Ứng dụng enzyme trong vật liệu dệt

1. GIỚI THIỆU
Việc sử dụng vật liệu dệt trong lĩnh vực y tế đã liên tục được mở rộng trong nhiều
năm, và hiện là lĩnh vực công nghệ ứng dụng cao mà khả năng phát triển về mặt kinh tế
là không cần bàn cãi gì nữa. Nghiên cứu trong lĩnh vực này hiện đang cực kỳ sôi động,
với vô số ý tưởng cho vật liệu dệt đổi mới được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của lĩnh vực
y tế/bệnh viện.
Trong những năm gần đây enzym đã được sử dụng nhiều trong ngành dệt. Một ưu
điểm khác của sử dụng enzym là chúng thân thiện với môi trường, do chúng dễ dàng
thoái biến sinh học. Bên cạnh đó, enzym không để lại dư lượng hóa chất trên vật liệu đã
gia công và làm thay đổi màu của hàng nhuộm rất ít.
Enzyme là chất xúc tác cho mọi biến đổi vật chất trong công nghệ sinh học. Enzyme
và nhiều hoạt chất sinh học khác là sản phẩm của công nghệ sinh học. Chúng có thể dùng
làm công cụ mới của công nghệ sinh học, hay sử dụng trong các lãnh vực khác .Enzyme
được xem là thuốc thử có tính chuyên hóa cao mà không có enzyme thì các quá trình
công nghệ sinh học không thể tối ưu hóa được.
Trong công nghiệp dệt, chế phẩm amylase được dùng để rũ hồ vải trước khi tẩy trắng
và nhuộm. Amylase có tác dụng làm vải mềm, có khả năng nhúng ướt, tẩy trắng và bắt
màu tôt. Rũ hồ bằng enzyme không những nhanh, không hại vải, độ mao dẫn tốt mà còn
đảm bảo vệ sinh, do đó tăng được năng suất lao động.
Trong sản xuất tơ tằm, người ta dùng protease để làm sạch sợi tơ. Với công đoạn xử
lý bằng enzyme sau khi xử lý bằng dung dịch xà phòng sẽ giúp lụa có tính đàn hồi tốt, bắt
màu đồng đều và dễ trang trí trên lụa.
2. NỘI DUNG
2.1 CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME
2.1.1 Cơ chế xúc tác của enzyme
Mọi vi sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào. Các tế bào luôn luôn tiến hành quá tr.nh
trao đổi chất với môi trường bên ngoài bằng những phản ứng sinh hóa. Các phản ứng xảy
ra luôn luôn được xúc tác bởi các enzyme của tế bào. Như vậy, enzyme đóng vai trò rất
quan trọng trong sinh lý của tế bào. Tác động của enzyme vào các phản ứng sinh hóa
mang 2 ý nghĩa đối với tế bào:
a. Làm giảm năng lượng hoạt hóa phản ứng

Tất cả các phản ứng sinh hóa trong tế bào sinh vật đều được thực hiện trong điều kiện
ôn hòa, trùng với nhiệt độ của cơ thể. Các phản ứng enzyme thường không đổi hỏi nhiệt
độ cao, do đó nó đảm bảo cho mọi hoạt động sinh l. b.nh thường của tế bào. Trong khi
đó, năng lượng chi phí cho những phản ứng hóa học thường rất cao.
Đặc điểm làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng enzyme có . nghĩa rất lớn trong
sinh lý của sinh vật. Đặc điểm này gắn liền với quá tr.nh tiến hóa của sinh vật, nếu nhiệt
độ cơ thể tăng sẽ lảm rối loạn toàn bộ quá tr.nh sinh lý của tế bào. Khi đó cơ thể sẽ
chuyển từ trạng thái sinh lý bình thường sang trạng thái bệnh lý. Cơ thể ở trạng thái bệnh
lý là kết quả của sự rối loạn các phản ứng enzyme. Chính vì thế, việc duy trì trạng thái
sinh lý bình thường của tế bào hay của cơ thể đồng nghĩa với việc duy trì hoạt động hài
hòa của các phản ứng enzyme
b. Enzyme tham gia vào các phản ứng sinh hóa thường làm tăng tốc độ phản ứng
Tốc độ phản ứng tăng sẽ làm tăng mức độ chuyển hóa cơ chất. Như vậy quá trình trao
đổi chất của tế bào sẽ tăng. Kết quả là tế bào sẽ tăng nhanh về số lượng và khối lượng.
Như vậy, enzyme không chỉ đóng vai
trì duy trì trạng thái sinh lý của tế bào mà còn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển
và sinh sản của tế bào, duy trì sự chuyển hóa vật chất trong các chu trình chuyển hóa
trong thiên nhiên. Nhờ có hoạt động của enzyme mà khối lượng cơ chất được chuyển hóa
trong một đơn vị thời gian trong tế bào lớn gấp hàng ngàn lần khối lượng tế bào. Bản chất
của các phản ứng enzyme là khi có sự tham gia xúc tác của các enzyme, các cơ chất sẽ
được hoạt hóa mạnh, từ đó làm thay đổi tính chất hóa học của cơ chất, kết quả sau phản
ứng sẽ tạo ra những sản phẩm của phản ứng. Dưới tác dụng của enzyme, cơ chất có thể
có những thay đổi không chỉ về cấu trúc hóa học, mà c.n thay đổi tính chất hóa học. Quá
tr.nh xúc tác của enzyme xảy ra qua 3 giai đoạn:
Giai đoạn thứ nhất: Enzyme sẽ kết hợp với cơ chất bằng những liên kết yếu, nhờ đó
sẽ tạo ra phức hệ enzyme – cơ chất. Phức hệ này thường không bền. Phản ứng tạo ra
phức hệ enzyme – cơ chất thường xảy ra rất nhanh và đòi hỏi ít năng lượng.
Giai đoạn thứ hai: khi cơ chất tạo phức với enzyme sẽ bị thay đổi cả cấu hình không
gian, cả về mức độ bền vững của các liên kết. Kết quả là các liên kết bị phá vỡ và tạo ra
sản phẩm

Giai đoạn thứ ba: Đây là giai đoạn cuối cùng, sản phẩm quá tr.nh phản ứng được tạo
thành và tách ra khỏi enzyme
Cơ chế xúc tác tổng quát của enzyme: E + S <=> ES => E + P
Trong đó: E – enzyme (enzyme) S – Cơ chất (substrate) P – Sản phẩm (products)
2.1.2 Năng lượng xúc tác
Enzyme tham gia hầu hết các phản ứng sinh hóa trong cơ thể sống. Nhờ hoạt động
xúc tác của enzyme, các tế bào có thể chuyển hóa lượng cơ chất rất lớn. Enzyme sử dụng
nguồn năng lượng nào và sử dụng năng lượng bằng cách nào để tiến hành quá tr.nh xúc
tác mà khả năng xúc tác lại lớn như vậy? Các nhà khoa học đưa ra 2 cách sử dụng năng
lượng liên kết để tiến hành quá trình xúc tác:
Thứ nhất: enzyme sử dụng năng lượng liên kết để làm giảm năng lượng hoạt hóa.
Năng lượng này được giải phóng trong quá tr.nh h.nh thành liên kết yếu trong tương tác
qua lại giữa enzyme và cơ chất.
Thứ hai: enzyme sử dụng năng lượng liên kết tạo phản ứng xúc tác đặc hiệu thông
qua cơ chế sau:
• Giảm entropy: enzyme và cơ chất luôn ở trạng thái chuyển động trong dung dịch
lỏng. Nếu không có năng lượng liên kết, enzyme sẽ rất khó định hướng tác động
lên cơ chất, giữ cơ chất và định hướng phản ứng.
• Làm mất vỏ nước bao quanh: nhờ tương tác yếu giữa enzyme và cơ chất có khả
năng làm giảm toàn bộ liên kết hydrogen tồn tại giữa cơ chất và nước bao quanh
• Năng lượng liên kết do các tương tác yếu tạo ra ở trạng thái chuyển tiếp được sử
dụng làm căng hoặc uốn khúc cơ chất, tạo điều kiện cho enzyme xúc tác phản ứng
dễ dàng
• Năng lượng liên kết tạo ra cấu h.nh không gian của enzyme sao cho phù hợp với
cấu hình không gian của cơ chất.
2.1.3 Sự tạo thành enzyme cơ chất
Brown và Henri là những nhà khoa học đầu tiên đưa ra thuyết “phức hợp trung gian”.
Sau đó, Michaelis và Menten phát triển thêm.
Theo thuyết này, enzyme sẽ kết hợp với cơ chất, tạo ra một phức hợp không gian giữa
enzyme và cơ chất. Do tác dụng của enzyme, cơ chất bị biến đổi mạnh và cuối cùng tạo

ra sản phẩm. Sự tạo thành phức hợp enzyme - cơ chất thường xảy ra rất nhanh và về bản
chất thì phức hợp này hoàn toàn không bền vững. Các tính chất này của phức hợp
enzyme và cơ chất phụ thuộc rất nhiều ở bản chất hóa học của cơ chất
Để tạo thành phức hợp enzyme - cơ chất có đến năm loại liên kết tham gia. Các liên
kết này có đặctính riêng và năng lượng liên kết khác nhau. Các liên kết này bao gồm: liên
kết phối trí, liên kết hydrogen, liên kết ion, liên kết kị nước lực Van der Waals và liên kết
do chuyển dịch điện tích
Enzyme là những phần tử protein có phân tử lượng lớn. Trên bề mặt của phân tử
enzyme tồn tại rất nhiều nhóm hóa học đặc hiệu. Các nhóm chức này đóng vai tr. quan
trọng trong định hướng và giúp cơ chất enzyme tiếp cận với nhau. Khi enzyme và cơ chất
tương tác với nhau thường tạo ra liên kết yếu, tạo ra năng lượng kết hợp . Năng lượng
được tạo ở từng liên kết yếu này thường nhỏ, nhưng có nhiều năng lượng liên kết nên
tổng năng lượng trong phản ứng enzyme là rất lớn.
Enzyme sẽ sử dụng nguồn năng lượng này để làm giảm năng lượng trong phản ứng
enzyme. Năng lượng giảm trong phản ứng enzyme được chuyển qua hệ thống các chất
tham gia phản ứng. Lượng năng lượng giảm trong quá tr.nh hoạt hóa phải bằng lượng
năng lượng các chất tham gia phản ứng nhận được.
Theo ý kiến của các nhà khoa học, đầu tiên cơ chất phải được hoạt hóa để chuyển
sang trạng thái chuyển tiếp tạm thời để tương tác với cơ chất tạo nên phức enzyme – cơ
chất (ES). Sau đó phức hợp này lại được hoạt hóa để chuyển thành trạng thái chuyển tiếp
tạm thời sang phức hợp EP (P là sản phẩm). Sau đó phức hợp EP lại chuyển sang trạng
thái tạm thời khác để tạo thành P và giải phóng E tự do. Năng lượng của sản phẩm sẽ
thấp hơn mức năng lượng của cơ chất ban đầu. Toàn bộ quá tr.nh phản ứng được diễn
giải chính thức như sau
E + S => ES => EP => E + P
Năng lượng cần thiết để làm giảm năng lượng hoạt hóa quá tr.nh xúc tác, đồng thời
cũng tạo ra tính đặc hiệu cho phân tử enzyme. Tính đặc hiệu của enzyme là khả năng
nhận biết, chọn lọc cơ chất để tiến hành các phản ứng riêng theo bản chất từng loại
enzyme.
2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng của enzyme

2.1.4.1 Nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng enzyme. Tốc độ phản ứng enzyme không
phải lúc nào cũng tỷ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng. Tốc độ phản ứng chỉ tăng đến một
giới hạn nhiệt độ nhất định. Vượt quá nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme sẽ giảm đến
mức triệt tiêu.
Người ta thường sử dụng hệ số nhiệt Q10 để biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc
độ phản ứng. Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng enzyme cao nhất được gọi là nhiệt
độ tối ưu. Phần lớn enzyme hoạt động mạnh nhất ở nhiệt độ 40 – 50
0
C. Nhiệt độ tối ưu
của những enzyme khác nhau là hoàn toàn khác nhau. Một số enzyme khác có nhiệt độ
tối ưu ở 60oC, một số khác lại có nhiệt độ tối ưu ở 70
0
C, thậm chí có một số enzyme của
vi khuẩn Bacillus subtilis lại hoạt động mạnh ở 90
0
C
Nếu đưa nhiệt độ cao hơn mức nhiệt độ tối ưu, hoạt tính enzyme sẽ bị giảm. Khi đó
enzyme không có khả năng phục hồi lại hoạt tính.
Ngược lại, ở nhiệt độ 0
0
C enzyme bị hạn chế hoạt động rất mạnh, nhưng khi đưa nhiệt độ
lên từ từ hoạt tính enzyme sẽ tăng dần đều đến mức tối ưu.
Nhiệt độ tối ưu của một enzyme phụ thuộc rất nhiều vào sự có mặt của cơ chất, kim
loại, pH, các chất bảo vệ. Người ta thường sử dụng nhiệt độ để điều khiển hoạt động của
enzyme và tốc độ phản ứng trong chế biến và bảo quản thực phẩm.
2.1.4.2 pH
pH môi trường thường ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, enzyme và đặc biệt
ảnh hưởng đến độ bền của enzyme. Chính v. thế pH có ảnh hưởng rất mạnh đến phản ứng
của enzyme

Nhiều enzyme hoạt động rất mạnh ở pH trung tính. Tuy nhiên cũng có nhiều enzyme
hoạt động ở pH acid yếu. Một số khác lại hoạt động mạnh ở pH kiềm và cả pH acid.
VD: một số protease hoạt động ở pH kiềm (protease kiềm), một số lại hoạt động ở pH
acid (protease acid) và một số protease lại hoạt động ở pH trung tính (protease trung
tính). Người ta thường sử dụng ảnh hưởng của pH để điều h.a phản ứng trong bảo quản,
chế biến lương thực, thực phẩm, trong tuyển chọn giống vi sinh vật…
2.1.4.3 Chất kìm hãm
Các chất kìm hãm hoạt động của enzyme thường là các chất có mặt trong các phản
ứng enzyme, làm giảm hoạt tính của enzyme nhưng lại không bị enzyme làm thay đổi
tính chất hóa học, cấu tạo hóa học và tính chất vật lý của chúng.
Các chất gây kìm hãm hoạt động của các enzyme bao gồm các ion, các phân tử vô cơ,
các chất hữu cơ và cả protein. Các chất kìm hãm có ý nghĩa rất lớn trong điều khiển các
quá trình trao đổi ở tế bào sinh vật. Cơ chế kìm hãm của các chất kìm hãm có thể là thuận
nghịch hoặc không thuận nghịch. Trong trường hợp các chất kìm hãm thuận nghịch, phản
ứng giữa enzyme và chất kìm hãm sẽ nhanh chóng đạt được trạng thái cân bằng.
Các chất kìm hãm kết hợp với enzyme bằng liên kết đồng hóa trị. Theo đó, các chất
kìm hãm gắn rất chặt vào enzyme, tạo thành phức enzyme – chất kìm hãm (EI). Phức hợp
này bị phân rã rất chậm. Tùy thuộc vào bản chất của chất kìm hãm mà người ta chia ra
những chất kìm hãm sau:
Chất kìm hãm cạnh tranh: các chất kìm hãm cạnh là những chất có cấu trúc tương tự
như cấu trúc của cơ chất. Chúng thường là những chất kìm hãm thuận nghịch. Chúng có
khả năng kết hợp với trung tâm hoạt động của enzyme. Khi đó, chúng sẽ chiếm vị trí của
cơ chất trong trung tâm hoạt động. Nếu chất kìm hãm đã chiến được vị trí trong trung tâm
hoạt động thì cơ chất sẽ không còn cơ hội tiếp cận với trung tâm này. Cơ chế loại trừ lẫn
nhau của chất kìm hãm và trung tâm làm giảm số lượng các enzyme kết hợp với cơ chất.
Kết quả là hoạt động của enzyme sẽ giảm. Vì có cấu trúc không gian giống nhau, nên các
chất cạnh tranh và cơ chất đều có xu hướng chiếm vị trí trong trung tâm hoạt động. Vận
tốc phản ứng lúc này phụ thuộc vào 2 yếu tố:
- Phụ thuộc vào nồng độ cơ chất và nồng độ chất canh tranh. Nếu nồng độ cơ chất đủ lớn
sẽ loại trừ được hiện tượng cạnh tranh.

- Phụ thuộc vào ái lực giữa cơ chất và chất cạnh tranh với enzyme
Chất kìm hãm không cạnh tranh:
Nếu như trong cơ chế kìm hãm cạnh tranh, các chất kìm hãm chiếm trung tâm hoạt
động của enzyme thì cơ chế kìm hãm không cạnh tranh, chất kìm hãm không chiếm trung
tâm hoạt động của enzyme mà là ở một vị trí ngoài trung tâm hoạt động của enzyme. Kết
quả sự kết hợp này, chất kìm hãm làm thay đổi cấu trúc không gian của phân tử enzyme
theo chiều hướng bất lợi cho hoạt động xúc tác. Vì thế các chất kìm hãm làm giảm hoạt
động của enzyme.
Khi chất kìm hãm không cạnh tranh kết hợp với enzyme sẽ làm vận tốc phản ứng
enzyme bị giảm mặc dù quá trình này không làm thay đổi ái lực giữa enzyme và cơ chất.
Mức độ kìm hãm của chất kìm hãm không cạnh tranh không phụ thuộc vào tương quan
nồng độ cơ chất và chất kìm hãm. Cơ chất dù có lượng lớn bao nhiêu cũng không loại trừ
được tác dụng k.m h.m của chất kìm hãm. Các chất kìm hãm không cạnh tranh có thể là
các chất sau:
a. Kìm hãm bởi sản phẩm của phản ứng: các sản phẩm của phản ứng có thể đóng vai
trò như chất kìm hãm không cạnh tranh. Nếu như phản ứng xảy ra do chất A và chất B,
có sự tham gia của enzyme để tạo thành sản phẩm P1 và P2 th. enzyme có ái lực với cả
P1, P2 và cả chất A và B. Khi đó sản phẩm P1, P2 được xem là chất k.m h.m không cạnh
tranh
b. Kìm hãm do thừa cơ chất: trong phản ứng enzyme thông thường thì:
E + S <=> ES => E + P
Khi ES được tạo thành rất có thể có một cơ chất gắn với ES tạo thành ESS làm chúng
không thể chuyển hóa tạo tiếp tục được để tạo sản phẩm và giải phóng enzyme tự do.
2.1.4.4 Chất hoạt hóa
Các chất có tác dụng làm tăng hoạt tính của enzyme gọi là các chất hoạt hóa enzyme.
Các chất hoạt hóa enzyme có bản chất hóa học rất khác nhau. Chúng có thể là những
anion, các ion kim loại từ ô thứ 11 đến ô thứ 55 trong bảng hệ thống tuần hoàn, các chất
hữu cơ có cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng ở một nồng độ
nhất định. Vượt quá nồng độ này, chúng sẽ gây ức chế hoạt động của enzyme
Ở nồng độ hoạt hóa, các chất hoạt hóa thường làm nhiệm vụ chuyển nhóm hydrogen hoặc

những chất có khả năng phá vỡ một số liên kết trong phân tử tiền enzyme hoặc các chất
có tác dụng phục hồi các nhóm chức năng trong trung tâm hoạt động của enzyme.
2.2 MỘT SỐ VẬT LIỆU CÓ TÁC DỤNG TRONG NGÀNH DỆT
2.2.1 Tinh bột biến tính
Tinh bột được tách ra từ hạt như ngô và lúa mì, từ rễ và củ như sắn, khoai tây, dong là
những loại tinh bột chính dùng trong công nghiệp.
Các hạt tinh bột là những tinh thể đa hình phụ thuộc vào nguồn gốc xuất xứ trong đó hai
loại polime được sắp xếp đối xứng xuyên tâm. Bên trong hạt tinh bột có phần kết tinh do
amilozơ và phần phân nhánh của amilopectin tạo thành làm cho chúng không tan trong
nước lạnh và tương đối trơ với các enzym thuỷ phân. Dựa trên bản chất những biến đổi
xảy ra trong phân tử tinh bột, Kovalxkaia chia tinh bột biến tính bằng hoá chất thành 2
loại: tinh bột cắt và tinh bột bị thay thế .
2.2.2 Nấm trắng
Việc sử dụng loại nấm thối rữa trắng phân hủy lignin đã thu hút sự quan tâm của các
nhà khoa học do loại sinh vật này có thể phân hủy rất nhiều hợp chất hữu cơ bền vững
chẳng hạn như polycyclic aromatic hydrocarbon, chlorophenol, và các loại thuốc nhuộm
azo, thuốc nhuộm heterocyclic, thuốc nhuộm polymeric khác nhau. Phần lớn các enzym
kết hợp với việc phân hủy lignin là laccaza, lignin peroxidaza và mangan peroxidaza.
Laccaza là các enzyme multicopper mà tạo xúc tác cho quá trình oxy hóa các hợp chất
phenola và phi phenola. Tuy nhiên, chất nền của laccaza có thể được mở rộng bằng việc
sử dụng chất trung gian chẳng hạn như 2, 2-azoinobis-(3-ethylthiazoline-6 sulfonate), 1-
hydroxybenzotriazole. Loại nấm Trametes Modesta đã được sử dụng để sản xuất laccaza
và sử dụng làm khử mầu thuốc nhuộm tổng hợp.
2.2.3 Đường xylose
Các enzym xylanolytic tạo nên nhóm khác. Xylan là phân tử không đồng nhất (thành
phần cơ bản: đường xylose), tạo nên phần lớn nhất trong hemixenlulo thành phần của
thành tế bào thực vật. Vi khuẩn xylanolytic có tiềm năng công nghệ sinh học rất lớn.
2.3 ỨNG DỤNG CỦA NHỮNG VẬT LIỆU ĐÓ
Rất nhiều loại vi khuẩn có thể sống trong các điều kiện môi trường khác nhau và khắc
nghiệt, chẳng hạn như trong môi trường nhiệt độ cao, trong điều kiện môi trường a xít và

kiềm, trong môi trường muối. Các vi khuẩn extremophil sống tại các vùng khắc nghiệt
nhất trên trái đất. Nơi mà các vi khuẩn khác không thể sống được thì người ta vẫn tìm
thấy chúng trong các vùng biển sâu nhất với áp suất trên 100 bar, trong miệng núi lửa có
nhiệt độ trên 100
o
C, trong các vùng băng giá, trong các hồ muối (với nồng độ lên đến
30%) và trong môi trường với giá trị pH cực kỳ khắc nghiệt (pH9). Thành phần tế bào
(các enzym, màng nhầy) của vi khuẩn extremophil được biến đổi để thích nghi một cách
tối ưu trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt và có các đặc tính như bền vững, tính
năng đặc biệt và có tính hoạt động. Những điểm này đã làm các vi khuẩn này rất phù hợp
cho các ứng dụng công nghệ sinh học. Tại trường đại học Tổng hợp công nghệ Hamburg-
Đức, một nghiên cứu tổng thể về vi khuẩn extremophil để phân lập các vi khuẩn
extemophil (ví dụ tinh bột, protein, hemixenlulo) đã được thực hiện để có thể tạo ra các
enzyme phân hủy các polyme sinh học, các ancan, các polyaromatic carbonhydrat (PAK)
cùng với các chất béo và dầu. Trong phần chính của các nghiên cứu này, một nhóm các
enzym có liên quan đến công nghệ sinh học như men phân giải tinh bột amilaza,
xylanaza, proteaza, lipaza và các polymeraza DNA đã được làm giầu và mô tả đặc tính.
2.3.1 Chuyển đổi các polyme tự nhiên bằng các extremozym
Tinh bột là một trong các polyme sinh học quan trọng nhất trên trái đất. Đại phân tử
được tạo nên từ các nhóm gluco, đóng một vai trò nổi bật trong công nghiệp thực phẩm.
Tinh bột biến tính có mặt trong rất nhiều loại thực phẩm. Ví dụ men phân giải tinh bột
amilaza và các enzyme phân nhánh được sử dụng để biến tính tinh bột. Với sự trợ giúp
của các enzym biến tính tinh bột chịu nhiệt, các quá trình xử lý sau cùng cho tinh bột có
thể được thực hiện có ý nghĩa và hiệu quả hơn, ví dụ trong môi trường nhiệt độ cao để cải
thiện tính hòa tan của tính bột. Các enzyme chịu nhiệt và kiềm (hoạt động trong môi
trường pH>8 và 600
o
C) được sử dụng trong các tác nhân giặt và giũ để loại bỏ tích tụ tinh
bột bám dính đồng thời giảm khối lượng chất tẩy rửa. Hồ sợi chỉ dọc để làm hạn chế đứt
chỉ và chẻ sợi chỉ trên khung cửi (tinh bột biến tính thích hợp hơn cho ứng dụng này).

Dùng trong in nhuộm trên vải sợi: làm quánh thuốc nhuộm, tác dụng như là chất mang
màu.
2.3.2 Các enzyme đóng vòng
Xyclodextrin có thể được sản xuất từ tinh bột với sự trợ giúp của các enzym đóng
vòng có tên gọi là xyclodextringlycosyl-transferas(CGTase) từ vi khuẩn Anaerobranc
gottschalkii chịu nhiệt và kiềm được phân lập gần đây. Các chất hoạt động kỵ nước hoặc
các mùi dễ bay hơi có thể được bao trọn trong các viên vi nang xyclodextrin này. Các đặc
tính của xyclodextrins bị thay đổi tùy theo loại hóa chất (chất dẫn xuất). Mục đích của
nhiều nghiên cứu là cố định một dẫn xuất hoạt tính xyclodextrin lên xơ xenlulo hoặc xơ
protein theo dạng một chất kết dính hóa học mới trên xơ. Các phân tử đều có một khoảng
không rất phù hợp cho hấp thu nhiều chất chẳng hạn như mùi. Rất nhiều ứng dụng có khả
năng và có thể nâng cao hiệu quả từ các phức chất này, chẳng hạn như: Tăng tính tan
trong nước; Biến đổi các đặc tính sinh học; Tạo khả năng bền vững đối với tia cực tím,
thoái biến nhiệt, oxy hóa, thoái biến thủy phân; Giảm các mùi khó chịu; Hấp thu các sản
phẩm chống khuẩn.
2.3.3 Các xenlulo từ vi sinh vật extremophil
Xenlulo cũng là một polyme sinh học tạo nên từ các nhóm gluco. Nó là một nguồn
quan trọng trong công nghiệp dệt. Việc sử dụng xenlulaza trong chất tẩy rửa sẽ giúp hồi
phục mầu (chất tẩy rửa cho vải mầu) và cải thiện việc loại bỏ các chất bẩn thực vật.
Xenlulaza còn được sử dụng tất hiệu quả trong mài mòn sinh học (biostoning). Khác với
xenluloaza thông thường được tạo nên từ nấm mesopholic, các enzym thủy phân xenlulo
từ vi khuẩn extremophil có ưu điểm là có thể sử dụng trong môi trường nhiệt độ và độ pH
cao.
2.3.4 Các enzym xylanolytic
Trong những năm vừa qua, xylanaza đặc biệt được sử dụng nhiều để tẩy trắng giấy
bằng enzym. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng việc xử lý giấy bằng enzym là một
phương pháp sinh học và kinh tế thay thế cho quá trình tẩy trắng bằng clo hiện đang được
sử dụng ngày nay. Các enzym mà có thể phá hủy được mầu trên bông rất được quan tâm
trong công nghiệp dệt. Khối lượng của soda và muối cần cho công đoạn tẩy peroxit có
thể được giảm bớt nếu thực hiện tẩy bằng enzym như trên. Hiện nay, có thể sử dụng lại

dung dịch tẩy sau khi tẩy hydro peroxit bằng sử dụng enzyme catalaza sau khi tẩy.
Enzym này phá hủy hydro peroxit còn dư, làm cho có thể sử dụng lại dung dịch tẩy cho
công đoạn hoàn tất khác. Công ty Windel Textil GmbH & Co. (D) đã sử dụng quá trình
làm sạch dung dịch tẩy mà trong đó các phần thừa của chất tẩy được loại bỏ khỏi sản
phẩm dệt, kết quả là giảm được năng lượng, thời gian và các quá trình giặt nhiều nước
với nhiệt độ cao.
Các dự án nghiên cứu tại viện nghiên cứu len Đức (DWI) tại Aachen đã tập trung vào
việc sử dụng enzym trong xử lý len, bao gồm cả việc loại bỏ các tạp thực vật trong len,
tăng độ trắng, cải thiện cảm giác sờ tay, cải thiện khả năng nhuộm bằng cách tăng cường
độ mầu và cho hoàn tất chống co. Vấn đề thu hút sự quan tâm trong thực tiễn là hoàn tất
phòng co của len. Một enzym chưa từng được sử dụng trước đây trong công nghiệp dệt
đã làm biến đổi bề mặt giống như vẩy của xơ len để ngăn ngừa sự dính bết của các xơ.
Ennzym Lanazym cho đến nay mới chỉ được sử dụng trong quá trình nhuộm không liên
tục.
2.3.6 Khử màu của dòng thải nhuộm bằng sử dụng các enzym
Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy laccaza Treametes Modesta có tiềm năng rất lớn
để biến thuốc nhuộm dệt thành các sản phẩm không mầu. Tốc độ laccaza khử mầu thuốc
nhuộm tăng lên cùng với với việc tăng nhiệt độ lên đến một mức nào đó sau đó lại giảm
đi hoặc không xảy ra nếu tiếp tục tăng nhiệt độ. Độ pH tối ưu cho laccaza khử mầu phụ
thuộc vào loại thuốc nhuộm sử dụng. Các loại thuốc nhuộm có cấu trúc khác nhau sẽ bị
khử mầu theo tỷ lệ khác nhau. Từ các kết quả nghiên cứu này có thể kết luận rằng cấu
trúc của thuốc nhuộm cũng như của enzyme có vai trò chính trong việc khử mầu thuốc
nhuộm và rõ ràng có thể sử dụng laccaza từ nấm Trametes Modesta để khử mầu của
thuốc nhuộm, xử lý dòng thải và trị liệu sinh học hoặc như một chất tẩy. Một nghiên cứu
khác được thực hiện bởi E.Abadulla đã cho thấy rằng các loại enzym Pleurotus ostreatus,
Schizophyllum Commune, Sclerodium Rolfsii, Trametes Villosa, Myceliophtora
Thermiphilia khử mầu có hiệu quả trên các loại thuốc nhuộm có cấu trúc khác nhau.
Nghiên cứu này cũng cho thấy rằng tỷ lệ phản ứng phụ thuộc vào cấu trúc của thuốc
nhuộm và enzym. Có thể sử dụng các hệ thống bùn hoạt hóa cũng để xử lý dòng thải
nhuộm. Nhưng vấn đề khó khăn chính của các hệ thống bùn hoạt hóa là không có đủ thời

gian tiếp xúc thực tế giữa vi khuẩn trong hệ thống với chất thải lơ lửng và không tan. Bộ
phận phản ứng sinh học thu hồi vikhuẩn là nơi cần thiết để tăng sự tiếp xúc giữa vi khuẩn
và chất thải mà không đi kèm với việc tạo ra quá nhiều các chất rắn sinh học, bằng cách
sử dụng một loại chất nền rắn nhưng xốp giúp cho phép một lượng lớn hơn các vi khuẩn
tham gia vào việc phân hủy chất thải.
3. KẾT LUẬN
Các ứng dụng tiến bộ công nghệ sinh học nói chung và enzyme nói riêng trong xử lý
dệt đã mở ra một chân trời rộng lớn cho việc sản xuất các sản phẩm dệt nhiều mầu sắc
chất lượng cao và thân thiện với môi trường với sự hợp tác chặt chẽ của ngành sinh học
và các ngành liên quan. Ngày nay, nền công nghiệp dệt lớn mạnh đang hướng tới các ứng
dụng rộng lớn của công nghệ sinh học thân thiện với môi trường và không gây tổn hại
đến mạng lưới lương thực hoặc chu trình sống của các thực thể sống khác. Nhận thức như
vậy đang làm thay đổi dần yêu cầu về các xu hướng thời trang. Một bước phát triển lớn
trong công nghiệp dệt là việc sẵn sàng ứng dụng các công nghệ sinh học này.