- Người ta đã chứng minh được bằng thực nghiệm ý tưởng của phương pháp sinh học nhờ ánh sáng mặt trời và các quá trinh sinh học để chuyển hóa 1 cách liên tục năng lượng mặt trời từ dạng bức xạ về dạng dự trữ (nhiên liệu hydro)
- Trên đây là một số thí dụ chứng minh cho hiệu quả sử dụng công nghệ vi sinh, công nghệ enzyme phục vụ cho nền kinh tế quốc dân. Các công nghệ này đã được nghiên cứu tương đối đầy đủ, tỉ mỷ về thực nghiệm cũng như lý thuyết, đồng thời các công nghệ này đã đạt được nhiều kết quả phục vụ đời sống kinh tế quốc dân.
3.3.9 Một số ứng dụng của enzyme điển hình trong các ngành khác
3.3.9. 1.Protease
- Trong công nghiệp da, protease được sử dụng làm mềm da nhờ sự thủy phân một phần protein của da, chủ yếu là collagen, thành phần chính làm cho da bị cứng. Nhờ vậy đã loại bỏ khỏi da các chất nhớt và làm cho da có độ mềm dẻo nhất định, tính chất đó được hoàn thiện hơn khi thuộc da. Hiện nay, các protease tách từ vi khuẩn, (B.mesenterricus, B.subtilis), nấm mốc (A.oryzae, A.falavus) và xạ khuẩn (S.fradiae, S.griseus, S.rimosus...) được sử dụng ngày càng nhiều trong công nghiệp thuộc da. Các enzyme này, ngoài khả năng hoạt động trong môi trường kiềm, chúng còn phải có khả năng chịu được tác động của NaCl và phải có hoạt tính cao. Người ta thường cho 50-200 gram protease có hoạt tính 100.000LVU/gam để tách một tấn lông. Khi sử dụng enzyme quá trình tách lông sạch hơn, da có chất lượng tốt hơn.
- Trong công nghiệp dệt: Protease vi sinh vật được sử dụng để làm sạch tơ tằm, tẩy tơ nhân tạo (các sợi nhân tạo được bằng các dung dịch cazein, gelatin) để sợi được bóng, dễ nhuộm. Protease có tác dụng làm thủy phân lớp protein serisin đã làm dính bết các sợi tơ tự nhiên, làm bong và tách rời các loại tơ tằm, do đó làm giảm lượng hóa chất để tẩy trắng. - Ngoài ra, protease còn được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành khác như:
• Điều chế dịch đạm thủy phân dùng làm chất dinh dưỡng, chất tăng vị trong thực phẩm và sản xuất một số thức ăn kiêng.
• Protease của nấm mốc và vi khuẩn phối hợp với amylase tạo thành hỗn hợp enzyme dùng làm thức ăn da súc có độ tiêu hóa cao có ý nghĩa lớn trong chăn nuôi gia súc và gia cầm.
• Điều chế môi trường dinh dưỡng của vi sinh vật để sản xuất vaccine, kháng sinh... - Protease trong chất tẩy rửa
Các chất cacbonhydrat và lipid dễ dàng hòa tan trong môi trường kiềm của bột giặt. Protein khó bị loại hơn các chất khác. Chính vì thế, việc tìm ra chất nào đó, khi trộn vào trong bột giặt có khả năng loại chúng ra khỏi quần áo là mục đích của những nghiên cứu kéo dài rất nhiều năm. Người ta đã thử enzyme protease. Trong các loại protease thì protease kiềm thích hợp hơn cả.
Các protease ứng dụng trong sản xuất bột giặt phải đáp ứng những yêu cầu sau:
• Hiệu quả tẩy sạch cao.
• Có khả năng hoạt động trong môi trường có PH 9-11 và phải chịu được nhiệt độ có khi đến 95oC.
• Có khả năng giữ được hoạt tính khi có mặt của các chất tham gia thành phần bột giặt.
• Có khả năng bảo quản và giữ được hiệu lực ít nhất là một năm.
Những yêu cầu trên chỉ có serine protease của vi khuẩn là đáp ứng được. Lượng chế phẩm protease đưa vào thành phần của bột giặt chỉ khoảng 0,5-1%.
Ngoài các cơ chất tẩy rửa dạng bột, thị trường các chất tẩy rửa trên thế giới có đến 25% thuộc dạng lỏng. Các chất tẩy rửa dạng lỏng có ưu điểm là dễ khuếch tán các thành phần tẩy rửa nhưng có nhược điểm là khó vận chuyển. Trong các chất tẩy rửa dạng lỏng, người ta cũng cho enzyme protase để tăng khả năng phân giải các vết protein có trong quần áo.
Nhược điểm của quá trình thủy phân protein bởi enzyme là có thể gây ra vị đắng của peptide và/hoặc axit amin. Điều này có thể xảy ra khi protein (ngoại trừ collagen) được xử lý xuống peptide có khối lượng phân tử dưới 6000. Vị đắng peptide cũng có thể nhận thấy được khi fomát chín. Để hạn chế quá trình này, có thể sử dụng hỗn hợp endo và exopeptidase được chiết xuất từ Latobacilli.
3.3.9.2. Ezyme cellulase.
Enzyme cellulase được ứng dụng trong chất tẩy rửa chủ yếu nhằm mục đích làm mềm vải cotton. Việc ứng dụng enzyme cellulase đặc biệt được phát triển ở Nhật và các nước châu Âu. Người ta đã sử dụng enzyme cellulase từ 23 chủng vi khuẩn và 125 chủng nấm sợi. Trong đó, cellulase từ Humicola insolens. Celuula từ Humicola insolens có khả năng hoạt động ở pH 8,5-9,0 và nhiệt độ 500C.
3.3.9.3 Amylase
- Trong công nghiệp dệt: người ta sử dụng enzyme α-amylase của malt hay pancreatic amylase. Để phá hủy nhanh lượng tinh bột thừa, đầu tiên người ta đưa nhiệt độ đến nhiệt độ sội sau đó làm giảm nhiệt độ xuống 50-60oC và cho enzyme amylase vào.
- Trong công nghiệp người ta sử dụng enzyme amylase của vi khuển để tẩy tinh bột và làm cho vải mềm. Trong vải thô thường chứa khoảng 5% tinh bột và các tạp chất khác. Do đó khi sử dụng chế phẩm của enzyme amylase ty nhiên ngoài chế phẩm enzyme amylase có nguồn gốc từ vi khuẩn, hiện nay người ta đã quan tâm đến việc sử dụng amylase từ nấm sợi. Cho đến nay có rất nhiều nước đã sử dụng enzyme rong công nghiệp dệt để tăng khả năng cạnh tranh các hàng vải, sợi.
- Những enzyme này không bền pH kiềm và nhiệt độ cao trong một thời gian lâu, nên người ta thường bao chúng lại trước khi phối trộn với các thành phần khác của chất tẩy rửa để bảo quản được lâu và đảm bảo khả năng hoạt động của chúng. Các enzyme amylase của vi khuẩn sẽ làm tăng khả năng phân giải các vết bẩn do carbohydrate trong quần áo. Người ta thường sử dụng enzyme a-amylase của vi khuẩn. Enzyme này thường chịu được nhiệt độ cao (đến 900C) và pH kiềm (pH9).
3.3.9.4. Lipase
- Enzyme lipase thủy phân dầu, chất béo tạo ra acid béo và glicerol. Trong kỹ thuật người ta tiến hành thủy phân dầu béo ở nhiệt độ sối rất cao và áp suất rất cao.
Lipase sử dụng trong chất tẩy rửa để phân hủy các vết bẩn lipid. Các lipase được ứng dụng trong chất tẩy rửa hoạt động ở pH 9-10. Người ta sản xuất lipase từ nấm sợi có tên thương mại Liponase. Nấm sợi dùng để sản xuất lipase đã được biến đổi gen này có khả năng hoạt động ở pH<12 và nhiệt độ 60oC.