Nghiên cứu biểu hiện gen Trehalase tái tổ hợp ở E.coli và xác định các tính chất của enzyme

Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

MỞ ĐẦU
Ngày nay, công nghệ sinh học phân tử đã phát triển nhanh chóng, đạt
được những thành tựu to lớn về lý thuyết và thực tiễn. Sự phát triển không
ngừng của sinh học phân tử giúp cho con người hiểu biết cơ sở khoa học một
số bệnh nan y, tìm ra các loại thuốc giúp cho con người chống lại các bênh tật
và nâng cao sức khỏe đời sống. Thành tựu công nghệ sinh học phân tử ngày
càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp đặc biệt là các
sản phẩm chức năng.
Xã hội ngày càng phát triển nên vấn đề sức khỏe của con người ngày
càng được quan tâm. Do đó các sản phẩm chức năng không ngừng được cải
tiến nâng cao chất lượng. Và khi những thành tựu về y học, hóa sinh học, sinh
lý học và dinh dưỡng học được cải tiến thì những thực phẩm chức năng, thực
phẩm điều trị bệnh được sản xuất nhiều hơn.
Ngày nay, thực phẩm chức năng đang được con người đặc biệt quan
tâm vì đây là những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng và mức năng lượng thấp
nhưng trong đó có chứa rất nhiều tác dụng. Trong nhóm thực phẩm người ta
quan tâm khá nhiều đến đường chức năng. Có rất nhiều loại đường chức năng
như: đường Maltitol, đường Fructooligosaccharide, đường Sorbitol, đường
Trehalose…Trong số đó đường Trehalose là một trong những loại đường có
nhiều công dụng đối với cuộc sống con người, đặc biệt đối với những người
béo phì, những người mắc bệnh tiểu đường, sâu răng,…
Cùng với sự phát triển của đường chức năng, các loại enzyme ứng
dụng trong lĩnh vực này cũng ngày được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng
Trehalase là enzyme được sử dụng để sản xuất Trehalose là nhân tố điều
chỉnh quá trình đông lạnh, ngăn ngừa quá trình kết tinh, cung cấp giá trị dinh
dưỡng. Do vậy nghiên cứu sản xuất Trehalase là enzyme được sử dụng để sản
xuất Trehalose là nhu cầu cần thiết. Đặc biệt trên thị trường Việt Nam hiện

nay chủ yếu nhập chế phẩm này từ nước ngoài nên giá thành tương đối cao.

Khoa Công Nghệ Sinh Học

1

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất enzyme Trehalase không chỉ có ý nghĩa khoa
học mà còn có giá trị kinh tế xã hội.
Từ những lý do trên chúng tôi đã thực hiện đề tài nghiên cứu sau:
“Nghiên cứu biểu hiện gen Trehalase tái tổ hợp ở E.coli và xác định các
tính chất của enzyme”
Mục tiêu của đề tài:
1. Biểu hiện gen Trehalase tái tổ hợp ở E.coli.
2. Tách và tinh chế enzyme.
3. Xác định các đặc tính của enzyme
4. Ứng dụng enzyme để tổng hợp Trehalose.

Khoa Công Nghệ Sinh Học

2

Vũ Thị Hằng - 0604

Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

PHẦN 1:TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I.1 Công nghệ DNA tái tổ hợp
Kỹ thuật di truyền là thuật ngữ chung cho nhiều kỹ thuật cơ bản trong
nghiên cứu di truyền phân tử. Thuật ngữ kỹ thuật gen còn gọi công nghệ gen
hay kỹ thuật gen vấn đề cốt lõi của sinh học hiện đại.
Năm 1983 Rudleg và Sediel: kỹ thuật di truyền là các kỹ thuật dẫn đến
khả năng biến đổi định hướng gen, tần số kiểu gen của một quần thể, hoặc
làm tăng căn bản khả năng sinh sản của một số cá thể để nâng cao vốn gen và
tăng số lượng hợp tử của quần thể. Kỹ thuật gen được bắt đầu năm 1977, bao
gồm các thao tác kỹ thuật trên gen, nhằm điều chỉnh và biến đổi gen hoặc tạo
ra các gen mới từ đó tạo ra các cá thể mới. Kỹ thuật gen bao gồm một số kỹ
thuật cơ bản là kỹ thuật DNA tái tổ hợp, phân lập gen, chuyển ghép gen, dung
hợp gen vi thao tác gen.
DNA tái tổ hợp là DNA được tạo ra từ hai hay nhiều nguồn vật liệu di
truyền khác nhau. Phân tử DNA được gép nối từ các đoạn DNA của các cá thể
khác nhau trong loài, hoặc các loài khác nhau gọi DNA tái tổ hợp.
Nguyên tắc chung của công nghệ DNA tái tổ hợp bao gồm một số bước
sau. Trước hết genome mục tiêu và DNA chuyển tải (vector) được tinh chế và
cắt thành từng đoạn nhờ một loại Enzyme hạn chế. Trong nhiều trường hợp
(đặc biệt đối với sinh vật bậc cao) DNA gen nome được thay thế bằng DNA
tương bù (cDNA) củ mRNA thành thục. DNA này được tổng hợp từ khuôn
RNA thông tin nhờ xúc tác của enzyme sao chép ngược (reverse transcriptase,
rna-dependent DNA-polymerase). DNA vector có thể là một plasmid hoặc
phage (nếu vật mang dòng hóa gen là vi khuẩn), plasmid Ti của vi khuẩn
Agrobacterrium tumefaciens (nếu vật mang dòng hóa gen là tế bào thực vật),

là Vius (retrovirus hoặc andovirus không gây bệnh, nếu vật mang dòng hóa
gen là tế bào động vật). Bước thứ hai là chuyển vận DNA tái tổ hợp vào cơ
thể vật mang, dòng hóa và bước tiếp sau đó là nuôi cấy vật mang, sản xuất
(chiết suất và tinh chế) sản phẩm mục tiêu.

Khoa Công Nghệ Sinh Học

3

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Nhờ được cắt cùng một loại enzyme hạn chế (thường là enzyme đầu
dính) các đoạn DNA mục tiêu và các đoạn DNA vector (chỉ cắt tại một điểm
của mạch vòng xoắn kép) có thể ngẫu nhiên hình thành liên kết hidro tương
bù ở các đầu dính, rồi được ligase hàn gắn các đầu khác. Kết quả trong hỗn
hợp hình thành thể tái tổ hợp của vector với một hoặc một số mảnh DNA của
genome mục tiêu (bên cạnh các sản phẩm không mong muốn như vector tự
khép vòng, các vector tự tái tổ hợp với nhau và các mảnh DNA không tái tổ
hợp hoặc tự tái tổ hợp). Tất cả các sản phẩm trong hỗn hợp đều được trộn đều
với các vật mang tạo dòng, sau đó các vật mang được nuôi cấy trong môi
trường dinh dưỡng có yếu tố chọn lọc (chất kháng sinh đối với vi khuẩn, hóa
chất gây chết đối với các tế bào động vật thực vật). Trong điều kiện đó, chỉ
các tế bào vật mang vector sống sót. Hơn nữa, do plasmid bị enzyme hạn chế
cắt tháo vòng tại một vị trí xác định trong một gen điều khiển một thuộc tính
nhận biết khác, những plasmid đã tái tổ hợp mất khả năng tạo tính trạng đó ở

vật mang (chẳng hạn, mất khả năng tổng hợp Beta-galactosidase), nên chỉ
những vật mang sống sót và không biểu hiện tính trạng đó thì được chọn nuôi
cấy tạo dòng. Bước tiếp theo là chọn những dòng tính trạng của gen mục tiêu
hoặc những dòng gen mục tiêu (nhờ lai phân tử: các phương pháp thử nghiệm
miễn dịch như ELISA, Westerm blot anlysis, Northern blot anlysis hoặc với
các dò DNA hoặc RNA – southern blot anlysis, Norther blot anlysis), hoặc
PCR. Nuôi cấy tạo dòng những cá thể vật mang thỏa mãn các bước thử
nghiệm trên giúp tạo ra dòng thuần các sinh vật mang có thể sản xuất các sản
phẩm mục tiêu.
Thực chất của công nghệ DNA tái tổ hợp là tập hợp nhiều kỹ thuật trên
một gen, cải biến cấu trúc của gen, bộ gen tạo ra các gen mới trong bộ gen.
Công nghệ DNA tái tổ hợp bao gồm các bước cơ bản sau.
-

Tách chiết DNA, RNA (phân lập gen)
Tạo vector tái tổ hợp (bao gồm chuẩn bị vector tách dòng)
Biến nạp vector tái tổ hợp vào tế bào chủ và nhân dòng.
Sàng lọc, theo dõi hoạt động và biểu hiện của gen

Khoa Công Nghệ Sinh Học

4

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Cho đến nay, kỹ thuật di truyền đã đạt được những bước tiến vượt bậc.
Nhiều sản phẩm có ích đã được sản xuất từ các vi sinh vật tái tổ hợp hay vi
sinh vật biến đổi gen (gentically modified organisms – GMO) như giống ngũ
cốc đậu tương, hạt có dầu, bông,… mang gen chống sâu bệnh hoặc kháng
thuốc chống cỏ dại hoặc có chất lượng sản phẩm nâng cao như khoai tây chứa
nhiều Protein, lúa nhiều vitamin A và sắt,… Tạo ra được những vacxin tái tổ
hợp có thể dễ sản xuất (dễ nuôi cấy trên lứa cấy tế bào hay phôi gà) và dễ sử
dụng cho ăn uống, hoặc những động vật tái tổ hợp sản sinh những sản phẩm
hữu ích như thuốc chữa bệnh, thậm chí tạo ra những đàn lợn mang kháng
nguyên người, hy vọng là vật có thể cho tim hoặc nội tạng khác để điều trị
những trường hợp người bệnh cần thay thế nội quan,… Tuy nhiên, kỹ thuật di
truyền cũng đặt loài người vào tình trạng có thể phải đương đầu với những đe
dọa mới liên quan tới sức khỏe của người và sinh thái – môi trường. Chưa thể
chứng minh được tính vô hại của GMO thực phẩm đối với con người, cũng
như chưa phủ nhận khả năng lan truyền gen kháng thuốc (của Plasmid vector)
trong tập đoàn các vi khuẩn tự nhiên của cơ thể (ví dụ trong đường ruột)
người và động vật. Chăm sóc những loại cây trồng đề kháng thuốc diệt cỏ và
thuốc diệt sâu bệnh có thể dẫn đến lạm dụng nông dược và nếu thoái hóa trở
thành cỏ dại thì thực vật kháng thuốc và kháng sâu bệnh sẽ là một nguy cơ
mới đối với nông nghiệp. Tương tự, nguy cơ những sinh vật GMO lấn át sinh
vật tự nhiên sẽ là rất cao và có thể dẫn đến sự tuyệt diệt của nhiều loài sinh
vật hiện có gây hậu quả nghiêm trọng đến môi trường sinh thái…
I.2 Đại cương về vi khuẩn E.coli
Theo Nguyễn Vĩnh Phước (1973); Nguyễn Lân Dũng (1976), trực
khuẩn Escherchia Coli có tên khoa học là Bacterium Coli Comunis bình
thường E.coli cư trú ở phần sau của ruột (ruột già và phần cuối của ruột non),
ít khi có ở dạ dày hay phía trước ruột non của động vật (Nguyễn Vĩnh
Phước,1978). Tỉ lệ E.coli ở kết tràng là 58.3%, trực tràng 55.3%, manh tràng
là 39.3% E.coli xuất hiện và sinh sống ở động vật chỉ vài giờ sau khi sinh và
Khoa Công Nghệ Sinh Học

5

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

tồn tại đến khi con vật chết. Loài ăn tạp và ăn thịt thải nhiều E.coli hơn loài ăn
cỏ. Theo Kefman những chủng E.coli thường gặp về huyết thanh được chia
thành những Serotype riêng. Trong số này một số serotype đóng vai trò quan
trọng trong việc gây bệnh cho người và động vật.
I.2.1 Đặc điểm hình thái
E.coli là loài trực khuẩn hình gậy gắn, hai đầu tròn, có lông, di động
được, không hình thành nha bào, giáp mô, bắt màu Gram âm, thường thẫm ở
hai đầu ở giữa nhạt, kích thước vi khuẩn 2-3 uM x 0.4-0.6 um.Trong cơ thể
gia súc, vi khuẩn có hình cầu, đứng riêng lẻ, đôi khi xếp thành chuỗi ngắn.
I.2.2 Đặc tính nuôi cấy
E.coli là vi khuẩn hiếu khí hay kị khí tùy tiện, dễ nuôi cấy, có thể sinh
trưởng và phát triển thích hợp nhất ở 37 oC, pH thích hợp là 7.2-7.4. Tuy nhiên
chúng vẫn có thể phát triển trong môi trường có pH = 5.5-8.0.
Môi trường nước thịt: E.coli phát triển rất nhanh, môi trường đục đều,
có lắng cặn xuống đáy màu tro nhạt, trên mặt hình thành màng mỏng màu ghi
nhạt dính vào thành ống nghiệm, canh trùng có mùi phân thối.
Môi trường thịt thường: nuôi cấy ở 37oC trong 24h hình thành khuẩn
lạc tròn, ướt hới lối, không trong suốt, màu tro nhạt, đường kính khuẩn lạc
khoảng 2-3mm.
Môi trường Endo: hình thành khuẩn lạc có ánh kim.

Môi trướng SS: trên môi trường này sau 24h nuôi cấy hình thành khuẩn
lạc màu hồng nhạt hoặc màu đỏ cánh sen.
Môi trường EMB: E.coli có khuẩn lạc màu tím đen.
Môi trường Macconkey: E.coli hình thành khuẩn lạc màu đỏ.
Môi trường Billiant –Green–agar: khuẩn lạc của E.coli có dạng S, màu
vàng chanh.

I.2.3.Đặc tính sinh hóa
Khoa Công Nghệ Sinh Học

6

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Các chủng E.coli đều lên men sinh hơi mạnh các loại đường Glucose,
Galactose, Lactose, Mannitol…
E.coli lên men không sinh hơi các loại đường như Saccarose, Ramnose,
Xalixin, Valin, Glyxeron.
Các phản ứng sinh hóa khác:
Phản ứng indol (+), phản ứng VP (=), phản ứng MR (+), phản ứng H2S
(+), hoàn nguyên Nitrat thành Nitrit, Urease (-), Gelatin (-).
I.2.4 Sức đề kháng của E.coli
E.coli bị tiêu diệt ở nhiệt độ 55 oC trong một giờ, 60oC trong 30 phút
(Willon và Miles, 1995), (Nguyễn vĩnh Phước, 1973). Các chất sát trùng như:
Axit phenic, Clorua thủy ngân, Formol có thể tiêu diệt E.coli trong 5 phút.

I.3. Tình hình sản xuất và ứng dụng enzyme trên thế giới và Việt Nam
I.3.1 Tình hình sản xuất và ứng dụng enzyme trên thế giới
Enzyme có vai trò vô cùng quan trọng, không chỉ xúc tác cho các phản
ứng hóa học xảy ra trong hệ thống sống mà sau khi tách khỏi hệ thống sống
chúng vẫn có thể xúc tác cho các phản ứng ngoài tế bào (intro). Bởi vậy, công
nghệ enzyme ngày càng phát triển. Những thành tựu cơ bản về enzyme là cơ
sở để phát triển các nghiên cứu ứng dụng enzyme trong thực tiễn.
Enzyme thường được sử dụng theo hai cách: không tách enzyme ra
khỏi nguyên liệu mà tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của một số enzyme
có sẵn trong nguyên liệu để chúng chuyển hóa các chất có cùng trong nguyên
liệu theo hướng mong muốn. Hoặc tách enzyme ra khỏi nguyên liệu ở dạng
chế phẩm khi cần thiết. Enzyme hoạt động sinh học có thể được tách từ bất kỳ
cơ quan sống nào. Ví dụ enzyme thương mại có thể được sản xuất từ
Acitinoplanes tới Zymomonas. Từ rau chân vịt (spinach) đến nọc độc của rắn.
Do đó có thể tận dụng nguồn nguyên liệu giàu enzyme để tách enzyme, dùng
enzyme để chế biến các loại nguyên liệu khác nhau hoặc sử dụng vào những
mục đích khác nhau. Hàng trăm enzyme thương mại được sản xuất ra, trong
đó hơn một nửa từ nấm mốc và nấm men, quá 1/3 từ vi khuẩn, còn lại 8% từ
Khoa Công Nghệ Sinh Học

7

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

động vật, 4% từ thực vật.

Vi sinh vật là nguồn nguyên liệu tốt nhất của công nghệ enzyme vì
chúng có tốc độ sinh trưởng nhanh trên các môi trường dinh dưỡng không đắt
tiền, không đòi hỏi thiết bị đắt tiền, có thể tự động hóa hoặc điều khiển, năng
suất cao…Hơn nữa, ta có thể chủ động điều khiển quá trình sinh tổng hợp
enzyme, nâng cao hàm lượng enzyme trong tế bào vi sinh vật dễ dàng hơn tế
bào thực vật và động vật.
Hàng năm, hàng trăm tấn chế phẩm enzyme được sản xuất phục vụ cho
ngành công nghiệp và y học. Năm 1980, trên thế giới sản xuất 530 tấn
protease từ vi khuẩn, 350 tấn glucoamylase, 320 tấn  – Amylase, 70 tấn
glucoisomerase, tất cả trị giá 150 triệu USD.
Hiện nay trên thị trường có khoảng 12 hãng sản xuất enzyme chính với
trên 60 nhà cung cấp lớn. Hai hãng sản xuất enzyme lớn nhất hiện nay là
Novo Nordisk (Đan Mạch) và Gist Brocades chiếm 60% lượng enzyme trên
thị trường. Tiếp đó là Mỹ 15%, trong đó 2/3 sử dụng nội địa chủ yếu dùng để
sản xuất cồn và đường nghịch đảo. Năm 1993, trên thị trường Mỹ tiêu thụ 50
triệu USD đối với renin, 27 triệu USD đối với glucoAmylase, 23 triệu USD
đối với glucoisomerase… Khoảng 50 loại enzyme khác nhau được bán trên
thị trường Mỹ. Nhật chiếm 12-15% thị trường tiêu thụ với các sản phẩm đa
dạng. Trung Quốc và Nga là hai thị trường sản xuất chủ yếu để phục vụ
trong nước.
Đến nay người ta đã biết và phân loại khoảng 3500 loại enzyme,
khoảng vài trăm loại được sản xuất trên quy mô công nghiệp chủ yếu là
enzyme Amylase, Protease. Lipase…
- Amylosidase: sản xuất với sản lượng 5 tấn /năm sử dụng để tách Lacid amin khỏi hỗn hợp DL axit amin (250 tấn L axit amin trên năm)
- Amyloglucosidase: sản lượng 1 tấn /năm, sản xuất 3000 tấn glucose từ
tinh bột/năm.
- Glucoisomerase: sử dụng để sản xuất xiroglucose – fructose 42%

Khoa Công Nghệ Sinh Học

8

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

(2.150.000 tấn /năm) và xiroglucose- fructose 55% (1.450.000 tấn/ năm).
Phần lớn enzyme được sử dụng ở mức độ công nghiệp đều thuộc loại
enzyme đơn cấu tử xúc tác cho phản ứng phân hủy. Khoảng 70% chế phẩm là
enzyme thủy phân sử dụng để thủy phân các cơ chất tự nhiên.
Các protease là enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay dùng trong
quá trình đông tụ sữa sản xuất fomat, làm mềm thịt, sản xuất chất tẩy rửa,
thuộc da. Tiếp đến là các enzyme nhóm Hydaratcacbonat như Amylase,
Cellulose, Pectinase… Sử dụng nhiều trong chế biến thực phẩm, thức ăn gia
súc, công nghiệp dệt, công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy.
Trong công nghiệp thực phẩm các chế phẩm enzyme được sử dụng với
4 mục đích chính:
- Điều chỉnh những khiếm khuyết của nguyên liệu. Nguyên liệu của
công nghiệp thực phẩm là các sản phẩm phức tạp có nguồn gốc từ động vật và
thực vật được hình thành qua nhiều giai đoạn tổng hợp sinh học. Do đó, thành
phần nguyên liệu phụ thuộc vào các yếu tố bên trong như giống loài và các
yếu tố bên ngoài như điều kiện canh tác khí hậu. Các yếu tố này có thể làm
thay đổi thành phần nguyên liệu và chuyển hóa nó. Trong trường hợp này các
chế phẩm enzyme được sử dụng một phụ gia lấp đầy những thiếu hụt. Trong
công nghiệp chế biến đường, tinh bột, bánh mỳ, bia… người ta bổ sung
Amylase để bù hoạt lực enzym yếu của nguyên liệu ngũ cốc. Trong sản xuất
fomat, enzyme lipase và protease được sử dụng thay thế các enzyme từ

nguyên liệu sữa bị vô hoạt để thanh trùng.
- Tham gia chuyển hóa, ứng dụng nhiều nhất trong sản xuất bánh
bisque, fomat, nước uống … protease cho phép cải thiện tính lọc của bia và
tính năng ổn định của nó ở nhiệt độ thấp. Amylase, pectinase, hemicellulase
tạo điều kiện cho việc tách chiết và lọc nước quả. Protease trung tính làm
mềm dẻo khung gluten cải thiện độ nở của bột nhào và độ giòn của bisque.
- Tăng giá trị nguyên liệu tự nhiên. Enzyme có thể tham gia vào việc đa
Khoa Công Nghệ Sinh Học

9

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

dạng hóa sản phẩm nhận từ nguyên liệu tự nhiên. Sự phát triển của công nghệ
enzyme đã cho ra đời một loạt các chế phẩm enzyme cho phép tạo ra nhiều
sản phẩm: chất làm đặc, chất thơm, chất tạo ngọt, chất tạo chua… việc cải
thiện đặc tính của enzyme về tính đặc hiệu và tính chịu nhiệt là cơ sở để sản
xuất chế phẩm enzyme mới thích hợp môi trường và đặc hiệu hơn.
- Cải thiện chất lượng sản phẩm: các enzyme sử dụng để loại bỏ các
chất tự nhiên có ảnh hưởng xấu tới tính chất cảm quan của thực phẩm. Chế
phẩm enzyme còn cho phép tạo hương vị, màu sắc sản phẩm như lipase trong
sản xuất fomat, lactase trong sản xuất sữa.
Trong công nghiệp thực phẩm, protease được dùng để làm mềm thịt,
công nghiệp bánh mỳ, enzym dịch vị 9 chủ yếu là chimosin thu được từ dạ dày
bò được sử dụng để sản xuất fomat, papain từ nhựa đu đủ để làm mềm thịt.

Enzyme trong công nghiệp thực phẩm chủ yếu sử dụng để sản xuất
đường tinh bột. Đầu tiên người ta sử dụng hai enzyme - Amylase và Amylase để sản xuất mật từ tinh bột, sản phẩm này chứa dextrin, glucose và
maltose được dùng nhiều trong công nghiệp bánh kẹo. Glucose được sản xuất
nhờ - Amylase và - Amylase, tuy nhiên glucose dùng trong thực phẩm có
nhược điểm độ ngọt thấp chỉ vào khoảng 0.8 lần đường kính vì vậy nó được
dùng chủ yếu cho y dược.
Năm 1970, người ta sản xuất được Fructose và xirogluco – fructose cao
loại đường này có độ ngọt gấp 1.73 lần so với đường kính nhưng giá thành
cao hơn nhiều.
Năm 1998, tổng lượng đường tiêu thụ trên thế giới là 10 triệu tấn thì
riêng Mỹ tiêu thụ 4.2 tấn Fructose (bao gồm cả xirogluco – fructose), Nhật là
800.000 tấn, EU là 2 triệu tấn, Canada 300000 tấn, Đông Âu 200000 tấn, các
nước đang phát triển là 500000 tấn.
Sau công nghiệp thực phẩm các chế phẩm enzyme được sử dụng trong
công nghiệp, nông nghiệp, dược phẩm, y tế, chế biến thức ăn gia súc. Đặc
hiệu việc sử dụng enzyme của các hệ vi sinh vật trong nước thải trong công
Khoa Công Nghệ Sinh Học

10

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

nghiệp xử lý môi trường ngày càng được nghiên cứu khai thác sử dụng.
Trong công nghiệp dệt, việc sử dụng enzyme đã được áp dụng từ những
năm 20 của thế kỷ 20. Enzyme từ nước chiết Malt và Pancrease được sử dụng

để rũ hồ. Năm 1971, sử dụng enzyme Amylase của Bacillus subtilis rũ hồ ở
nhiệt độ cao, rút ngắn thời gian. Enzyme Glucanase, Pectinase, Estrase,
Protese được sử dụng trong quá trình nấu nhằm loại bỏ những thành phần
không phải Cellulose ra ngoài.
Trong công nghiệp thuộc da, hai quá trình sử dụng enzyme là tách lông
và làm mềm da. Người ta sử dụng enzyme collagenase, trypsin, chymotripsin,
cacboxypeptidase tách chất nhờn và phá hủy liên kết trong sợi collagen, nhờ
vậy lông được tách khỏi da và trở nên mềm hơn.
Trong công nghiệp bột giặt và tẩy rửa, các chế phẩm enzyme được sử
dụng là protease, lipase, cellulose, amylase, oxydoreductase tăng vận tốc và
hiệu quả quá trình tẩy rửa. Một số enzyme được bổ xung vào các loại xà
phòng và kem dưỡng da, thuốc đánh răng như bromelin, collagenase, lipase…
các enzyme này có tác dụng tẩy hôi, tẩy các vết bẩn bám trên da khá tốt, đồng
thời làm mịn và tăng độ đàn hồi cho da.
Trong nông nghiệp, enzyme dùng để sản xuất thức ăn cho động vật
nhằm tăng giá trị thức ăn thô, tăng hệ số sử dụng cho thức ăn. Các enzyme sử
dụng với mục đích này là các enzyme thủy phân như amylase, protease, đặc
hiệu là celluloase và hemicelluloase. Chúng thủy phân các chất có phân tử lớn
thành dạng dễ hấp thụ hơn thường làm tăng hiệu quả sử dụng thức ăn.
Điều này có ý nghĩa quan trọng khi chuẩn bị thức ăn cho động vật còn
non vì hệ thống tiêu hóa của chúng chưa thích hợp với việc ăn các loại thức
ăn thô.
Sự phát triển của y học phản ánh sự lớn mạnh của tiềm năng enzyme.
Ngay từ thế kỷ 19 enzyme tụy tạng được sử dụng để chữa bệnh rối loạn tiêu
hóa. Enzyme Tripsin, Chymotripsin sử dụng để làm tiêu viêm, lành vết
thương, vết bỏng, viêm phổi, viêm khí quản. Tripsin chữa bệnh viêm tĩnh
Khoa Công Nghệ Sinh Học

11

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

mạch huyết khối, viêm tụy. Chymotripsin chữa bệnh loét dạ dày tá tràng. Một
số enzyme tiêu hóa được sử dụng để chữa bệnh suy dinh dưỡng ở trẻ em,
người già và người bệnh như Pepsin (từ dạ dày lợn). Ngày nay, một số thuốc
tổng hợp hóa học đã lần lượt được thay thế bằng các quá trình enzyme nhờ
những ưu điểm của nó. Ví dụ việc sản xuất Pinicillin bán tổng hợp nhờ
enzyme penicillin acylase để sản xuất hai dẫn xuất ban đầu 6- APA và 7 –
ADCA, từ đó tổng hợp lên kháng sinh thế hệ II, III, IV, V. Cùng với sự phát
triển của kỹ thuật gen và lai tạo tế bào, người ta đã sản xuất được những chất
mà cơ thể sống chỉ có thể tổng hợp được với lượng cực nhỏ như interferon,
hormone sinh trưởng người, isulin, vaccine… Trong những năm gần đây một
số công trình nói đến việc chữa bệnh của asparaginase…Sự giúp ích của
enzyme học đối với y học hiện nay tuy còn hạn chế nhưng với đà phát triển
mạnh mẽ của ngành khoa học nói chung và phát triển của enzyme học nói
riêng, cùng với sự tiến bộ về kỹ thuật thì nói chung tương lai enzyme sẽ giúp
ích nhiều hơn cho y học đặc biệt trong lĩnh vực phân tử.
Ngoài việc nghiên cứu enzyme trong y học lâm sàng và trong điều trị
học, người ta còn nghiên cứu sự phát triển của enzyme trong cơ thể từ giai
đoạn bào thai cho đến lúc già. Bởi vậy ngày nay enzyme học còn đóng vai trò
quan trọng trong di truyền học phân tử, trong nghiên cứu quá trình tiến hóa
của các giống nòi và trong nhiều lĩnh vực khác.
Ngoài các enzyme thuộc nhóm trên, enzyme khác được sản xuất với
quy mô nhỏ và nhiều enzyme đặc hiệu được dùng để cắt, nối gen trong kỹ
thuật gen, nghiên cứu phân tử protein (endonuclease), sử dụng enzym Urease

để định lượng ure trong nước tiểu…
Cho đến nay, người ta vẫn cho rằng 99% khả năng ứng dụng của enzyme
vẫn ở dạng tiềm năng. Trên cơ sở nghiên cứu cơ bản về cấu trúc phân tử và cơ
chế sinh tổng hợp enzyme đã mở ra triển vọng của ngành enzyme học:
- Tổng hợp enzyme nhân tạo: các chất có hoạt tính tương tự enzyme có
thể tổng hợp bằng con đường nhân tạo thiết kế và tổng hợp các chất gắn rất
Khoa Công Nghệ Sinh Học

12

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

đơn giản xong việc thiết kế trung tâm xúc tác rất khó khăn. Đến nay, một vài
enzyme nhân tạo được sử dụng thành công như acid polyglutamic có hoạt tính
tương tự như estsrase.
- Biến đổi cấu trúc enzyme: áp dụng kỹ thuật di truyền làm biến đổi
định hướng cấu trúc enzyme, biến đổi hoạt tính, hiệu suất… người ta sử dụng
công nghệ protein để cải biến trung tâm hoạt động của enzyme mục đích làm
cho có hoạt tính cao hơn hoặc enzyme có hoạt tính mới.
- Enzyme sử dụng trong phân tích, chuẩn đoán, điều trị.
- Bảo vệ môi trường: sử dụng enzyme để xử lý chất thải, tái tạo vật liệu
hay sử dụng vật liệu tái chế.
I.3.2 Tình hình sản xuất và ứng dụng enzyme ở Việt Nam.
Việc nghiên cứu và ứng dụng enzyme ở Việt Nam chỉ mới được tập
trung chú ý trong vài thập kỷ trở lại đây. Cho đến nay Việt Nam chưa có một

enzyme nào được sản xuất ở quy mô công nghiệp mà mới chỉ dừng lại ở quy
mô nhỏ, phạm vi phòng thí nghiệm của các trường đại học, các viện nghiên
cứu. Enzyme pepsin từ dạ dày bò (Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội),
bromelin từ dứa (Đại Học Quốc Gia Hà Nội), a- amylase glucoase amylase,
protease từ vi sinh vật (viện công nghiệp thực phẩm)
Những chế phẩm enzyme được sử dụng rộng rãi nhất ở nước ta hiện
nay là amylase chủ yếu dùng trong công nghiệp sản xuất rượu bia, đường
glucose, đường nha, công nghiệp dệt…Enzyme phân giải protein (protease)
tăng độ bền ngọt của bia, công nghiệp chất tẩy rửa, nước chấm, y học…
Một số enzyme (chủ yếu nhập từ nước ngoài) được sử dụng rộng rãi
trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm và đa dạng hóa sản phẩm sữa.
Các chế phẩm protease (dùng trong công nghiệp sản xuất nước chấm, chế
biến thịt cá) và prozimabo (y học) là các chế phẩm có nguồn gốc từ thực vật.
Sản lượng chế phẩm enzyme tiêu thụ hàng năm khoảng 100-300
tấn/năm. Tuy nhiên, việc sử dụng enzyme trong các ngành công nghiệp ở
nước ta còn ở dạng tiềm năng, do vậy trong những năm tới khả năng ứng
Khoa Công Nghệ Sinh Học

13

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

dụng của enzyme còn được khai thác và mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác: xử
lý rác thải sinh hoạt và rác công nghiệp, sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em, sản
xuất chế phẩm probiotic, prebiotic…

I.4 Trehalase
I.4.1 Giới thiệu về enzyme Trehalase
Trehalase là enzyme phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Nó được dùng
khá phổ biến trong công nghiệp, y học và nhiều lĩnh vực khác.
Trehalase là một loại enzyme glycoside hydrolase có tác dụng xúc tác
cho quá trình chuyển đổi trehalose thành glucose. Nó được tìm thấy trong hầu
hết các động vật. Trehalose là đường đôi không khử (α-D-glucopyranosyl-1,1α-D-glucopyranoside) là một trong những nguồn carbohydrate quan trọng
nhất xuất hiện trong hầu hết các loại sinh vật, trừ lớp động vật có vú.
Disaccharide được thủy phân vào 2 phân tử glucose bằng enzyme Trehalase.
Có 2 loại Trehalase được tìm thấy trong Saccharomyces cerevisiae (nấm
men), là Trehalase trung tính (NT)và Trehalase axit (AT) được phân loại dựa
vào độ pH của chúng [4]. NT có độ pH là 7.0 trong khi AT là 4.5.
Theo báo cáo mới đây, hơn 90% AT hoạt động trong S. cerevisiae là ngoại
bào và tách ngoại bào Trehalose thành glucose trong môi trường chất bao.
I.4.2 Trehalase trong vi khuẩn
Trehalose được tìm thấy như tích lũy carbonhydrate trong
Pseudomonas, Bacillus, Rhizobium và trong rất nhiều khuẩn tia và là nguyên
nhân của khả năng kháng khuẩn. Hầu hết các enzyme Trehalase tách biệt với
các vi khuẩn có độ pH từ 6.5 đến 7.5.
Enzyme Trehalase của Mycobacterium là một màng protein bị ràng
buộc. Tế bào chất Trehalase của Escherichiacoli K12 được kích thích bở sự
tăng cao trong nồng độ thẩm thấu. Sự thủy phân của Trehalose thành glucose
diễn ra trong bào chất, và sau đó glucose được chuyển vào các tế bào vi
khuẩn. Một tế bào chất Trehalase khác cũng được tìm thấy từ E.coli. Gen mã
hóa tế bào chất Trehalase có tính đồng đẳng cao với Trehalase tế bào chất.
I.4.3 Trehalase trong thực vật
Khoa Công Nghệ Sinh Học

14

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Trong thế giới thực vật, mặc dù Trehalose được tìm thấy từ rất nhiều
loài cây không hoa bao gồm Selaginella lepidophylla và Botrychium lunaria;
đường rất hiếm trong cây có mạch và chỉ được tìm thấy trong quả chín của
các loại thuộc Apiaceae và trong lá cây của thực vật hạt kín có khả năng chịu
khô hạn như Myrothamnus flabellifolius.
Tuy nhiên enzyme Trehalase lại phổ biến trong các loại cây. Điều này
rất khó hiểu vì tuy thiếu cơ chất nhưng Trehalase lại có mặt ở các loại thực vật
bậc cao. Không có sự chứng minh rõ ràng nào về vai trò hoạt động của
Trehalase trong thực vật. Tuy nhiên có nhiều ý kiến cho rằng Trehalases có
thể đóng vai trò trong cơ cấu kháng khuẩn hoặc enzyme có thể đóng vai trò
trong việc giảm lượng Trehalose có nguồn gốc từ vi sinh thực vật
I.4.4 Trehalase trong nấm men
Trong S.cerevisiae có ít nhất 2 enzyme Trehalase khác biệt được tìm
thấy. Một loại được điều hòa bởi cAMP-phụ thuộc phosphorylation. Hoạt
động của loại enzyme này được tìm thấy trong dịch bào tương. Loại enzyme
hoạt động thứ hai được tìm thấy trong các không bào của 12 vi sinh vật tương
ứng. Nồng độ pH của Trehalase dịch bào tương vào khoảng 7.0 do đó nó được
cho vào cùng loại với Trehalase trung tính. Trong khi đó, enzyme Trehalase
không bào được cho rằng có khả năng hoạt động tốt nhất tại độ pH khoảng
4.5 và được coi là Trehalase axit. Hai loại enzyme này mã hóa bởi hai loại gen
khác nhau là NTH1 và ATH1
I.4.5 Thủy phân Trehalose
Một phân tử Trehalose được thủy phân thành 2 phân tử glucose bằng

enzyme Trehalase. Thủy phân enzyme của Trehalose lần đầu tiên được tiến
hành vào năm 1893 tại Aspergillus niger bởi Bourquelot. Fischer đã thấy
được phản ứng này trong S. cerevisiae vào năm 1895. Trehalase (α, αtrehalose-1-C-glucohydrolase, EC 3.2.1.28) đã được tìm thấy trong rất nhiều
sinh vật bao gồm động vật và thực vật. Mặc dù Trehalose không được tìm
thấy trong lớp động vật có vú nhưng enzyme Trehalase có trong màng biên tế
Khoa Công Nghệ Sinh Học

15

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

bào thận và lông nhung của màng ruột. Trong ruột, chức năng của enzyme
này là giúp ruột hấp thụ được Trehalose. Thủy phân Trehalose bằng enzyme
Trehalase là một quá trình sinh lý học quan trọng của nhiều loại sinh vật như
nảy mầm bào tử nấm, côn trùng bay và tăng trưởng lại trong tế bào không
hoạt động tích cực.

I.5. Tổng quan về đường chức năng Trehalose

I.5.1 Trehalose
Trehalose là đường đôi không khử (α-D-glucopyranosyl-1,1-α-Dglucopyranoside)
Trehalose là một đường tự nhiên với chức năng tương tự như đường
Khoa Công Nghệ Sinh Học

16

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

sucrose nhưng ổn định hơn và có vị ngọt nhẹ hơn. Trehalose là đường đa chức
năng, vị ngọt nhẹ của nó (45% sucrose).

Hình 1: Biểu đồ hàm lượng đường trehalose, maltose, glucose, sucrose
Thành phần các chất dinh dưỡng trong đường Trehalose:
Thành phần
Năng lượng
Protein
Carbonhydrate trong đường
Hàm lượng chất béo
Hàm lượng xenluloza
Hàm lượng natri

Giá trị thành phần trong 100g
628kj/150kcal
0g
100g
0g
0g
0g

Bảng 1: Thành phần các chất trong đường Trehalose

Sau đây là bảng hàm lượng Trehalose có trong một số thực phẩm và
lượng mà chúng ta phải hấp thụ mỗi ngày mà chúng tôi đã thống kê được:

Loại thực phẩm
Nước ép hoa quả và rau
Kem
Mứt kẹo

Khoa Công Nghệ Sinh Học

Hàm lượng đường

Lượng thực phẩm tiêu

Trehalose (%)
10
10-20
7-20

thụ mỗi ngày (g/ngày)
16
4.8
10

17

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Lớp phủ kem trên bánh

5

0.1

ngọt
Thóc, gạo
Các sản phẩm từ bột mỳ
Bánh quy, bánh ngọt
Sản phẩm từ cá
Hỗn hợp khác

2
2
5-10
10
10-20

19
14
40
0.3
1.8

Bảng 2: Hàm lượng Trehalose và lượng thực phẩm tiêu thụ mỗi ngày
Cấu tạo Trehalose:

Hình 2: Công thức cấu tạo của trehalose

Khoa Công Nghệ Sinh Học

18

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Hình 3: Sơ đồ phản ứng enzyme
I.5.2 Ảnh hưởng của Trehalose lên cơ thể sống
I.5.2.1 Ảnh hưởng của Trehalose đến sự chuyển hóa hydratcacbon
Trehalose không hoặc rất ít bị thủy phân bởi hệ enzyme đường ruột nên
khi ăn lượng đường hòa tan trong máu không bị biến động. Trong gan, hoạt
lực của enzyme trên tăng lên nếu chỉ ăn sacaroza nhưng sẽ được bình thường
hóa bởi sự cung ứng Trehalose. Như vậy, Trehalose có vai trò khá tích cực
trong việc phòng và chữa bệnh tiểu đường xét về góc độ bệnh lý liên quan đến
sự gia tăng của lipoprotein trong máu. Vì thế Trehalose hiện nay được dùng
nhiều như một chất thấp năng lượng đặc biệt dành cho các đối tượng bị bệnh
tiểu đường.
Từ kết quả của một nghiên cứu khác cho thấy, đối với những người
mắc bệnh tiểu đường, nếu mỗi ngày mỗi người ăn 8g trehalose, lượng đường
trong máu sẽ giảm nhanh trong 14 ngày.
I.5.2.2 Vai trò thúc đẩy quá trình hấp thụ canxi của Trehalose
Nhiều nghiên cứu cho thấy, sử dụng Trehalose có thể tăng cường sự

hấp thụ canxi của tế bào. Nhờ đặc tính này, Trehalose có thể giúp cho con
người phòng chống các bệnh về chuyển hóa và bệnh loãng xương.
Khoa Công Nghệ Sinh Học

19

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Quá trình thúc đẩy hấp thụ canxi của Trehalose xảy ra trong ruột già.
Cơ chế thúc đẩy trên chưa được xác định rõ ràng nhưng các tác giả đều có
một kết luận chung là do ba yếu tố sau:
+ Đường Trehalose trong ruột già được các vi sinh vật sinh axit lên
men, làm giảm pH của môi trường, dẫn đến sự tái hòa tan của các muối canxi
+ Trong ruột già các vi khuẩn Bifidobacterium lên men mạnh khi môi
trường có chứa Trehalose sinh ra các axit mạch ngắn, các axit này khuếch tán
vào tế bào biểu bì thành ruột, từ đó thúc đẩy sự hấp thụ canxi.
+ Sự dịch chuyển Trehalose trong ruột già sẽ kéo theo sự dịch chuyển
của hợp chất canxi – protein, nhờ đó canxi được tiếp xúc nhiều hơn với các tế
bào thành ruột, tạo điều kiện tốt cho sự hấp thu vào máu. Ngoài canxi,
Trehalose đồng thời còn thúc đẩy sự hấp thụ cả magie. Điều này thúc đẩy quá
trình phát triển xương, tăng cường hàm lượng canxi trong xương.
I.5.2.3 Ảnh hưởng của Trehalose đến hệ vi sinh vật trong khoang miệng
Bệnh sâu răng chủ yếu là do vi khuẩn streptococci đột biến và các liên
cầu khuẩn gây nên. Các vi sinh vật có rất nhiều trong khoang miệng của
người và động vật. Khi đưa thức ăn vào chúng sẽ lựa chọn thành phần dinh

dưỡng thích hợp dễ lên men, phát triển và gây bệnh. Vì thế nếu trong thành
phần thức ăn của ta không chứa hoặc ít chứa chất thích hợp cho quá trình dinh
dưỡng của loại vi sinh vật trên sẽ có thể ngăn ngừa được bệnh. Để xét ảnh
hưởng của Trehalose đến bệnh sâu răng người ta đã tiến hành thí nghiệm trên
cơ thể chuột. Kết quả cho thấy nhóm chuột thí nghiệm (ăn đường Trehalose)
bị sâu răng ít hơn nhiều so với nhóm chuột đối chứng (ăn Saccaroza)
Các thí nghiệm nuôi cấy vi sinh vật phân lập từ khoang miệng lên môi
trường Trehalose đã chứng tỏ cơ chế và khả năng phòng bệnh sâu răng của
nó. Đó là do Trehalose không phải là môi trường thích hợp cho các vi sinh vật
trên phát triển.
Ngoài ra Trehalose còn có khả năng chữa bệnh sâu răng. Vì thế ngày
nay trên thế giới người ta còn dùng Trehalose thay thế cho đường kính trong
Khoa Công Nghệ Sinh Học

20

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

thành phần ăn hoặc trong chế biến bánh kẹo, đặc biệt là bánh kẹo cho trẻ em
để phòng bệnh sâu răng.
I.5.2.4 Tính kháng khuẩn của Trehalose
Như chúng ta đã biết probiotic là những chế phẩm chứa nhiều vi sinh
vật có lợi như lactobacillus và bifidobacteria. Các vi sinh vật này có khả năng
kháng khuẩn gây bệnh đi ngoài. Hiện nay các chế phẩm probiotic bán trên thị
trường thường chứa nhiều đường Trehalose, bởi đường Trehalose có tác dụng

là cơ chất tốt cho sự phát triển của các vi sinh vật có lợi. Chính sự có mặt và
đóng góp vai trò tích cực trên người ta đã nói rằng đường Trehalose có khả
năng kháng khuẩn (antibiotic)
I.5.2.5 Tính an toàn của Trehalose
Để khẳng định tính an toàn của Trehalose đối với cơ thể sống đã có
nhiều nghiên cứu về tế bào và gen của động thực vật ăn Trehalose. Các
nghiên cứu này chủ yếu tập trung để trả lời các câu hỏi là khi động vật sử
dụng Trehalose có ảnh hưởng đến khả năng kháng khuẩn của tế bào hay
không? Có gây ra đột biến về gen dẫn đến sự tổng hợp AND bất quy tắc hay
không? Tất cả các nghiên cứu đã cho kết luận là Trehalose không gây độc hai
đến tế bào chủ thể.

Khoa Công Nghệ Sinh Học

21

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

I.6. Ứng dụng của Trehalose
Một số sản phẩm đường Trehalose :

Khoa Công Nghệ Sinh Học

22

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Hình 4: Một số loại thực phẩm chứa trehalose
Phụ thuộc vào độ tinh khiết Trehalose thương phẩm chủ yếu có hai loại
là Trehalose có độ tinh khiết 45% và Trehalose có độ tinh khiết cao hơn 70%.
Với độ tinh khiết 45% thường được dùng trực tiếp như một loại thực phẩm
hoặc như một loại chất ngọt bổ sung trong chế biến các loại thực phẩm khác.
Còn đường có độ tinh khiết cao hơn 70% thường dùng cho các đối tượng mắc
bệnh, các đối tượng ăn kiêng. Ngoài ra đường tinh khiết 100% dùng trong
việc phân tích hóa học.
Đường Trehalose có nhiều đặc tính sinh học đáng quý, có hương vị và
tính chất hóa lý tương tự đường kính nên được sử dụng thay thế đường kính
trong sản xuất các loại thực phẩm chứa đường như kẹo, bánh và bột dinh
dưỡng trẻ em.v.v… Sản phẩm sau khi cải tiến này sẽ có giá trị cao về mặt
dinh dưỡng cũng như chức năng phòng ngừa bệnh tật đồng thời hương vị
cũng được cải tiến rất nhiều.
Trên thế giới việc sử dụng đường Trehalose trong sản xuất các mặt
hàng chức năng như sữa, bánh kẹo, thức ăn cho người bệnh.v.v… Các sản
phẩm được bổ sung đầu tiên là bánh quy, sữa chua. Ngày nay đã được dùng
cho các sản phẩm đồ uống.
Khoa Công Nghệ Sinh Học

23

Vũ Thị Hằng - 0604

Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

Ngoài ra, Trehalose còn được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
Đường có độ tinh khiết thấp có thể làm chất bổ sung trong môi trường nuôi
cấy một số vi khuẩn, loại có hàm lượng trung bình dùng cho người ăn trực
tiếp hoặc bổ sung vào thực phẩm còn loại tinh khiết dùng trong kỹ thuật
phân tích.
Trehalose cũng được sử dụng như một loại dược phẩm dùng nhiều cho
các đối tượng người già, trẻ em và người bệnh trong thời kỳ phục hồi sức
khỏe để tăng cường hoạt động tiêu hóa, giúp cho các đối tượng trên nhuận
tràng ăn tốt.
Trehalose có tính hòa tan cao

Hình 5: Tính hòa tan của Trehalose và Sucrose
I.7 Tình hình nghiên cứu và sản xuất Trehalose trên thế giới
Trehalose có thể thu nhận được bằng cách chiết suất chúng từ các loại
cây quả, hoặc bằng các phương pháp hóa học, hóa lý, hóa sinh. Nhưng cho tới
nay phương pháp được coi là có hiệu quả và có khả năng công nghiệp hóa
nhất là phương pháp công nghệ sinh học.
Thông thường Trehalose được sản xuất theo phương pháp liên tục và
không liên tục. Trong phương pháp sản xuất liên tục công nghệ cố định

Khoa Công Nghệ Sinh Học

24

Vũ Thị Hằng - 0604


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại Học Mở

enzyme hoặc cố định tế bào được sử dụng, còn đối với phương thức sản xuất
không liên tục thì sử dụng enzyme đã chiết tách. Giải pháp cố định enzyme và
cố định tế bào trong sản xuất Trehalose cho hiệu quả cao hơn vì sản xuất liên
tục tiêu hao năng lượng ít, nhà xưởng nhỏ… nhưng tính ổn định kém và cần
máy móc thiết bị hiện đại, nhà xưởng tiêu chuẩn. Tuy vậy, đây lại là phương
pháp có khả năng công nghiệp hóa cao và được tập trung nghiên cứu nhiều ở
các nước có nền công nghiệp phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc. Trung
Quốc, Pháp, Mỹ,…
I.8. Tình hình nghiên cứu và sản xuất Trehalose ở Việt Nam
Công nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng nói chung và công nghiệp
sản xuất đường Trehalose nói riêng đang được phát triển mạnh trên thế giới.
Cùng với xu hướng phát triển chung của toàn cầu. Ở Việt Nam lĩnh vực này
cũng đang được chú ý rất nhiều do nhu cầu thị trường ngày càng cấp bách.
Ngoài viện Công nghiệp thực phẩm ra một số trường và các viện khác
như trường đại học Bách Khoa Hà Nội, trường đại học Nông Nghiệp, Viện đại
học Mở Hà Nội, viện nghiên cứu thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh cũng bắt
đầu có những nghiên cứu thăm dò trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất loại
đường chức năng này. Tuy nhiên các nghiên cứu mới chỉ ở quy mô phòng thí
nghiệm.

Khoa Công Nghệ Sinh Học

25

Vũ Thị Hằng - 0604