Đề tài: Ứng dụng của những enzmye phổ biến

Tìm hiểu Đề tài: Ứng dụng của những enzmye phổ biến, để làm rõ hơn về cấu trúc, vai trò cũng như ứng dụng cụ thể của những enzyme được sử dụng phổ biến trong công nghiệp hiện nay. Giúp cho các bạn có cái nhìn tổng quan hơn về enzyme, biết rõ những ứng dụng, những kết quả đã đạt được của công nghệ enzyme. Đồng thời cũng các bạn giúp định hướng rõ các hướng nghiên cứu về enzyme.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: Ứng dụng của những enzmye phổ biến LỜI MỞ ĐẦU Trong mấy chục năm cuối của thế kỷ XX và đầu thế kỷ XXI, người ta đã chú ý nghiên cứu việc ứng dụng enzyme. Người ta đã tận dụng các nguyên liệu giàu enzyme để tách enzyme, dùng chế phẩm enzyme này để chế biến các nguyên liệu khác nhau hoặc sử dụng vào mục đích khác nhau. Ở nhiều nước đã hình thành ngành công nghệ enzyme, hàng năm đã sản xuất hàng trăm tấn chế phẩm enzyme để phục vụ cho các ngành sản xuất khác nhau và cho y học. Công nghệ enzyme càng ngày càng phát triển mang lại nhiều ứng dụng mới và mang lại lợi nhuận kinh tế cao, đạt hơn 40 triệu USD/năm (2008). Vì vậy, chúng tôi tìm hiểu về ENZMYE CÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG, để làm rõ hơn về cấu trúc, vai trò cũng như ứng dụng cụ thể của những enzyme được sử dụng phổ biến trong công nghiệp hiện nay. Giúp cho các bạn có cái nhìn tổng quan hơn về enzyme, biết rõ những ứng dụng, những kết quả đã đ ạt đ ược của công nghệ enzyme. Đồng thời cũng các bạn giúp định hướng rõ các hướng nghiên cứu về enzyme. Trong quá trình tìm hiểu và trình bày cũng không thể tránh hỏi những thiếu sót, mong nhận được sự đóng góp của cô và các bạn! Chân thành cảm ơn! ENZYME CÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG I. Khái quát về enzyme Từ thời cổ xưa người ta đã dùng nước ép trái nho để lên men rượu cũng như chứa sữa tươi trong dạ dày của súc vật mới bị giết để chuyển hóa thành phomat. Tuy nhiên đó chỉ là những phát hiện tình cờ, chẳng ai biết rằng có sự giúp đ ỡ âm th ầm của một loại enzyme tiết ra bởi vi khuẩn hiếu khí từ không khí rơi vào hũ nho để mở cũng như một loại enzyme khác đó là renin trong dạ dày của súc vật. Năm 1897, E.Bucher thu dịch nấm men nghiền nát và thấy hoạt tính lên men rượu của nó. Ông gọi chúng là enyme. Enzyme có thể thu nhận từ các cơ thể sống khác nhau như động vật, thực vật, vi sinh vật ( pepsin trong dạ dày, trypsin trong tụy tạng, renin trong ngăn t ứ 4 c ủa d ạ dày bê, bromelin trong thơm, papin trong đu đủ, amilaza trong thóc ẩm). Nguồn enzyme quan trọng hiện nay lấy từ vi sinh vật. Enzyme là chất xúc tác sinh học được hình thành trong tế bào dưới dạng hợp chất protein có cấu trúc hóa học rất đặc thù. Trong tế bào sinh vật luôn xảy ra quá trình trao đổi chất, enzyme đã góp phần thúc đẩy các phản ứng hóa học này ở điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp với tốc độ nhanh, hiệu qur cao, nhiều phản ứng xảy ra đồng thời, ít tiêu tốn năng lượng… Enzyme trong cơ thể sinh vật với chức năng là xúc tác chọn lọc, đóng vai trò định hướng tất cả mọi phản ứng xảy ra trong tế bào. Khi ở ngoài tế bào nhiều enzyme vẫn có khả năng hoạt động tương tự. Chính vì lý do đó khi tách đ ược các enzyme khỏi cơ thể sống ở mức độ thuần khiết khác nhau người ta có thể sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Về tính chất, enzym có bản chất là protein nên có tất cả thuộc tính lý hóa của protein. Đa số enzym có dạng hình cầu và không đi qua màng bán thấm do có kích thước lớn; Tan trong nước và các dung môi hữu cơ phân cực khác, không tan trong ete và các dung môi không phân cực; Không bền dưới tác dụng của nhiệt độ, nhiệt độ cao thì enzym bị biến tính; Môt trường axít hay bazơ cũng làm enzym mất khả năng hoạt động; Có tính lưỡng tính: tùy pH của môi trường mà tồn tại ở các dạng: cation, anion hay trung hòa điện. Enzyme có tính đặc hiệu: − Đặc hiệu phản ứng: chỉ biểu hiện với một loại liên kết hóa học nhất định, như lipase chỉ cắt liên kết ester nối glycerol và acid béo của nhiều loại lipid khác nhau… − Đặc hiệu cơ chất: thể hiện chuyên biệt cho những cơ chất nhất định, như urease chỉ thủy phân urea thành ammonia và CO2 nhưng không tác dụng với các chất khác… Trung tâm hoạt động của enzyme: Trong quá trình xúc tác của enzym chỉ có một phần tham gia trực tiếp vào phản ứng để kết hợp với cơ chất gọi là trung tâm hoạt động. − Cấu tạo đặc biệt của trung tâm hoạt động quyết định tính đặc hiệu và hoạt tính xúc tác của enzyme. − Nhóm chức tham gia tạo trung tâm hoạt động cần phân biệt hai nhóm: tâm xúc tác (tham gia trực tiếp vào hoạt động xúc tác của enzym) và nền tiếp xúc (giúp enzym kết hợp đặc hiệu với cơ chất) − Một enzym có thể có 2 hoặc nhiều trung tâm hoạt động, tác dụng của các trung tâm hoạt động không phụ thuộc vào nhau. − Các cơ chất kết hợp với trung tâm hoạt động tạo phức hợp enzyme -cơ chất (ES) : E + S → ES→ ES++ → E + P S:cơ chất; P:sản phẩm E và S phải bổ sung về mặt không gian và hợp nhau về mặt hóa học, có khả năng hình thành nhiều liên kết yếu với nhau. Chúng liên kết sao cho có thể tạo ra và cắt đứt sự dính nhau được gây nên do biến động nhiệt ngẫu nhiên ở nhiệt độ thường. Enzyme có nhiều cách gọi tên. Ngày nay đã biết được khoảng 3000 enzyme và phân thành 6 nhóm dựa vào loại phản ứng mà chúng xúc tác: − Oxydo-reductase: xúc tác cho phản ứng oxy hóa- khử, có các enzyme như: dehydrogenase, oxydase, cytochromreductase, peroxydase… − Transferase: xúc tác cho phản ứng chuyển vị, có các enzyme như: transaminase, methyltransferase, các kinase. − Hydrolase: Các enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân, có các enzyme phân giải este, lipid, glucozid, amid, peptid, protein − Lyase: Các enzyme xúc tác cho phản ứng phân cắt không cần nước, loại nước tạo thành nối đôi hoặc kết hợp phân tử nước vào nối đôi. Có các enzyme như hydratase, aldolase, decarboxylase và một số desaminase. − Isomerase: Các enzyme xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa. − Ligase: Các enzyme xúc tác cho phản ứng tổng hợp có sử dụng liên kết giàu năng lượng ATP. v.v... ...