Bằng các dẫn chứng cụ thể , hãy chứng minh vai trò quan trọng của enzyme trong xử lý môi trường

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
BỘ MÔN LỌC-HÓA DẦU

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
ĐỀ TÀI : “Bằng các dẫn chứng cụ thể , hãy chứng minh vai trò
quan trọng của enzyme trong xử lý môi trường”
GVHD
SVTH
LỚP

:
:
:

TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
LỌC HÓA DẦU A K53

Hà Nội , 10/2012

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
1


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

Mục lục

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
2


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
LỜI NÓI ĐẦU
Ô nhiễm môi trường là vấn đề cấp thiết và thu hút sự quan tâm của rất nhiều cá
nhân, tổ chức cũng như nhiều quốc gia trên thế giới. Các công nghệ xử lý rác thải
được sử dụng hiện nay đều vấp phải các vấn đề môi trường về lâu dài. Trong khi đó xử
lý ô nhiễm môi trường bằng biện pháp sinh học, đặc biệt là việc ứng dụng công nghệ
Enzyme trong xử lý rác thải đang là một công nghệ đem lại hiệu quả cao, ít tốn kém
và bền vững.
Với mục đích tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng công nghệ Enzyme trong xử lý môi
trường em đã chọn đề tài tiểu luận : “Bằng các dẫn chứng cụ thể , hãy chứng minh
vai trò quan trọng của enzyme trong xử lý môi trường”.Bài tiểu luận bao gồm 2
phần chính :
Phần 1 : Tổng quan về ô nhiễm môi trường
Phần 2 : Vai trò quan trọng của enzyme trong xử lý môi trường
Em xin chân thành cám ơn cô Tống Thị Thanh Hương –người đã trực tiếp
giảng dạy môn học “Công nghệ sinh học đại cương” đã hướng dẫn nhiệt tình để em
hoàn thành bài tiểu luận này .Do kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế còn nhiều
hạn chế nên chắc chắn đồ án sẽ còn nhiều thiếu sót. Vì vậy em rất mong được sự nhận
xét cũng như sự đóng góp quý báu của cô và các bạn đọc để đồ án được hoàn thiện
hơn nữa.
Hà Nội, Ngày 6/10/2012

Sinh viên : Nguyễn Trọng Hưởng

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
3


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
1.1.Khái niệm

Ô nhiễm môi trường là tình trạng môi trường bị ô nhiễm bởi các chất hóa
học, sinh học... gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các cơ thể sống khác. Ô
nhiễm môi trường xảy ra là do con người và cách quản lý của con người.
1.2.Thực trạng ô nhiễm chính ở Việt Nam
1.2.1.Ô nhiễm không khí
Việc xả khói chứa bụi và các chất hóa học vào bầu không khí. Ví dụ về các khí
độc là carbon monoxide, sulfur dioxide, các chất chlorofluorocarbon (CFCs), và
nitrogen oxide là chất thải của công nghiệp và xe cộ. Ozone quang hóa và khói lẫn
sương (smog) được tạo ra khi các ôxít nitơ phản ứng với ánh sáng mặt trời.

Hình 1 : Ô nhiễm không khí
1.2.2.Ô nhiễm đất
Xảy ra khi đất bị nhiễm các chất hóa học độc hại (hàm lượng vượt quá giới hạn
thông thường ) do các hoạt động chủ động của con người như khai thác khoáng sản,
sản xuất công nghiệp, sử dụng phân bón hóa học hoặc thuốc trừ sâu quá nhiều,.... Phổ
biến nhất trong các loại chất ô nhiễm đất là hydrocarbon, kim loại nặng, thuốc diệt cỏ,

thuốc trừ sâu, và chlorinated hydrocarbon

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
4


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

Hình 2:Ô nhiễm đất
1.2.3.Ô nhiễm nước
Xảy ra khi nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác công nghiệp, các
chất ô nhiễm trên mặt đất, rồi thấm xuống nước ngầm.

Hình 3 : Cá chết do ô nhiễm nước
1.2.4.Ô nhiễm phóng xạ

Ô nhiễm phóng xạ là việc chất phóng xạ nằm trên các bề mặt, hoặc trong
chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí (kể cả cơ thể con người), nơi mà sự hiện diện
của chúng là ngoài ý muốn hoặc không mong muốn, hoặc quá trình gia tăng sự
hiện diện của các chất phóng xạ ở những nơi như vậy

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
5

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

Hình 4 : Ô nhiễm phóng xạ
1.2.5.Ô nhiễm tiếng ồn

Bao gồm tiếng ồn do xe cộ, máy bay, tiếng ồn công nghiệp

Hình 5 : Ô nhiễm tiếng ồn

1.2.6. Ô nhiễm sóng
Do các loại sóng như sóng điện thoại, truyền hình... tồn tại với mật độ lớn.

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
6


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

Hình 6 : Ô nhiễm sóng
1.2.7.Ô nhiễm ánh sáng
Hiện nay con người đã sử dụng các thiết bị chiếu sáng một cách lãng phí
ảnh hưởng lớn tới môi trường như ảnh hưởng tới quá trình phát triển của động
thực vật

Hình 7 : Ô nhiễm ánh sáng
1.3.Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường sức khỏe con người

Ô nhiễm môi trường gây tác hại tới đời sống con người và các sinh vật khác,
tạo điều kiện cho nhiều loài vi sinh vật gây bệnh phát triển. Ô nhiễm môi trường
còn góp phần làm suy thoái các hệ sinh thái, môi trường sống của con người và
sinh vật.

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
7


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

Hình 8 : Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường tới sức khỏe con người

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
8


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

PHẦN II : VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA ENZYM TRONG XỬ
LÝ MÔI TRƯỜNG
2.1 Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ enzyme
Công nghệ enzym protein gắn liền với việc nghiên cứu cấu trúc và chức năng

của protein, enzym. Hiểu biết về cấu trúc tính chất và chức năng của enzym protein sẽ
là cơ sở cho việc ứng dụng của chúng trong nghiên cứu và ứng dụng .
Phát triển các phương pháp phân tích định tính, định lượng protein, enzym cũng
như các sản phẩm của quá trình chuyển hóa enzym sẽ làm cơ sở cho việc sản xuất các
chế phẩm
2.2. Các enzyme trong xử lí môi trường
2.2.1. Enzyme Oxidoreductase
2.2.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11
a. Enzyme Catalase (ký hiệu EC 1.11.1.6):

-Xúc tác phản ứng đặc hiệu phân huỷ H2O2.
-Có thể phân huỷ formaldehyde, formic acid và alcohol - là những chất độc hại với
môi trường, được thải ra trong nước thải của các nhà máy chế biến sữa, pho mát hoặc
các nhà máy dệt, sợi.
b. Peroxidase củ cải ngựa (Horseradish peroxidase -HRP) có ký hiệu EC 1.11.1.7

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
9


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

-Tác động như catalase, xúc tác phản ứng đặc hiệu.
-HRP có thể xúc tác phản ứng oxy hoá các hợp chất thơm độc bao gồm phenol,
biphenol, aniline, benzidine, các hợp chất thơm dị vòng như hydroxyquinoline và
arylamine carcinogen như benzidine và naphthylamine => Sản phẩm phản ứng được
polyme hoá hình thành các chất kết tủa có thể dễ dàng loại bỏ khỏi nước thải nhờ quá

trình lắng đọng hoặc lọc
-HRP đặc biệt phù hợp với xử lý nước thải bởi nó giữ nguyên hoạt tính ở phạm vi pH
và nhiệt độ rộng.
c. Chloride peroxidase (ký hiệu EC 1.11.1.10)

-Xúc tác phản ứng đặc hiệu.

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
10


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
-Chloroperoxidase từ nấm Caldariomyces fumago có khả năng oxy hoá một vài hợp
chất của phenol, xúc tác các phản ứng vận chuyển oxy như phản ứng oxy hoá ethanol
thành acetaldehyde hoặc oxy hoá khử các ion clorua.
d. Các enzyme phân giải lignin (phân lớp EC.1.11)
Gồm các enzyme có hoạt tính rất mạnh là Manganese peroxidase EC 1.11.1.13
(MnP) và Lignin peroxidase EC 1.11.1.14 (LiP).Enzyme MnP:

-Sản xuất từ Phanerochaete chrysosporium
-Xúc tác phản ứng đặc hiệu phân huỷ H 2O2, phản ứng oxy hoá một vài loại phenol đơn
vòng và sắc tố vòng, những phản ứng này phụ thuộc vào sự có mặt của Mg2+và đệm.
T-rên thực tế, MnP xúc tác phản ứng oxy hoá khử Mn(II) thành Mn(III) khi có mặt
ligand làm bền vững Mn(III) => tạo thành phức hợp Mn(III) sau khi xảy ra phản ứng
oxi hoá khử các chất hữu cơ
Enzyme LiP:
Là một phần của hệ thống enzyme ngoại bào của nấm mục trắng

Phanerochaete chrysosporium.
Gây khoáng hoá nhiều loại hợp chất thơm khó xử lý và oxy hoá một số lượng
lớn các hợp chất phenol và hợp chất thơm đa vòng.
LiP cố định trên chất mang xốp ceramic hoặc trên màng silicon, nó có thể sử
dụng để xử lý các rác thải nguy hiểm khó phá hủy.
2.2.1.2. Các oxidase thuộc các lớp oxidase EC.1.1
L-galactonolactone oxidase (EC 1.1.3.24)

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
11


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

Có ý nghĩa đối với việc xử lý ô nhiễm môi trường.
Enzyme này xúc tác phản ứng đặc hiệu là phản ứng oxi hóa L-galactono-1,4-lactone
thành L-ascorbate.
L-galactonolactone oxidase từ nấm men Candida norvegensis có thể được dùng để
biến galactose từ quá trình thủy phân lactose trong dịch sữa chua thành axit Lascorbic. Enzyme này đã được thử nghiệm xử lý nước thải của nhà máy chế biến sữa.
2.2.1.3. Một số enzyme phân lớp khác: Polyphenol oxidase
Gồm hai phân họ: tyrosinase và laccase. Hoạt tính của cả hai họ đều cần sự có
mặt của oxy phân tử nhưng không cần có mặt các coenzyme.
-Tyrosinase EC 1.14.18.1:
Còn gọi là polyphenol oxydase hay phenolase hay catecholase.

Xúc tác cho hai phản ứng liên tiếp:
GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG

LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
12


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Phản ứng thứ nhất : phản ứng thuỷ phân monophenol nhờ oxy phân tử thành các odiphenol.
Phản ứng thứ hai: phản ứng dehydrogen hoá các o-diphenol nhờ oxy thành các oquinon. Các quinon thường không bền và bị polime hoá không cần enzyme thu được
các hợp chất không tan trong nước và dễ dàng bị loại bỏ nhờ quá trình kết tủa đơn
giản.
Tyrosinase cố định trên chitosan cho kết quả xử lý hợp chất phenol rất hiệu quả (loại
bỏ phenol 100%)
-Laccase (EC 1.10.3.2)

Là một enzyme kim loại xúc tác cho phản ứng oxy hoá hydroquinone thành
benzoquinone.
Trong trung tâm hoạt động của enzyme này có ion Cu 2+ tham gia.
Dùng laccase cố định trên chất mang để xử lý các thuốc nhuộm anthraquinonic làm
giảm tới 80% độ độc của các thuốc nhuộm này
2.2.1.4.Ứng dụng kết hợp một số enzyme để phân giải lignin
-Ứng dụng kết hợp Peroxidase và laccase:
Trong công nghệ sản xuất giấy: Peroxidase và laccase có tác dụng tích cực
trong việc xử lý dịch lỏng được tạo ra trong quá trình tẩy trắng (chứa các sản phẩm bị
chlorin hoá độc có khả năng gây đột biến gây nguy hiểm đối với môi trường).
-Ứng dụng kết hợp laccase với manganese peroxidae:
Laccase kết hợp với manganese peroxidase từ nấm trắng Dichomitus squalens
cố định dùng để phân giải lignin cho hiệu quả đáng kể.
GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
13


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Người ta đã sử dụng hai enzyme này cố định trên màng siêu lọc polysulphone
để loại bỏ các hydrocarbon vòng thơm trong nước ô nhiễm bởi dầu mỏ.
-Ứng dụng kết hợp laccase với manganese peroxidae:
Laccase kết hợp với manganese peroxidase từ nấm trắng Dichomitus squalens
sử dụng để phân giải lignin. Khi laccase kết hợp với manganese peroxidase cố định
dùng để phân giải lignin cho hiệu quả đáng kể. Người ta đã sử dụng hai enzyme này cố
định trên màng siêu lọc polysulphone để loại bỏ các hydrocarbon vòng thơm trong
nước ô nhiễm bởi dầu mỏ
2.2.2.Enzyme Hydrolase
2.2.2.1. Các enzyme thủy phân amylose
Các Amylase là các enzyme đường hoá, có khả năng phân huỷ amylose và
amylopectin, glycogen và các polysaccharit tương tự giải phóng glucose.

Mỗi enzyme có một chức năng phân biệt:
+ α-amylase, β-amylase tác động liên kết α(1-4) amylose của tinh bột
+ α-amylase cắt tinh bột thành dextrin
+ β-amylase cắt tinh bột hoặc dextrin thành maltose.Maltase cắt liên kết α(1- 4) của
maltose tạo thành glucose.
+ α(1-6)-gluosidase cắt liên kết phân nhánh α(1-6) của amylopectin để tạo thành các
đoạn amylose.
Các enzyme này có ý nghĩa quan trọng trong việc phân hủy phế thải chứa các
nguồn tinh bột từ các làng nghề làm bún, bánh đa, chế biến nông sản ngô khoai, sắn ...

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG

LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
14


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Từ các phế thải lương thực này, nhờ các amylase có thể dùng để sản xuất
alcohol.
Cũng nhờ các enzyme đường hoá α-amylase và glucoamylase, từ các phế thải lương
thực chứa tinh bột của các dây chuyền quy trình chế biến thức ăn có thể sản xuất màng
bao gói có tính chất phân huỷ quang học và sinh học
Ứng dụng trong sản xuất màng bao gói
2.2.2.2. Các enzyme phân huỷ cellulose
Có khả năng thủy phân chất thải chứa cellulose, chuyển hoá các hợp chất kiểu
lignocellulose và cellulose trong rác thải tạo nguồn năng lượng thông qua các sản
phẩm đường, ethanol, khí sinh học hay các các sản phẩm giầu năng lượng khác.

VD: từ các chất thải nhà máy giấy như các sản phẩm từ bột giấy và giấy có thể thu
nguồn năng lượng như ethanol.
Trong cấu trúc của cellulose chủ yếu là liên kết β-(1-4) glucosit. Để phá huỷ hoàn toàn
cấu trúc của polysaccharide cần có các Cellulase với những tác động đặc trưng và
riêng biệt.
2.2.2.3. Các enzyme thủy phân pectin
Pectin là heterosaccharide của thành tế bào thực vật, có cấu tạo mạch dài tạo
bởi các đơn vị monosaccharide, gồm các liên kết (1,4)-α-D-galacturonic acid và các
methyl ester.Pectin tồn tại trong rác thải, khó phân huỷ

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
15


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

=> Phải tìm được các chủng vi sinh thích hợp để giải quyết vấn đề này.
Trên cơ sở lựa chọn 100.000 gen khác nhau của nấm Aspergillus japonicus,
người ta đã tách được các enzyme phân giải pectin như Pectinase, Pectinesterase.
Gần đây, nhiều nấm khác cũng được khảo nghiệm khả năng phân huỷ tốt pectin như:
Euglena gracilis, Ceriporiopsis subvermispora, A. fumigatus, Sitophilus oryzae, A.
niger, Clostridium thermosulfurogenes, C. thermosaccharolyticum Sitophilus oryzae.

2.2.2.4. Các enzyme thuỷ phân protein

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
16


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Protease thuộc nhóm enzyme thủy phân protein được sử dụng rộng rãi.
Protease thủy phân các protein không tan thông qua nhiều bước: ban đầu chúng
được hấp thụ lên các chất rắn, cắt các chuỗi polypeptit tạo thành các liên kết
lỏng trên bề mặt. Sau đó, quá trình hoà tan những phần rắn xảy ra với tốc độ chậm
hơn phụ thuộc vào sự khuếch tán enzyme lên bề mặt cơ chất và tạo ra những
phần nhỏ.

Protease ngoại bào được tiết ra từ Bacillus polymyxa, B. megaterium, Pseudomonas
marinoglutinosa và Aeromonas hydrophila có thể cố định trong canxi alginat để
thực hiện các phản ứng liên tục thu được sản lượng cao trong các phản ứng thủy phân
thịt cá

2.2.2.5. Các enzyme phá huỷ hợp chất chứa halogen
Có 2 loại haloalkane dehalogenase và haloacid dehalogenase.
Rất nhiều enzyme có vai trò trong việc khử chlo như:
+ 4-chlorobenzoate dehalogenase
+ 4-chlorobenzoyl-CoA dehalogenase
+ atrazine chlorohydrolase
+ 2-haloacid dehalogenase
+ 2-haloacid dehalogenase
VD: Atrazine là một chất độc diệt cỏ (herbicid) hầu như hoàn toàn không tan trong
nước (33mg/lít), nồng độ cho phép trong nước là 0,2 mg/lít.
Một số chủng vi sinh như Pseudomonas sp. strain ADP có khả năng chuyển
hoá atrazine, tiết ra Atrazine chlorohydrolase xúc tác phản ứng chuyển hoá
atrazine.

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
17


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

=> Bằng phản ứng Atrazine chlorohydrolase, atrazine độc, không tan có thể chuyển
hoá các sản phẩm tan được và không độc

2.2.3. Các lớp enzyme khác
2.2.3.1. Enzyme tham gia vào quá trình khử độc các kim loại nặng.
Khử ô nhiễm arsen
Trong cuộc sống, con người tiếp xúc với arsen qua không khí, nước uống và
thức ăn.
Lượng arsen đi vào cơ thể hàng ngày cỡ 20-300mg với khoảng 25% là arsen
vô cơ (rất độc), phần còn lại là arsen hữu cơ.
Trên thế giới, nguồn nước ngầm có chứa arsen trên 50mg/L được phát hiện
ở nhiều nước như Achentina, Mehicô, Myanma, Việt Nam, v.v...
Việc xử lý nhiễm độc arsen bằng phương pháp hoá học rất khó khăn. Phương
pháp enzyme có thể khắc phục được những khó khăn
Nguyên tắc chung của phương pháp enzyme:

VD: Arsenate reductase (arsenite oxidase) từ chủng Alcaligenes faecalis, xúc
tác cho phản ứng chuyển hoá Arsenite (hoá trị III) rất độc thành Arsenate (hoá trị
V) ít độc hơn.
Arsenate reductase (donor) (còn gọi là glutaredoxin), từ chủng
Chrysiogenes arsenatis xúc tác phản ứng chuyển hoá Arsenite dạng vô cơ sang
dạng hữu cơ.

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
18


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
2.2.3.2. Enzyme tham gia vào xử lý các chất có hoạt tính bề mặt
Các tác nhân có hoạt tính bề mặt hay hoạt động bề mặt là các chất hữu cơ,

đó là các phân tử có tính phân cực mạnh và là thành phần cơ bản của chất
tẩy.
Các chất có hoạt tính bề mặt có thể gây ra sự ô nhiễm nghiêm trọng khi ở
nồng độ cao.
Alkylsulfatase từ Pseudomonas C12B, P. putida hoặc từ P. aeruginosa có thể
làm giảm hiệu suất các chất có hoạt tính bề mặt xuống tới nồng độ 750 mg dm-3
Enzyme này đặc hiệu với các gốc alkyl sulfate, và có thể phá huỷ hoàn toàn
gốc alkyl sulfate, alkyl ethoxy sulfate hoặc aryl sulfonate trong các chất có hoạt
tính bề mặt.
Tuy nhiên, trên thực tế, enzyme này không thể tấn công các alkane
sulfonate.

2.2.3.3. Enzyme xử lý chất thải xyanua
Mỗi năm có khoảng 3 triệu tấn xyanua được sử dụng trên toàn thế giới vào
các mục đích công nghiệp khác nhau như các sản phẩm hoá học trung gian, tổng
hợp tơ sợi, cao su và dược liệu cũng như các mỏ quặng và mạ kim
Ngoài ra, nhiều loài thực vật, vi sinh vật và côn trùng cũng có khả năng
thải ra HCN cùng với các enzyme thủy phân.
Xyanua sẽ ức chế quá trình trao đổi chất, có thể gây chết người và các
sinh vật khác.
=> Loại bỏ chúng trước khi thải ra môi trường.
Cyanide hydratase hay formamide hydrolyase là một enzyme có khả năng
chuyển hoá cyanide trong nước thải công nghiệp thành amoniac và formate thông qua
một bước phản ứng.
GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
19

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Cyanide hydratase được phân lập từ một vài loại nấm như Gloeocercospora
sprrghi, Stemphylium loti.
Một số vi khuẩn Gram (-) như Alcaligenes denitrificans cũng tiết ra
cyanidase có ái lực độ bền cao và có khả năng loại xyanua ở nồng độ rất thấp.

Hoạt tính của cyanidase không bị ảnh hưởng bởi các ion thông thường có
mặt trong nước thải (Fe2+, Zn2+ và Ni2+), hay bởi các chất hữu cơ như acatat,
formamide, acetamide và acetonitrile.
pH tối ưu trong khoảng 7.8-8.3 và mất hoạt tính hoàn toàn, không phục hồi khi
pH cao hơn 8.3
Một số thông tin mới
-Chế phẩm enzyme pectinase được sản xuất từ chủng nấm mốc Aspergillus niger trên
môi trường có chứa chất cảm ứng bột cà rốt sau 48 giờ đạt hoạt độ cao nhất
30,01(UI/g). Phân tích chế phẩm enzyme bằng phương pháp lọc gel sử dụng cột Bio
Gel P 30 thu được một peak có hoạt độ pectinase và với tốc độ chảy qua cột 15ml/giờ
có khả năng phân tách tạp chất tốt hơn ở tốc độ 30 ml/giờ.
-Sử dụng vi sinh vật ăn dầu: Alcanivorax Borkumensis
Alcanivorax Borkumensis là tên một loài vi khuẩn chuyên sống trong những vùng
nước bị nhiễm dầu. Sinh vật biển nhỏ bé này hầu như không được tìm thấy trong các
vùng nước sạch, nhưng lại có mặt ở dòng thủy triều đen nhỏ nhất. Việc trao đổi của nó
dựa vào các hydrocarbon là nguồn cung cấp duy nhất carbon và năng lượng.
-Sử dụng chế phẩm NatureClean-33 trong xử lý nước thải:
+NatureClean-33: Chế phẩm gồm 58 chủng vi khuẩn khác nhau.
+ NatureClean-33 với khả năng phân hủy các chất khó khăn như phenol, chất tẩy rửa,
cồn, hydrocarbon, ligno-cellulose, dung môi hữu cơ, dược phẩm và mở rộng một loạt
GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
20


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
các hợp chất thơm và béo. Trong số các chủng đó của chế phẩm có các chủng có khả
năng sống trong phổ PH rộng. Một số có khả năng phát triểm trong điều kiện hảo khí
hay hiếu khí. Như vậy chế phẩm có khả năng xử lý nước thải trong các điều kiện khác
nhau.
+ Chế phẩm bao gồm các loài vi khuẩn sản xuất hiệu quả cao tại enzym thủy phân để
xúc tác thủy phân dầu mỡ, dầu, chất béo, (lipases) protein (protease) tinh bột
(amylases) và cellulose và ligno-cellulose (cellulase).
-Làm sạch khí than bằng enzyme trong máu
Một loại enzyme có trong máu người có thể sẽ là chìa khóa để giải quyết bài toán
tách khí CO2 từ các lò than. Carbozyme một công ty có trụ sở ở New Jersey tuyên bố
đang mô phỏng loại enzyme này. Nếu thành công phương pháp mới sẽ có giá thành rẻ
gấp 3 các phương pháp truyền thống.
Carbonic Anhydrase tên loại enzyme có trong máu người liên tục chuyển hóa khí
CO2 đồng thời với quá trình hít thở của con người. Trước tiên khí CO2 sẽ được bơm
vào máu và bị các enzyme chuyển hóa thành gốc HCO3 vốn dễ dàng vận chuyển hơn
cho máu. Khi khối khí tới phổi vẫn loại enzyme này sẽ tái tạo lại CO2 và khí CO2 sẽ
bị đẩy ra ngoài. Carbonic Anhydrase làm việc rất hiệu quả có thể chuyển hóa khoảng
gần 1kg CO2 một ngày.
-Bằng việc bắt chước nguyên lí hoạt động của loại enzyme nói trên các kĩ sư từ
Carbozyme đã có thể “tóm” và tách riêng CO2 từ hỗn hợp có nhiều khí khác nhau
giống như khí thải từ các lò than đốt. Khí CO2 tách riêng thường được tống xuống
lòng đất giữa các lớp đá ba-zan cùng các loại khí nhà kính khác và thành công của
Carbozyme sẽ làm giảm đáng kể chi phí cho quá trình này. Ngoài ra việc sử dụng
enzyme tổng hợp cũng tránh được các hóa chất độc hại thường gặp trong các phương
pháp tách CO2 khác.

-"Những enzyme và các vi khuẩn có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa từ
gỗ thành đường trong cơ thể của mối”
Quá trình được bắt đầu khi những hạt gỗ, giống như mùn cưa, được chuyển vào ruột
của mối. Tại đây, mối sẽ tiết ra các xúc tác protein (Enzyme). Sau đó, gỗ sẽ được
chuyển tới phần ruột cuối. Ở quá trình này, những hạt gỗ sẽ được chuyển hóa thành
đường nhờ tác tác động của của một loại vi khuẩn có cấu tạo như những Enzyme do
mối sinh ra.
"Những enzyme và các vi khuẩn có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa
GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
21


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
từ gỗ thành đường trong cơ thể của mối”, tiến sĩ Scharf nói. “Rõ ràng, những vi khuẩn
trong ruột mối không phải là những kẻ sống ký sinh. Chúng đóng vai trò là các đối tác
quan trọng trong quá trình chuyển hóa này”.

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
22


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

KẾT LUẬN

Công nghệ Enzyme là một trong các ngành công nghệ quan trọng trong bảo vệ
môi trường. Áp dụng công nghệ Enzyme trong xử lý ô nhiễm môi trường không tạo ra
các sản phẩm phụ ảnh hưởng đến môi trường.
Nhìn chung việc nghiên cứu và ứng công nghệ Enzyme trong công tác bảo vệ
môi trường ở Việt Nam đã được hình thành và phát triển và đã góp phần cải thiện môi
trường.
Tuy nhiên công nghệ Enzyme là một ngành khoa học thực nghiệm và lại là một ngành
công nghệ cao, do đó đòi hỏi mức đầu tư tương xứng để bắt kịp với trình độ công nghệ
của thế giới.

GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
23


TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1
2
3
4
5
6

Trần Xuân Ngạch (2007), Công nghệ enzym, Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.
Lương Đức Phẩm (2004), Công nghệ vi sinh vật, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
Lê Xuân Phương (2001), Vi sinh vật công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội.

Ứng dụng Công nghệ sinh học trong bảo vệ môi trường Tăng Thị Chính
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 24 (2008) 23-27
Website:
/> /> />
GVHD.TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
LHDAK53

SVTH.NGUYỄN TRỌNG HƯỞNG
24