Enzyme đóng vai trò then chốt trong việc duy trì sự sống, từ những quá trình tiêu hóa thức ăn đến sao chép DNA, enzyme xúc tác hàng ngàn phản ứng hóa học diễn ra bên trong cơ thể chúng ta mỗi giây. Vậy enzyme là gì? Bài viết này, Văn Minh sẽ chia sẻ thông tin chi tiết. 

 

1. Enzyme là gì?

Enzyme là các protein đặc biệt hoạt động như chất xúc tác sinh học, có nghĩa là chúng tăng tốc độ phản ứng hóa học trong cơ thể mà không bị biến đổi trong quá trình phản ứng. Hầu hết các phản ứng hóa học cần thiết cho sự sống đều diễn ra quá chậm ở nhiệt độ cơ thể bình thường. Enzyme giúp vượt qua rào cản năng lượng hoạt hóa, cho phép các phản ứng này xảy ra với tốc độ đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu của cơ thể.

Về cấu tạo, enzyme chủ yếu là protein, được tạo thành từ các chuỗi axit amin gấp cuộn thành các cấu trúc ba chiều phức tạp. Cấu trúc ba chiều này tạo ra các vị trí hoạt động, nơi cơ chất (chất tham gia phản ứng) liên kết với enzyme. Một số enzyme cần các thành phần phi protein, được gọi là cofactor (như các ion kim loại) hoặc coenzyme (như vitamin), để hoạt động. Sự kết hợp giữa protein và cofactor/coenzyme tạo thành holoenzyme, dạng hoạt động hoàn chỉnh của enzyme. Chính cấu trúc đặc biệt này cho phép liên kết đặc hiệu với cơ chất và xúc tác phản ứng một cách hiệu quả.

vanminh.com.vn - Enzyme

Enzyme

 

2. Vai trò của enzyme đối với cơ thể

Enzyme đóng vai trò thiết yếu trong hầu hết mọi quá trình sinh học diễn ra trong cơ thể, đảm bảo cho sự sống và hoạt động bình thường của các cơ quan. Chúng tham gia vào một loạt các chức năng quan trọng. Trong quá trình tiêu hóa, enzyme như amylase, protease và lipase phân hủy thức ăn thành các phân tử nhỏ hơn mà cơ thể có thể hấp thụ. Cụ thể, amylase phân hủy tinh bột thành đường, protease phân hủy protein thành axit amin, và lipase phân hủy chất béo thành axit béo và glycerol. 

Chúng cũng tham gia vào tất cả các phản ứng trao đổi chất, từ sản xuất năng lượng đến tổng hợp các phân tử cần thiết cho cơ thể. Hơn nữa, còn xúc tác các phản ứng tổng hợp các phân tử cần thiết cho cơ thể, bao gồm protein, DNA, RNA, lipid và carbohydrate. Trong việc sao chép và sửa chữa DNA, enzyme như DNA polymerase và DNA ligase đóng vai trò quan trọng, đảm bảo tính chính xác của thông tin di truyền. 

Chúng cũng tham gia vào chuỗi phản ứng hô hấp tế bào, quá trình sản xuất năng lượng cho tế bào. Chúng cũng đóng vai trò trong quá trình đông máu, giúp ngăn ngừa mất máu khi bị thương. Cuối cùng, enzyme trong hệ miễn dịch giúp cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh. Tóm lại, enzyme là những chất xúc tác sinh học không thể thiếu cho sự sống. Chúng đảm bảo cho các quá trình sinh học diễn ra một cách hiệu quả và chính xác, duy trì sự sống và hoạt động bình thường của cơ thể.

 

3. Phương pháp nuôi cấy vi sinh vật tạo enzyme

Cách tạo enzyme bằng phương pháp nuôi cấy vi sinh vật gồm các bước cơ bản như sau: 

Tuyển chọn và cải tạo giống vi sinh vật:

Giai đoạn tuyển chọn giống cần xem xét môi trường nuôi cấy phù hợp với hoạt tính của enzyme mục tiêu. Môi trường tuyển chọn phải phân lập được chủng vi sinh vật mong muốn từ các nguồn như thực phẩm, nước, đất. Có nhiều phương pháp tuyển chọn, bao gồm phương pháp phân lập theo phương pháp thông thường, phương pháp đột biến, chỉ tổng hợp một loại mong muốn, sàng lọc, phương pháp tái tổ hợp như phương pháp tiếp hợp gen, phương pháp biến nạp, và phương pháp gây đột biến.

Bảo quản giống vi sinh vật:

Việc bảo quản giống thuần chủng đòi hỏi kiểm tra kỹ lưỡng đặc tính sinh hóa, vi sinh, nuôi cấy, cần lưu ý bảo quản để tránh biến đổi. Bảo quản trong thời gian dài sẽ dễ gây ra các biến dị ngoài ý muốn, do đó, cần phải cấy chuyền định kỳ và kiểm tra các đặc tính ban đầu của chủng. Các phương pháp bảo quản bao gồm: bảo quản lạnh sâu, phương pháp đông khô, phương pháp làm giảm khô, phương pháp cấy chuyền.

Môi trường dinh dưỡng thích hợp và quá trình nuôi vi sinh vật:

Môi trường dinh dưỡng và tổng hợp enzyme của vi sinh vật cần được điều chỉnh phù hợp. Môi trường dinh dưỡng cần có các chất khoáng (Mg, S, Ca, Fe, K, Cu, Zn, Co), vitamin và hợp chất chứa C, H, N, O. Nguồn cung cấp cacbon tốt nhất là gluxit (disaccarit hoặc monosaccarit), sau đó là rượu, axit hữu cơ, chất béo. Ngoài ra, môi trường nuôi cấy thêm muối amoni, nitrit, hợp chất chứa nitơ, nguồn P dễ tiêu. Đặc biệt với từng loại, cần chú ý “chất cảm ứng” tổng hợp enzyme vào môi trường nuôi, thường là cơ chất tương ứng của enzyme cần tổng hợp.

Trong quá trình nuôi vi sinh vật, cần lưu ý đến nhiệt độ nuôi, nồng độ chất, độ pH môi trường, độ thoáng khí, độ ẩm, thiết bị và phương pháp nuôi cấy. Hiện nay, có hai phương pháp nuôi cấy vi sinh vật thu enzyme phổ biến: nuôi cấy chìm và nuôi cấy bề mặt.

Tách và làm sạch chế phẩm enzyme:

Enzyme không có khả năng đi qua màng của cấu trúc tế bào do kích thước phân tử lớn, do vậy cần chiết xuất nội bào bằng phá vỡ cấu trúc tế bào chứa và chuyển chúng vào dung dịch. Có thể phá vỡ cấu trúc tế bào bằng phương pháp hóa học như nghiền với cát thạch anh hoặc bột thủy tinh, sử dụng thiết bị đồng hóa hoặc homogenizer để làm đồng nhất.

Để tách enzyme trong các cấu tử của tế bào, người ta dùng các yếu tố hóa học và vật lý như sóng siêu âm, dùng môi trường hữu cơ (ethyl acetate, butanol, aceton, glycerin,...). Các hóa chất này có tác dụng phá vỡ cấu tử của tế bào trong khi vẫn bảo quản được enzyme mong muốn.

Để loại bỏ đường và muối khoáng, người ta áp dụng phương pháp thẩm tách (dialysis) đối với các dung dịch đem loãng hoặc đối với các cấu tử qua gel Sephadex, các phương pháp khác nhau như: phương pháp lọc, điện di,...

Một số phương pháp để chế tạo enzyme không tan: Phương pháp hoá trị của enzyme và chất mang, phương pháp đưa enzyme vào khuôn, gel, phương pháp hấp thụ vật lý.

 

4. Ứng dụng của enzyme

Trong công nghiệp thực phẩm, enzyme đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất bánh mì, pho mát, bia, rượu vang và nhiều sản phẩm khác. Chẳng hạn, amylase giúp chuyển hóa tinh bột thành đường trong quá trình làm bánh mì, protease làm mềm thịt, còn pectinase giúp nước ép trái cây trong hơn.

Ứng dụng của enzyme trong y học cũng rất đa dạng, từ việc chẩn đoán bệnh bằng cách xác định các dấu hiệu của bệnh tim, gan và tụy, đến điều trị các bệnh về tiêu hóa và rối loạn đông máu bằng thuốc.

Ngoài ra, còn được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất tẩy rửa, với protease, amylase và lipase giúp phân hủy protein, tinh bột và chất béo, tăng hiệu quả tẩy rửa. Trong công nghiệp dệt may, được ứng dụng để xử lý và làm mềm vải, loại bỏ tạp chất. Ngành công nghiệp giấy cũng sử dụng để phân hủy lignin, giúp làm trắng và mềm giấy. 

Cuối cùng, công nghệ sinh học là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác của enzyme, bao gồm sản xuất nhiên liệu sinh học, xử lý nước thải và sản xuất các hợp chất hóa học. Nhờ tính đa năng và hiệu quả, enzyme đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi, góp phần quan trọng vào sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp và nâng cao chất lượng cuộc sống.

vanminh.com.vn - Ứng dụng của enzyme

Ứng dụng của enzyme

 

Enzyme, những chất xúc tác sinh học kỳ diệu, đóng một vai trò không thể thiếu trong việc duy trì sự sống và điều hòa các quá trình sinh học. Từ những phản ứng diễn ra trong cơ thể chúng ta đến các ứng dụng công nghiệp đa dạng, enzyme thể hiện tầm quan trọng vượt bậc. Hy vọng những thông tin về enzyme mà Văn Minh vừa chia sẻ sẽ có ích với bạn. 


CÔNG TY TNHH VĂN MINH

Trụ sở chính: Số 55 Phùng Hưng – Hoàn Kiếm - Hà Nội

Liên hệ: (+84) 243 9271027 - 9271028 – 9272364

Fax: 043. 8284434

Email: sales-hn@vanminh.com.vn

Website: https://vanminh.com.vn/ 

Văn Minh chân thành cảm ơn và rất hân hạnh được phục vụ Quý Khách.

 

MỜI QUÝ KHÁCH XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA CHÚNG TÔI TẠI ĐÂY: