vậy, enzyme hoàn toàn có thể giúp cho yếu tố quét dọn, loại bỏchất bẩn được thực thi hiệu suất cao hơn. Ví dụ gần đây của enzyme tẩy rửa thế thệ thứ hai gồm có sự phát triểncủa amylase tân tiến, hoàn toàn có thể tăng năng lực hoạt động giải trí được ở điều kiện kèm theo nhiệt độthấp, pH kiềm. Những enzyme này được tăng trưởng bằng việc tích hợp tinh lọc visinh vật và kỹ thuật protein thích hợp. Protease có năng lực hoạt động giải trí ở nhiệtđộ thấp được tách từ tự nhiên, nhưng được nâng cấp cải tiến ở phòng thí nghiệm bằngphương pháp nâng cấp cải tiến khuynh hướng. Hơn thế nữa, từ nguyên vật liệu ban đầuenzyme26 subtislisin ( serine endopeptidase ) của Ness và tập sự đã đổi khác cấu trúcvòng DNA để tạo những enzyme mới với sự cải tổ hoạt tính đáng kể. Việc cảitiến dựa trên những đặc tính tẩy rửa của protease ( ví dụ như tăng hoạt tính xúctác mạnh hơn, không thay đổi ở pH kiềm ). Những loại sản phẩm mới gần đây đã đưa thêm nhóm enzyme mới mannanase – hiệu quả điều tra và nghiên cứu tăng trưởng của Proter và Gramble và hãng Novozymes. Những enzyme này dùng để vô hiệu chất guar gum ( phụ gia thường dùng để ổnđịnh và tạo độ đặc cho loại sản phẩm thực phẩm ). 3.2. Ứng dụng trong chuyển hóa tinh bộtChuyển tinh bột thành dịch high fructose corn syrup ( dịch đường fructosenồng độ cao ) với sự công dụng của enzyme đã được điều tra và nghiên cứu hoàn hảo, làmột ví dụ nổi bật của quy trình sinh học, sử dụng một chuỗi enzyme liên tiếpnhau. Enzyme ứng dụng trong công nghiệp tinh bột là một đề tài được nghiêncứu, tăng trưởng liên tục. Bước tiên phong trong quy trình là chuyển tinh bột thành oligomaltodextrinsbằng enzyme α – Amylase. Quá trình này yên cầu phải được thực thi trong giớihạn năng lực chịu nhiệt của enzyme. Sử dụng α – Amylase truyền thống cuội nguồn, pH phảiđiều chỉnh ở mức độ vừa phải, đồng thời canxi phải được thêm vào để ổn địnhhoạt tính của enzyme. Dòng α – Amylase mới tăng trưởng gần đây với những tínhchất ưu việt hơn như năng lực không thay đổi nhiệt, chịu acid, đặc biệt quan trọng là có khả năngxúc tác mà không cần bổ trợ canxi đã nâng cao doanh thu của ngành côngnghiệp tinh bột một cách rõ ràng. Những nổ lực điều tra và nghiên cứu kỹ thuật cải tổ hoạttính của những enzyme sử dụng sau quy trình thủy phân tinh bột thànholigomaltodextrins cũng đang được tăng trưởng như glucoamylase, glucoseisomerase. 3.3. Ứng dụng trong sản xuất cồn nhiên liệuTrong công nghiệp sản xuất cồn, sử dụng enzyme cho sản xuất đườngđược phân giải từ tinh bột đã được nghiên cứu và điều tra hoàn hảo. Trải qua nhiều thậpkỷ, nhu yếu cồn nguyên vật liệu tăng lên là hệ quả của việc ý thức của trái đất vềmôi trường tăng lên, cũng như giá dầu leo cao ; vì thế để xử lý những vấnđề thực tiễn trên, người ta đã giới hạn lượng phụ gia nhất định trong dầu mỏ_methyl tert-butyl ether ( MTBE ) bằng cách sửa chữa thay thế nó bằng cồn. Do đó, nhữngnghiên cứu hiện tại được triển khai đề tăng trưởng những enzyme nâng cấp cải tiến, giá rẻ, hoàn toàn có thể tận dụng nguồn cơ chất là lignocellulose để sản xuất cồn sinh học nhiềuưu thế hơn khi so sánh với nguyên vật liệu xăng dầu khai thác từ mỏ. Giá của enzymecần để chuyển lignocellulose thành vật tư thô thích hợp cho việc lên men tạocồn là yếu tố trọng tâm, việc làm điều tra và nghiên cứu lúc bấy giờ đa phần tập trung chuyên sâu vàoviệc tăng năng lực xúc tác và tính không thay đổi để sản xuất cồn có hiệu suất cao. Nhữngchương trình vương quốc lớn của phòng nguồn năng lượng Mỹ đưa ra để tương hỗ, khuyếnkhích hướng nghiên cứu và điều tra này nhằm mục đích góp thêm phần giảm ô nhiễm môi trường tự nhiên, hướngđến nghị định thư Kyoto. 3.4. Ứng dụng trong công nghiệp dệtTrong công nghiệp dệt, hoạt động giải trí xúc tác của enzyme mới được đưa vàoứng dụng gần đây. Nền công nghiệp này chịu một sức ép lớn về yếu tố môitrường chính bới nó tiêu tốn nhiều nguồn năng lượng, nước và ô nhiễm môi trường tự nhiên. Mộttrong những khâu tiêu tốn nhiều nguồn năng lượng, nước trong sản xuất vải cotton làkhâu tẩy vải để vô hiệu nhiều hợp chất khác nhau trên thành tế bào trong sợicellulose. Khâu này thường thì được thực thi ở nhiệt độ cao, điều kiện kèm theo kiềmmạnh, tuy nhiên nếu được thực thi bằng enzyme sẽ thực thi ở nhiệt độ thấp, tiêu tốn ít nước hơn nhờ hoạt động giải trí của pectate lyase. Do tính thân thiện với môitrường, kỹ thuật mới này đã được cơ quan chính phủ Mỹ trao tặng phần thưởng tài nănghóa học xanh năm 2001. Tiếp nối thành công xuất sắc của việc ứng dụng enzyme trongtẩy vải, thời nay enzyme đã được sử dụng trong hầu hết những quy trình chínhcủa quy trình sản xuất vải cotton ( Hình 3. ) α – AmylaseLàm giảm size sợiVải thôPectinasePeroxidase ( loại bỏ thuốc nhuộmAciddưcellulosethừa ) ( làm bóng vải sinh học ) Tẩy vảiNhuộm vảiCatalase ( làm trắng vải ) Làm giảm kích cỡ sợi Rửa vải với đáα – AmylaseLàm trắngHoàn thiệnVải hoàn thiệnLàm trắngVải blue jeans hoàn thiệnPectinasePeroxidase ( loại bỏ thuốc nhuộmAciddưcellulosethừa ) ( làm bóng vải sinh học ) HìnhCellulase3. Nhữngenzyme sử dụng trong quy trình sản xuất vải Denimtrung tínhLaccase / mediatorNhư vậy sử dụng enzyme mang lại quyền lợi cả trong công nghiệp dệt cũng nhưLàm giảm size sợivấn đề thiên nhiên và môi trường. Tẩy vảiLàm trắngNhuộm vảiHoàn thiện3. 5. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất thức ăn cho vật nuôiVải thôCatalaseVảithànhhoàn thiệnỨngdụng enzyme tronglĩnh ( làmvựctrắngnàyvải ) cũng được triển khaicông. Vídụ, trong suốt những thập kỷ vừa mới qua, xylanase và β – glucanase có trong ngũ cốcđượclàm thứcănvảichovậtLàmdạtrắngdày đơn, ngược lại so với động vậtLàmgiảmdùngkích thướcsợi RửavớiđộngđáVải blue jeans hoàn thiệnnhai lại có năng lực phân giải tốt và sử dụng nguồn thức ăn từ thực vật chứanhiều cellulose và hemicellulose. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứuCellulasetrungtính nguồn Laccase / mediatortập trung vào vấnđề sửdụnghợp chất phospho tự nhiên từ acid phytictrong thức ăn có nguồn gốc ngũ cốc cho động vật hoang dã dạ dày đơn. Chúng hấp thu tốthơn nguồn phospho tự nhiên ( mà trong số đó có khoảng chừng 85-90 % được liên kếtvới acid phytic ) chỉ khi thêm phytase vào thức ăn cho vật nuôi. Những quan tâm liênquan đến enzyme này tăng lên đáng kể trong những năm gần đây. Một số quốc10gia trước đây đã sử dụng xương động vật hoang dã nghiền để làm thức ăn vật nuôi để bổsung nguồn phospho vô cơ ; điều này đã bị cấm do đó là nguyên do gây nênbệnh bò điên. Đồng thời, ở nhiều vương quốc phương Tây chuyên sản xuất thịt phảituân thủ theo những nguyên tắc khi vô hiệu phospho ra ngoài môi trường tự nhiên. Vì vậy, việc thêm phytase vào thức ăn vật nuôi sẽ giảm đáng kể việc thải phospho rakhỏi dạ dày đơn, phytase đã trở thành một nghành nghề dịch vụ lớn enzyme trong côngnghiệp thức ăn chăn nuôi. Nhiều nghiên cứu và điều tra đã cho thấy việc bổ trợ phytasekhông những làm tăng năng lực hấp thu phospho ở vật nuôi mà còn tăng khảnăng hấp thu 1 số ít dưỡng chất khác. Những văn minh gần đây nhất trongenzyme dùng làm thức ăn cho vật nuôi đều hướng đến năng lực ứng dụng caovà năng lực hoạt động giải trí của enzyme. Phytase mới từ nấm được nhận diện vớihoạt độ riêng tăng từ 4-50 lần so với những báo cáo giải trình trước đây. Sự cải tiếnhướng đến sự tăng trưởng những enzyme tốt hơn để tăng hoạt tính xúc tác củaphytase từ nấm bằng đột biến khuynh hướng điểm. Ví dụ như dựa trên cơ sởnghiên cứu cấu trúc khoảng trống ba chiều, hoạt độ riêng của phytase nấmAsperillus fumigatus tăng gấp bốn lần. Để enzyme hoàn toàn có thể được sử dụng làmthức ăn dạng viên, thì enzyme phải có năng lực hoạt động giải trí ở nhiệt độ cao ( trên800C ) trong suốt quy trình tạo viên ở một thời hạn ngắn. Ý tưởng hướng đến tạora những enzyme chịu nhiệt trong cấu trúc phytase phối hợp dựa trên tính tươngđồng của những loại phytase khác nhau. Những enzyme này bộc lộ hoạt tínhtrong số lượng giới hạn không thay đổi nhiệt tăng đến khoảng chừng 80 0C. Vì vậy, sử dụng phosphokhông chỉ là một yếu tố được chăm sóc trong công nghiệp thức ăn chăn nuôi, nócòn có năng lực tăng năng lực hấp thu những nguồn dưỡng chất khác, ví dụ nhưtăng năng lực tiêu hóa protein trong đậu nành. Hiển nhiên rằng trong tương lai, tất cả chúng ta sẽ sử dụng những enzyme thủy phân mới khác nhau để ứng dụngtrong công nghiệp thức ăn chăn nuôi nhằm mục đích tăng giá trị của nguyên vật liệu, tiết kiệmnăng lượng và giảm thiểu ô nhiễm, tác động ảnh hưởng có lợi đến thiên nhiên và môi trường. 113.6. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩmNhư đã chỉ ra ở Bảng 1, ứng dụng của enzyme trong công nghiệp thựcphẩm là rất đa dạng chủng loại và phong phú, từ cấu trúc đến tạo hương. Thông thường, phần đông toàn bộ những ứng dụng thực phẩm, enzyme được ứng dụng như tác nhânxử lý cơ chất từ sẵn sàng chuẩn bị nguyên vật liệu đến loại sản phẩm cuối. Nhiều nghiên cứu và điều tra đãđược triển khai để tối ưu enzyme trong sử dụng sản xuất protein tái tổng hợp tạora enzyme tinh khiết, không tạo loại sản phẩm phụ bất lợi. Gần đây, nhiều điều tra và nghiên cứu được thực thi về ứng dụng củatransglutaminase như tác nhân tạo cấu trúc trong quy trình chế biến, ví dụ trongxúc xích, mì, yohurt, trong đó link ngang của protein được phân phối để tăngđộ nhớt, dẻo cho loại sản phẩm. Tuy nhiên, khoanh vùng phạm vi sử dụng của enzyme này bị giớihạn vì năng lực đáp ứng của nó trên quy mô công nghiệp. Hiện nay, chỉ có duynhất transglutaminase từ Streptoverticillium sp. là sẵn có ở dạng thương mại, vàviệc nghiên cứu và điều tra vẫn đang liên tục nhằm mục đích tăng năng lực đáp ứng của enzymebằng sản xuất tái tổng hợp ở Escherichia coli. Trong công nghiệp bánh, nhu yếu enzymes lipolytic tăng đáng kể. Những đềxuất gần đây về lipase ( phospho ) hoàn toàn có thể sử dụng sửa chữa thay thế hoặc tương hỗ chất tạonhũ truyền thống lịch sử, vì enzyme này làm giảm cấu trúc của lipid bột mì, góp phầntăng năng lực tạo nhũ của bột. Những nỗ lực từng bước được nghiên cứu và điều tra gầnđây hướng đến việc hiểu rõ hơn về cấu trúc bánh mì cũ và sử dụng α – amylasevà xylanase để ngăn ngừa hiện tượng kỳ lạ này bằng. Nghiên cứu cũng đã đi đến kếtluận rằng năng lực phối hợp, giữ nước trong tinh bột và những đoạnhemicellulose – nguồn cơ chất tương ứng của dụng α – amylase và xylanase làtác nhân ảnh hưởng chính đến việc duy trì cấu trúc mềm xốp dẻo của bánh. Việc xác lập cấu trúc khoảng trống ba chiều gần đây của amylase sử dụngđể chống hư bánh ( Novamyl ) cung ứng cái nhìn khách quan về đặc thù hoạtđộng của enzyme. Những amylase này hoàn toàn có thể phân giải amylopectin đến một độ12nhất định để ngăn ngừa tái kết tinh sau khi hồ hóa mà không làm giảm cấu trúcmạng của amylopectin ảnh hưởng tác động xấu đến cấu trúc của bánh mì. Bên cạnh những bước tiến được đề cập ở trên, nhiều ứng dụng mới trongcông nghiệp thực phẩm cũng được đề cập với nhiều tài liệu trên công cộng. Sửdụng laccase làm trong nước ép trái cây ( laccase phân giải link ngang củapolyphenols, hiệu quả là thuận tiện vô hiệu polyphenols bằng cách lọc ), và tănghương trong bia gần đây được ứng dụng trong công nghiệp nước giải khát. Hiểnnhiên rằng những hiểu biết về tính năng của những lớp enzyme khác nhau sẽ đưara những ứng dụng mới trong công nghiệp thực phẩm tương lai. 3.7. Ứng dụng trong chế biến dầu, chất béoTrong công nghiệp dầu và chất béo, nhiều quy trình chế biến dựa vàoenzyme gần đây đã được đưa ra. Mặc dù lipases cố định và thắt chặt trong ester hóatriglyceride đã được diễn đạt ở những năm 1980, quy trình này vẫn không mang lạihiệu quả đáng kể trong tiết kiệm ngân sách và chi phí ngân sách khi đưa vào ứng dụng thực tiễn trên quymô lớn, ví dụ trong sản xuất margarine. Mặc dù sản xuất enzyme trở nên hiệuquả hơn, tuy nhiên giá để cố định và thắt chặt enzyme vẫn là một trở ngại lớn. Tuy nhiênnhững văn minh gần đây trong nghành nghề dịch vụ enzyme đã xử lý được yếu tố này, vídụ như cố định và thắt chặt lipase dựa trên tạo hạt silica đã làm giảm giá tiền đáng kể, vàquá trình sản xuất lipase dựa trên vật tư mới này lúc bấy giờ trở thành một côngcụ cho sản xuất dầu, chất béo thương mại không chứa acid béo dạng trans. Mộtquá trình mới khác gần đây được đưa ra là vô hiệu phospholipids trong dầu thựcvật, giảm độ gum, sử dụng phospholipase từ chủng vi trùng được tinh lọc. Vìvậy, việc sử dụng enzyme trong những quy trình khác nhau của chế biến dầu, chất béo sẽ tiết kiệm ngân sách và chi phí cả về nguồn năng lượng và nước mang lại quyền lợi cho công nghiệpvà môi trường tự nhiên. 3.8. Ứng dụng trong tổng hợp chất hữu cơTổng hợp chất hóa học là một nghành nghề dịch vụ sử dụng enzyme xúc tác được biếtđến từ lâu như một triển vọng tuyệt vời. Mặc dù vậy nhưng trong ngành công13nghiệp này, việc sử dụng enzyme vẫn còn thấp so với những ngành khác. Hiện tại, tất cả chúng ta thấy rằng sự tăng trưởng đáng kể trong nghành này và những giaiđoạn sử dụng enzyme lúc bấy giờ được đưa ra thoáng rộng để sản xuất những hợpchất hóa học khác nhau. Một ví dụ nổi bật là sản xuất chất trung gian ứngdụng trong sản xuất thuốc và hóa chất dùng trong nông nghiệp. Thị trường nàybị phân loại thành nhiều phân khúc, vì rất ít enzyme hoàn toàn có thể ứng dụng được trongphạm vi rộng của những quy trình khác nhau. Quá trình sử dụng enzyme gầnđây được đưa ra gồm có sử dụng lipase cho sản xuất amids và cồn tinh khiết, nitrilase trong sản xuất acid carboxylic, acylase trong sản xuất penicillin bán tổnghợp. Nhiều công ty trong bước đầu tận dụng chất xúc tác có thực chất enzyme, nhiềutiến triển mới trong nghành này vẫn đang được mong đợi ở nghành này trongnhững năm sau đó. 4. Kết luận và triển vọngNhư những đề cập trên, enzyme đang được sử dụng trong nhiều sản phẩmquy trình công nghiệp khác nhau và những nghành mới. Nhờ vào những tiến bộcủa công nghệ sinh học tân tiến, enzyme ngày này hoàn toàn có thể được tăng trưởng vàứng dụng trong những quy trình kỹ thuật mà trước đây không ngờ đến. Tronghầu hết những ứng dụng, việc đưa ra những enzyme có hoạt tính xúc tác hiệu quảdưới những điều kiện kèm theo ôn hòa sẽ tiết kiệm chi phí đáng kể nguồn nguồn năng lượng, nướcmang lại quyền lợi cả trong công nghiệp cũng như yếu tố môi trường tự nhiên. Trong mộtthế giới với sự tăng nhanh dân số và hết sạch nguồn tài nguyên dự trữ, côngnghệ enzyme hứa hẹn sẽ mang lại một tiềm năng lớn để xử lý những tháchthức mà những nền công nghiệp phải đương đầu trong những năm sắp tới. Tài liệu tham khảo1. Godfrey T, West SI : Introduction to industrial enzymology. IndustrialEnzymology, edn 2. Edited by Godfrey T, West S. London : Macmillan Press ; 1996 : 1-8. 2. McCoy M : Novozymes emerges. Chem Eng News 2000, 19 : 23-25. 143. Tobin MB, Gustafsson C, Huisman GW : Evolution : the ‘ rational ’ basisfor ‘ irrational ’ design. Curr Opin Struct Biol 2000, 10 : 421 – 427.4. Voigt CA, Kauffman S, Wang ZG : Rational evolutionary design : thetheory of in vitro protein evolution. Adv Protein Chem 2000, 55 : 79-160. 5. Altamirano MM, Blackburn JM, Aguayo C, Fersht AR : Directed • • evolution of a new catalytic activity using the α / β-barrel scaffold. Nature2000, 403 : 617 – 622. The elegant combination of rational engineering and directedmolecular evolution are used for the introduction of a new catalytic activity in anenzyme. 6. Bisgaard-Frantzen H, Svendsen A, Norman B, Pedersen S, KjærulffS, Outtrup H, Borchert TV : Development of industrially important α-amylases. J Appl Glycosci 1999, 46 : 199 – 206.7. Wintrode PL, Miyazaki K, Arnold FH : Cold adaptation of amesophilicsubtilisin-like protease by laboratory evolution. J Biol Chem 2000,275 : 31635 – 31640.8. Ness JE, Welch M, Giver L, Bueno M, Cherry JR, Borchert TV, • StemmerWPC, Minshull J : DNA shuffling of subgenomicsequences of subtilisin. NatBiotechnol 1999, 17 : 893 – 896. This work describes the shuffling of a large familyof homologous genes and analysis of the resulting functional diversity. Screeningof a rather smalllibrary resulted in improvements for five different properties. 9. McCoy M : Soaps và detergents. Chem Eng News 2001, • 20 : 19-32. Anupdate on the latest developments within the detergent industry alsointroducingthe latest new detergent enzyme, a mannanase. 10. Shaw A, Bott R, Day AG : Protein engineering of α-amylases forlowpH performance. Curr Opin Biotechnol 1999, 10 : 349 – 352.11. Declerck N, Machius M, Wiegand G, Huber R, Gaillardin C : Probing • structuraldeterminantsspecifyinghighthermostabilityinBacilluslicheniformis α-amylase. J Mol Biol 2000, 301 : 1041 – 1057. The elegantuse of suppressors aided the construction and analysis of thermo-stability of 175 amylase variants. Several stabilizing mutations were identified. 12. Sauer J, Sigurdskjold BW, Christensen U, Frandsen TP, MirgorodskayaE, Harrison M, Roepstorff P, Svensson B : Glucoamylase : structure / function15relationships and protein engineering. Biochem Biophys Acta 2000, 1543 : 275293.13. Hartley BS, Hanlon N, Jackson RJ, Rangrajan M : Glucoseisomerase : insight into protein engineering for increased thermostability. Biochem Biophys Acta 2000, 1543 : 294 – 335.14. Jolly L : The commercial viability of fuel ethanol from sugar cane. IntSugar J 2001, 103 : 117 – 143.15. Taylor F, Mcaloon AJ, Craig JC, Yang P, Wahjudi J, Eckhoff SR : Fermentation and costs of fuel ethanol from corn with quick-germprocess. Appl Biochem Biotechnol 2001, 94 : 41-49. 16. Taylor F, Kurantz MJ, Goldberg N, Mcaloon AJ, Craig JC : Dry-grindprocess for fuel ethanol by continuous fermentation andstripping. Biotechnol Prog 2000, 16 : 541 – 547.17. Zaldivar J, Nielsen J, Olsson L : Fuel ethanol production fromlignocellulose : a challenge for metabolic engineering and processintegration. Appl Microbiol Biotechnol 2001, 56 : 17-34. 18. Wheals AE, Basso LC, Alves DMG, Amorim AV : Fuel ethanol after 25 years. Trends Biotechnol 1999, 17 : 482 – 487.19. Tzanov T, Calafell M, Guebitz GM, Cavaco-Paulo A : Biolpreparation • of cotton fabrics. Enzyme Microb Technol 2001, 29 : 357 – 362. This workdescribes the successful substitution of traditional chemical processes by theintroduction of pectinases for biopreparation of cotton fabrics. 20. Lei XG, Stahl CH : Nutritional benefits of phytase and • dietarydeterminants of its efficacy. J Appl Anim Res 2000, 17 : 97-112. The paperdiscusses the beneficial gains of utilizing phytase for animal feed, in a fair andcritical manner, and provides a nice overview on this particularusage of phytase. 21. Kies AK, van Hemert KHF, Sauer WC : Effect of phytase on proteinandamino acid digestibility and energy utilization. Worlds Poult Sci J 2001,57 : 109 – 126.22. LeiXG, StahlCH : Biotechnologicaldevelopmentofeffectivephytases for mineral nutrition and environmental protection. ApplMicrobiol Biotechnol 2001, 57 : 474 – 481.1623. Lassen SF, Breinholt J, Østergaard PR, Brugger R, Bischoff A, • Wyss M, Fuglsang CC : Expression, gene cloning and characterization of five novelphytases from four Basidiomycetefungi : Peniophora lycii, Agrocybepediades, a Ceriporia sp. And Trametes pubescens. Appl Environ Microbiol2001, 67 : 4701 – 4707. Describes an entirely new group of fungal phytases andtheir properties. One of these phytases has recently been commercialized forapplication in animal feed. 24. Tomschy A, Tessier M, Wyss M, Brugger R, Broger C, SchnoebelenL, van Loon APGM, Pasamontes L : Optimization of the catalytic properties ofAspergillus fumigatus phytase based on the three-dimensional structure. Protein Sci 2000, 9 : 1304 – 1311.25. Lehmann M, Kostrewa D, Wyss M, Brugger R, D’Arcy A, • PasamontesL, van Loon APGM : From DNA sequence to improvedfunctionality : usingprotein sequence comparisons to rapidly design a thermostable consensusphytase. Protein Eng 2000,13 : 49-57. An interesting new approach for designingenzymes with improved properties. A significant thermal stabilization is obtainedcompared with the parent phytase backbones. 26. Kuraishi C, Yamazaki K, Susa Y : Transglutaminase : its utilization in • the food industry. Foods Rev Int 2001, 17 : 221 – 246. Industrial application oftransglutaminase is still in its infancy. This paper provides a nice overview ofsome of the first applications of this enzyme inthe food industry. 27. Yokoyama K, Nakamura N, Seguro K, Kubota K : Overproductionofmicrobial transglutaminase in Escherichia coli, in vitro refolding, andcharacterization of the refolded form. Biosci Biotechnol Biochem 2000,64 : 1263 – 1270.28. Collar C, Martinez JC, Andreu P, Armero E : Effect of enzymeassociations on bread dough performance. A response surface study. FoodSci Technol Int 2000, 6 : 217 – 226.29. Monfort A, Blasco A, Sanz P, Prieto JA : Expression of LIP1 and LIP2genes from Geotricum species in baker’s yeast strains and their17application to the bread-making process. J Agric Food Chem 1999, 47 : 803808.30. Andreu P, Collar C, Martínez-Anaya MA : Thermal properties ofdoughsformulated with enzymes and starters. Eur Food ResTechnol 1999, 209 : 286293.31. Dauter Z, Dauter M, Brzozowski AM, Christensen S, Borchert TV, • • BeierL, Wilson KS, Davies GJ : X-ray structure of Novamyl, the five-domain ‘ maltogenic ’ α-amylase from Bacillus stearothermophilus : maltose andacarbose complexes at 1.7 Åresolution. Biochemistry 1999, 38 : 8385 – 8392. Describes the determination of the three-dimensional structure of a maltogenic αamylase widely applied for providing antistaling effects in white bread. Structuralinsight into the unique specificity and performance of this enzyme is alsoprovided. 32. Christensen MW, Andersen L, Kirk O, Holm HC : Enzymaticinteresterification of commodity oils and fats : approaching the tonnesscale. Lipid Technol News 2001, 7 : 33-37. 33. Clausen K : Enzymatic oil-degumming by a novel • microbialphospholipase. Eur J Lipid Sci Technol 2001, 103 : 333 – 340. The use ofphospholipases for oil-degumming is described with focus on the introduction ofthe first enzyme of microbial origin for this application. 34. Schmidt A, Dordick JS, Hauer B, Kiener A, Wubbolts M, Witholt B : Industrial biocatalysis today and tomorrow. Nature 2001, 409 : 258 – 268.18

5/5 - (1 vote)
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments