Giải Chuyên đề Sinh học 10 Cánh diều Bài 8: Sản xuất enzyme tự nhiên

- Enzyme có thể được sản xuất từ 3 nguồn trong tự nhiên:

(1) – Tế bào, mô và cơ thể động vật

(2) – Tế bào, mô và cơ thể thực vật.

(3) – Vi sinh vật.

- Sản xuất enzyme tự nhiên cần thực hiện quy trình sản xuất gồm các bước cơ bản sau: Nuôi trồng và thu hoạch nguyên liệu sản xuất enzyme (động vật, thực vật hoặc vi sinh vật) → Trích li enzyme từ nguyên liệu → Tinh sạch enzyme → Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme.

- Cần sản xuất các chế phẩm enzyme tự nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng enzyme tự nhiên trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp chế biến thực phẩm, mĩ phẩm, dược phẩm,…

Người ta có thể sản xuất enzyme lysozyme từ lòng trắng trứng gà; sản xuất enzyme papain từ đu đủ xanh và sản xuất enzyme bromelain từ dứa vì trong mỗi loại nguyên liệu này đều chứa hàm lượng lớn loại enzyme cần sản xuất, nhờ đó, việc sản xuất sẽ dễ dàng hơn, chi phí sản xuất sẽ thấp hơn.

- Các enzyme trong hệ tiêu hóa có vai trò thủy phân thức ăn thành các chất dinh dưỡng mà cơ thể có thể hấp thụ được. Mỗi loại enzyme trong hệ tiêu hóa thì có vai trò thủy phân các chất khác nhau trong thức ăn, cụ thể:

+ Enzyme amylase có vai trò thủy phân tinh bột thành đường.

+ Enzyme pepsin có vai trò thủy phân protein.

+ Enzyme lipase có vai trò thủy phân lipid.

+ Enzyme nuclease có vai trò thủy phân nucleic acid.

+ Enzyme maltase có vai trò thủy phân đường đôi.

+ Enzyme trypsin có vai trò thủy phân protein.

+ Enzyme peptidase có vai trò thủy phân peptide.

- Enzyme trong hệ thống tiết trên da (ví dụ tuyến mồ hôi) có tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn như lysozyme phá vỡ thành tế bào vi khuẩn.

Điểm hạn chế của nguồn nguyên liệu động vật và thực vật so với nguồn nguyên liệu vi sinh vật trong công nghệ sản xuất enzyme tự nhiên:

- Tốc độ sinh trưởng của tế bào động vật và thực vật trong môi trường nuôi cấy nhân tạo kém hơn của vi sinh vật.

- Chi phí nuôi cấy của tế bào động vật và thực vật tốn kém hơn.

- Nguồn enzyme của tế bào động vật và thực vật kém phong phú hơn.

Một số ví dụ trong đời sống liên quan đến ứng dụng các chế phẩm enzyme từ tự nhiên:

- Sử dụng chế phẩm enzyme bromelain từ dứa để làm mềm thịt.

- Sử dụng enzyme amylase được sản xuất từ vi sinh vật (nấm mốc, vi khuẩn,…) để làm rượu có nồng độ cao.

- Sử dụng enzyme lipase để cải thiện hương vị đặc trưng của phô mai bằng cách tạo ra các acid béo tự do khi thủy phân các chất béo sữa, cải thiện cấu trúc và độ mềm của phô mai.

- Sử dụng enzyme pectinase từ nấm mốc để làm giảm độ đục, cải thiện màu sắc và hương vị cho các loại nước ép trái cây có nguồn gốc tự nhiên như táo và chuối.