Khoa Công nghệ Sinh họcThực phẩm- Môi trường Công nghệ enzyme: LIPASE TS Nguyễn Hoài Hương SVNC: 11dsh05 Lê Trí Kiểng Đỗ Tuyết Mai Lê Thị Kiều Huệ Lê Thị Tiểu Phụng Trần Thị Thu Thảo Trương Thị Thái Hảo MỤC LỤC ENZYME LIPASE I Tổng quan Lipase Tên enzyme Cấu trúc enzyme Lipase _ Cơ chế sinh tổng hợp lipase _ Phân loại enzyme Thông số : nhiệt độ, pH, cofactor, coenzyme II Sản xuất enzyme Lipase 13 Quy trình tổng quát thu nhận enzyme ngoại bào từ VSV 13 Quy trình thu nhận enzyme từ nguồn động vật, thực vật _ 14 Quy trình thu nhận enzyme lipase ngoại bào từ VSV _ 15 Quy trình sản xuất lipase ngoại bào từ Cadida rugosa _ 16 Tinh enzyme kỹ thuật sắc ký cột 17 III Phương pháp cố định enzyme lipase 17 IV Phương pháp xác định hoạt tính enzyme lipase _ 17 Đối với chất dạng lỏng _ 18 Đối với chất dạng khô _ 18 V Ứng dụng _ 19 Ứng dụng Lipase công nghiệp _ 19 Ứng dụng lipase công nghiệp thực phẩm 20 Ứng dụng lipase công nghiệp tẩy rửa _ 20 Ứng dụng lipase công nghiệp thuộc da, dệt, giấy _ 21 Ứng dụng lipase quản lý môi trường _ 21 Ứng dụng lipase cơng nghiệp hóa chất _ 21 Ứng dụng lipase hóa sinh dược y tế _ 22 Ứng dụng lipase nông dược 22 Ứng dụng lipase mỹ phẩm công nghiệp nước hoa 22 10 Ứng dụng lipase sản xuất biodiesel 22 11 Ứng dụng lipase biosensor (cảm biến sinh học) _ 23 12 Quy trình ứng dụng Lipase chuyển hóa Biodiesel từ dầu đậu nành _ 23 13 Quy trình ứng dụng Lipase sản xuất phô mai _ 24 14 Chế phẩm enzyme 25 Tài liệu tham khảo _ 26 LỜI NĨI ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng cơng nghệ enzyme mang lại quan tâm đáng kể đến việc ứng dụng enzyme lipase ngành công nghiệp dầu béo Các phản ứng sử dụng enzyme lipase mang lại nhiều lợi ích phản ứng hóa học thơng thường Lipase sử dụng cách hiệu kinh tế điều kiện ơn hòa Đây đặc điểm quan trọng, điều kiện khắc nghiệt gây phản ứng trùng hợp chất béo sinh nhiều sản phẩm phụ Do việc sử dụng lipase làm giảm nhu cầu loại bỏ hợp chất màu sản phẩm phụ phương pháp tốn lượng Do nhóm xin giới thiệu đến bạn loại enzyme xem “chất xúc tác linh động nhất” thông qua phần sau đây: Tổng quan lipase Sản xuất lipase Phương pháp cố định lipase Phương pháp xác định hoạt tính Ứng dụng lipase đời sống sản xuất ENZYME LIPASE I Tổng quan Lipase Tên enzyme Lipase (EC 3.1.1.3) có tên khác Triacylglycerol lipase Thuộc nhóm enzyme hydrolase, cắt đặc hiệu liên kết ester EC Hydrolase Nomenclature EC 3.1 Acting on ester bonds EC 3.1.1 Carboxylic ester hydrolases EC 3.1.1.3 triacylglycerol lipase  Là enzyme tan nước xúc tác phản ứng thủy phân triacylglycerol không tan nước tạo thành glyceril acid béo tương ứng nhờ hoạt động bề mặt phân pha dầu-nước  Lipase xúc tác phản ứng thủy phân cắt đứt liên kết α-ester không cắt lúc liên kết Quá trình xúc tác thường chậm so với enzyme khác protease, amylase…  Hoạt động mạnh hệ nhũ hóa, đặc biệt hệ nhũ đảo Tại bề mặt phân cách pha nước với pha khơng hòa tan chứa chất Phản ứng thủy phân triacylglycerol thành glycerol acid béo Cấu trúc enzyme Lipase Tâm hoạt động lipase ba: Serine, Histidine Aspartate/Glutamate Phía trung tâm hoạt động có vùng kỵ nước hình thành sau lipase hoạt hóa Ngoại trừ điểm chung khả xúc tác thơng dụng lipase từ nguồn khác có điểm chung cấp độ amino acid Do đó, diện serine tâm hoạt động xem có tính bảo tồn cao thường xuất chuỗi pentapeptide Gly – Xaa – Ser – Xaa – Gly Cơ chế sinh tổng hợp lipase Giống tổng hợp protein, lipase hình thành trải qua trình phiên mã, dịch mã sau dịch mã Tất trình thực bên tb chất VSV Đầu tiên phiên mã Quá trình xảy đoạn gen tổng hợp nên lipase phải hoạt hóa trước chất cảm ứng Chất giúp giải phóng enzyme RNA polymerase khỏi kìm hãm chất ức chế cách kết hợp với chất ức chế Bản chất chất cảm ứng chất chịu xsuc tác lipase Kết thúc trình phiên mã diễn nhân tế bào sản phẩm phân tử mRNA, phân tử dễ bị thuỷ phân môi trường tế bào chất Bên cạnh đó, kết nghiên cứu gần cho thấy phân tử siRNA (short interference RNA) hình thành q trình phiên mã có tác động kìm hãm dịch mã thúc đẩy phân hủy phân tử mRNA Vì số lượng enzyme tổng hợp giảm đáng kể Tiếp theo, q trình dịch mã sử dụng thơng tin mã hóa mRNA để tạo thành mạch protein có thứ tự acid amin xác Tuy nhiên, chuỗi polypeptide dễ bị thủy phân enzyme peptidase Quá trình cần loại protein “chuyển giao” để tái sử dụng acid amin protein có cấu trúc gấp khúc (folded protein) mà khơng sử dụng Khi polypeptide enzyme tổng hơp nhiều polypeptide gần tương tác với tạo thành cấu trúc gấp khúc làm cho khối enzyme trở nên không tan Điều làm cho enzyme hoạt tính sinh học Q trình điều khiển chaperone, đoạn polypeptide có chức làm gấp khúc enzyme nội bào trước enzyme vận chuyển qua màng mmebrane Đối với pro-pro-enzyme ngoại bào, enzyme tổng hợp tế bào chất chưa có cấu trúc hồn thiện, cấu trúc phân tử khơng gấp khúc trogn suốt trình vận chuyển qua màng membrane Do đó, số protein khác hỗ trợ enzyme ngoại bào chống lại gấp khúc tế bào chất để khơng hình thành khối protein khơng tan chống lại thủy phân nội bào Hoạt tính enzyme phụ thuộc vào cofactor ion kim loại Sự cung cấp không đủ ion tế bào chất làm giảm hoạt tính enzyme Vì phải đảm bảo nồng độ bão hòa ion enzyme phải thấp nồng độ ion tế bào chất Đối với pro-pro-enzyme, khơng đủ cofactor để đảm bảo hoạt tính vận chuyển qua màng membrane lượng enzyme bị giữ lại tế bào chất làm ảnh hưởng hiệu suất sinh tổng hợp enzyme Sau vận chuyển qua màng membrane, enzyme ngoại bào bị phân hủy enzyme peptidase khơng gian chu chất Trong giai đoạn proenzyme, enzyme ngoại bào khơng gian chu chất chưa có cấu trúc hoàn thiện, tiếp tục hoàn thiện cấu trúc nhờ phân ứng thủy phân Phân loại enzyme Lipase thu nhận từ nhiều nguồn khác : lipase từ thực vật, lipase từ động vật lipase từ vi sinh vật, đặc biệt từ vi khuẩn nấm, có vài lipase thu nhận từ vi sinh vật có giá trị thương mại Lipase từ thực vật ngũ cốc giai đoạn nảy mầm Lipase từ nguồn thu nhận hạn chế hoạt tính lẫn khả bền nhiệt, đồng thời nồng độ enzyme không cao Nguồn lipase từ động vật quan trọng từ tụy tạng bò, cừu lợn Lipase từ tụy tạng lợn lipase biết đến sớm thông dụng Hạn chế lipase từ tụy tạng chúng chứa hợp chất có mùi vị khó chịu trypsine, tạo vị đắng nên khơng ưa chuộng Bên cạnh đó, nguồn lipase có khả lây truyền virus từ động vật sang người nên xu hướng sử dụng lipase từ vi sinh vật ưa chuộng đặc tính đa dạng, dễ tách chiết nguyên liệu vô hạn  Đặc hiệu vị trí: o Những enzyme khơng đặc hiệu với vị trí cấu trúc gốc acyl mạch triglyceride (C.rugosa) o Xúc tác đặc hiệu vị trí 1,3 phân tử triacylglycerol (A.niger) o Chỉ xúc tác đặc hiệu số acid béo định (Geotrichum candidum)  Đặc hiệu chất: chất có khả kết hợp vào trung tâm hoạt động enzyme bị chuyển hóa tác dụng enzyme (C.rugosa, A.niger, M.miehei …) Thông số : nhiệt độ, pH, cofactor, coenzyme a) Nhiệt độ, pH tối ưu Lipase chiết xuất từ tụy tạng bị hoạt tính 400C, số lipase vi sinh vật lại có tính bền nhiệt b) Cofactor Enzyme lipase hoạt động khơng cần cofactor, nhiên diện số cation kim loại Ca2+, Na+ làm tăng hoạt tính lipase Hoạt tính lipase bị bất hoạt Co2+, Ni2+, Hg2+ Sn2+, bị kìm hãm nhẹ Zn2+ EDTA: Đối với Bacillus sp • Mg2+ làm tăng hoạt tính enzyme • Ca2+ tăng tiết enzyme ngoại bào, tăng hoạt tính enzyme Đối với Geotrichum sp: • Ca2+ 1mM có tác dụng làm tăng 6% hoạt tính enzyme • Hoạt tính lipase gần hết với Pb2+ 10mM • Tween 20 làm tăng 10% hoạt tính lipase • Chất tẩy rửa SDS kiềm hãm lipase hồn tồn c) Cơ chế xúc tác Hoạt tính đạt cực đại phân tán vào bề mặt phân pha dầu-nước => q trình hoạt hóa phân pha Lipase xúc tác cho nhiều phản ứng khác bao gồm: phản ứng thủy phân, phản ứng tổng hợp ester, phản ứng chuyển ester phản ứng amin hóa (aminolysis) Các phản ứng lipase xúc tác phản ứng thuận nghịch chiều hướng phản ứng phụ thuộc vào lượng nước tham gia vào phản ứng e) Môi trường nuôi cấy tối ưu sinh tổng hợp Lipase Môi trường nuôi cấy Cadida rugosa KH2PO4: 15 g; K2HPO4:5,5 g;(NH4)2SO4:4g; MgSO4:1g; FeCl3:10m g; inositon: 0,004mg; biotin: 0,008mg; Thiamine.HCl: 0,2mg; dầu oliu: 1%; axit palmitic: 1.2 g;H2O: 1000ml Số tế bào nấm men cấy ban đầu 2,6x10-6 cfu/ml môi trường nuôi cấy Thời gian nuối cấy 40 Môi trường nuôi cấy Bacillus sp Môi trường BMGY với phần: 1% (w/v) cao nấm men, 2% (w/v) bacto-peptone, 100mM kali phosphat, pH 7.0, 4x10-5% (w/v) biotin 1% (v/v) Methanol Nhiệt độ 30oC Lắc 220 rpm 12 II Sản xuất enzyme Lipase Quy trình tổng quát thu nhận enzyme ngoại bào từ VSV 13 Quy trình thu nhận enzyme từ nguồn động vật, thực vật Nguyên liệu động vật, thực vật Nghiền phương pháp thích hợp Trích ly với dung môi Kết tủa Lọc thu tủa Tinh enzyme theo mục đích sử dụng Enzyme 14 Quy trình thu nhận enzyme lipase ngoại bào từ VSV Canh trường lên men VSV Ly tâm 4000 rpm/15min thu dịch Tủa protein Amonisunfat Lọc thu kết tủa Tinh enzyme theo mục đích sử dụng Enzyme 15 Quy trình sản xuất lipase ngoại bào từ Cadida rugosa Cadida rugosa Nấm sợi PDA nghiêng Sợi nấm Tiền xử lý với HCl 2% Chất (sấy 60oC kích thước hạt mịn) Bảo quản điều kiện chống ẩm Lên men Lọc ly tâm thu dịch Thu lipase thô Erlen 250ml Thu bào tử nấm -Lọc: Thêm nước cất tỷ lệ 1:10 so với thể tích canh trườg, lắc 120rpm 30 phút, sau lọc màng thích hợp -Ly tâm 10000rpm/15p, 4oC Tủa với sodium sulfat Đệm Tris-HCl 0.2M (pH=8) Đệm phosphate pH 6.5 Thẩm tích tách muối Lọc gel Cơ đặc, tinh enzyme enzyme 16 Tinh enzyme kỹ thuật sắc ký cột Do nguồn thu lipase từ động vật bền nhiệt, lại có mùi hơi, sản xuất nhiều công sức tốn Hơn nữa, việc lây nhiễm virus động vật mối lo ngại hàng đầu Nên việc chủ động nuôi cấy tách chiết lipase từ VSV ngày chiếm ưu Người ta sử dụng sắc ký lực cho độ tinh cao nhất, phương pháp tốn kém, cột đắc tiền, lại không bền Do nguyên nhân cột hoạt động nguyễn tắc bắt cặp enzyme chất, tạo nên phức hợp E-S Nhưng thân chất enzyme nhồi vào cột protein, nguyên nhân mà chất dễ bị biến tính khả kết hợp với enzyme Từ đó, nhà khoa học sử dụng DNA tái tổ hợp biểu E.coli cách thiết kế gen mã hóa tổng hợp lipase gắn thêm trình tự mã hóa gốc His đầu C (6His lk đặc hiệu với Ni++ cột sắc ký lực) Mà việc nhồi cột Ni++ tương đối dễ dàng, cột bền, sử dụng lâu Từ mà thành enzyme giảm, tạo điều kiện cho việc ứng dụng lipase rộng rãi Bên cạnh đó, số nghiên cứu dùng phương pháp gây đột biến, làm tăng khả biểu gen, nâng cao hoạt tính lipase III Phương pháp cố định enzyme lipase Tuy lipase có khả xúc tác nhiều phản ứng có giá trị thực phẩm, y học, môi trường, công nghiệp da… việc ứng dụng hạn chế chi phí cao Có thể khắc phục với pp cố định enzyme với mục đích thu hồi sử dụng nhiều lần, khơng tốn chi phí cho q trình tách bỏ enzyme sau thu hồi sản phẩm Có pp sử dụng:  PP hấp phụ vật lý: Dẫn xuất enzyme lipase từ C.antarcrica B cố định Octadecyl-Sepabead giữ 100% hoạt tính sau ủ 200h/50oC/pH=7 Lipase hấp phụ chất mang kỵ nước ổn định với nhiệt độ vô hoạt dung môi hữu Mặc dù phương pháp đơn giản dẫn xuất enzyme có tính ổn định nhiệt phương pháp khác  PP liên kết cộng hóa trị: Lipase cố định thành công chất mang chitosan, agarose, …làm tác nhân hoạt hóa nhóm cacboxyl chất mang cố định enzme lipase từ C.Rugosa Ưu điểm carbodiimide khả hoạt hóa cao, độc tính với enzyme thấp  PP nhốt/bao gói: Dùng polymer dạng hạt: chitosan(hiệu suất 50%), agarose, alginate… IV Phương pháp xác định hoạt tính enzyme lipase       Hoạt tính enzyme lipase xác định dựa lượng acid béo tự giải phóng Đối với lipase, đơn vị hoạt độ U lượng enzyme cần thiết để xúc tác tạo thành 1µmol acid béo phút điều kiện xác định Một số phương pháp thông dụng như: PP chuẩn độ (titrimetry)-pH-stat PP quang phổ (Spectroscopy) PP sắc ký (Chromatography) PP phóng xạ (Radioactivity) PP sức căng bề mặt (Interfacial tensionmetry) PP hóa học miễn dịch (Immuno-chemistry) 17  …… Đối với chất dạng lỏng Dầu olive nhũ hóa bị phản ứng thủy phân xúc tác lipase tạo thành acid béo (ở điều kiện pH, nhiệt độ, thời gian cụ thể cho thử nghiệm xác định yếu tố cụ thể đo trực tiếp) sau bất hoạt enzyme với ethanol 99,5° phương pháp chuẩn độ acid-bazơ, sử dụng NaOH 0,1 N; chất thị phenolphthalein 0,1% Khi đó, hoạt tính (HT) hoạt tính riêng (HTR) lipase tính theo cơng thức: HT = [(a-b)*1000*0,1] (U/mL) Trong đó; a: VNaOH 0,1 N chuẩn độ mẫu có enzyme (mL); b: VNaOH 0,1 N chuẩn độ mẫu trắng (mL) HTR = ∑ ĐVHT/P Trong đó: ∑ ĐVHT: Tổng số đợn vị hoạt tính enzyme/g; P: Hàm lượng protein (mg/g) Đối với chất dạng khô 18 V Ứng dụng Ứng dụng Lipase công nghiệp Cơng nghiệp Chất tẩy Hoạt tính Thủy phân chất béo Sản phẩm/ứng dụng Loại vết bẩn dầu từ vải Thực phẩm sữa Thủy phân chất béo sữa, Tăng cường chất mùi thơm làm chín phomat, biến đổi chất sữa, phomat bơ béo bơ Các loại bánh Cải thiện mùi thơm Kéo dài thời gian sử dụng Nước giải khát Cải tiến mùi hương Các loại nước giải khát Bao bì thực phẩm Cải tiến chất lượng Mayonnaise, loại bao bì loại khâu Thực phẩm chức Chuyển đổi ester hóa Thực phẩm chức Tăng cường hương vị Các sản phẩm thịt cá, loại bỏ chất béo Chuyển đổi ester hóa, thủy phân Bơ cocoa, margarine, acid béo, glycerol, glyceride đơn, đôi Chọn lọc đối kháng, tổng hợp Các khối kết tinh, hóa chất Chuyển đổi ester hóa, thủy phân Các lipid đặc trưng, chất trợ tiêu hóa Tổng hợp Chất nhũ tương hóa, chất tạo ẩm Da Thủy phân Các sản phẩm da Giấy Thủy phân Cải thiện chất lượng giấy Chất làm trắng Thủy phân Loại bỏ chất béo Thịt cá Các chất béo dầu Hóa chất Dược phẩm Mỹ phẩm 19 Ứng dụng lipase công nghiệp thực phẩm Bơ cocoa, chứa palmitic stearic acid, tan chảy miệng sinh cảm giác mát lạnh thích thú chocolate Cơng nghệ dựa vào lipase lien quan đến phản ứng thủy phân tổng hợp thương mại hóa để nâng cao vài loại mỡ chất lượng thành chất thay bơ cocoa Quá trình sử dụng lipase từ Rhizomucor miehei cố định cho phản ứng chuyển ester thay palmitic dầu cọ với stearic acid Alcoholysis dầu gan cá tuyết sản xuất omega-3 để chống lại hình thành cholesterol Điều khám phá dùng lipase Pseudomonas (Zuyi Ward 1993) Một vài loài vi khuẩn sản sinh ester tạo mùi ứng dụng công nghiệp phomai sản phẩm mùi lipase vi khuẩn Staphylococcus warneri Staphylococcus xylosus Lipase vi khuẩn C.viscosum giúp cho việc tích trữ hương vị tốt tích trữ vòng tháng Nhiều hợp chất hương (Yadav cs, 2008), chất hoạt động bề mặt phi ion (Yu cs, 2008), chất nhũ hóa tổng hợp nhờ xúc tác lipase Ricinoleic acid estolide (Bódalo cs, 2008), monoacylglycerol (Esmelindro cs, 2008; Kittikun cs, 2008) tổng hợp để điều chỉnh độ nhớt chocolate nhũ hóa cho magarin Xin cs (2009) dùng lipase xúc tác tổng hợp olein ferulyl có tác dụng chất chống oxi hóa thực phẩm đồng thời có tác dụng ngăn chặn bệnh tim, chống viêm chống ung thư Các polymer sinh học tổng hợp nhờ xúc tác lipase Các polymer ứng dụng công nghệ thực phẩm làm màng bao kỵ nước Nhiều dạng enzyme thương mại hóa dùng cơng nghệ thực phẩm Freshzyme®, Lipopan®, Noopazyme®, Palatase®, Novozyme® 871 Một số sản phẩm lipase thương mại dùng cơng nghiệp dầu chất béo: Lecitase® Novo, Lecitase® Ultra, Lipozyme® Ứng dụng lipase cơng nghiệp tẩy rửa Ứng dụng thương mại quan trọng lipase làm phụ gia công nghiệp chất tẩy rửa bột giặt gia đình Để tăng khả tẩy rửa, chất tẩy đại chứa nhiều loại enzyme protease, amylase, cellulose lipase Việc loại bỏ dầu mỡ lipase có triển vọng lớn công nghiệp chất tẩy rửa Trong điều kiên bình thường trình giặt tẩy, lipase hoạt động tốt Lipase bổ sung vào chất tẩy rửa phải có đặc tính: chịu nhiệt, chịu kiềm (pH khoảng 7.5 đến 11) chịu tác động chất cấu tạo nên chất tẩy rửa (Jäeger cs, 1994) Lipase kiềm chịu nhiêt dùng công nghiệp tẩy rửa để loại bỏ vết triglyceride từ người loại thức ăn, trước kia, việc loại bỏ chất điều kiện giặt ủi bình thường khó khăn Năm 1988, Lipase cho vào chất tẩy rửa tên thương mại lipolase® 100T thu từ Humicola lanuginose sản xuất Novo Nordisk Bioindustry (Jäeger cs, 1994) Lipase từ chủng vi khuẩn P.medocina Pseudomonas alcaligenes đươc sản xuất bổ sung vào chất tầy rửa công ty Genecor international USA (Jäeger cs, 1994; Reetz Jäeger, 1998) Novo thông báo loại lipase chịu kiềm cao, đặc hiệu với nhiều chất từ dòng xạ khuẩn Steptomyces sp giải pháp hữu ích công nghiệp giặt ủi 20 công nghiệp chất tẩy rửa, làm thương mại hóa tên Lipex®, Lipolase®, LipoPrime® (Pvandey cs, 1999) Ứng dụng lipase công nghiệp thuộc da, dệt, giấy Quá trình thuộc da trình phức tạp gồm loại bỏ chất béo, rủ lông làm mềm Quá trình thuộc da thường sử dụng mơi trường kiềm nên sử dụng vi khuẩn kiềm đem lại hiệu cao Dòng bacillus sp phát triển mơi trường kiềm sinh tổng hợp lipase kiềm, chúng thích hợp cho q trình thuộc da (Haalck cs, 1992; Wang cs, 1995) Lợi việc dùng lipase màu sắc giữ nguyên Lipase cải thiện tính khơng thấm nước da da không bị vết hoan ố sử dụng dung môi chất hoạt động bề mặt Trong công nghiệp giấy, sáp triglyceride gây trở ngại cho sản xuất nên loại bỏ chất điều cần thiết (Bajpai 1999) Công ty giấy công nghiệp Nippon (Nhật Bản) dùng lipase từ nấm Canada rugosa để loại 90% chất có gỗ Một số sản phẩm lipase thương mại hóa dùng cho cơng nghệ thuộc da: Greasex®, NovoCor® ADL, dệt: Novozyme® 375, giấy: Resinase® Ứng dụng lipase quản lý mơi trường Lipase sử dụng để loại bỏ chất chứa loại phế thải dầu oliu chất phế thải từ nhà máy dầu (Vitolo cs, 1998) Quá trình sử dụng chủng vi khuẩn sản sinh lipase B.thermoleovorans IHI-91 (Reimann cs, 2002) Wakelin Forster (1997) khám phá vi sinh vật phân lập từ chất thải nhà hàng thức ăn nhanh để loại bỏ chất béo, dầu, mỡ Họ nuôi cấy vi khuẩn khiết trộn với chất thải, vi sinh vật sản sinh lipase enzyme khác Ngồi ra, lipase có tác dụng phân hủy sinh học dầu diesel đất Ứng dụng lipase cơng nghiệp hóa chất Chất trung gian tổng hợp chất trị liệu, hóa nơng hương liệu thường dùng chiral Các chất khó tổng hợp phương pháp hóa học đồng phân thuốc có dược tính, việc tổng hợp đồng phân khiết bước quan trọng cơng nghiệp dược Có loại biến đổi sinh học có chọn lọc đồng phân chất hữu xúc tác lipase: phản ứng chất tiền chiral động học tan racemate (Kazlauskas cs, 1998) Theo truyền thống, chất tiền chiral chiral alcohol ester acid 21 carboxylic coi loại chất nhiều năm qua phạm vi chất nhanh chóng mở rộng sang diol, acid α β, hydroxyl, cyanohydrin, chlorohydrin, diester, lactone, amine, diamine, amino-alcohol dẫn xuất α β acid amine (Kazlauskas cs, 1998) Loại lipase xúc tác cho phản ứng thu nhận từ vi khuẩn P.aeruginosa, P.flourescens loài Pseudomonas khác, B.cepacia, C.viscosum, B.subtillis (Chunyuan cs, 2008), Achromobacter sp., Alcaligenes sp.và serratia marcescens Ứng dụng lipase hóa sinh dược y tế Lipase sử dụng để xúc tác ester hóa tinh bột sắn làm chất mang dược chất làm vật liệu điều trị gãy xương (Rajan cs, 2008) Lipase chất hoạt hóa yếu tố phá hủy tế bào ung thư, sử dụng điều trị ung thư Lipase Candida rugosa dùng để tổng hợp thuốc hạ cholesteron huyết (Hasan cs, 2006) Lipase sử dụng chất kích hoạt nhân tố hoại tử khối u dùng số liệu pháp chữa trị khối u ác tính Lipase cố định điện cực pH/oxygen kết hơp với glucose oxidase có chức lipid biosensor dùng xác định cholesteron máu (Hasan cs, 2006) Lipase sử dụng sớm liệu pháp chữa trị chứng khó tiêu, đầy hơi, dị ứng thức ăn, lipase từ thực vật dùng để bào chết loại thuốc hỗ trợ tiêu hóa Similase, Vitaline Herbal Formulas sản xuất Health Care Professionals, Oregon, Hoa Kỳ Một số sản phẩm enzyme thương mại hóa dùng xúc tác phản ứng sinh học: Novozyme® 388, Novozyme® 435, Novozyme® 525 F Ứng dụng lipase nông dược Nikkomycin-B.Mitsuda cs (1990) dùng lipase từ Achromobacter để thủy phân liên kết ester racemic a-cyano-3-phenoxybenzyl alcohol (CPBA) tạo thành sản phẩm (S)-CPBA, hoạt chất trừ sâu đồng phân lập thể Lipase dùng hiệu sản xuất đồng phân tinh khiết (S)-indanofan, chất diệt cỏ Ứng dụng lipase mỹ phẩm công nghiệp nước hoa Monoacylglycerol diacylglycerol chất tổng hợp trình ester hóa glycerol lipase, chúng chất hoạt động bề mặt hiệu ứng dụng mỹ phẩm (Pandey cs, 1999; Kirk cs, 2002) Việc tổng hợp monoacylglycerol enzyme monoacylglycerol lipase lấy từ vi khuẩn Pseudomonas sp Izumi cs (1997) chuyển vị q trình ester hóa 3,7dimethyl-4,7-octadien-1-ol lipase từ nhiều chủng vi sinh vật khác nguồn hương hoa hồng nhân tạo rẻ tiền hiệu cho công nghiệp nước hoa Ester acid béo đường (lauryl manose) chất hoạt đông bề mặt sử dụng để nhũ hóa thực phẩm, mỹ phẩm công nghiệp dược (Wenbin cs, 2009) Lipase hỗ trợ trình tổng hợp hương liệu nghiên cứu đặc biệt (-) menthol 10 Ứng dụng lipase sản xuất biodiesel Lipase cố định từ Pseudomonas cepacia dùng phản ứng chuyển ester hóa dầu nành với ethanol methanol tạo alkyl ester (biodiesel) Lipase thương mại 22 Novozyme 435 dùng xúc tác phản ứng chuyển ester hóa dầu nành để sản xuất biodiesel môi trường không dung môi 11 Ứng dụng lipase biosensor (cảm biến sinh học) Môt lĩnh vực đầy tiềm ứng dụng lipase vi sinh vật biosensor Người ta sử dụng mẫu dò enzyme đánh dấu để tránh tình trạng khơng ổn định chất đồng vị nguy hiểm sử dụng mẫu dò DNA đánh dấu Phương pháp cho phép chuẩn đoán nhanh xác số bệnh lien quan đến tim mạch hàm lượng cholesteron máu Các lipase không đặc hiệu, đặc biệt lipase Candida rugosa phát triển thành mẫu dò 12 Quy trình ứng dụng Lipase chuyển hóa Biodiesel từ dầu đậu nành Enzym lipase cố định nano từ tính ứng dụng cho q trình chuyển hóa biodiesel từ dầu đậu nành 23 13 Quy trình ứng dụng Lipase sản xuất phô mai Bổ sung Lipase 0,001% số enzyme khác Việc bổ sung lipase có tác dụng tăng vị béo hương vị đặc trưng phô mai 24 14 Chế phẩm enzyme Một số sản phẩm enzyme thương mại hóa dùng xúc tác phản ứng sinh học: Novozyme® 388, Novozyme® 435, Novozyme® 525 F, Novozyme® 375… 25 Tài liệu tham khảo Nguyễn Lê Sỹ Thanh, Quyền Đình Thi, Một số tính chất hóa lý lipase ngoại bào chủng geotrichum sp.DTQ-26.3 tạp chí Cơng nghệ Sinh học (1): 31-40, 2007 Nguyễn Hồng Thanh, Phùng Thu Nguyệt, Biểu gen mã hóa lipase từ chủng Bacillus subtilis FS2, tạp chí Cơng nghệ sinh học (1): 41-46, 2007 Trần Bích Lam, Cố định enzyme ứng dụng Trần Thanh Trúc, Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Lê Văn Việt Mẫn, Giáo trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống pha chế tập 1, tr273 Mai Xuân Lương, Phương pháp tách chiết enzyme Rohit Shama et.al, Production, purification, characterization and applications of lipase, Biotechnology adavances 19 (2001) 627-662 Trần Bích Lam, phương pháp xác định hoạt tính enzyme Phạm Thị Hương, Ứng dụng enzyme ngoại bào công nghệ thực phẩm 10 Phạm Xuân Núi, tổng hợp đặc trưng xúc tác lipase cố định nano từ tính ứng dụng cho q trình chuyển hóa biodiesel từ dầu đậu nành 11 Trần Thị Bé Lan, so sánh số tính chất chế phẩm enzyme lipase từ cadida rugosa porcine pancreas, tạp chí khoa học 2012:22b 210 220 12 Trần Thị Bé Lan, nghiên cứu enzyme lipase từ candida rugosa porcine pancreas xúc tác phản ứng transester hóa dầu dừa, tạp chí khoa học 2012: 23b 105-114 26