enzyme

ENZYME HỌC • Giảng viên: TS. Võ Minh Thứ • Học viên: Phan Long Hợp • Khóa: 12 NỘI DUNG SỬ DỤNG ENZYME TRONG LĨNH VỰC CÔNG NGHIỆP KHÁC - Trong công nghiệp sản xuất bột giặt và chất tẩy - Trong sản xuất sợi vải - Trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy - Trong một số lĩnh vực khác như: mỹ phẩm, xử lý chất thải, Trong công nghiệp sản xuất bột giặt và các chất tẩy khác: a. Cơ chế làm sạch vết bẩn của enzyme: là phân giải chất bẩn thành các đoạn, có khối lượng phân tử thấp hơn, dễ hòa tan hơn. Ví dụ protease, amylase, lipase có thể thủy phân các vết bẩn protein, tinh bột, dầu mỡ ở nhiệt độ < 40 0 C ngay cả khi nó ở trạng thái rắn. Đối với các chất bẩn phân tử nhỏ bám vào áo quần bằng vải sợi có thể dùng cellulase. Enzyme này sẽ loại phần sợi cellulose mảnh trên bề mặt đã bị bẩn khỏi sợi vải. b. Các enzyme được dùng để bổ sung vào các chất tẩy cần có một số đặc tính sau: - Có tính đặc hiệu rộng rãi - Giữ được hoạt động trong khoảng pH từ 7 – 11, nhiệt độ từ 4 – 60 0 C, vì các loại xà phòng, chất tẩy có pH thay đổi từ trung tính đến kiềm mạnh. - Phải hoạt động được trong môi trường có các thành phần khác của chất tẩy khi bảo quản cũng như là khi sử dụng. Để sử dụng có hiệu quả một enzyme nào đó đưa vào chất tẩy thì cần phải tiến hành nhiều thử nghiệm với các loại vết bẩn khác nhau, các dạng khác nhau của cùng một loại chất bẩn trên các nguyên liệu để đánh giá hiệu quả, độ hoạt độ và độ bền của enzyme ở những điều kiện thực tế khi sử dụng chất tẩy (pH, nhiệt độ, thời gian, đặc biệt là độ pha loãng) Các nghiên cứu sản xuất enzyme bổ sung vào các chất tẩy được tiếp tục theo các hướng sau: - Giảm giá thành chế biến - Tạo các enzyme không hoặc ít gây dị ứng - Mở rộng sản xuất các hydrolase mới có khả năng phân giải nhiều loại chất bẩn khác nhau như các enzyme phân giải xylan, pectin, dextran để loại bỏ những vết bẩn đặc biệt. - Nghiên cứu sản xuất và sử dụng các oxidoreductase như peroxidase, lipooxygenase… - Đưa vào các chất tẩy dùng trong nhà như nước rửa bát , tẩy nhà vệ sinh Sử dụng enzyme trong sản xuất sợi vải: - Trong quá trình sản xuất sợi tự nhiên thường gồm các công đoạn như: tách sợi khỏi nguyên liệu, làm sạch sợi, làm trắng, nhuộm màu - Các enzyme thường được sử dụng trong các công đoạn sau: a. Phân giải các tạp chất có trong lớp bao ngoài sợ bông tơ và các sợi tự nhiên khác tạo thành các sản phẩm phân tử thấp dễ hòa tan tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách sợi khỏi nguyên liệu. b. Tẩy hồ sợi bông sợi tơ tằm và các loại sợi khác được hồ bằng tinh bột gelatin, hoặc bằng các chất kết dính khác c. Làm trắng sợi loại bỏ peroxit thừa trước khi nhuộm màu.Những ưu điểm của việc sử dụng enzyme thay cho các chất hóa học để sản xuất và xử lý sợi - Làm giảm ô nhiễm môi trường Không làm ảnh hưởng tới cấu trúc và độ bền của sợi cellulose Giảm tiêu thụ năng lượng và giảm lượng nước sử dụng. - Ở Việt Nam, đã thử nghiệm dùng protease để xử lý kén khi ươm tơ, kết quả việc kéo tơ dễ dàng hơn do enzyme phân giải lớp keo ngoài sợi tơ, có thể tiến hành kéo tơ ở nhiệt độ thấp hơn, độ dài sợi tơ tăng đáng kể. - Enzyme có thể sử dụng để xử lý nước thải các nhà máy sản xuất sợ vải. Nước thải các nhà máy này có chứa tinh bột, poly và đặc biệt là các chất màu rất khó loại bỏ khi xử lý thông thường (Chất màu azo khi thải vào môi trường có thể tạo ra các amin thơm rất độc). Công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy: - Sản xuất giấy theo cách truyền thống phải sử dụng hóa chất ở những điều kiện hết sức khắc nghiệt: pH cao hoặc thấp, nhiệt độ cao. Cách này vừa tiêu tốn năng lượng và ảnh hưởng xấu tới môi trường. - Kể từ 1980 đã nghiên cứu ứng dụng E vào công nghệ sản xuất giấy. Chủ yếu sử dụng E ở công đoạn tạo bột giấy và tẩy trắng, tẩy mực trên giấy (trong quá trình tái chế giấy). - Việc sử dụng E để loại mực là vấn đề có tiềm năng sử dụng lớn nhất trong sản xuất bột giấy và giấy. Có thể dùng các E thủy phân như Cellulase, hemicellulase, pectinase để tách các phân tử mực ra khỏi bề mặt sợi giấy, hoặc dùng E để thủy phân chất mang phần tử mực. Ứng dụng trong công nghiệp thuộc da • Trong công nghiệp da, enzyme protease được dùng để làm mềm da, làm sạch da, rút ngắn thời gian, tránh ô nhiễm môi trường. Việc xử lý được tiến hành bằng cách ngâm da trong dung dịch enzyme, hay phết dịch enzyme lên bề mặt da. Enzyme sẽ tách các chất nhờn và làm đứt một số liên kết trong phân tử collagen làm cho da mềm hơn. Thực tế cho thấy khi xử lý da bằng chế phẩm protease từ vi sinh vật có thể rút ngắn thời gian làm mềm và tách lông xuống nhiều lần. Điều quan trọng là chất lượng lông tốt hơn khi cắt. So với phương pháp hóa học th. việc xử lý bằng enzyme có số lượng lông tăng 20-30%. Lông không cần xử lý thêm sau khi ngâm trong dịch enzyme. Sử dụng E trong một số lĩnh vực mới: - Từ năm 1990 bắt đầu nghiên cứu sử dụng enzyme trong một số lĩnh vực như: mỹ phẩm, bảo quản, hồi phục lại độ pH môi trường, xử lý, vỏ cây bần thần, dầu mỏ, xử lý nước thải… - Nhuộm tóc: (ezyme oxydase, peroxydase, tyroxydase) các enzyme này sẽ tạo H2O2 tại chỗ với nồng độ vừa đủ tạo điều kiện nhuộm tóc dịu hơn không gây hại cho tóc, có thể thực hiện ở pH trung tính. - Chăm sóc da: (protease thực vật, protease vi khuẩn) có tác dụng thủy phân giới hạn các tế bào biểu bì, lột nhẹ da mặt cho da mịn hơn. . da, enzyme protease được dùng để làm mềm da, làm sạch da, rút ngắn thời gian, tránh ô nhiễm môi trường. Việc xử lý được tiến hành bằng cách ngâm da trong dung dịch enzyme, hay phết dịch enzyme. lý bằng enzyme có số lượng lông tăng 20-30%. Lông không cần xử lý thêm sau khi ngâm trong dịch enzyme. Sử dụng E trong một số lĩnh vực mới: - Từ năm 1990 bắt đầu nghiên cứu sử dụng enzyme. quả, độ hoạt độ và độ bền của enzyme ở những điều kiện thực tế khi sử dụng chất tẩy (pH, nhiệt độ, thời gian, đặc biệt là độ pha loãng) Các nghiên cứu sản xuất enzyme bổ sung vào các chất tẩy