Enzyme góp mặt tích cực đến nhiều mặt của cuộc sống hiện nay, sự xuất hiện của enzyme giúp mọi thứ trở lên dễ dàng hơn. Đặc biệt là trong các lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm, trong mỹ phẩm, trong hóa học, trong y dược,…

Ứng dụng enzyme trong nông nghiệp

Khi các sản phẩm thức ăn cho vật còn ở dạng thô, một số loại enzyme sẽ được thêm vào, mục đích là làm tăng hệ số sử dụng thức ăn. Tiêu biểu nhất là các enzyme thuỷ phân như amylase, protease, đặc biệt là cellulase, hemicellulase. Cơ chế chính là sử dụng enzyme để thủy phân các phân tử lớn thành dạng dễ hấp thụ hơn. Nếu sử dụng các phương pháp sản xuất truyền thống, dù có tác động vật lý nhiều và mạnh đến mức nào, thì cũng khó tác động đến cấp độ phân tử của nguyên liệu.

Trong lĩnh vực trồng trọt, các loại chế phẩm enzyme cũng có các vai trò không hề nhỏ. Các loại phân bón hóa học đang dần được thay thế bởi phân vi sinh sản xuất từ enzyme. Trong nông nghiệp, phế liệu thường là các loại cơ chất còn nhiều giá trị sử dụng, đặc biệt là trong cải tạo đất, các enzyme cellulase, hemicellulase, protease và amylase là “chuyên gia” chuyển hóa dạng vật chất này sang các loại chất hữu cơ tốt cho đất nông nghiệp. (papain giá rẻ)

Ứng dụng enzyme trong công nghiệp thực phẩm

Thời gian gần đây, khi mà sự an toàn cho sức khỏe là đã trở thành vấn đề được đặt lên hàng đầu với bất kỳ loại thực phẩm nào muốn đến tay người tiêu dùng, thì các ngành chế biến thực phẩm sẽ phải loại bỏ bớt các chất hóa học nguy hại, dù chúng rất quan trọng trong quy trình sản xuất. Việc tìm kiếm một sự thay thế phù hợp không hề dễ dàng, khi đó enzyme nổi lên như một giải pháp toàn diện. Trên thực tế thì enzyme vốn từ lâu đã đóng vai trò không thể thay thế trong một số hoạt động sản xuất thực phẩm.

Như với ngành công nghiệp chế biến thịt, trong quá trình làm mềm thịt, tạo thức ăn dễ tiêu hóa, không thể thiếu các loại enzyme thủy phân protein. Enzyme renin và pepsin là hai loại enzyme có tính tạo sự đông tụ, chúng được sử dụng trong sản xuất phomat. Trong lĩnh vực sản xuất thức uống như nước quả, bia rượu đều sử dụng đa dạng các loại enzyme, chúng ảnh hưởng tới màu nước, hương vị, tính dễ lọc hay tăng hiệu suất.

Tiêu biểu trong lĩnh vực thực phẩm phải kể đến enzyme amylase, loại enzyme này thực sự là một “ngôi sao” khi là thành phần tạo nên chất lượng của rất nhiều mặt hàng: bánh mì, rượu, bia, bánh kẹo,… Nổi bật nhất trong lợi ích mà enzyme mang lại trong nhóm ngành này chính là giúp hạ chi phí sản xuất, một số enzyme có thể được dùng để xử lý khối lượng nguyên vật liệu gấp hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần so với hóa chất, phụ phẩm cùng loại.

Ứng dụng enzyme trong mỹ phẩm

Trong ngành mỹ phẩm, enzyme được sử dụng nhiều nhất ở mảng chăm sóc da. Có thể kể đến khả năng tẩy da chết, làm trắng da, giúp xúc tác, đẩy nhanh quá trình sinh học tự nhiên của da. Ví dụ như một số enzyme có khả năng phá vỡ chất sừng (keratin), tạo cho da sự mềm mại (enzyme papain là gì)

Ngăn ngừa sự lão hóa bằng enzyme là một công nghệ hứa hẹn, bởi enzyme có thể đóng vai trò như chất chống oxy hóa mạnh mẽ, ngăn ngừa sự tàn phá của các gốc tự do, bảo vệ làn da chống lại tác hại của ánh nắng mặt trời, tác nhân ô nhiễm từ môi trường.

Ứng dụng enzyme trong hóa học

Nghiên cứu ứng dụng trong hóa học của enzyme là một hoạt động có tính nền tảng. Enzyme có cảm ứng cao đối với nhiệt độ, pH và những thay đổi khác của môi trường. Nghiên cứu enzyme trong hóa học là tìm hiểu cách chúng tương tác với các chất, vai trò của chúng trong một phản ứng hóa sinh. Chẳng hạn như nghiên cứu dùng chế phẩm enzyme làm chất mang để gắn phức hợp enzyme xúc tác cho các phản ứng tổng hợp glutathion, acid béo, alcaloid, sản xuất hormone,…

Enzyme cũng được sử dụng như một công cụ, cầu nối trong nghiên cứu cấu trúc hóa học, đơn cử như dùng enzyme endonuclease để nghiên cứu cấu trúc nucleic acid. Trong hóa phân tích, enzyme còn được dùng làm thuốc thử.

Ứng dụng enzyme trong y dược

Ứng dụng của enzyme trong y học. “Tính thời đại” của công nghệ enzyme thể hiện ở vị trí của nó trong nền y học. Phương pháp định lượng và định tính enzyme là một phương pháp đặc biệt quan trọng, do đó mới xuất hiện lĩnh vực gọi là chẩn đoán dựa vào enzyme, có nhiệm vụ:

Phân tích xác định nồng độ cơ chất như glucose, ure, cholesterol… với sự hỗ trợ của enzyme

Xác định hoạt tính xúc tác của enzyme trong mẫu sinh vật (ứng dụng của enzyme trong y học)

Xác định nồng độ cơ chất với sự hỗ trợ của thuốc thử enzyme đánh dấu. Dùng enzyme để định lượng các chất, phục vụ công việc xét nghiệm chẩn đoán bệnh, ví dụ dùng để kiểm tra glucose nước tiểu rất nhạy.

Enzyme ứng dụng nhiều trong sản xuất thuốc, ta lấy các protease, một nhóm các enzyme thủy phân protein làm ví dụ, các protease rất mạnh mẽ trong hoạt động xúc tác thủy phân protein, điều này giúp chúng được sử dụng để hỗ trợ điều trị các bệnh về đường tiêu hóa. Rộng ra, protease có khả năng loại bỏ cơ chất ứ đọng, tan máu bầm, được ứng dụng làm thuốc điều trị tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương. Nhóm enzyme này còn có các tác dụng khác như chống viêm, làm thông đường hô hấp, thành phần của nhiều loại mỹ phẩm, thuốc da liễu…

Chưa dừng lại ở đó, các protease cũng được dùng để tạo môi trường dinh dưỡng trong nuôi cấy vi sinh vật, đây là một bước quan trọng trong sản xuất vacxin, kháng sinh. Nhiều loại huyết thanh hiện nay không thể được tạo nên nếu thiếu đi các protease. Nếu thấy những ứng dụng trên là đã đủ nhiều, thì nên nhớ chúng ta chỉ mới tìm hiểu về nhóm protease, một trong vô vàn loại enzyme đã biết và chưa biết.

Bài viết khác cùng Box :