Tiếp nối thành công của buổi seminar chia sẻ về vi khuẩn Staphylococcus aureus (tụ cầu vàng) và các hợp chất kháng khuẩn mới, sáng ngày 14 tháng 11 năm 2024, Giáo sư Roberto Spurio đến từ Đại học Camerino - Ý đã tiếp tục trình bày seminar hấp dẫn với chủ đề: “Enzyme và các enzyme mới - Vai trò của vi khuẩn trong sản xuất enzyme quy mô công nghiệp” tại Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Tham dự buổi seminar có sự góp mặt của các thành viên trong nhóm nghiên cứu mạnh Vi sinh vật và an toàn thực phẩm, cùng với đội ngũ giảng viên, nghiên cứu viên, kỹ thuật viên, sinh viên đến từ Khoa Công nghệ thực phẩm và Khoa Công nghệ sinh học.
Tại buổi hội thảo, Giáo sư Roberto Spurio đã trình bày một cách hệ thống và chi tiết về lịch sử hình thành của enzyme, vai trò không thể thiếu của vi sinh vật trong quá trình sản xuất enzyme, cũng như ứng dụng đa dạng của enzyme trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Enzyme đóng vai trò xúc tác quan trọng, giúp các phản ứng hóa học diễn ra nhanh chóng và hiệu quả. Hầu hết enzyme là các protein đặc biệt, một số phân tử RNA cũng có khả năng này, được gọi là ribozym. Bằng cách giảm năng lượng hoạt hóa cần thiết cho phản ứng, enzyme giúp các phản ứng diễn ra trơn tru và chính xác. Mỗi enzyme thường chỉ thực hiện một nhiệm vụ cụ thể, giống như một chìa khóa chỉ vừa với một ổ khóa.
James B. Sumner, nhà khoa học tiên phong, đã mở ra chương mới trong lịch sử nghiên cứu enzyme khi ông lần đầu tiên tinh chế và kết tinh được urease vào năm 1926. Phát hiện này đã chứng minh một cách rõ ràng rằng enzyme chính là protein, thay đổi hoàn toàn cách nhìn nhận về các chất xúc tác sinh học. Công trình của Sumner đã đặt nền móng cho lĩnh vực enzyme học hiện đại và mở ra nhiều ứng dụng trong y học, nông nghiệp, công nghiệp...
Vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong sản xuất enzyme quy mô lớn. Enzyme sản xuất từ vi khuẩn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, từ thực phẩm và đồ uống đến dược phẩm và năng lượng sinh học. Nhờ tính đặc hiệu cao và hiệu quả vượt trội, enzyme đã trở thành công cụ không thể thiếu trong nhiều quy trình sản xuất hiện đại, góp phần tạo ra các sản phẩm chất lượng cao và thân thiện với môi trường.
Một số chi vi khuẩn thường được sử dụng trong sản xuất enzyme công nghiệp bao gồm Bacillus, Escherichia coli và Pseudomonas. Bacillus nổi tiếng với các enzyme phân giải protein (protease), tinh bột (amylase) và chất béo (lipase). Escherichia coli thường được sử dụng để sản xuất enzyme tái tổ hợp, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ sinh học. Pseudomonas có khả năng sản xuất nhiều loại enzyme khác nhau và được ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi trường và công nghiệp.
Việc sử dụng vi khuẩn trong sản xuất enzyme mang lại nhiều ưu điểm. Đầu tiên, vi khuẩn sinh trưởng nhanh, giúp sản xuất enzyme quy mô lớn trong thời gian ngắn. Thứ hai, bộ gen của vi khuẩn dễ dàng chỉnh sửa, cho phép sản xuất các enzyme theo yêu cầu thông qua công nghệ DNA tái tổ hợp. Quy trình lên men vi khuẩn thường có chi phí thấp hơn so với các quy trình sử dụng tế bào nhân thực.
Enzyme từ vi khuẩn có vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Trong ngành thực phẩm, enzyme được sử dụng để làm mềm thịt, sản xuất bia, làm bánh mì và chế biến sữa. Trong ngành dệt may, enzyme giúp làm mềm vải và xử lý sợi. Ngoài ra, enzyme còn được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất, dược phẩm và môi trường.
Các minh chứng cụ thể liên quan đến cơ chế, phương thức sản xuất và ứng dụng của protease trong thủy phân protein, tạo ra các sản phẩm tẩy rửa; ứng dụng lactase trong công nghiệp chế biến sữa không lactose; ứng dụng keratinase trong phân giải các lông, da của gia cầm và gia súc đã được giáo sư giới thiệu hết sức cụ thể.
Buổi seminar diễn ra thành công tốt đẹp với sự trao đổi sôi nổi giữa người tham dự và giáo sư Roberto Spurio. Giáo sư cũng nhấn mạnh mặc dù vi khuẩn là đối tượng thiết yếu trong sản xuất enzyme quy mô công nghiệp, cung cấp giải pháp hiệu quả, tiết kiệm và đa dạng cho nhiều ứng dụng, nhưng vẫn còn một số thách thức, bao gồm độ ổn định của enzyme, tính đặc hiệu của cơ chất và chi phí sản xuất. Nghiên cứu đang tiếp tục nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất enzyme, nâng cao độ ổn định của enzyme thông qua công nghệ kỹ thuật và khám phá các chủng vi khuẩn mới để phát hiện enzyme mới.
Nhóm Nghiên cứu mạnh VSV và ATTP