Các nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu công nghệ enzyme chiết xuất hợp chất thiên nhiên. Gần đây, một số ứng dụng enzyme được sử dụng hỗ
trợ tách tinh dầu và các thành phần dễ bay hơi như:
∆G không xúc tác
Freese & Binnings (1993) đã sử dụng của enzyme trong quá trình chiết xuất dầu và tinh dầu từ gừng, tỏi, hạt tiêu làm tăng năng suất của dầu lên 30-50% so với đối chứng không xử lý enzyme [65].
Sowbhagya và cộng sự (2009) đã xử lý enzyme cellulase, pectinase, protease và viscozyme trước khi chưng cất tinh dầu từ tỏi làm tăng hàm lượng từ
(0,39-0,51%) so với đối chứng (0,28%). Tác giả cũng chứng minh rằng enzyme tạo thuận lợi cho việc khai thác dầu tỏi, dẫn đến sự gia tăng hiệu suất và ít thay
đổi hương vị hay tính chất hóa lý của dầu [66]. Ngoài ra, Sowbhagya (2011) cũng
chứng minh hiệu quả của các enzyme hỗ trợ tách tinh dầu hạt cần tây (Apium graveolens L.), hạt thì là (Cuminum cyminum L.). Các enzyme: cellulase, hemicellulase, pectinase, protease và hỗn hợp cellulase + hemicellulase đều làm
tăng sản lượng tinh dầu hạt cần tây (22-27%), tinh dầu hạt thì là 18-22% so với
đối chứng không sử dụng enzymẹ Tác giảcũng cho rằng, enzyme không làm thay
đổi bất kỳđặc tính cảm quan, tính chất vật lý hoặc tính chất hóa học của tinh dầụ Tuy nhiên, có sựgia tăng đáng kể về thành phần limomene trong tinh dầu cần tây (82,2%) khi xử lý với cellulase so với đối chứng (63,9%) [67, 68].
Theo Boulila và cộng sự (2015) tiền xử lý lá nguyệt quế (Laurus nobilis L.) bằng cellulase, hemicellulase, xylanase và hỗn hợp các enzyme đã tăng hiệu suất thu nhận tinh dầu lần lượt là 243; 227; 240,54 và 0,48% tương ứng với các phương
án xử lý. Các kết quả phân tích GC-MS cũng cho thấy quá trình xử lý bằng enzyme không những không làm biến đổi thành phần các hợp chất dễbay hơi mà còn làm
giàu các thành phần monoterpenoid trong tinh dầu, từ đó làm gia tăng hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm thông qua thử nghiệm với DPPH và ABTS [69].
Sayantani Dutta và cộng sự (2015), đã kết hợp α-amylase với CO2 siêu tới hạn đã tăng hiệu suất chiết nhựa dầu hạt tiêu lên 2,13 lần khi không xử lý enzyme trong khi xử lý bằng enzyme tăng 1,25 lần. Quá trình kết hợp enzyme và CO2 siêu tới hạn đã tăng hiệu suất chiết 53% cũng làm giàu hàm lượng piperin có trong hỗn hợp so với đối chứng không sử dụng enzyme [70].
Tóm lại, trên thế giới, các nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme ứng dụng tiền xử lý các nguyên liệu thiên nhiên như động, thực vật, tảọ.. để chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sử dụng phương án enzyme bước đầu đã cho hiệu quả cao và tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu ứng dụng enzyme trong chiết xuất các hợp chất thiên nhiên cũng được quan tâm trong khoảng 20 năm trở lại đâỵ
Nguyễn Văn Chung (2004), đã sử dụng α-amylase trong quá trình chưng
cất tinh dầu hồtiêu đã làm tăng hiệu suất tinh dầu 8% [71].
Lưu Thị Lệ Thủy (2008), đã nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thu nhận dầu từ hạt bí đỏ bằng phương pháp sử dụn alcalase và viscozyme cho hiệu suất lần lượt 75,7 và 70,3% so với chiết bằng hexan. Sản phẩm dầu tạo ra có chất
lượng tương đương dầu tinh khiết, có giá trịdinh dưỡng cao (hàm lượng axít béo omega-6 > 50%) [52].
Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2009) sử dụng enzyme protease, hemicellulase và carbohydradase trong chiết tách dầu béo và các thành phần của cám gạọ Hiệu suất thu dầu cám chỉ đạt 77,5% so với phương pháp chiết bằng dung môi hexan
nhưng ngoài dầu béo, sản phẩm thu được là protein có trong cám gạo 75,4% và
xơ hòa tan 10,4% [66]. Năm 2007, nhóm nghiên cứu cũng đã tách chiết và làm
giàu các axit béo không no đa nối đôi omega-3 và omega-6 bằng enzyme để ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và thực phẩm chức năng.
Hoàng Thị Bích (2017) đã “Nghiên cứu sử dụng enzyme trong chiết tách và làm giàu một số sản phẩm nguồn gốc thiên nhiên” với các đối tượng được lựa chọn là cành lá quế, vỏ quế C. cassia, gỗ gió bầu Ạ crassna. Trong nghiên cứu này, tác giả thử nghiệm thăm dò ứng dụng của hệ enzyme laccase-Htec2 hỗ trợ quá trình chưng cất tinh dầu trầm hương từ gỗ cây gió bầu Ạ crassna cho tỷ lệ gia tăng tinh dầu là 33,33% [72].
Lê Tất Thành và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng enzyme trong chiết xuất từ đối tượng thủy sản và thực vật. Năm 2017, nhóm nghiên cứu đã sử dụng sử
dụng bromelain 0,84% để chiết xuất dầu từ nguyên liệu đầu cá ngừđại dương đạt hiệu suất 73,44% [73]. Năm 2020, Ngoài ra, các tác giả còn sử dụng hệ enzyme bromelain 0,975% và chitinase 1,28% thủy phân cua lột đạt hiệu suất 78,2% [74].
Ứng dụng enzyme trong chiết xuất các hợp chất thiên nhiên vẫn là hướng mới mẻ đối với các nghiên cứu trong nước. Tuy nhiên, hoạt chất sinh học từ các nguyên liệu thực vật thân gỗ rất đa dạng và phong phú, sử dụng enzyme để phá vỡ cấu trúc thành tế bào chứa lignocellulose, nguồn nguyên liệu rất giá trị ở các vùng nhiệt đới như Việt Nam.